ЧАСТЬ Ⅱ: Реакция почек на сердечную недостаточность, вызванную химиотерапией

Контакт:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

ЧАСТЬ Ⅱ: Реакция почек на сердечную недостаточность, вызванную химиотерапией: анализ мРНК у нормотензивных и трансгенных гипертензивных крыс Ren-2

Шарка Йихова, Ольга Гаври и др.

Абстрактный:Цель настоящего исследования состояла в том, чтобы выполнитьпочкаанализ матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) у нормотензивных крыс Hannover Sprague-Dawley (HanSD) и гипертензивных крыс, трансгенных Ren-2 ренина (TGR) после индуцированной доксорубицином сердечной недостаточности (HF), с особым акцентом на гены, которые участие в патофизиологии кардиоренального синдрома, связанного с СН. Мы обнаружили, что у обоих штаммов экспрессия мРНК ренина и ангиотензинпревращающего фермента повышалась, что указывает на активацию сосудосуживающей оси ренин-ангиотензиновой системы. Мы обнаружили, что экспрессия мРНК пре-проэндотелина-1, эндотелинпревращающего фермента типа 1 и рецептора эндотелина типа А повышалась у крыс HanSD, но не у TGR, что предполагает активацию системы эндотелина у крыс HanSD, но не в ТГР. Мы обнаружили, что экспрессия мРНК цитохрома P-450 подсемейства 2C23 была снижена у крыс TGR, а не у крыс HanSD, что свидетельствует о дефиците внутрипочечного цитохрома P450-зависимого пути метаболизма арахидоновой кислоты при TGR. Эти результаты должны стать основой для будущих исследований по оценке патофизиологии кардиоренального синдрома, вторичного по отношению к СН, вызванной химиотерапией, с целью потенциальной разработки новых терапевтических подходов.

Ключевые слова: сердечная недостаточность, вызванная химиотерапией; доксорубицин; гипертония;почка; ренин-ангиотензин-альдостероновая система; эндотелиновая система; цитохром Р-450; почечная адренергическая система

ЦистанхетрубчатыйпредотвращаетБолезнь почек, нажмите здесь, чтобы получить образец

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ЧАСТЬ Ⅰ

3. Обсуждение

Первый важный набор данных относится к экспрессии маркеров мРНК ЛЖ, которые, как известно, участвуют в развитии и прогрессировании ремоделирования сердца при СНнФВ [37-39], чтобы подтвердить, что впоследствии полученныепочкаДанные об экспрессии мРНК связаны с кардиоренальным синдромом при СНнФВ, индуцированной химиотерапией. Мы обнаружили, что через две недели после последней инъекции ДОКС у нормотензивных крыс HanSD, а также гипертензивных TGR было выявлено заметное повышение экспрессии LV Nppa, известного маркера миокардиального стресса [37-39]. Гипертоническая TGR также показала повышенную экспрессию актина, мРНК скелетных мышц в LV, хорошо известного маркера дедифференцировки кардиомиоцитов при сердечно-сосудистых заболеваниях 40]. Кроме того, гипертензивный TGR также продемонстрировал снижение экспрессии мРНК LV 1-адренорецепторов после лечения DOX, что является важным открытием, поскольку подавление 1-адренорецепторов является типичным маркером HFnEF [37,38]. Экспрессия маркеров в ЛЖ, ответственных за сократительную функцию, таких как MYH6, SERCA, фосфоламбан и др., не изменялась при лечении ДОКС. Эти данные об экспрессии мРНК согласуются со знаниями о молекулярных механизмах, лежащих в основе развития и прогрессирования ремоделирования сердца при СНнФВ [37-39]. Кроме того, мы обнаружили, что введение DOX увеличивает экспрессию мРНК интерлейкина-6 LV, что является типичным ответом на лечение DOX [25,28]. Однако экспрессия генов маркеров фиброза миокарда ЛЖ, таких как TGF-, коллаген 1 типа I и коллаген 1 типа ⅢI, не повышалась, что свидетельствует о том, что процесс выраженного фиброза миокарда еще не инициирован.

В совокупности, основываясь на этих данных, связанных с экспрессией мРНК ЛЖ, мы можем подтвердить, что модель СНнФВ, индуцированной химиотерапией при введении ДОКС, выявляет типичные характеристики активации молекулярных механизмов для СНнФВ [37-39], предполагая, что данные мРНК почек также должны быть представительным.

Второй и самый важный набор результатов настоящего исследования касаетсяпочкаЭкспрессия мРНК избранных маркеров нейрогормональной системы, потому что, даже если термин «кардиоренальный синдром» является упрощением, поскольку он охватывает широкий спектр заболеваний, затрагивающих сердце и почки J7,36], нет никаких сомнений в том, что взаимодействие между сердцем ипочкаимеет решающее значение в патофизиологии прогрессирования СНнФВ [5,6,11,12,41]. Более того, компенсаторная активация нейрогормональных систем в ответ на первичный инсульт при СНнФВ сначала полезна, поскольку помогает поддерживать стабильную гемодинамику, но в долгосрочной перспективе она критически способствует прогрессированию СНнФВ. Такая длительная нейрогормональная активация, особенно в почках, в настоящее время считается крайне вредной, и поэтому СН остается опасным для жизни нейрогормональным заболеванием [5,7,8,42-44], и, насколько нам известно, на модели СНнФВ, индуцированной химиотерапией, он еще не изучался.

Цистанхе трубчатая против пустыннойо последствияхпочка

3.1.Система РААС

Через две недели после последней инъекции ДОКС у нормотензивных крыс HanSD, а также гипертензивных крыс TGR наблюдалось заметное увеличение экспрессии почечного ренина и гена ACE и снижение экспрессии гена рецептора AT1. Эти результаты хорошо согласуются с нашими недавними результатами, показывающими, что у крыс HanSD и TGR внутрипочечные концентрации ANG II заметно повышаются после лечения DOX [35]. Это подтверждает представление о том, что в почках животных с СНнФВ, индуцированной химиотерапией, сосудосуживающая ось РААС заметно активируется как на уровне ренина, так и на уровне АПФ [45,46]. Доказательства неадекватной активации основной (вазоконстрикторной) оси РААС подтверждаются сниженной экспрессией гена рецептора AT1: это согласуется с физиологическим эффектом отрицательной обратной связи повышенных уровней ANG II на экспрессию рецептора AT1 [45,46]. С другой стороны, лечение DOX не изменило экспрессию почечного гена ACE2, гена, кодирующего критически важный фермент сосудорасширяющей оси РААС [47], как у крыс HanSD, так и у TGR. Кроме того, лечение DOX привело к существенному снижению экспрессии почечных генов AT2 и Mas рецепторов у крыс HanSD и не изменило их экспрессию в TGR. Поскольку активация генов рецепторов AT и Mas лежит в основе контррегуляторной вазодилататорной оси РААС [47], наши результаты показывают, что лечение DOX не активировало эту ось у TGR и даже подавляло ее у крыс HanSD. Это может показаться странным, учитывая наши недавние результаты, показывающие, что внутрипочечные концентрации ANG 1-7, который считается наиболее важным пептидом контррегуляторной оси РААС [47], были заметно повышены у крыс HanSD по мере того, как а также в ТГР после введения ДОКС [35]. Однако новые данные показывают более сложное взаимодействие между сосудосуживающей и сосудорасширяющей осями РААС в том, что ANG1-7 может противодействовать ANGII с помощью механизмов, отличных от тех, которые опосредованы рецепторами Mas [47]. Таким образом, первый предварительный вывод заключается в том, что через две недели после прекращения лечения ДОКС у крыс HanSD, а также у крыс TGR наблюдается выраженная внутрипочечная активация сосудосуживающей оси РААС на уровне мРНК. Контррегуляторная ось РААС не активируется должным образом или даже неадекватно подавляется (опять же, исследуется на уровне мРНК).

3.2. Система ЕТ

Мы показали, что нелеченый TGR имеет заметно более высокую экспрессию почечного пре-про-эндотелина-1, ECE-1 и рецептора ETA по сравнению с необработанными крысами HanSD, что указывает на то, что ось удержания сосудосуживающих средств/натрия ET система внутрипочечно активирована у крыс TGR по сравнению с крысами HanSD. Эти результаты на уровне мРНК согласуются с нашими предыдущими биохимическими данными, показывающими, что гетерозиготные гипертензивные TGR (в отличие от крыс HanSD с нормальным давлением) имеют более высокие концентрации эндотелина -1 в почках (ET-1)[{{6} }]. Эти результаты подтверждают мнение о том, что неадекватно активированная система ET способствует патофизиологии гипертонии и, в частности, развитию связанного с гипертензией повреждения органов-мишеней при TGR [49-51]. Кроме того, наши результаты показывают, что через две недели после последней инъекции DOX у нормотензивных крыс HanSD наблюдалась заметная активация почечной системы ET на уровне мРНК, о чем свидетельствует значительное увеличение пре-про-эндотелина-1, ECE{ {13}} и экспрессия гена рецептора ETA. Это хорошо согласуется с сообщениями о том, что почечная система ЭТ при СН активируется и считается долгосрочным неадекватным ответом [48,52]. Примечательно, что лечение DOX не активировало систему ET почек при TGR и даже подавляло экспрессию рецептора ET. Несоответствующая реакция у крыс HanSD и TGR неясна и подтверждает мнение о том, что патофизиология СНнФВ, вызванной химиотерапией, может различаться у нормотензивных и гипертензивных субъектов, особенно когда гипертония сопровождается первоначальной неадекватной активацией РААС. Следовательно, второй предварительный вывод заключается в том, что через две недели после прекращения лечения ДОКС у крыс HanSD наблюдается значительная внутрипочечная активация системы ЭТ на уровне мРНК, чего не происходит при ТГР.

цистанхе траваМожнолечить заболевание почекулучшатьфункция почек

3.3. CYP-производные метаболиты арахидоновой кислоты (АК)

Наши результаты показали, что у необработанных TGR экспрессия гена CYP2C23 в почках выше, чем у необработанных крыс HanSD, а лечение DOX снижало ее у TGR, но не у крыс HanSD. CYP2C23 является основным ферментом, ответственным за внутрипочечное образование эпоксиэйкозатриеновых кислот (EET) посредством CYP-зависимого эпоксигеназного пути метаболизма АК [53,54]. EET проявляют прямое сосудорасширяющее действие, а также ингибируют почечный канальцевый транспорт натрия. Предполагается, что в почках они действуют как защитная система, противодействующая повышенной внутрипочечной активности РААС [55]. Настоящее открытие о том, что TGR увеличивает экспрессию гена CYP2C23 в почках, согласуется с нашими предыдущими выводами о том, что экспрессия белка в почках CYP2C23 у TGR была выше, чем у крыс HanSD [56,57]. В совокупности данные свидетельствуют о том, что в контрольных условиях почечная активность EET при TGR повышена или нормальная и что внутрипочечный дефицит, вызванный DOX, вероятно, является следствием повышенного превращения EET в биологически почти неактивные дигидрокси-йикозатриеновые кислоты (DHETE). ) с помощью растворимого эпоксида, фермента, ответственного за быстрое превращение EET в DHETES[53-57l. Кроме того, в нашем предыдущем исследовании с использованием модели ACF-индуцированной HF мы обнаружили, что ACF TGR имеет нормальную экспрессию почечного белка CYP2C23 и что дефицит биологически активных EET по сравнению со здоровым TGR, опять же, не является результатом сниженного образования а скорее более быстрой деградации. Напротив, наши настоящие результаты предполагают, что в TGR с DOX-индуцированной HFrEF мы были связаны со снижением образования EET в почках, о чем свидетельствует глубокое падение экспрессии гена CYP2C23 в почках. Почечный CYP4A1l является основным ферментом, ответственным за образование гидроксиэйкозатриеновых кислот [в основном 20-гидроксиэйкозатриеновой кислоты (20-HETE)] через CYP-зависимый w-гидроксилазный путь метаболизма АК. 20-Считается, что HETE участвует в патофизиологии связанного с гипертензией поражения органов-мишеней, патологической гипертрофии сердца и, в частности, в прогрессировании СН [58–59]. Наши настоящие результаты и предыдущие результаты в ACF TGR [56] не поддерживают эту точку зрения и предполагают, что изменения в CYP-зависимом пути w-гидроксилазы метаболизма АК не вносят важного вклада в высокоэффективную HF с объемной перегрузкой или в химиотерапию. -индуцированная СНнФВ после введения ДОКС.

Таким образом, четвертый предварительный вывод заключается в том, что через две недели после прекращения лечения ДОКС у крыс HanSD не наблюдается каких-либо изменений в CYP-зависимом эпоксигеназном или CYP-зависимом w-гидроксилазном пути метаболизма АК. Напротив, наши данные свидетельствуют о том, что лечение DOX вызывало подавление CYP-зависимого эпоксигеназного пути метаболизма АК в TGR.

3.4. Адренергическая система

Мы показали, что у необработанных TGR экспрессия гена адренергического рецептора 1b в почках была существенно выше по сравнению с необработанными крысами HanSD. Поскольку активация этих рецепторов стимулирует реабсорбцию натрия в почечных канальцах [60, 61], усиление почечной симпатической нервной системы (RSNA) может способствовать патофизиологии гипертензии при TGR в дополнение к роли гиперактивности RAAS. Это хорошо согласуется с нашими новейшими данными, показывающими, что почечная денервация (удаление как афферентных, так и эфферентных почечных нервов) значительно снижает артериальное давление у крыс TGR, но не у крыс HanSD [12], хотя уровни почечного норадреналина (NE) у TGR не были повышены. . Однако особый интерес представляют наши результаты после лечения DOX, особенно у крыс HanSD. С одной стороны, лечение DOX заметно увеличивало экспрессию генов адренергических рецепторов почек lb у крыс HanSD по сравнению с их необработанными аналогами. Это предполагает опосредованное RSNA увеличение канальцевой реабсорбции натрия у крыс HanSD, хотя в нашем недавнем исследовании мы обнаружили, что внутрипочечные уровни NE не были повышены [35]. С другой стороны, лечение DOX у крыс HanSD приводило к значительному снижению экспрессии генов адренергических рецепторов почки 2 (всех подтипов). Примечательно, что активация этих рецепторов может вызвать гибель клеток почечных канальцев, воспаление почек и инициировать почечный фиброз, что в конечном итоге приводит к хроническим заболеваниям почек [62]. Таким образом, подавление рецепторов почки 2 следует рассматривать как соответствующую компенсаторную реакцию. Аналогичным образом, лечение DOX подавляло экспрессию гена почечного адренергического рецептора 1 у крыс HanSD. Поскольку известно, что их активация отвечает за повышенную секрецию ренина юкстагломерулярными зернистыми клетками [45, 46, 60], такой ответ следует рассматривать как соответствующий и противодействовать действию повышенных внутрипочечных уровней ANGII, о которых сообщалось на этом этапе в нашем предыдущем исследовании. [35]. Представляет интерес наш вывод о том, что лечение DOX отчетливо снижает экспрессию гена адренергического рецептора ß2 в почках у крыс HanSD. Однако мы не можем предложить здесь потенциальное физиологическое и/или патофизиологическое значение, потому что, несмотря на десятилетия исследований, их роль в регуляции почечной функции до конца не выяснена. Было высказано предположение, что 2-адренорецепторы также играют роль в регуляции секреции ренина, что пресинаптические β2-рецепторы могут способствовать высвобождению норадреналина и что они также участвуют в модуляции продукции почечного эритропоэтина. Однако такие соответствующие роли не были однозначно определены [60-63]. Учитывая сложное взаимодействие почечных адренорецепторов в контроле тонуса внутрипочечных сосудов, функции клубочков и канальцев и/или секреции гормонов, критически важно оценить роль всех типов адренорецепторов. При сходных реакциях всех типов и подтипов адренорецепторов можно сделать некоторые общие предположения о состоянии адренергической системы почек в конкретных ситуациях. В отличие от крыс HanSD, лечение DOX не изменяет экспрессию почечных генов каких-либо типов почечных адренергических рецепторов в TGR.

В целом, несмотря на то, что через две недели после прекращения лечения DOX у крыс HanSD наблюдалось подавление экспрессии почечного гена 2 и адренергических рецепторов, сохраняющаяся экспрессия la и особенно повышенная экспрессия lb, а также повышенные циркулирующие и нормальные внутрипочечные концентрации NE [35] предполагают что RSNA выше, чем у нелеченых крыс HanSD. Поддерживаемая экспрессия почечных генов всех адренергических рецепторов также указывает на то, что после лечения TGR DOX уровень RSNA неадекватно высок.

3.5. Потенциальные клинические последствия и ограничения исследования

Важно признать, что прямой перевод настоящих экспериментальных результатов в клиническую практику пока невозможен, и наше исследование выявило несколько ограничений. Первый набор ограничений, как правило, связан со всеми экспериментальными моделями in vivo сердечно-сосудистой токсичности, связанной с терапией рака, как точно описано в новейшем научном заявлении Американской кардиологической ассоциации [32]. Большинство исследований проводится на здоровых животных, тогда как сердечно-сосудистая токсичность, связанная с терапией рака, последующее развитие кардиомиопатии и, наконец, СН, вызванная химиотерапией, представляет собой чрезвычайно сложный процесс, который может усугубляться сопутствующими заболеваниями, которые очень часто встречаются у пациентов с онкологическими заболеваниями. Это ограничение также справедливо для нашего настоящего исследования, даже если одно сопутствующее заболевание (гипертония) включено в нашу экспериментальную структуру. Кроме того, также важно признать, что кардиотоксичность антрациклина может быть усилена современным использованием других противоопухолевых терапий, таких как традиционная химиотерапия, например, циклофосфамид и/или лучевая терапия. Кроме того, также важно признать, что не только сами сопутствующие заболевания, но и фармакотерапия, которая используется для лечения сопутствующих заболеваний, и их взаимодействие с антрациклином могут играть роль в развитии вызванной химиотерапией СНнФВ. При этом, с одной стороны, показано, что метаболиты раковых клеток способствуют развитию дилатационной кардиомиопатии и сердечной дисфункции [64], а с другой стороны, что наличие СН связано с усиленным ростом опухоли [65]. Соответствующая модель, которая учитывала бы сложность взаимодействия между всеми этими факторами, является и, вероятно, будет оставаться неудовлетворенной потребностью в течение длительного времени, но важно, чтобы по крайней мере некоторые аспекты, например сопутствующие сердечно-сосудистые заболевания, были рассмотрены и включены в доклинические исследования. модели HFrEF, индуцированной химиотерапией, а также наше недавнее [35] и настоящее исследование представляют такие усилия.

Второй набор ограничений связан с тем, что анализ проводился исключительно на уровне мРНК. Мы полностью осознаем, что сложность различных взаимодействий между нейрогормональными системами требует более всестороннего анализа (т. е. экспрессии генов и белков, а также исследований радиолигандов в случае анализа рецепторов), и, следовательно, отдельный анализ может иногда приводить к некоторым вводящим в заблуждение результатам. предположения. Мы полностью согласны с сформулированным Giebish [66] представлением о том, что современная нефрология должна охватывать междисциплинарный подход, а не фокусироваться только на клеточных аспектах, без оценки их физиологической значимости на уровне целого органа и организма. Таким образом, наше исследование следует рассматривать лишь как начальный этап дальнейших исследований. Однако мы убеждены, что представленные результаты и выводы составляют ценную и прочную основу для таких исследований в ближайшем будущем. Кроме того, также растет признание того, что при сердечной дисфункции, связанной с терапией рака, важную роль играет развитие эндотелиальной дисфункции, и это особенно верно для вызванного химиотерапией повреждения сердца, вызванного лечением антрациклинами [31]. этот вопрос не оценивался в нашем настоящем исследовании, и это дополнительный недостаток нашего текущего исследования, и, опять же, будущие исследования также должны решить этот вопрос.

Третий набор ограничений связан с отсутствием более глубокой оценки основных механизмов, ответственных за кардио-почечную токсичность лечения DOX. Однако следует признать, что механизмы кардиотоксичности, вызванной антрациклинами, уже хорошо известны, включая прямую цитотоксичность кардиомиоцитов через опосредованное топоизомеразой I повреждение ДНК, образование активных форм кислорода (АФК) и последующее нарушение функции митохондрий [67,68]. . Механизм(ы), лежащий в основе кардиотоксичности, вызванной антрациклином (особенно доксорубицином), был недавно рассмотрен |25,28]. Тем не менее, важно подчеркнуть, что наше настоящее исследование было сосредоточено не на оценке механизмов и/или детерминант кардионефротоксичности, вызванной ДОКС, а на характеристике почечных ответов на уровне мРНК в начальной фазе вызванной химиотерапией СНнФВ.

цистанхе пропиададынапочка

4. Вывод

В целом, наши результаты подтверждают мнение о том, что СНнФВ, индуцированная DOX, является подходящей моделью для изучения патофизиологических аспектов этого расстройства. Наиболее важные результаты в начальной фазе DOX-индуцированной HIFrEF графически обобщены на рисунке 7 и резюмированы следующим образом: во-первых, оба штамма демонстрируют соответствующие изменения мРНК, указывающие на выраженную внутрипочечную активацию классической оси РААС в сочетании с абсолютным или относительным дефицитом. своей контррегуляторной оси. Во-вторых, крысы HanSD, но не TGR, демонстрируют существенную активацию системы ET. В-третьих, похоже, что у крыс TGR, но не у крыс HanSD, наблюдается дефицит внутрипочечного CYP-зависимого эпоксигеназного пути метаболизма АК. Эти результаты составляют прочную основу для будущих исследований по оценке патофизиологии кардиоренального синдрома, вторичного по отношению к СНнФВ, индуцированной химиотерапией, с целью разработки новых стратегий лечения СНнФВ, индуцированной химиотерапией.

использованная литература

1. Пониковский П.; Вурс, А.А.; Анкер, SD; Буэно, Х .; Клеланд, JGF; Пальто, AJS; Фальк, В; Гонсалес-Хуанатьев, И.Р.; Хариола, В.-П.; Янковская, Э.А.; и др. Руководство ESC по диагностике и лечению острой и хронической сердечной недостаточности, 2016 г.: Целевая группа по диагностике и лечению острой и хронической сердечной недостаточности Европейского общества кардиологов (FSG). Разработано при особом вкладе Ассоциация сердечной недостаточности (HFA) ESC.Eur.Heart J.2016, 37, 2129-2200. [PubMed]

2. Бениамин Э.И.; Блаха, Мичиган; Чиуве, С.Э. Статистика сердечно-сосудистых заболеваний и инсульта-2017, обновление: отчет Американской кардиологической ассоциации. Тираж 2017 г., 135, e146-e603. [Перекрестная ссылка] [PubMed]

3. Буллак, Х.; Йеллон, DM; Hausenloy, DJ Уменьшение размера инфаркта миокарда: проблемы и будущие возможности. Сердце 2016, 102, 341-348. [Перекрестная ссылка] [PubMed]

4. Касси, М.; Ханна, Б; Трахтенберг, Б. Последние достижения в области сердечной недостаточности. Курс. мнение Cardiol.2018, 33, 249-256.[CrossRef] [PubMed]

5. Малленс, В.; Вербрюгге, FH; Нейст, П.; Tang, WHW Почечная авидность натрия при сердечной недостаточности: от патофизиологии к стратегиям лечения. Eur. Сердце Дж. 2017, 38, 1872-1882. [Перекрестная ссылка]

6. Малленс, В.; Дамман, К .; Тестани, Дж. М.; Мартенс, П.; Мюллер, К.; Лассус, Дж.; Тан, WH; Сакурай, Х .; Вербрюгге, FH .; Орсо, Ф; и другие. Оценка функции почек на протяжении всей траектории сердечной недостаточности — Заявление о позиции Ассоциации сердечной недостаточности Европейского общества кардиологов. Евро. Дж. Сердечная недостаточность. 2020, 22, 584-603. [Перекрестная ссылка]

7. Рангаввами, Дж.; Бхалла, В.; Блэр, JEA; Чанг, ТИ; Коста, С.; Лентин, КЛ; Лерма, Э.В.; Мезё, К.; Молич, М .; Малленс, В.; и другие. Совет Американской кардиологической ассоциации по почкам при сердечно-сосудистых заболеваниях и Совет по клинической кардиологии. Кардиоренальный синдром: классификация, патофизиология, диагностика и стратегии лечения. Научное заявление Американской кардиологической ассоциации. Тираж 2019 г., 139, e840-e878.

8. Хайят-Холги М.; Опарил, С .; Дэвис, BR; Терещенко, Л.Г. Ухудшение функции почек является основным механизмом сердечной недостаточности при артериальной гипертензии. Исследование ALLHAT. Сердечная недостаточность JACC.2021,9, 100-111.[CrossRef]