अध्याय 1: गुर्दे के ट्यूबलर पेरॉक्सिसोम सामान्य किडनी फंक्शन के लिए डिस्पेंसेबल हैं

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पेरोक्सिसोम विभिन्न प्रकार की चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल विशिष्ट सेलुलर ऑर्गेनेल हैं। मनुष्यों में, उत्परिवर्तन से पेरोक्सिसोम का पूर्ण नुकसान होता है, जिसके कारण बहु-अंग विफलता (ज़ेल्वेगर के स्पेक्ट्रम विकार, ZSD) शामिल हैं।गुर्दे की हानि. हालांकि, पेरोक्सिसोम की (पैथो) शारीरिक भूमिकागुर्दाअज्ञात रहता है। हमने पेरोक्सिसोम की भूमिका को संबोधित कियागुर्दे समारोहवृक्क नलिका (cKO चूहों) में पेरोक्सिसोमल बायोजेनेसिस के सशर्त पृथक्करण के साथ चूहों में। कार्यात्मक विश्लेषणों ने cKO चूहों में किसी भी गुर्दे के फेनोटाइप को प्रकट नहीं किया। हालाँकि, शिशु पुरुष cKO चूहों का शरीर और गुर्दे का वजन कम था, और वयस्क पुरुष cKO चूहों ने गुर्दे के वजन और गुर्दे के वजन / शरीर के वजन के अनुपात में पर्याप्त कमी का प्रदर्शन किया। स्टीरियोलॉजिकल विश्लेषण ने cKO चूहों के समीपस्थ नलिका कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया घनत्व में वृद्धि दिखाई। एकीकृत प्रतिलेख और उपापचयी विश्लेषणों ने कई चयापचय मार्गों के गहन पुनर्संरचना का खुलासा किया, जिसमें ग्लूटाथियोन के चयापचय और लिपिड के कई प्रमुख वर्गों के जैवसंश्लेषण / बायोट्रांसफॉर्म शामिल हैं। हालांकि इस विश्लेषण ने मुआवजे का सुझाव दियाऑक्सीडेटिव तनाव, उच्च वसा वाले भोजन के साथ चुनौती ने cKO चूहों में महत्वपूर्ण गुर्दे की हानि को प्रेरित नहीं किया। हम प्रदर्शित करते हैं कि वृक्क ट्यूबलर पेरॉक्सिसोम सामान्य वृक्क क्रिया के लिए डिस्पेंसेबल हैं। हमारा डेटा यह भी बताता है कि ZSD के रोगियों में गुर्दे की दुर्बलता बाह्य मूल के हैं।

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परिचय

पेरोक्सिसोम एकल-झिल्ली-बाध्य अंग हैं जो पहली बार 1954(1) में रोडिन द्वारा माउस किडनी में पाए गए थे। वर्तमान अनुमान बताते हैं कि पेरोक्सिसोम में विभिन्न प्रकार के सेलुलर कार्यों में शामिल 50 से अधिक एंजाइम होते हैं, जिनमें बहुत लंबी-श्रृंखला फैटी एसिड (वीएलसीएफए), लंबी-श्रृंखला फैटी एसिड (एलसीएफए), और लंबी-श्रृंखला डाइकारबॉक्सिलिक एसिड का ऑक्सीकरण शामिल है; शाखित-श्रृंखला फैटी एसिड का ए-और -ऑक्सीकरण; प्रोस्टाग्लैंडीन और ल्यूकोट्रिएन का ऑक्सीकरण; अमीनो एसिड का चयापचय; ईथर फॉस्फोलिपिड्स (प्लास्मलोजेन सहित) और पित्त अम्लों का जैवसंश्लेषण; रेडॉक्स होमियोस्टेसिस; ग्लाइऑक्साइलेट विषहरण; और फेरोटेपोसिस। पेरोक्सिसोम लगभग सभी स्तनधारी कोशिकाओं में सर्वव्यापी रूप से मौजूद होते हैं, जिनमें गुर्दा समीपस्थ नलिका कोशिकाओं और हेपेटोसाइट्स में सबसे अधिक प्रचुरता होती है। इन कोशिकाओं में, पेरोक्सिसोम्स कोशिका के आयतन के लगभग 3 प्रतिशत हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं, लेकिन भ्रूण और पश्च-भ्रूण विकास के दौरान उनकी संख्या, आकार और आकार में काफी भिन्नता होती है; विभिन्न तनाव स्थितियों में उनकी संख्या बहुत बढ़ सकती है (3)। हालांकि कई पेरोक्सिसोमल एंजाइमों को अच्छी तरह से चित्रित किया गया है, गुर्दे में उनकी अभिव्यक्ति और कार्यात्मक भूमिका को संबोधित करने वाले अध्ययन दुर्लभ हैं। इसके अलावा, गुर्दे में पेरोक्सिसोम की समग्र कार्यात्मक प्रासंगिकता काफी हद तक अज्ञात बनी हुई है।

वृक्क (पैथो) शरीर क्रिया विज्ञान में पेरोक्सीसोम की भूमिका के साक्ष्य मुख्य रूप से मानव आनुवंशिकी अध्ययनों से सामने आए हैं। मानव पेरोक्सिसोमल विकारों की ओर ले जाने वाले दो प्रकार के उत्परिवर्तन की पहचान की गई है: (i) तथाकथित पेरोक्सिन (PEX) जीन में उत्परिवर्तन पेरोक्सिसोम बायोजेनेसिस में शामिल हैं और (ii) विशिष्ट पेरोक्सिसोमल एंजाइमों में उत्परिवर्तन। पहले प्रकार के उत्परिवर्तन से सामान्यीकृत पेरोक्सिसोमल डिसफंक्शन होता है जिससे सेरेब्रोहेपेटोरेनल ज़ेल्वेगर के स्पेक्ट्रम विकार (जेडएसडी) (4) होते हैं। ZSD के गंभीर रूपों वाले शिशु आमतौर पर जीवन के पहले वर्ष के दौरान बहु-अंग विफलता से मर जाते हैं। भले ही ZSD के रोगियों में कॉर्टिकल रीनल सिस्ट और / या रीनल ऑक्सालेट पत्थरों की उपस्थिति वर्षों (5, 6) से अच्छी तरह से प्रलेखित की गई है, इन दोषों के कारण आणविक तंत्र अभी तक अज्ञात हैं। ZSD में अन्य संभावित गुर्दे की असामान्यताओं की जांच नहीं की गई है क्योंकि रोग न्यूरोलॉजिकल जटिलताओं का प्रभुत्व है। गुर्दे के कार्य पर ZSD के मध्यवर्ती या हल्के रूपों के प्रभाव का व्यवस्थित मूल्यांकन नहीं किया गया है। एकल पेरोक्सीसोमल एंजाइम की कमी को वृक्क पैथोफिज़ियोलॉजी से जोड़ने वाले साक्ष्य भी सीमित हैं।

लीवर पेरोक्सिसोमल ऐलेनिन में उत्परिवर्तन: AGXT जीन द्वारा एन्कोडेड ग्लाइऑक्साइलेट एमिनोट्रांस्फरेज प्राथमिक हाइपरॉक्सालुरिया टाइप I की ओर ले जाता है, जो कि गुर्दे में कैल्शियम ऑक्सालेट क्रिस्टल के जमाव की विशेषता वाली बीमारी है (रेफरी 7 में समीक्षा की गई)। हाल ही में, पेरोक्सिसोमल एंजाइम एनॉयल-सीओए हाइड्रैटेज और 3-हाइड्रॉक्सी एसाइल सीओए डिहाइड्रोजनेज (ईएचएचएडीएच)(8) में एक ऑटोसोमल प्रमुख उत्परिवर्तन की पहचान की गई है, जो वृक्क फैंकोनी सिन-ड्रोम या समीपस्थ नलिका के सामान्यीकृत शिथिलता की ओर ले जाता है। . यह उत्परिवर्तन EHHADH को माइटोकॉन्ड्रिया में गलत लक्ष्यीकरण और माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन की हानि का कारण बनता है। जन्मजात चूहे के उपभेदों पर किए गए आनुवंशिक अध्ययनों से पता चला है कि पेरोक्सीसोमल एंजाइम हाइड्रॉक्सी एसिड ऑक्सीडेज 2 (HAO2) रक्तचाप नियंत्रण (9,10) में भूमिका निभा सकता है। हालांकि, क्या यह फेनोटाइप गुर्दे या अन्य ऊतकों में परिवर्तित HAO2 फ़ंक्शन के कारण अज्ञात रहता है। सामान्य तौर पर, पेरोक्सिसोम बायोजेनेसिस के किडनी-विशिष्ट दोष या एकल पेरोक्सिसोमल एंजाइम की किडनी-विशिष्ट निष्क्रियता वाले पशु मॉडल के डेटा अभी भी गायब हैं। यहां, हमने वृक्क नलिका में पेरोक्सिसोमल बायोजेनेसिस के सशर्त पृथक्करण के साथ नर और मादा चूहों में गुर्दे के कार्य में पेरोक्सिसोम की भूमिका को संबोधित किया।

परिणाम

वृक्क नलिका में पेरोक्सीसोमल बायोजेनेसिस के सशर्त पृथक्करण के साथ शिशु नर और मादा चूहों की उत्पत्ति और बुनियादी लक्षण वर्णन। वृक्क नलिका में पेरोक्सिसोम बायोजेनेसिस को Pex5 एन्कोडिंग साइटोसोलिक पेरोक्सिसोम टारगेटिंग सिग्नल 1 (PTS1) रिसेप्टर की सशर्त निष्क्रियता के माध्यम से बाधित किया गया था, जो कि PTS1 मोटिफ युक्त प्रोटीन को पेरोक्सिसोम (11,12) में आयात करने के लिए आवश्यक है। वृक्क नलिका में Pex5 का सशर्त विलोपन एक डॉक्सीसाइक्लिन-इंड्यूसीबल (DOX-inducible) प्रणाली (PexSanlo/Pax8-rtTA/LC1 चूहों, Ref.13) का उपयोग करके प्राप्त किया गया था। क्योंकि पेरोक्सिसोम का कार्यात्मक महत्व आयु-निर्भर (14) हो सकता है, गुर्दे में Pex5 की कमी का मूल लक्षण वर्णन शिशु और वयस्क चूहों दोनों में किया गया था। शिशु चूहों के प्रयोगों में, E14 पर गर्भवती महिलाओं को DOX (पीने के पानी में 2 मिलीग्राम / एमएल) के प्रशासन के माध्यम से फ्लक्स्ड Pex5 एलील का छांटना प्राप्त किया गया था और P7 तक बनाए रखा गया था। P28 पर शिशु चूहों की बलि दी गई। Pex5oilo जीनोटाइप वाले चूहों को नियंत्रण के रूप में इस्तेमाल किया गया था। जैसा कि पूरक चित्र 1A में दिखाया गया है (इस लेख के साथ ऑनलाइन उपलब्ध पूरक सामग्री; https://doi.org/10.1172/jci.insight.155836DS1), DOX उपचार के परिणामस्वरूप Pexswn/Pax{{ में फ्लक्स किए गए Pex5 एलील का लगभग पूर्ण रूप से छांटना हुआ। 29}}जीटीए/एलसी1 नर और मादा शिशु चूहे। वृक्क वर्गों के विश्लेषण से गुर्दे की नलिका में Pex.5 से रहित शिशु चूहों में किसी भी प्रकार की हिस्टोलॉजिकल असामान्यताएं या गुर्दे की पथरी का पता नहीं चला (दिखाया नहीं गया)। Pex5-दोनों के शिशु चूहों से रहित मूत्र के नमूनों में अल्बुमिनुरिया अनुपस्थित थालिंगों(पूरक चित्रा 1बी)। शरीर का वजन (बीडब्ल्यू) और गुर्दे का वजन (केडब्ल्यू) लेकिन नहीं केडब्ल्यू/बीडब्ल्यू अनुपात पुरुष पीएक्स में कम था 5- लिटमेट नियंत्रण (पूरक चित्रा 1 सी) की तुलना में शिशु चूहों से रहित।

वृक्क नलिका में पेरोक्सिसोमल बायोजेनेसिस के सशर्त पृथक्करण के साथ वयस्क नर और मादा चूहों की उत्पत्ति और बुनियादी लक्षण वर्णन। वयस्क चूहों के वृक्क नलिका में Pex5 विलोपन 2-सप्ताह के उपचार से प्रेरित था 8-सप्ताह पुराने Pex5xio/Pax8-ntTA/LC1 नर और मादा चूहों के DOX के साथ, इसके बाद संदर्भित क्रमशः cKOm और cKOf चूहों के रूप में, (तरीके देखें)। समानांतर में, समान DOX उपचार उनके कूड़े के नियंत्रण (Pex5a / lx चूहों, इसके बाद क्रमशः Ctrlm और Ctrlf चूहों के रूप में संदर्भित) को प्रदान किया गया था। DOX उपचार की समाप्ति के 4 सप्ताह बाद वयस्क चूहों पर सभी प्रयोग किए गए। जैसा कि चित्र 1क में दिखाया गया है, pex5 mRNA की अभिव्यक्ति cKOm और cKOf दोनों चूहों के गुर्दे में काफी कम हो गई थी। हालाँकि, cKOf चूहों में, कुछ अवशिष्ट पूर्ण-लंबाई Pex5 mRNA भी पता लगाने योग्य थी, जो फ्लक्स किए गए एलील के अपूर्ण अंश का सुझाव देती है। इसी तरह, PEX5 प्रोटीन cKOm चूहों के गुर्दे में लगभग अनुपस्थित था, लेकिन अभी भी cKOf चूहों में पता लगाने योग्य है, हालांकि यह काफी निचले स्तर पर है। यह अंतर तब दिखाई दे रहा था जब cKOm और cKOf चूहों से गुर्दे के अर्क को एक ही SDS-PAGE जेल पर लोड किया गया और एक साथ इम्युनोब्लॉट किया गया (चित्र 1B)। किम और cKOf दोनों चूहे व्यवहार्य थे, कोई असामान्य असामान्यताएं प्रदर्शित नहीं करते थे, और नियंत्रण चूहों (पूरक तालिका 1) की तुलना में सामान्य BW थे। KW और KW / BW अनुपात cKOm चूहों में Ctrl चूहों की तुलना में काफी कम थे, लेकिन cKOf चूहों में Ctrlf चूहों (आंकड़े 1, C, और D, क्रमशः) की तुलना में नहीं थे। Ctrl चूहों (पूरक तालिका 1) की तुलना में cKOm चूहों में कम प्लाज्मा पोटेशियम के स्तर को छोड़कर, 24- घंटे के मूत्र और प्लाज्मा नमूनों के विश्लेषण से दोनों लिंगों के चूहों में जीनोटाइप के प्रभाव का पता नहीं चला। एल्बुमिनुरिया cKOm और cKOf चूहों (पूरक चित्रा 2A) दोनों के मूत्र में अनुपस्थित था। cKOm चूहों (पूरक चित्रा 2, बीडी, क्रमशः) के गुर्दे में कोई सकल रूपात्मक परिवर्तन, कैल्शियम ऑक्सालेट जमा या लिपिड संचय नहीं देखा गया था।

वयस्क cKO चूहों में समीपस्थ नलिका कोशिकाओं का इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी मूल्यांकन। गुर्दा प्रांतस्था के इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी मूल्यांकन ने Ctrlm और Ctrlf चूहों (क्रमशः चित्रा 2, ए, और बी) के समीपस्थ नलिका कोशिकाओं में उच्च संख्या में पेरॉक्सिसोम का खुलासा किया। पेरोक्सिसोम cKOm और cKOf चूहों (क्रमशः चित्रा 2, कैंड डी, क्रमशः) के समीपस्थ नलिकाओं में अनुपस्थित थे। सेलुलर के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए स्टीरियोलॉजिकल उपकरण नियोजित किए गए थे

Ctrlm और cKOm चूहों के समीपस्थ नलिकाओं में ऑर्गेनेल और सेलुलर आयाम। दोनों पेरॉक्सिसोम्स का आयतन घनत्व-संख्या/माइक्रोन-साइटोप्लाज्म- और समीपस्थ नलिका कोशिकाओं में पेरोक्सीसोम द्वारा कब्जा किए गए साइटोप्लाज्म का प्रतिशत नाटकीय रूप से cKOm चूहों (चित्रा 3, ए और बी, क्रमशः) में कम हो गया था, इसके विपरीत, माइटोकॉन्ड्रियल वॉल्यूम घनत्व, साथ ही साथ समीपस्थ नलिका कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा कब्जा कर लिया गया साइटोप्लाज्म का प्रतिशत, cKOm चूहों में Ctrl चूहों (चित्रा 3, C और D, क्रमशः) की तुलना में बढ़ाया गया था। इसके अलावा मात्रा घनत्व और समीपस्थ नलिका कोशिकाओं में लाइसोसोम के कब्जे वाले साइटोप्लाज्म का प्रतिशत किम और Ctrlm चूहों (चित्रा 3, ई और एफ, क्रमशः) के बीच भिन्न नहीं थे। जैसा कि चित्र 3जी में दिखाया गया है, cKOm चूहों से समीपस्थ नलिका कोशिकाएं कोशिका की चौड़ाई कम कर देती हैं (P= 0.083)।

एकीकृत ट्रांसक्रिपटोमिक और मेटाबॉलिक विश्लेषण cKO चूहों के गुर्दे में चयापचय, एंटीऑक्सिडेंट और लिपिड संश्लेषण पथ में गहन पुनर्संरचना का सुझाव देते हैं। cKO चूहों (GSE179202) के गुर्दे में आणविक परिवर्तनों की पहचान करने के लिए एकीकृत गहन प्रतिलेख-अनुक्रमण और चयापचय विश्लेषण किया गया था। प्रतिलेखों की तुलना में Ctrlm और cKOm चूहों (चित्र 4ए और पूरक तालिका 2, एफडीआर) के गुर्दे में व्यक्त किए गए 1350 टेपों का अंतर पता चला है< 5%)and="" 121="" transcripts="" differentially="" expressed="" in="" kidneys="" of="" ctrlf="" and="" ckof="" mice="" (figure="" 4b="" and="" supplemental="" table="" 3,="">< 5%).="" 61="" differentially="" expressed="" transcripts="" were="" present="" in="" both="" sexes(figure="" 4c="" and="" supplemental="" figure="" 3).="" enrichment="" analysis="" of="" 100="" genes="" encoding="" proteins="" related="" to="" peroxisomal="" function(kyoto="" encyclopedia="" of="" genes="" and="" genomes="" [kegg]="" pathway="" hsa04146)performed="" on="" transcriptomes="" of="" ctrlm="" and="" ckom="" mice="" revealed="" 52="" transcripts="" either="" up-or="" downregulated="" in="" kidneys="" of="" ckom="" mice="" (figure="" 4d="" and="" supplemental="" figure="" 4).="" gene="" set="" enrichment="" analysis(gsea)="" performed="" on="" the="" kegg="" pathway="" database="" (release="" on="" december="" 11,="" 2020)showed="" downregulation="" of="" pathways="" related="" to="" the="" metabolism="" of="" pyruvate,="" glyoxylate="" and="" dicarboxylate,="" amino="" acids="" (arginine,="" proline,="" cysteine,="" methionine,="" tryptophan,="" alanine,="" and="" histidine),="" or="" glutathione(figure="" 4e="" and="" supplemental="" figure="" 5)="" and="" upregulation="" of="" pathways="" related="" to="" fatty="" acid="" synthesis="" and="" degradation,="" ppar="" signaling,="" and="" abc="" transporters="" (figure="" 4f="" and="" supplemental="" figure="" 6).="" no="" enrichment="" was="" found="" in="" pathways="" linked="" to="" inflammation="" or="" fibrosis.="" targeted="" analysis="" of="" several="" groups="" of="" functionally="" related="" genes="" that="" are="" not="" represented="" in="" kegg="" pathways="" revealed="" substantial="" changes="" in="" the="" expression="" of="" genes="" encoding="" enzymes="" involved="" in="" the="" peroxisomal="" metabolism="" of="" fatty="" acids="" (acsl1/3/4/6,="" acsvl1,="" acot3/4,="" acnat1,="" acox3,="" abcd3,="" ehhadh,="" and="" acaa1b),="" plasmalogen="" biosynthesis="" (far1="" and="" agps),="" bile="" acid="" synthesis(amacr="" and="" hsd17b4),="" and="" reactive="" oxygen="" species="" (ros)="" detoxification(cat="" and="" sod1)="" (supplemental="" figure="" 3).="" alterations="" were="" also="" noted="" in="" the="" expression="" of="" a="" large="" number="" of="" genes="" critical="" for="" membrane="" transport="" processes="" in="" the="" proximal="" tubule,="" thick="" ascending="" limb="" (tal),="" and="" distal="" nephron(supplemental="" figure="" 7="" and="" supplemental="" table="" 4).="" for="" instance,="" in="" the="" proximal="" tubule,="" we="" found="" a="" reduction="" in="" the="" expression="" of="" an="" aquaporin-1="" water="" channel(agp1);="" megalin="" (lrp2);="" phosphate="" transporter="" napi-2a="" (slc34al);="" urate="" transporters="" uratl="" (slc22a12),="" npt1/4="" (sic17al/3),="" and="" oat1="" (slc22a6);="" and="" numerous="" other="" organic="" anion="" and="" amino="" acid="" transporters.="" in="" the="" tal="" and="" distal="" nephron,="" there="" was="" a="" substantial="" increase="" in="" the="" expression="" of="" genes="" encoding="" proteins="" involved="" in="" sodium="" reabsorption:="" nkcc2="" (slc12a1),="" clc-kb="" (clcnkb),="" βenac="" (scnn1b)=""><0.05), and="" ncc="" (slc12a3)(fdr="">

<0.05. (d)="" enrichment="" analysis="" of="" a="" homemade="" gene="" set="" (based="" on="" the="" kegg="" pathway="" mmu04146)="" targeting="" 100="" transcripts="" related="" to="" peroxisomal="" functions,="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" scatter="" plot="" of="" the="" top="" 25="" most="" downregulated="" (e)="" or="" upregulated="" (f)="" metabolic="" pathways="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice,="" based="" on="" an="" untargeted="" gsea="" using="" a="" database="" of="" 543="" kegg="" metabolic="" pathways.="" pathways="" are="" sorted="" by="" their="" absolute="" normalized="" enrichment="" score.="" a="" significant="" pathway="" regulation="" can="" be="" considered="" when="" adjusted="" p="" value="" referred="" to="" as="" "q="" value"="" is=""><0.2" alt="Figure 4. Transcriptional reprogramming in the kidneys of cKO mice. (A and B) Volcano plot representing the relative transcriptional expression of all renal transcripts in cKOm versus Ctrlm (A) or cKOf versus Ctrlf (B). Transcripts depicted in blue are significantly downregulated while transcripts depicted in red are significantly upregulated. (C) Venn diagrams showing the number of transcripts significantly downregulated or upregulated in cKOm (in blue) or cKOf (in pink) mice versus Ctrl mice of the same sex. A significant transcript regulation is considered when the adjusted P value referred to as " fdr"="" is=""><0.05. (d)="" enrichment="" analysis="" of="" a="" homemade="" gene="" set="" (based="" on="" the="" kegg="" pathway="" mmu04146)="" targeting="" 100="" transcripts="" related="" to="" peroxisomal="" functions,="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" scatter="" plot="" of="" the="" top="" 25="" most="" downregulated="" (e)="" or="" upregulated="" (f)="" metabolic="" pathways="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice,="" based="" on="" an="" untargeted="" gsea="" using="" a="" database="" of="" 543="" kegg="" metabolic="" pathways.="" pathways="" are="" sorted="" by="" their="" absolute="" normalized="" enrichment="" score.="" a="" significant="" pathway="" regulation="" can="" be="" considered="" when="" adjusted="" p="" value="" referred="" to="" as="" "q="" value"="" is=""><0.2" width="480" height="320" border="0" vspace="0" style="width: 480px; height: 320px;">

कुल 852 मेटाबोलाइट्स में से, 207 ने Ctrlm और cKOm चूहों के गुर्दे में अंतर बहुतायत दिखाया, और 118 ने Ctrlf और cKOf चूहों (पूरक तालिका 5, FDR) के गुर्दे में अंतर बहुतायत दिखाया।<5%). seventy-nine="" metabolites="" demonstrating="" differential="" abundance="" were="" common="" in="" both="" comparisons(figure="" 5a="" and="" supplemental="" table="" 6).among="" metabolites="" showing="" the="" most="" significant="" differences="" were="" plasmalogens="" and="" sphingomyelins(decreased="" abundance)and="" glutathione-related="" metabolites="" and="" dicarboxylic="" acids="" (increased="" abundance)="" in="" kidneys="" of="" both="" ckom="" and="" ckof="" mice="" (figure="" 5b="" and="" supplemental="" figure="" 8,="" respectively).="" global="" analysis="" of="" metabolome="" confirmed="" that="" plasmalogens="" and="" sphingomyelins="" constituted="" a="" majority="" of="" metabolites="" showing="" a="" decreased="" abundance="" in="" kidneys="" of="" both="" ckom="" and="" ckof="" mice="" (figure="" 5c).lcfa="" dicarboxylates,="" very="" long-chain="" fatty="" acyl-carnitines,="" phosphatidylcholines,="" and="" phosphatidylethanolamines="" were="" present="" among="" metabolites="" with="" increased="" abundance,="" in="" addition="" to="" glutathione-related="" metabolites="" and="" dicarboxylic="" acids(figure="">

<0.05. metabolites="" are="" identified="" by="" their="" biochemical="" name="" and="" sorted="" by="" related="" metabolisms="" and="" subclasses="" of="" metabolites.="" for="" each="" metabolite,="" the="" individual="" expression="" of="" 6="" ctrl="" and="" 6="" cko="" mice="" normalized="" between="" 0="" and="" 1="" and="" the="" log2="" -transformed="" mean="" fold="" change="" of="" expression="" (log2fc)="" in="" cko="" versus="" ctrl="" mice="" are="" given,="" for="" both="" sexes.="" for="" calculation="" of="" the="" mean="" fc="" of="" expression,="" missing="" values="" (depicted="" in="" gray)="" have="" been="" replaced="" by="" the="" minimum="" value="" of="" both="" genotypes="" from="" the="" same="" sex."="" alt="Figure 5. Remodeling of the renal metabolome in cKO mice. (A) Venn diagrams representing the number of detected renal metabolites showing a significantly decreased or increased abundance in cKOm (in blue) or cKOf (in pink) mice versus Ctrl mice of the same sex. (B) Volcano plot representing the relative abundance of all detected metabolites in kidneys of cKOm versus Ctrlm. Metabolites depicted with blue dots are significantly less abundant, and transcripts depicted with red dots are significantly more abundant in kidneys of cKOm mice as compared with Ctrlm mice. The names of some representative metabolites are depicted using colors shared for related metabolites. (C and D) Heatmaps of metabolites showing a significantly decreased (C) or increased (D) abundance in cKO mice of both sexes as compared with Ctrl mice. A significant difference of abundance is considered when adjusted P value from a 2-way ANOVA referred to as " fdr"="" is=""><0.05. metabolites="" are="" identified="" by="" their="" biochemical="" name="" and="" sorted="" by="" related="" metabolisms="" and="" subclasses="" of="" metabolites.="" for="" each="" metabolite,="" the="" individual="" expression="" of="" 6="" ctrl="" and="" 6="" cko="" mice="" normalized="" between="" 0="" and="" 1="" and="" the="" log2="" -transformed="" mean="" fold="" change="" of="" expression="" (log2fc)="" in="" cko="" versus="" ctrl="" mice="" are="" given,="" for="" both="" sexes.="" for="" calculation="" of="" the="" mean="" fc="" of="" expression,="" missing="" values="" (depicted="" in="" gray)="" have="" been="" replaced="" by="" the="" minimum="" value="" of="" both="" genotypes="" from="" the="" same="" sex."="" width="480" height="320" border="0" vspace="0" style="width: 480px; height: 320px;">

Ctrl चूहों के साथ तुलना में cKOm चूहों के गुर्दे में बहुतायत में वृद्धि या कमी प्रदर्शित करने वाले टेपों और मेटाबोलाइट्स के संयुक्त मार्ग विश्लेषण (MetaboAnalyst 5.0) ने 22 डाउनरेगुलेटेड और 7अपरेगुलेटेड पाथवे (चित्रा 6, ए और बी, क्रमशः; एफडीआर) की पहचान की।<0.1; supplemental="" table="" 7).="" nitrogen="" metabolism,="" pyruvate="" metabolism,="" glycolysis,="" and="" gluconeogenesis="" were="" identified="" among="" the="" downregulated="" pathways="" while="" fatty="" acid="" degradation="" was="" identified="" among="" the="" upregulated="" pathways="" (figure="" 6,="" a="" and="" b,="" respectively).="" glutathione="" metabolism="" and="" retinol="" metabolism="" were="" present="" among="" both="" up-and="" downregulated="" pathways="" (figure="" 6,="" a="" and="" b).="" detailed="" analysis="" of="" transcripts="" and="" metabolites="" related="" to="" glutathione="" metabolism="" identified="" 16="" transcripts="" and="" 3="" metabolites="" with="" decreased="" abundance="" in="" kidneys="" of="" ckom="" mice="" (figure="" 6,="" c="" and="" d,="" respectively),="" along="" with="" 6="" transcripts="" and="" 8="" metabolites="" exhibiting="" increased="" abundance(figure="" 6,="" e="" and="" f,="" respectively).="" the="" oxidized="" form="" of="" glutathione(gssg)was="" present="" in="" ckom="" but="" not="" in="" ctrlm="" mice,="" thereby="" suggesting="" oxidative="" stress="" in="" ckom="" mice(figure="">

<0.1. the="" size="" of="" each="" dot="" depends="" on="" the="" percentage="" of="" all="" transcripts="" and="" metabolites="" ("compounds")="" of="" the="" pathway="" that="" are="" significantly="" affected="" in="" ckom="" mice.="" (c="" and="" d)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (c)="" and="" metabolites="" (d)="" significantly="" less="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (e)="" and="" metabolites="" (f)="" significantly="" more="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" individual="" values="" from="" 6="" ckom="" and="" 6="" ctrlm="" mice="" are="" depicted="" after="" transformation="" from="" raw="" individual="" data:="" values="" of="" metabolite="" abundance="" have="" been="" divided="" by="" the="" median="" value="" of="" both="" genotypes,="" while="" values="" of="" transcript="" expression="" from="" both="" genotypes="" have="" been="" normalized="" between="" 0="" and="" 1.="" box="" and="" whiskers="" represent="" the="" mean="" and="" the="" sem,="" respectively.="" nd,="" not="" detected."="" alt="Figure 6. Joint analysis of transcriptional and metabolic changes in cKOm mice. (A and B) Scatter plot of significantly downregulated (A) or upregulated (B) metabolic pathways, based on a joint pathway analysis of both regulated transcripts and modulated metabolites in kidneys of cKOm versus Ctrlm mice. Pathways are sorted by their absolute impact, and a significant pathway regulation is considered when adjusted P value referred to as " fdr"="" is=""><0.1. the="" size="" of="" each="" dot="" depends="" on="" the="" percentage="" of="" all="" transcripts="" and="" metabolites="" ("compounds")="" of="" the="" pathway="" that="" are="" significantly="" affected="" in="" ckom="" mice.="" (c="" and="" d)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (c)="" and="" metabolites="" (d)="" significantly="" less="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (e)="" and="" metabolites="" (f)="" significantly="" more="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" individual="" values="" from="" 6="" ckom="" and="" 6="" ctrlm="" mice="" are="" depicted="" after="" transformation="" from="" raw="" individual="" data:="" values="" of="" metabolite="" abundance="" have="" been="" divided="" by="" the="" median="" value="" of="" both="" genotypes,="" while="" values="" of="" transcript="" expression="" from="" both="" genotypes="" have="" been="" normalized="" between="" 0="" and="" 1.="" box="" and="" whiskers="" represent="" the="" mean="" and="" the="" sem,="" respectively.="" nd,="" not="" detected."="" width="480" height="320" border="0" vspace="0" style="width: 480px; height: 320px;">

उच्च वसा वाले भोजन की चुनौती से ckKOmice में अतिरिक्त ऑक्सीडेटिव तनाव नहीं होता है। ग्लूटाथियोन-संबंधित पथों में परिवर्तन, प्लास्मलोजेन की कमी, और उत्प्रेरित की अभिव्यक्ति में कमी ने ऑक्सीडेटिव तनाव और / या cKOm चूहों के गुर्दे में विभिन्न एंटीऑक्सिडेंट रक्षा प्रणालियों के पुनर्व्यवस्था का सुझाव दिया। इन परिकल्पनाओं का परीक्षण करने के लिए, हमने 4 सप्ताह के लिए cKOm चूहों को उच्च वसा वाले आहार (HFD) के साथ चुनौती दी। इस चुनौती के परिणामस्वरूप एल्बुमिनुरिया नहीं हुआ, बल्कि मूत्र की मात्रा और कैल्शियम और यूरेट के मूत्र उत्सर्जन में वृद्धि हुई। परीक्षण किए गए प्लाज्मा मापदंडों में कोई अंतर नहीं देखा गया, जिसमें कैल्सीमिया और यूरिसीमिया (पूरक तालिका 8) शामिल हैं। एचएफडी-चुनौती वाले Ctrlm और cKOm चूहों (चित्रा 7A) के गुर्दे में कोई सकल रूपात्मक परिवर्तन या लिपिड संचय का पता नहीं चला। ट्रॉलॉक्स परख (चित्रा 7बी) के साथ-साथ पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड पेरोक्सीडेशन (चित्रा 7सी) के एक मार्कर, मालोंडियलडिहाइड के ऊतक स्तर द्वारा मूल्यांकन की गई कुल और गैर-एंजाइमेटिक एंटीऑक्सीडेंट क्षमता उपचार और जीनोटाइप के बीच भिन्न नहीं थी। नियंत्रण आहार पर Ctrl चूहों की तुलना में एचएफडी के साथ इलाज किए गए Ctrlm चूहों में लिपिड पेरोक्सीडेशन उत्पाद 4-हाइड्रॉक्सिनोनल (4-HNE) की प्रचुरता में वृद्धि हुई थी, लेकिन cKOm चूहों में कोई अंतर नहीं देखा गया था। आहार (चित्र 7D)।