किडनी हेक्सिडिन/फेरोपोर्टिन एक्सिस आयरन के पुनर्अवशोषण को नियंत्रित करता है और किडनी और सिस्टमिक आयरन अधिभार के परिमाण को निर्धारित करता है

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गोरान मोहम्मद1, एथेना मटाकिदौ2, पीटर ए. रॉबिंस1 और समीरा लाखल-लिटलटन1

कीवर्ड:फेरोपोर्टिन; हीमोक्रोमैटोसिस; हेक्सिडिन; लोहा; लोहे का अधिभार;गुर्देनलिकाओं

फेरोपोर्टिन (FPN) एकमात्र ज्ञात स्तनधारी लौह निर्यात प्रोटीन है। यह ग्रहणी एंटरोसाइट्स और स्प्लेनिक रेटिकुलोएन्डोथेलियल मैक्रोफेज, लोहे के अवशोषण और पुनर्चक्रण की संबंधित साइटों से संचलन में लोहे की रिहाई की मध्यस्थता करता है। 1,2 एफपीएन-मध्यस्थता वाले लोहे के रिलीज को हार्मोन हेक्सिडिन द्वारा विरोध किया जाता है, जिसे हेक्सिडिन एंटीमाइक्रोबियल पेप्टाइड (एचएएमपी) भी कहा जाता है। मुख्य रूप से यकृत में उत्पादित, हेक्सिडिन एफपीएन के आंतरिककरण को बांधता है और प्रेरित करता है, जिससे परिसंचरण में लोहे की रिहाई और परिधीय ऊतकों तक इसकी उपलब्धता सीमित हो जाती है। इस प्रकार, एचएएमपी / एफपीएन अक्ष प्रणालीगत नियंत्रण के लिए अवशोषण और रीसाइक्लिंग के स्थलों पर संचालित होता है। आयरन होमियोस्टेसिस।

वृक्क लोहे के पुनर्अवशोषण का स्थान है। गैर-ट्रांसफ़रिन-बाउंड और ट्रांसफ़रिन-बाउंड आयरन दोनों ग्लोमेरुलर फ़िफ़िलट्रेट में पार कर सकते हैं। इस लोहे के विशाल बहुमत को वापस ट्यूबलर एपिथेलिया में ले जाया जाता है। इस रीपटेक में कई ट्रांसपोर्टरों को फंसाया गया है, जिनमें मल्टीलिगैंड मेगालिन-क्यूबिलिन रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स, ट्रांसफ़रिन रिसेप्टर 1, डाइवैलेंट मेटल ट्रांसपोर्टर 1, जिंक ट्रांसपोर्टर ZIP8 और जिंक ट्रांसपोर्टर ZIP14.5–10 शामिल हैं।

में एक बारगुर्देउपकला, लौह परिसंचरण में पुन: अवशोषित हो जाता है। FPN प्रचुर मात्रा में हैगुर्दाऔर इसे लोहे के पुनर्वसन में फंसाया गया है। 11-14 हालांकि, यह अज्ञात रहता है कि गुर्दे की एफपीएन भी सामान्य शारीरिक स्थितियों के तहत अंतर्जात एचएएमपी द्वारा विनियमन के अधीन है, और यदि ऐसा है, तो क्या इस तरह का विनियमन प्रणालीगत और / या गुर्दे के लोहे के होमियोस्टेसिस के लिए महत्वपूर्ण है।

इन सवालों के समाधान के लिए, हमने एक इंड्यूसिबल के साथ एक उपन्यास माउस मॉडल तैयार कियागुर्देछोटी नलीfpnC326Y का विशिष्ट नॉक-इन, जो एक HAMP-प्रतिरोधी FPNC326Y प्रोटीन को एनकोड करता है। इसके अलावा, लोहे के पुन:अवशोषण में एफपीएन की पूर्व में बताई गई भूमिका की पुष्टि करने के लिए, हमने एक प्रेरक के साथ एक माउस मॉडल भी तैयार किया।गुर्देछोटी नली- एफपीएन जीन का विशिष्ट विलोपन। हमारे परिणाम प्रदर्शित करते हैं कि अंतर्जात HAMP सीधे FPN की मध्यस्थता वाले लोहे के अवशोषण को नियंत्रित करता है और यह विनियमन दोनों के लिए महत्वपूर्ण हैगुर्देऔर प्रणालीगत लौह होमियोस्टेसिस, विशेष रूप से अतिरिक्त लोहे की उपलब्धता की स्थापना में।

यह अध्ययन औपचारिक रूप से निर्धारित करने के लिए एचएएमपी प्रतिक्रिया के गुर्दे की विशिष्ट हानि को नुकसान पहुंचाने वाले चूहों का उपयोग करने वाला पहला हैमहत्त्वकीगुर्देएचएएमपी/एफपीएन अक्ष। यह हेमोक्रोमैटोसिस की स्थिति में वृक्क और एक्स्ट्रारेनल आयरन अधिभार की डिग्री निर्धारित करने में लोहे के पुनर्अवशोषण की भूमिका में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

विधि

चूहे

सभी पशु प्रक्रियाएं यूके होम ऑफिस एनिमल्स (वैज्ञानिक प्रक्रिया) अधिनियम 1986 के अनुरूप थीं और यूनिवर्सिटी ऑफ ऑक्सफोर्ड मेडिकल साइंसेज डिवीजन एथिकल रिव्यू कमेटी द्वारा अनुमोदित थीं।

सशर्त fpnflfl और fpnC326Yflfl एलील पहले बताए अनुसार उत्पन्न किए गए थे। 15,16

Pax8.CreERT2þ ट्रांसजीन को आश्रय देने वाले चूहे डॉ. एथेना मटाकिडौ, कैंसर रिसर्च यूके कैम्ब्रिज इंस्टीट्यूट, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय की ओर से एक उपहार थे। इन चूहों को पहले वर्णित के रूप में उत्पन्न किया गया था। सभी चूहे C57BL/6 पृष्ठभूमि पर थे।

आहार

जब तक अन्यथा न कहा गया हो, जानवरों को एक मानक कृंतक चाउ आहार प्रदान किया जाता था जिसमें 200 भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) लोहा होता था। लोहे के हेरफेर प्रयोगों में, चूहों को आयरन से भरा आहार (5000-पीपीएम आयरन; टेकलाड टीडी.140464) या एक मिलान नियंत्रण आहार (200- पीपीएम आयरन; टेकलाड टीडी.08713) दिया गया था। महीने।

आयरन क्वांटिटेशन और आयरन इंडेक्स 

सीरम आयरन और फेरिटिन का स्तर ABXPentra सिस्टम (होरिबा मेडिकल) का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। हीमोग्लोबिन मान हेमोक्यू एचबी 201 हीमोग्लोबिन माइक्रोक्यूवेट्स द्वारा निर्धारित किया गया था। सीरम एरिथ्रोफेरोन के स्तर को एंजाइम से जुड़े इम्युनोसॉरबेंट परख (आंतरिक जीवन विज्ञान) द्वारा मापा गया था। ऊतकों में कुल तात्विक लोहे का निर्धारण, पहले से वर्णित के रूप में, युग्मित प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा किया गया था। मानक परिवर्धन की प्रक्रिया का उपयोग करके अंशांकन प्राप्त किया गया था, जहां 0 एनजी/जी, 0.5 एनजी/ जी, 1 एनजी/जी, 10 एनजी/जी, 20 एनजी/जी, और 100 एनजी/जी आयरन को एक चयनित नमूने की प्रतिकृति में जोड़ा गया था। एक बाहरी लौह मानक (उच्च शुद्धता मानक ICP-MS-68-एक समाधान) को कैलिब्रेशन की वैधता की पुष्टि करने के लिए पतला और मापा गया था। रोडियम को 1 एनजी/जी की सांद्रता पर आंतरिक मानक के रूप में प्रत्येक रिक्त, मानक और नमूने पर भी नुकीला किया गया था। मूत्र में लोहे की मात्रा का पता लगाने के लिए, 24 घंटे की अवधि में चूहों से मूत्र एकत्र किया गया था, और प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री के अधीन था। समान नमूनों में क्रिएटिनिन का स्तर एक वर्णमिति क्रिएटिनिन परख किट (Abcam; ab65340) का उपयोग करके मापा गया था, और क्रिएटिनिन एकाग्रता के लिए लोहे के मूल्यों को सामान्य किया गया था।

इम्युनोहिस्टोकैमिस्ट्री 

प्रतिदीप्ति प्रतिरक्षण फॉर्मेलिन-फिक्स्ड, पैराफिन-एम्बेडेड ऊतक वर्गों में किया गया था, एफपीएन एंटीबॉडी (नोवस बायोलॉजिकल; एनबीपी 1-21502) का उपयोग 1:100 पर और प्रो-हेपसीडिन (एए 39-59) एंटीबॉडी 1:50 पर किया गया था। (एंटीबॉडीज ऑनलाइन; ABIN350367)। FPN और हेक्सिडिन एंटीबॉडी की विशिष्टताओं की पुष्टि क्रमशः Fpnflfl / flfl, Pax8.CreERT2þ जानवरों और Hamp - / - जानवरों को नकारात्मक नियंत्रण के रूप में (सप्लीमेंट्री फिगर S1) का उपयोग करके की गई थी। 1:200 (बायोटेक्न; एनबी 600- 749), एक्वापोरिन -2 एंटीबॉडी 1:200 (बायोटेक्न; एनबीपी 1-70378) पर एक्वापोरिन -1 एंटीबॉडी का उपयोग करके रीनल सेगमेंट मार्करों की पहचान की गई थी। या कैल्बिंडिन एंटीबॉडी 1:100 पर (Abcam; ab82812)। द्वितीयक एंटीबॉडी एंटी-खरगोश IgG Alexa Fluor -488 (Abcam; ab150073), एंटीडोनकी IgG Cy3 (Abcam; ab6949), और एंटी-माउस IgG Alexa568 (Abcam; ab175473) थे। FV1000 ओलिंप माइक्रोस्कोप का उपयोग करके स्लाइड्स की नकल की गई।

सिस्टैंच रक्षा कर सकता हैगुर्दासमारोह

पश्चिमी सोख्ता

निर्माता के निर्देशों के अनुसार, ऊतकों को तरल नाइट्रोजन में जमे हुए, कुचल दिया गया, और फिर RIPA Lysis Buffer System (सांता क्रूज़; sc -24948) का उपयोग करके lysed किया गया। ऊतक lysates को सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा 15 000 g पर 4 C पर 10 मिनट के लिए साफ किया गया था। lysates में प्रोटीन सांद्रता BCA प्रोटीन परख (पियर्स; 23225) द्वारा मापा गया था और प्रत्येक बैच के लिए समान एकाग्रता के लिए सामान्यीकृत किया गया था। Lysates को तब गैर-कम करने वाले Laemmli सोडियम डोडेसिल सल्फेट नमूना बफर में पतला किया गया था और 5 मिनट के लिए 95 C पर गरम किया गया था। प्रोटीन (30-50 मिलीग्राम) मिनी-प्रोटियन टीजीएक्स जैल (बायोरैड; 4561096) पर लोड किया गया था। वैद्युतकणसंचलन के बाद, बायोराड ट्रांसलॉटर सिस्टम का उपयोग करके प्रोटीन को पॉलीविनाइलिडीन डिफ्लफ्लोराइड झिल्ली पर स्थानांतरित किया गया था, और झिल्ली को 5 प्रतिशत गोजातीय सीरम एल्ब्यूमिन युक्त बफर को अवरुद्ध करने में एक घंटे के लिए अवरुद्ध कर दिया गया था। मेम्ब्रेन को तब रात भर 4 सी पर खरगोश पॉलीक्लोनल एंटी-माउस एफपीएन एंटीबॉडी (एनबीपी 1-21502; नोवस बायोलॉजिकल) के साथ 1: 1000 या हॉर्सरैडिश पेरोक्सीडेज-संयुग्मित एंटी-बी-एक्टिन एंटीबॉडी (प्रोटीनटेक; एचआरपी {{18}) के साथ दाग दिया गया था। }) 1:5000 पर। ईसीएल प्राइम डिटेक्शन किट (RPN2232; VWR इंटरनेशनल) का उपयोग करके ब्लॉट्स विकसित किए गए थे। इमेजजे द्वारा सिग्नल की तीव्रता निर्धारित की गई थी, और एफपीएन और बी-एक्टिन संकेतों के बीच के अनुपात की गणना सामान्यीकृत तीव्रता के उत्पादन के लिए की गई थी।

डायमिनोबेंज़िडाइन (डीएबी) - एन्हांस्ड पर्ल्स स्टेन

फॉर्मेलिन-फिक्स्ड, पैराफिन-एम्बेडेड ऊतक वर्गों को जाइलीन का उपयोग करके चित्रित किया गया था, और फिर इथेनॉल में पुनर्जलीकरण किया गया था। स्लाइड्स को 1 घंटे के लिए 0 .1 mol/L HCl बफर में 1 प्रतिशत पोटेशियम फेरिकैनाइड के साथ दाग दिया गया। अंतर्जात पेरोक्सीडेज गतिविधि बुझ गई थी, और फिर स्लाइड्स को डीएबी क्रोमोजेन सब्सट्रेट के साथ दाग दिया गया था और हेमटॉक्सिलिन के साथ काउंटरस्टैंड किया गया था। उन्हें एक मानक उज्ज्वल-फिफिल्ड माइक्रोस्कोप का उपयोग करके कल्पना की गई थी।

मात्रात्मक पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन

हैम्प और हाउसकीपिंग जीन बैक्टिन (लाइफ टेक्नोलॉजीज) के लिए एप्लाइड बायोसिस्टम्स TaqMangene अभिव्यक्ति परख जांच का उपयोग करके जीन अभिव्यक्ति को मापा गया था। ब्याज के जीन के लिए दहलीज चक्र (सीटी) मान को डीसीटी मान प्राप्त करने के लिए बी-एक्टिन के लिए सीटी मान घटाकर पहली बार सामान्यीकृत किया गया था। डीडीसीटी मान प्राप्त करने के लिए नियंत्रण नमूनों के लिए परीक्षण नमूनों के डीसीटी मूल्यों को डीसीटी मूल्यों के औसत के लिए सामान्य किया गया था। सापेक्ष जीन अभिव्यक्ति के स्तर की गणना तब 2-डीडीसीटी के रूप में की गई थी।

आंकड़े

मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है। स्टूडेंट टी टेस्ट का उपयोग करके जोड़ीदार तुलना की गई। विचरण के विश्लेषण का उपयोग करके कई तुलनाएँ की गईं। पोस्ट हॉक टेस्ट में बोनफेरोनी करेक्शन का इस्तेमाल किया गया।

चित्र 1|वृक्क नलिकाओं में हेक्सिडिन/फेरोपोर्टिन (FPN) अक्ष लोहे के पुनर्अवशोषण को नियंत्रित करता है और वृक्क लोहे के होमियोस्टेसिस के लिए महत्वपूर्ण हैमादा चूहों में। (एक)जंगली प्रकार के चूहों के गुर्दे में FPN, एक्वापोरिन 1 (AQP1), एक्वापोरिन 2 (AQP2), और Calbindin (CalD) के लिए इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला की प्रतिनिधि छवियां। बार्स¼ 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. अंत पैनल, बार¼ 25 मिमी, मूल आवर्धन 60. (बी) में एफपीएन के लिए पश्चिमी धब्बागुर्देमहिला और पुरुष FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreER T2 चूहों और FpnC326Y flfl/flfl नियंत्रण के 1 सप्ताह बाद टेमोक्सीफेन उपचार के बाद। सिग्नल की तीव्रता का परिमाण नीचे के पैनल में दिखाया गया है। (सी) महिला और पुरुष Fpnflfl / flfl, Pax8. CreERT2þ चूहों और Fpnflfl / flfl के गुर्दे में FPN के लिए पश्चिमी धब्बा टेमोक्सीफेन उपचार के 1 सप्ताह बाद नियंत्रित करता है। सिग्नल की तीव्रता का परिमाण नीचे के पैनल में दिखाया गया है। (डी) महिला और पुरुष में रेनल आयरन का स्तर FpnC326Y^flfl/^flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और 6 महीने में टेमोक्सीफेन उपचार के बाद नियंत्रण करता है। (ई) टैमोक्सीफेन इंडक्शन के 3 महीने बाद संबंधित जानवरों के रीनल कॉर्टिकल क्षेत्र में डायमिनोबेंज़िडाइन (डीएबी) -एन्हांस्ड पर्ल्स आयरन स्टेन की प्रतिनिधि छवियां। बार्स 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. (f) महिला और पुरुष Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl/flfl में रेनल आयरन का स्तर 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और टैमोक्सीफेन के शामिल होने के 6 महीने बाद नियंत्रित करता है। ( छ ) टैमोक्सीफेन इंडक्शन के 3 महीने बाद संबंधित जानवरों के रीनल कॉर्टिकल क्षेत्र में डीएबी-एन्हांस्ड पर्ल्स आयरन स्टेन की प्रतिनिधि छवियां। (जारी)

चित्र 1 |(जारी) बार्स 200 मिमी, मूल आवर्धन 10। (ज) महिला और पुरुष FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl में सीरम आयरन का स्तर 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और टैमोक्सीफेन उपचार के 6 महीने बाद नियंत्रित करता है। (i) महिला और पुरुष Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl/flfl में सीरम आयरन का स्तर 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और टैमोक्सीफेन के शामिल होने के 6 महीने बाद नियंत्रित होता है। मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है। * पी <0.05, **="" पी=""><0.01, और="" ****="" पी=""><0.0001। बी-एक्ट,="" बी-एक्टिन;="" नियंत्रण,="" नियंत्रण;="" डीएपीआई,="" 40,="" 6-डायमिडीनो-2-फेनिलइंडोल;="" पीपीएम,="" भाग="" प्रति="" मिलियन।="" इस="" छवि="" को="" देखने="" का="" अनुकूलन="" करने="" के="" लिए,="" कृपया="" इस="" लेख="" का="" ऑनलाइन="" संस्करण="" www.kidney-international.org="" पर="">

परिणाम

वृक्क नलिकाओं में हेक्सिडिन/एफपीएन अक्ष लौह पुनर्अवशोषण को नियंत्रित करता है और मादा चूहों में वृक्क लौह समस्थिति के लिए महत्वपूर्ण है।

हमने पहली बार FPN अभिव्यक्ति की सटीक साइट स्थापित करने की मांग कीगुर्दा. उस अंत तक, हमने एफपीएन और खंड-विशिष्ट मार्कर एक्वापोरिन 1 (समीपस्थ घुमावदार नलिकाओं का एक मार्कर और हेनले के पतले अवरोही अंग), एक्वापोरिन 2 (नलिकाओं को इकट्ठा करने और नलिकाओं को जोड़ने का एक मार्कर), और कैलबिंडिन (एक मार्कर) के लिए माउस किडनी की कीमत लगाई। डिस्टल कनवल्यूटेड ट्यूबल्स और कॉर्टिकल कनेक्टिंग और कलेक्टिंग डक्ट्स)। हमने पाया कि एफपीएन को कोर्टेक्स में दृढ़ता से व्यक्त किया जाता है, एक्वापोरिन 1 के साथ समीपस्थ घुमावदार नलिकाओं में कोलोकलाइज़ किया जाता है। आंतरिक मज्जा में कुछ FPN थे, जो मेडुलरी कलेक्टिंग डक्ट्स में एक्वापोरिन 2 के साथ कोलोकलाइज़ करते थे। कैलबिंडिन (चित्रा 1 ए; पूरक चित्रा एस 2 में दिखाया गया बड़ा पैनल) के साथ एफपीएन का कोई कोलोकलाइज़ेशन नहीं था। ये परिणाम पुष्टि करते हैं कि समीपस्थ घुमावदार नलिकाओं के भीतर कॉर्टिकल क्षेत्र में एफपीएन सबसे प्रचुर मात्रा में है।

यह निर्धारित करने के लिए कि क्या गुर्दे FPN को HAMP द्वारा विनियमित किया जाता है, हमने Pax8.CreERT2þ नॉक-इन ट्रांसजीन को शरण देने वाले चूहों का उपयोग किया, जो समीपस्थ और डिस्टल नलिकाओं में युग्मित बॉक्स जीन 8 pax8 प्रमोटर के नियंत्रण में Cre recombinase की टेमोक्सीफेन-इंड्यूसिबल अभिव्यक्ति को संचालित करता है। एकत्रित नलिकाएं.17 हमने Pax8.CreERT2þ चूहों को उन लोगों के साथ पार किया जो एक सशर्त नॉक-इन flfloxed एलील FpnC326Y को शरण देते हैं, जो एक हेक्सिडिन-प्रतिरोधी FPN को एन्कोड करता है। इसके अलावा, और लोहे के पुनर्वसन में गुर्दे की FPN की पहले से बताई गई भूमिका की पुष्टि करने के लिए, हमने Pax8.CreERT2þ चूहों को Fpnflfl / flfl एलील को नुकसान पहुंचाने वाले चूहों के साथ पार किया। Pax8.CreERT2 ट्रांसजीन को प्रेरित करने के लिए टैमोक्सीफेन उपचार के एक सप्ताह बाद, महिला और पुरुष FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों में FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रण (चित्र 1b) के सापेक्ष वृक्क FPN के स्तर में वृद्धि हुई, यह दर्शाता है कि वृक्क FPN विनियमन के अधीन है। सामान्य शारीरिक स्थितियों के तहत अंतर्जात HAMP, और इसके अलावा Pax8.CreERT2þ ट्रांसजीन की दक्षता की पुष्टि करता है। इसके विपरीत, Fpnflfl / flfl नियंत्रणों के सापेक्ष महिला और पुरुष Fpnflfl / flfl, Pax8. CreERT2þ चूहों में गुर्दे FPN का स्तर कम हो गया था, जो Pax8.CreERT2þ ट्रांसजीन (चित्र 1c) की दक्षता की पुष्टि करता है। इस Pax8.CreERT2þ ट्रांसजीन की विशिष्टता को भी विलोपन एलील (DFpn) की उपस्थिति से पुष्टि की गई थी।गुर्दालेकिन Fpnflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ चूहों (पूरक चित्रा S2A) के जिगर या प्लीहा में नहीं।

इसके बाद, हम यह निर्धारित करने के लिए निकल पड़े कि वृक्क HAMP/FPN अक्ष लोहे के पुनर्अवशोषण को नियंत्रित करता है या नहीं। उस अंत तक, हमने टेमोक्सीफेन उपचार के बाद 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और 6 महीने में गुर्दे और सीरम लोहे के स्तर को मापा। हमने पाया कि गुर्दे का लोहा

सामग्री FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ महिलाओं में FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रण महिलाओं की तुलना में सभी समय बिंदुओं (चित्र 1d) में कम थी। पुरुषों में गुर्दे की लौह सामग्री जीनोटाइप (चित्र 1d) के अनुसार भिन्न नहीं थी। डीएबी-वर्धित पर्ल के लोहे के दाग ने भी FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ महिलाओं (चित्रा 1e; पूरक चित्रा S2 में दिखाया गया बड़ा पैनल) के समीपस्थ नलिकाओं के भीतर लोहे के स्तर में कमी की पुष्टि की। इसके विपरीत, हमने पाया कि Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ महिलाओं में वृक्क लोहे की मात्रा 1 महीने से Fpnflfl/flfl नियंत्रण महिलाओं की तुलना में अधिक थी (चित्र 1f)। पुरुषों में गुर्दे की लौह सामग्री जीनोटाइप (चित्रा 1 एफ) के अनुसार अलग नहीं थी। डीएबी-वर्धित पर्ल्स आयरन स्टेन ने भी Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ महिलाओं (चित्र 1g; पूरक चित्रा S2 में दिखाया गया बड़ा पैनल) के समीपस्थ नलिकाओं के भीतर लोहे के संचय की पुष्टि की।

पुरुष और महिला दोनों FpnC326Yflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ चूहों में FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रण के सापेक्ष 1-महीने के समय बिंदु (चित्र 1h) में सीरम लोहे के स्तर को क्षणिक रूप से बढ़ाया गया था। इसके विपरीत, Fpnflfl/ flfl, Pax8.CreERT2þ महिलाओं में Fpnflfl/flfl नियंत्रण महिलाओं के सापेक्ष 1- महीने के समय में सीरम आयरन के स्तर में कमी आई, जबकि वे सभी समय बिंदुओं पर विभिन्न जीनोटाइप के पुरुषों में तुलनीय रहे (चित्र 1i) ) 3 महीने की उम्र में नियंत्रण वाले जानवरों में देखे गए सीरम लोहे के स्तर की बहाली को सामान्य गुर्दे एफपीएन स्तरों की बहाली के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है। वास्तव में, Pax8.CreERT2þ- गुर्दे के FPN स्तरों में परिवर्तन को टेमोक्सीफेन उपचार (पूरक चित्रा S2B और C) के 3 महीने बाद भी बनाए रखा गया था। FpnC326Yflfl/ flfl, Pax8.CreERT2þ में वृक्क लोहे की मात्रा में कमी और सीरम आयरन के स्तर में वृद्धि दर्शाती है कि समीपस्थ नलिकाओं में FPN-निर्भर लौह पुनर्अवशोषण सामान्य शारीरिक स्थितियों के तहत HAMP द्वारा विनियमन के अधीन है। Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ में वृक्क लोहे की मात्रा में वृद्धि और सीरम आयरन के स्तर में कमी आई है। इसके अलावा, सामान्य शारीरिक स्थितियों के तहत, वृक्क HAMP/FPN अक्ष द्वारा लौह पुनर्अवशोषण का नियंत्रण पुरुषों की तुलना में महिलाओं में अधिक महत्वपूर्ण प्रतीत होता है, कम से कम C57BL/6 तनाव में।

सिस्टैंच किडनी के कार्य में सुधार कर सकता है

वृक्क HAMP/FPN अक्ष सामान्य लौह उपलब्धता की स्थितियों में सामान्य प्रणालीगत लौह समस्थिति में योगदान देता है, लेकिन आवश्यक नहीं है।

इसके बाद, हम प्रणालीगत लौह होमियोस्टेसिस के लिए वृक्क HAMP/FPN अक्ष के योगदान को निर्धारित करने के लिए निकल पड़े। हमने पाया कि FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ महिलाओं में सीरम फेरिटिन (चित्र 2a), यकृत लौह सामग्री (चित्र 2b), और प्लीहा लौह सामग्री (चित्र 2c) में 1- महीने के समय बिंदु पर क्षणिक वृद्धि हुई थी। FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रण महिलाओं के साथ तुलना में। उनके हीमोग्लोबिन का स्तर सभी समय बिंदुओं (चित्र 2d) पर नियंत्रण के बराबर रहा। इनमें से कोई भी पैरामीटर FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ पुरुषों और उनके FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रणों (चित्र 2a-d) के बीच भिन्न नहीं था। जीनोटाइप (पूरक चित्रा 3 ए) के अनुसार एरिथ्रोफेरोन का स्तर अलग नहीं था। इसके विपरीत, हमने पाया कि Fpnflfl/ flfl ,Pax8.CreERT2þ महिलाओं में 1- और 3-महीने के समय बिंदुओं (चित्र 2e) पर सीरम फेरिटिन का स्तर कम होता है, 3- पर लिवर आयरन की मात्रा कम होती है। और 6-माह का समय बिंदु (चित्र 2f), और कम तिल्ली लोहे की सामग्री 1- और 3-महीने के समय बिंदुओं (चित्र 2g) पर, जब Fpnflfl / flfl नियंत्रण महिलाओं के साथ तुलना की जाती है। उन्होंने 3-महीने के समय बिंदु (चित्र 2h) पर हीमोग्लोबिन के स्तर में एक क्षणिक और हल्की कमी भी की। इनमें से कोई भी पैरामीटर Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ पुरुषों और उनके Fpnflfl/flfl नियंत्रणों (चित्र 2e-h) के बीच भिन्न नहीं था। जीनोटाइप (पूरक चित्रा 3 बी) के अनुसार एरिथ्रोफेरोन के स्तर में भी बदलाव नहीं किया गया था। साथ में, ये आंकड़े प्रदर्शित करते हैं कि, सामान्य शारीरिक स्थितियों के तहत, वृक्क HAMP/FPN अक्ष प्रणालीगत लोहे के स्तर में योगदान देता है, लेकिन अपने आप में सामान्य प्रणालीगत लोहे के होमियोस्टेसिस के रखरखाव के लिए आवश्यक नहीं है।

चित्र 2|वृक्क हेक्सिडिन रोगाणुरोधी पेप्टाइड/फेरोपोर्टिन (FPN) अक्ष सामान्य प्रणालीगत के लिए योगदान देता है, लेकिन आवश्यक नहीं हैलोहे की होमोस्टैसिस सामान्य लोहे की उपलब्धता की शर्तों के तहत। (ए-डी)महिला और पुरुष FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl में प्रणालीगत आयरन इंडेक्स टैमोक्सीफेन उपचार के बाद 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और 6 महीने में नियंत्रित करता है, जिसमें (ए) सीरम फेरिटिन, (बी) लिवर आयरन सामग्री शामिल है। , (सी) प्लीहा लौह सामग्री, और (डी) हीमोग्लोबिन। (ई-एच) महिला और पुरुष में प्रणालीगत लौह सूचकांक Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl/flfl नियंत्रण 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने, और 6 महीने में टेमोक्सीफेन प्रेरण के बाद, (ई) सीरम फेरिटिन सहित, ( च) यकृत लौह सामग्री, (जी) प्लीहा लौह सामग्री, और (एच) हीमोग्लोबिन। मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है। *पी < 0.05,="" **पी="">< 0.01,="" और="" ***पी=""><0.001। पीपीएम,="" भाग="" प्रति="">

चित्र 3|वृक्क हेक्सिडिन रोगाणुरोधी पेप्टाइड (HAMP)/फेरोपोर्टिन (FPN) अक्ष अतिरिक्त लोहे की उपलब्धता की स्थितियों के तहत गुर्दे और प्रणालीगत लोहे के अधिभार के परिमाण को निर्धारित करता है। (ए एफ)महिला और पुरुष में एक्स्ट्रारेनल आयरन इंडेक्स FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रणों ने 3 महीने के लिए या तो एक कंट्रोल चाउ डाइट (200 पार्ट्स प्रति मिलियन [पीपीएम]) या आयरन-लोडेड डाइट (5000 पीपीएम) प्रदान की। (जारी)

चित्र 3 |(जारी) इंडेक्स में (ए) सीरम आयरन, (बी) सीरम फेरिटिन, (सी) प्लीहा आयरन कंटेंट, (डी) हार्ट आयरन कंटेंट, (ई) लंग आयरन कंटेंट, और (एफ) लिवर आयरन कंटेंट शामिल हैं। (छ) महिला और पुरुष FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रणों में गुर्दे की लौह सामग्री या तो एक नियंत्रण चाउ आहार (200 पीपीएम) या एकलोहे से भरा हुआआहार (5000 पीपीएम) 3 महीने के लिए। (एच, आई) डायमिनोबेंज़िडाइन (डीएबी) की प्रतिनिधि छवियां - लिवर में बढ़े हुए पर्ल्स आयरन स्टेन और संबंधित जानवरों के वृक्क महत्वपूर्ण क्षेत्र। बार्स ¼ 200 मिमी, मूल आवर्धन 10। (जे) संबंधित जानवरों के यकृत में हैम्प जीन की सापेक्ष अभिव्यक्ति। मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है। * पी <0.05, **="" पी=""><0.01, ***="" पी=""><0.001, ****="" पी=""><0.0001, *****="" पी=""><0.00001, और="" ******="" पी=""><0.000001। इस="" छवि="" को="" देखने="" का="" अनुकूलन="" करने="" के="" लिए,="" कृपया="" इस="" लेख="" का="" ऑनलाइन="" संस्करण="" www.kidney-international.org="" पर="">

वृक्क HAMP/FPN अक्ष अतिरिक्त लोहे की उपलब्धता की स्थितियों के तहत गुर्दे और प्रणालीगत लोहे के अधिभार के परिमाण को निर्धारित करता है 

अगला, हम लोहे के अधिभार की स्थापना में वृक्क एचएएमपी / एफपीएन अक्ष की भूमिका निर्धारित करने के लिए निकल पड़े। उस प्रभाव के लिए, FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ जानवरों और FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रणों को टेमोक्सीफेन से प्रेरित किया गया और फिर 3 महीने के लिए या तो एक नियंत्रण चाउ आहार प्रदान किया गया, जिसमें 200 पीपीएम आयरन, या आयरन युक्त आहार, जिसमें 5000 पीपीएम आयरन होता है। . हमने पाया कि आयरन से भरे आहार के प्रावधान से दोनों जीनोटाइप के पुरुषों और महिलाओं में सीरम आयरन, सीरम फेरिटिन और टिशू आयरन की मात्रा में वृद्धि हुई है। हालांकि, FpnC326Yflfl/ flfl, Pax8. CreERT2þ जानवरों में सीरम आयरन (चित्र 3a), सीरम फेरिटिन (चित्र 3b), और तिल्ली (चित्र 3c), हृदय (चित्र 3d), फेफड़े (चित्र 3e) में लोहे की मात्रा में अधिक वृद्धि हुई थी। , और लीवर (चित्र 3f) FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रणों की तुलना में। इसके विपरीत, उनके गुर्दे की लौह सामग्री (चित्रा 3 जी) में कम वृद्धि हुई थी। समीपस्थ नलिकाओं के भीतर और यकृत में लोहे के लोडिंग की डिग्री में जीनोटाइप के बीच अंतर डीएबी-वर्धित पर्ल्स आयरन स्टेन (चित्रा 3 एच और आई; पूरक चित्रा एस 4 में दिखाए गए बड़े पैनल) में भी स्पष्ट थे। अधिक प्रणालीगत लौह अधिभार के अनुरूप, FpnC326Yflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ जानवरों में भी FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रण (चित्र 3j) की तुलना में लीवर हैम्प जीन अभिव्यक्ति में अधिक वृद्धि हुई थी। हीमोग्लोबिन बिन स्तर या तो आहार या जीनोटाइप से प्रभावित नहीं थे, और इसके अनुरूप, सीरम एरिथ्रोफेरोन का स्तर भी अपरिवर्तित रहा (पूरक चित्रा 4 ए और बी)। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि, अतिरिक्त लोहे की उपलब्धता की स्थितियों में, वृक्क एचएएमपी / एफपीएन अक्ष द्वारा लोहे के पुनर्अवशोषण का नियंत्रण गुर्दे के लोहे के अधिभार को बढ़ाते हुए प्रणालीगत लोहे के अधिभार को कम करता है।

वृक्क HAMP/FPN अक्ष हेमोक्रोमैटोसिस में ऊतक लोहे के अधिभार के पैटर्न को निर्धारित करता है 

इसके बाद, हम वंशानुगत हेमोक्रोमैटोसिस के संदर्भ में वृक्क एचएएमपी/एफपीएन अक्ष की भूमिका का पता लगाने के लिए निकल पड़े, हेक्सिडिन उत्पादन या हेक्सिडिन प्रतिक्रिया में दोषों के कारण लोहे के अधिभार की एक आनुवंशिक स्थिति। 19 उस प्रभाव के लिए, हमने उत्पन्न चूहों का उपयोग किया- fpnC326Y एलील (Fpnwt/C326Y) के विषमयुग्मजी सर्वव्यापी दस्तक को आश्रय देने वाला घर। हमने पहले दिखाया था कि ये चूहे वंशानुगत हेमोक्रोमैटोसिस की लौह-अधिभार फेनोटाइप विशेषता विकसित करते हैं। हमने ऊतक के पैटर्न की तुलना की।लौह अधिभारइन चूहों में जो जंगली प्रकार के चूहों में देखे गए थे, उन्हें 3 महीने तक आयरन से भरपूर आहार दिया गया था। Fpnwt/C326Y चूहों और जंगली प्रकार के चूहों दोनों को आयरन से भरपूर आहार दिया गया था

उनके संबंधित नियंत्रण (आंकड़े 4 ए और बी) की तुलना में यकृत, हृदय और फेफड़े में लोहे की मात्रा में वृद्धि हुई है। Fpnwt/C326Y चूहों में गुर्दे की लौह सामग्री 3 महीने की उम्र (चित्रा 4 ए) में सामान्य थी और 6 महीने की उम्र में नियंत्रण के सापेक्ष केवल 32 प्रतिशत की वृद्धि हुई (पूरक चित्रा 5 ए)। इसके विपरीत, जंगली प्रकार के जानवरों ने लोहे से भरा आहार प्रदान किया था, सामान्य आहार (चित्रा 4 बी) की तुलना में गुर्दे की लौह सामग्री में 260 प्रतिशत की वृद्धि हुई थी। 2 मॉडलों के बीच वृक्क और यकृत लोहे के अधिभार में सापेक्ष अंतर भी DABenhanced Perls लोहे के दाग (चित्र 4c और d; पूरक चित्रा S5 में दिखाए गए बड़े पैनल) में स्पष्ट थे। एक्सट्रारेनल आयरन अधिभार का परिमाण 2 मॉडलों के बीच तुलनीय था, जबकि वृक्क अधिभार का परिमाण जंगली प्रकार के जानवरों में काफी अधिक था, जो Fpnwt / C326Y चूहों (चित्र 4e) की तुलना में लोहे से भरा आहार प्रदान करता है। Fpnwt / C326Y दोनों चूहों में कोर्टेक्स में FPN को बढ़ाया गया था और जंगली प्रकार के चूहों ने लोहे से भरा आहार प्रदान किया (चित्र 4f और g; बड़े पैनल पूरक चित्रा S5 में दिखाए गए हैं)। समीपस्थ नलिकाओं में FPN अभिव्यक्ति की साइट की बारीकी से जांच से पता चला है कि यह इंट्रासेल्युलर रूप से और साथ ही Fpnwt / C326Y चूहों में आधारभूत झिल्ली को स्थानीयकृत करने के लिए प्रकट हुआ। इसके विपरीत, एफपीएन मुख्य रूप से साइटोप्लाज्म, एपिकल झिल्ली को स्थानीयकृत करता हुआ दिखाई दिया, और आश्चर्यजनक रूप से चूहों में नाभिक ने लोहे से भरा आहार (चित्रा 4 एफ और जी, निचले पैनल) प्रदान किया। लौह-भारित आहार के प्रावधान से उत्पन्न होने वाले FPN स्थानीयकरण के पैटर्न की पुष्टि Fpnflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ जानवरों को नकारात्मक नियंत्रण (सप्लीमेंट्री फिगर S5B) के रूप में करते हुए पुष्टि की गई थी। ये अवलोकन, पिछली खोज के साथ-साथ FpnC326Yflfl / flfl, Pax8.CreERT2þ जानवरों में एक के प्रावधान के बाद नियंत्रण की तुलना में कम गुर्दे की लोहे की लोडिंग होती है।लोहे से भरा हुआआहार, प्रदर्शित करता है कि गुर्दे एफपीएन पर एचएएमपी कार्रवाई का नुकसान उनकी रक्षा करता हैगुर्दावंशानुगत हेमोक्रोमैटोसिस की स्थिति में लोहे के भार से।

बहस

वर्तमान अध्ययन का सबसे महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि अंतर्जात HAMP FPN की मध्यस्थता वाले लोहे के पुन: अवशोषण को नियंत्रित करता है। पिछले अध्ययनों ने सुसंस्कृत वृक्क कोशिकाओं में बहिर्जात HAMP द्वारा FPN के नियमन और HAMP और FPN स्तरों के बीच एक विपरीत संबंध की सूचना दी थी।गुर्दाएकतरफा मूत्रवाहिनी रोड़ा के बाद। 12,13 हालांकि, यह पहला प्रदर्शन है कि इस तरह का विनियमन सामान्य शारीरिक स्थितियों के तहत विवो में संचालित होता है, और इस तरह से गुर्दे और प्रणालीगत लौह होमियोस्टेसिस पर प्रभाव डालता है। इस अध्ययन की एक विशेष ताकत एचएएमपी प्रतिक्रिया के गुर्दे-विशिष्ट नुकसान को दूर करने के लिए, घर में उत्पन्न उपन्यास चूहों का उपयोग है। यह दृष्टिकोण परिवर्तित प्रणालीगत लौह समस्थिति के जटिल प्रभावों के बिना वृक्क एचएएमपी/एफपीएन अक्ष के अध्ययन की अनुमति देता है, अन्यथा सर्वव्यापी पशु मॉडल में देखा जाता है।

चित्र 4|वृक्क हेक्सिडिन रोगाणुरोधी पेप्टाइड/फेरोपोर्टिन (FPN) हेमोक्रोमैटोसिस में ऊतक लोहे के अधिभार के पैटर्न को निर्धारित करता है। (एक)Fpnwt/C326Y जानवरों के गुर्दे, यकृत, हृदय और फेफड़ों में आयरन का स्तर और 3 महीने की उम्र में Fpnwt/wt नियंत्रित करता है। (बी) लोहे का स्तरगुर्दाजंगली प्रकार के जानवरों में यकृत, हृदय और फेफड़े या तो एक नियंत्रण चाउ आहार (200 भाग प्रति मिलियन [पीपीएम]) प्रदान करते हैं या एक लौह युक्त आहार (5{{4{{ 42}}}}00 पीपीएम) दूध छुड़ाने से लेकर 3 महीने तक। (सी) डायमिनोबेंज़िडाइन (डीएबी) की प्रतिनिधि छवियां - गुर्दे के प्रांतस्था में पर्ल्स लोहे के दाग और एफपीएनडब्ल्यूटी / सी 326 वाई जानवरों के लीवर और 3 महीने की उम्र में एफपीएनडब्ल्यूटी / डब्ल्यूटी नियंत्रण। बार 200 मिमी, मूल आवर्धन10. ( d ) वृक्क प्रांतस्था में डीएबी-वर्धित पर्ल्स लोहे के दाग की प्रतिनिधि छवियां और जंगली प्रकार के जानवरों के लीवर ने 3 महीने के लिए वीनिंग से नियंत्रण चाउ आहार (200 पीपीएम) या लोहे से भरा आहार (5000 पीपीएम) प्रदान किया। बार ¼ 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. (ई) Fpnwt/C326Y जानवरों और जंगली प्रकार के जानवरों के बीच ऊतक लोहे के लोडिंग की डिग्री की तुलना लोहे से भरी हुई आहार से की जाती है। प्रत्येक जानवर के लिए दिखाए गए मान संबंधित नियंत्रण समूह के माध्य के लिए सामान्यीकृत होते हैं। (च) एफपीएनडब्ल्यूटी/सी326वाई जानवरों के रीनल कॉर्टेक्स में एफपीएन इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला होने की प्रतिनिधि छवियां और 3 महीने की उम्र में एफपीएनडब्ल्यूटी/डब्ल्यूटी नियंत्रण। शीर्ष पैनल, बार 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. निचला पैनल, बार ¼ 25 मिमी, मूल आवर्धन 60। (छ) जंगली प्रकार के जानवरों के वृक्क प्रांतस्था में FPN इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला के प्रतिनिधि चित्र या तो एक नियंत्रण चाउ आहार प्रदान करते हैं (200) पीपीएम) या आयरन से भरपूर आहार (5000 पीपीएम) 3 महीने तक दूध छुड़ाने से। शीर्ष पैनल, बार 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. निचला पैनल, बार ¼ 25 मिमी, मूल आवर्धन 60. मान माध्य SEM के रूप में दिखाए जाते हैं। * पी <0.05, **="" पी=""><0.01, ***="" पी=""><0.001, और="" ****="" पी=""><0.0001। इस="" छवि="" को="" देखने="" का="" अनुकूलन="" करने="" के="" लिए,="" कृपया="" इस="" लेख="" का="" ऑनलाइन="" संस्करण="" www.kidney-international.org="" .="" पर="">

वर्तमान अध्ययन का दूसरा महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि वृक्क HAMP/FPN वृक्क और प्रणालीगत लौह अधिभार (चित्र 5) दोनों के परिमाण को निर्धारित करता है। दरअसल, वृक्क नलिकाओं में एचएएमपी प्रतिक्रिया के नुकसान ने यकृत, प्लीहा, हृदय और फेफड़े के लोहे के अधिभार की भयावहता को बढ़ा दिया, जबकि लोहे से भरे आहार के प्रावधान के बाद गुर्दे के लोहे के अधिभार की मात्रा को कम कर दिया। इसके अनुरूप, हेमोक्रोमैटोसिस चूहों (जिसमें वृक्क HAMP/FPN अक्ष भी है) की तुलना में जंगली प्रकार के जानवरों (जिसमें वृक्क HAMP/FPN अक्ष बरकरार है) के लिए लोहे से भरे आहार के प्रावधान के बाद अधिक वृक्क लोहे का अधिभार देखा गया। बाधित) (चित्रमय सार)। यह खोज नैदानिक ​​​​अवलोकन की व्याख्या कर सकती है किगुर्दावंशानुगत हेमोक्रोमैटोसिस वाले रोगियों में आमतौर पर प्रभावित नहीं होता है।19

चित्र 5|लोहे के अधिभार की सेटिंग में वृक्क हेक्सिडिन रोगाणुरोधी पेप्टाइड (HAMP)/फेरोपोर्टिन (FPN) अक्ष की भूमिका।आयरन से भरपूर आहार के प्रावधान से ग्लोमेरुलर फिफिलट्रेट में सीरम आयरन की उपलब्धता और आयरन के स्तर में वृद्धि होती है और यकृत द्वारा हेक्सिडिन (एचएएमपी) उत्पादन और रिलीज में वृद्धि होती है। बढ़ी हुई सीरम एचएएमपी गुर्दे की नलिकाओं में एफपीएन को अवरुद्ध करके लोहे के पुनर्वसन को रोकता है। लोहे के पुनर्अवशोषण के अवरोध से वृक्क लोहे की अवधारण होती है जबकि प्रणालीगत लोहे की उपलब्धता कम होती है और परिणामस्वरूप यकृत लोहे के अधिभार को कम करता है। FpnC3326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों में, वृक्क नलिकाओं में HAMP प्रतिक्रियात्मकता के नुकसान के कारण अनियमित लौह पुनर्अवशोषण होता है। यह, बदले में, प्रणालीगत लोहे की उपलब्धता को बढ़ाते हुए और बाद में यकृत लोहे के अधिभार को बढ़ाते हुए गुर्दे की लोहे की अवधारण को रोकता है।

यद्यपि हेमोक्रोमैटोसिस और आहार लोहे के अधिभार दोनों ने वृक्क नलिकाओं में एफपीएन को बढ़ा दिया, लेकिन वे स्थानीयकरण के विभिन्न पैटर्न के परिणामस्वरूप एपिकल, इंट्रासेल्युलर या बेसोलैटल डिब्बों में दिखाई दिए। चूहे के ग्रहणी में भी इसी तरह के अवलोकन किए गए थे, जहां ग्रहणी एंटरोसाइट्स में इन डिब्बों के बीच एफपीएन के सापेक्ष वितरण को बदलने के लिए लोहे के गैवेज को पाया गया था। इन परिणामों की एक व्याख्या यह है कि आहार लोहे के अधिभार की स्थापना में, एफपीएन अनुवाद में वृद्धि (द्वारा मध्यस्थता द्वारा मध्यस्थता) लौह नियामक प्रोटीन) वृक्क ट्यूबलर सेल में उच्च समग्र एफपीएन उत्पादन को बनाए रखने के लिए कार्य करेगा, जबकि सीरम एचएएमपी में वृद्धि से एफपीएन का अनुपात कम हो जाएगा जो कि बेसोलैटल झिल्ली को स्थानीयकृत कर सकता है। यह इस व्याख्या से इस प्रकार है कि समीपस्थ नलिकाओं में एफपीएन के स्थानीयकरण के रूप में पिछली रिपोर्टों के बीच विचलन वृक्क ट्यूबलर लोहे की सामग्री में और विभिन्न अध्ययनों में इस्तेमाल किए गए पशु मॉडल के बीच सीरम हेक्सिडिन स्तरों में अंतर को प्रतिबिंबित कर सकता है। वैकल्पिक रूप से, यह विचलन वाणिज्यिक एफपीएन एंटीबॉडी के संबंध में पहले बताई गई गैर-विशिष्ट प्रतिक्रियाशीलता की एक डिग्री को प्रतिबिंबित कर सकता है, जिसमें वर्तमान अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है। 14 गुर्दे की नलिकाओं में एफपीएन के एपिकल स्थानीयकरण का कार्यात्मक महत्व स्पष्ट नहीं है, और हम किसी भी परिवर्तन का पता नहीं लगा सके। लोहे से भरे चूहों में मूत्र में लोहे के उत्सर्जन में (पूरक चित्रा 5C)। एक और दिलचस्प अवलोकन यह है कि कुछ एफपीएन लोहे से भरे चूहों के वृक्क नलिकाओं में नाभिक के लिए स्थानीयकृत दिखाई देते हैं। इसी तरह के अवलोकन अन्य लोगों द्वारा लोहे से भरे मैक्रोफेज और चूहे के जिगर में किए गए थे। बाद के अध्ययन में परमाणु एफपीएन को तीव्र चरण प्रतिक्रिया के हिस्से के रूप में परमाणु लौह प्रतिधारण में शामिल पाया गया। 22,23 विभिन्न लौह राज्यों में और विभिन्न विकृतियों में एफपीएन के उप-कोशिकीय स्थानीयकरण का विस्तृत अध्ययन भूमिका की हमारी समझ को और आगे बढ़ाने के लिए आवश्यक है। गुर्दे में FPN की।

वृक्क HAMP के नियमन और कार्य को भी पूरी तरह से समझा नहीं गया है। हमने पाया कि लोहे से भरे आहार (पूरक चित्रा 5 ई) के प्रावधान के बाद जंगली प्रकार के जानवरों में गुर्दे में हैम्प जीन की अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई थी, लेकिन हेमोक्रोमैटोसिस चूहों (पूरक चित्रा 5 डी) में और वृक्क नलिकाओं को नुकसान पहुंचाने वालों में अपरिवर्तित रहे। एफपीएन या वृक्क नलिका की विशिष्ट हानि-एचएएमपी प्रतिक्रिया की विशिष्ट हानि (पूरक चित्रा S5F और G)। ये परिणाम इस धारणा का समर्थन नहीं करते हैं कि रीनल हैम्प जीन अभिव्यक्ति को स्थानीय रूप से वृक्क लोहे के स्तर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। वृक्क एचएएमपी के कार्य के संदर्भ में, एकतरफा मूत्रवाहिनी रोड़ा के एक मॉडल में पिछले अध्ययन ने सुझाव दिया कि यह गुर्दे के एफपीएन को नियंत्रित करने में शामिल है। हमने पाया कि वृक्क एचएएमपी (प्रो-एचएएमपी पेप्टाइड के खिलाफ एक एंटीबॉडी का उपयोग करके पता लगाया गया) कैलबिंडिन (डिस्टल कनवॉल्यूटेड ट्यूबल्स और कॉर्टिकल कलेक्टिंग डक्ट्स और कनेक्टिंग डक्ट्स का एक मार्कर) (सप्लीमेंट्री फिगर S5H) के साथ कोलोकलाइज़ किया गया। दूसरी ओर, एफपीएन अभिव्यक्ति कैलबिंडिन के साथ मेल नहीं खाती है, यहां तक ​​​​कि चूहों में भी एचएएमपी जवाबदेही (चित्रा 1 ए और पूरक चित्रा एस 5 आई) के गुर्दे-विशिष्ट नुकसान को नुकसान पहुंचाती है। ये परिणाम वृक्क FPN के नियमन में वृक्क HAMP के लिए एक ऑटोक्राइन भूमिका के अनुरूप नहीं हैं। बहरहाल, वृक्क HAMP, वृक्क FPN के पैरासरीन विनियमन में शामिल हो सकता है। भविष्य में, वृक्क एचएएमपी के पैरासरीन कार्यों का अध्ययन करना और लोहे के पुनर्अवशोषण के नियंत्रण में वृक्क और यकृत एचएएमपी के सापेक्ष योगदान को निर्धारित करना दिलचस्प होगा।

वर्तमान अध्ययन से एक और दिलचस्प अवलोकन यह है कि, सामान्य लोहे की उपलब्धता की शर्तों के तहत, सामान्य प्रणालीगत लोहे के होमियोस्टेसिस के रखरखाव के लिए वृक्क एचएएमपी / एफपीएन अक्ष आवश्यक नहीं है और इसके बजाय गुर्दे के लोहे के स्तर को विनियमित करने के लिए अधिक महत्वपूर्ण है, कम से कम मादा चूहों में। C57BL/6 तनाव। वास्तव में, हालांकि गुर्दे की नलिकाओं में एफपीएन या एचएएमपी प्रतिक्रिया के नुकसान के परिणामस्वरूप गुर्दे के लोहे के स्तर में देखे गए परिवर्तन लगातार थे, प्रणालीगत लोहे के सूचकांक में परिवर्तन प्रकृति में क्षणिक थे। प्रणालीगत प्रभावों की क्षणिक प्रकृति भागीदारी प्रतिपूरक तंत्र (ओं) का सुझाव देती है। एक संभावित प्रतिपूरक तंत्र हेपेटिक एचएएमपी द्वारा आहार लौह अवशोषण का मॉड्यूलेशन है। वास्तव में, हमने पाया कि चूहों में एचएएमपी प्रतिक्रिया के गुर्दे की विशिष्ट हानि को नुकसान पहुंचाने वाले, हेपेटिक हैम्प जीन की अभिव्यक्ति 1- महीने के समय बिंदु पर सीरम लोहे के स्तर में वृद्धि के बाद बढ़ गई थी और बाद के समय बिंदुओं पर बनी रही। इसके विपरीत, 1- महीने के समय बिंदु पर सीरम लोहे के स्तर में कमी के बाद FPN के गुर्दे-विशिष्ट नुकसान को रोकने वाले चूहों में हेपेटिक हैम्प जीन अभिव्यक्ति को दबा दिया गया था और बाद के समय बिंदुओं (पूरक चित्रा S6A और B) पर दबा हुआ था। इसके अलावा, पहली सेटिंग में बढ़े हुए हेपेटिक हैम्प जीन अभिव्यक्ति के साथ आंत एफपीएन के स्तर में कमी आई, जबकि दूसरी सेटिंग में हेपेटिक हैम्प जीन की अभिव्यक्ति में कमी के साथ उच्च आंत एफपीएन (सप्लीमेंट्री फिगर एस 6 सी और डी) था। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि आहार लौह अवशोषण पर हेपेटिक एचएएमपी की क्रिया एक सक्रिय प्रतिपूरक तंत्र है जो विकृत वृक्क लौह पुनर्अवशोषण की स्थिति में सामान्य प्रणालीगत लौह होमियोस्टेसिस को बनाए रखने में शामिल है।

किडनी की कार्यप्रणाली को ठीक कर सकता है सिस्टांचे

ध्यान दें, सामान्य लोहे की उपलब्धता की शर्तों के तहत, वृक्क HAMP/FPN अक्ष मादा चूहों में नर चूहों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण प्रतीत होता है, कम से कम C57BL/6 तनाव में। इस अवलोकन को Pax8.CreERT2þ ट्रांसजीन की गतिविधि में पुरुषों और महिलाओं के बीच अंतर के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है। नेफ्रॉन के साथ ट्रांसपोर्टरों के स्तरों और पैटर्न में यौन द्विरूपता को पहले इस माउस स्ट्रेन में सूचित किया गया है। 24 इसके अनुरूप, हमें एफपीएन की उच्च बेसल अभिव्यक्ति मिली।गुर्देपुरुष लिटरमेट्स (सप्लीमेंट्री फिगर S2D) के गुर्दे की तुलना में महिलाओं की संख्या। पूरे नेफ्रॉन में fpn को हटाने के लिए एक संवैधानिक रूप से सक्रिय नेस्टिन प्रमोटर द्वारा संचालित एक अलग Cre recombinase ट्रांसजीन का उपयोग करते हुए एक पिछला अध्ययन भी गुर्दे के लोहे के स्तर में वृद्धि और सीरम लोहे और यकृत लोहे के भंडार में कमी की सूचना दी। हालांकि, वह अध्ययन एक अलग माउस स्ट्रेन (129/SvEvTac) में आयोजित किया गया था और सेक्स या समय पाठ्यक्रम के अनुसार फेनोटाइप एसी का विश्लेषण नहीं किया था।14

हेमोक्रोमैटोसिस और अन्य लोहे के विकार।

खुलासा

सभी लेखकों ने कोई प्रतिस्पर्धी हितों की घोषणा नहीं की।

आभार

SL-L एक ब्रिटिश हार्ट फाउंडेशन इंटरमीडिएट बेसिक साइंस पोस्टडॉक्टोरल फेलोशिप (FS/12/63/29895) का प्राप्तकर्ता था। जीएम a . द्वारा वित्त पोषित किया गया थाकिडनी रिसर्च यूके प्रोजेक्टअनुदान (RP_020_20160303) SL-L को प्रदान किया गया।

लेखक का योगदान

SL-L गर्भित अध्ययन। SL-L और GM ने प्रयोग किए। SL-L ने परिणामों का विश्लेषण और व्याख्या की। SL-L ने पांडुलिपि लिखी। AM ने सामग्री का योगदान दिया। PAR ने पांडुलिपि पर टिप्पणी की।

पूरक सामग्री

अनुपूरक फ़ाइल (पीडीएफ)

चित्र S1. FPN और HAMP एंटीबॉडी विशिष्टता की पुष्टि। (ए) 3 महीने की उम्र में Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ जानवरों और Fpnflfl/flfl नियंत्रण के वृक्क प्रांतस्था में FPN इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला की प्रतिनिधि छवियां। शीर्ष पैनल, बार ¼ 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. निचला पैनल, बार ¼ 25 मिमी, मूल आवर्धन 60। (बी) हैम्प-/- जानवरों के वृक्क प्रांतस्था में एचएएमपी इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला की प्रतिनिधि छवियां और 3 पर जंगली-प्रकार के नियंत्रण महीने की उम्र। शीर्ष पैनल, बार 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. निचला पैनल, बार ¼ 25 मिमी, मूल आवर्धन 60।

चित्र S2. Pax8.CreERT2þ गतिविधि और विशिष्टता की पुष्टि। (ए) Fpnflfl/flfl और Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों की जीनोटाइपिंग, लीवर, प्लीहा, और से निकाले गए जीनोमिक डीएनए का उपयोग करते हुएगुर्दाटेमोक्सीफेन इंडक्शन के 1 सप्ताह बाद। (बी) एफपीएन के लिए पश्चिमी धब्बागुर्देमहिला और पुरुष FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Y का नियंत्रण टेमोक्सीफेन उपचार के 3 महीने बाद होता है। नीचे के पैनल में दिखाए गए सिग्नल की तीव्रता की मात्रा। (सी) महिला और पुरुष Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl/flfl के गुर्दे में FPN के लिए पश्चिमी धब्बा tamoxifen उपचार के 3 महीने बाद नियंत्रित करता है। नीचे के पैनल में दिखाए गए सिग्नल की तीव्रता की मात्रा। (डी) 3 महीने की उम्र में जंगली प्रकार की मादाओं और नर कूड़ेदानों के गुर्दे में एफपीएन के लिए पश्चिमी धब्बा। नीचे के पैनल में दिखाए गए सिग्नल की तीव्रता की मात्रा। (ई-जी) चित्रा 1ए, जी, और ई में क्रमशः पैनलों के बड़े संस्करण। मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है। *पी < 0.05,="" ***पी=""><>

चित्र S3. FpnC326Yflfl/flfl Pax8.CreERT2þ और Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2 चूहों में सीरम एरिथ्रोफेरोन का स्तर नहीं बदला जाता है। (ए) महिला और पुरुष FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl में सीरम एरिथ्रोफेरोन का स्तर 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और टैमोक्सीफेन उपचार के 6 महीने बाद नियंत्रित करता है। (बी) महिला और पुरुष में सीरम एरिथ्रोफेरोन का स्तर Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl/flfl नियंत्रण 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने, और 6 महीने में टेमोक्सीफेन इंडक्शन के बाद। मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है।

चित्र S4. FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ में हीमोग्लोबिन और सीरम एरिथ्रोफेरोन के स्तर में कोई बदलाव नहीं किया गया है। (ए) महिला और पुरुष में हीमोग्लोबिन का स्तर FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl नियंत्रणों को या तो एक नियंत्रण आहार (200 पीपीएम आयरन युक्त) या आयरन युक्त आहार (5000 पीपीएम आयरन युक्त) को 3 महीने के लिए दूध पिलाने से खिलाया जाता है। . (बी) महिला और पुरुष FpnC326Yflfl / flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl / flfl नियंत्रणों में सीरम एरिथ्रोफेरोन का स्तर या तो एक नियंत्रण आहार (200 पीपीएम आयरन युक्त) या एक खिलाया जाता हैआयरन युक्त आहार(5000 पीपीएम आयरन युक्त) 3 महीने के लिए वीनिंग से। मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है। (सी, डी) क्रमशः चित्रा 3एच और आई में पैनलों के बड़े संस्करण।

चित्र S5. विभिन्न माउस मॉडल में रेनल आयरन हैंडलिंग और रीनल हैम्प एक्सप्रेशन। (ए) Fpnwt/C326Y जानवरों में गुर्दे के लोहे का स्तर और 6 महीने की उम्र में Fpnwt/wt नियंत्रण। (बी) Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ जानवरों और Fpnflfl/flfl नियंत्रणों के वृक्क प्रांतस्था में FPN और AQP1 इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला की प्रतिनिधि छवियों ने 3 महीने के लिए वीनिंग से 5 0 00 पीपीएम युक्त लोहे से भरे आहार को खिलाया। बार ¼ 25 मिमी, मूल आवर्धन 60. (सी) जंगली प्रकार के जानवरों में मूत्र लोहे के स्तर (मूत्र क्रिएटिनिन के लिए सामान्यीकृत) को 5000 पीपीएम लौह युक्त लौह युक्त आहार या 3 महीने के लिए दूध से 200 पीपीएम लौह युक्त एक नियंत्रण आहार खिलाया जाता है। (डी) 3 महीने की उम्र में Fpnwt/C326Y जानवरों और Fpnwt/wt नियंत्रणों में रेनल हैम्प जीन अभिव्यक्ति। (ई) जंगली प्रकार के जानवरों में रेनल हैम्प जीन अभिव्यक्ति को 5000 पीपीएम आयरन युक्त आयरन से भरा आहार या 3 महीने के लिए वीनिंग से 200 पीपीएम आयरन युक्त नियंत्रण आहार दिया जाता है। (एफ) महिला और पुरुष FpnC326Yflflflfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflflflfl में रेनल हैम्प जीन एक्सप्रेशन 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और टैमोक्सीफेन उपचार के 6 महीने बाद नियंत्रित करता है। (जी) महिला और पुरुष Fpnflflflfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl/flfl में रेनल हैम्प जीन एक्सप्रेशन 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और 6 महीने में टेमोक्सीफेन इंडक्शन के बाद नियंत्रित करता है। (एच) 3 महीने की उम्र में जंगली प्रकार के जानवरों के वृक्क प्रांतस्था में HAMP और CalD इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला की प्रतिनिधि छवियां। बार 25 मिमी, मूल आवर्धन 60। (I) FpnC326Yflfl/ flfl, Pax8.CreERT2þ जानवरों के 1 महीने की उम्र में वृक्क प्रांतस्था में FPN और CalD इम्यूनोफ्लोरेसेंट धुंधला की प्रतिनिधि छवियां। बार ¼ 25 मिमी, मूल आवर्धन 60. (J-M) चित्र 4c, d, f, और g में क्रमशः पैनलों के बड़े संस्करण। मानों को माध्य SEM के रूप में दिखाया गया है। * पी <>

चित्र S6. लीवर हैम्प जीन की अभिव्यक्ति और आंत FPN का स्तर चूहों में वृक्क नलिका के साथ बदल जाता है - fpn के विशिष्ट नॉकआउट और वृक्क नलिका के साथ चूहों में - fpnC326Y के विशिष्ट नॉक-इन। (ए) महिला FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl/flfl के लीवर में हैम्प एमआरएनए की सापेक्ष अभिव्यक्ति 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और 6 महीने में टेमोक्सीफेन उपचार के बाद नियंत्रित होती है। (बी) महिला Fpnflflflfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl/flfl नियंत्रणों के लीवर में हेम्प एमआरएनए की सापेक्ष अभिव्यक्ति 1 सप्ताह, 1 महीने, 3 महीने और 6 महीने में टेमोक्सीफेन उपचार के बाद नियंत्रित होती है। (सी) महिला FpnC326Y flflflfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और FpnC326Yflfl / flfl के पेट में FPN इम्यूनोस्टेनिंग की प्रतिनिधि छवियां टेमोक्सीफेन उपचार के 1 महीने बाद नियंत्रित करती हैं। बार ¼ 200 मिमी, मूल आवर्धन10. (डी) महिला Fpnflflflfl, Pax8.CreERT2þ चूहों और Fpnflfl / flfl के पेट में FPN इम्यूनोस्टेनिंग की प्रतिनिधि छवियां टेमोक्सीफेन उपचार के 1 महीने बाद नियंत्रित करती हैं। बार ¼ 200 मिमी, मूल आवर्धन 10. मान माध्य SEM के रूप में दिखाए जाते हैं। * पी <0.05, **="" पी=""><0.01, और="" ***=""><>

किडनी इंफेक्शन से राहत दिला सकता है सिस्टैन्च

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