Cell death induced by acute renal injury: a perspective on the contributions of apoptosis and necrosis

American Journal of Physiology - Renal Physiology - Tập 284 Số 4 - Trang F608-F627 - 2003
Babu J. Padanilam1
1Department of Physiology and Biophysics, University of Nebraska Medical Center, Omaha, Nebraska 68198-4575

Tóm tắt

In humans and experimental models of renal ischemia, tubular cells in various nephron segments undergo necrotic and/or apoptotic cell death. Various factors, including nucleotide depletion, electrolyte imbalance, reactive oxygen species, endonucleases, disruption of mitochondrial integrity, and activation of various components of the apoptotic machinery, have been implicated in renal cell vulnerability. Several approaches to limit the injury and augment the regeneration process, including nucleotide repletion, administration of growth factors, reactive oxygen species scavengers, and inhibition of inducers and executioners of cell death, proved to be effective in animal models. Nevertheless, an effective approach to limit or prevent ischemic renal injury in humans remains elusive, primarily because of an incomplete understanding of the mechanisms of cellular injury. Elucidation of cell death pathways in animal models in the setting of renal injury and extrapolation of the findings to humans will aid in the design of potential therapeutic strategies. This review evaluates our understanding of the molecular signaling events in apoptotic and necrotic cell death and the contribution of various molecular components of these pathways to renal injury.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1126/science.281.5381.1322

10.1016/S0968-0004(00)01740-0

10.1016/S0968-0004(01)01844-8

10.1016/S0197-4580(00)00126-3

Arendshorst WJ, 1976, Kidney Int Suppl, 6, S100

10.1126/science.281.5381.1305

Avison MJ, 1989, Semin Nephrol, 9, 98

Azzarolo AM, 1999, Invest Ophthalmol Vis Sci, 40, 592

10.1016/S1095-6433(01)00438-X

10.1053/jhep.2001.20530

10.1152/ajprenal.00050.2001

10.1152/ajprenal.1997.272.5.F640

Basnakian AG, 2002, J Am Soc Nephrol, 13, 1000, 10.1681/ASN.V1341000

10.1089/neu.2000.17.915

10.1038/ki.1995.249

10.1006/scbi.1995.0002

10.1111/j.1749-6632.2000.tb05610.x

10.1038/35036035

Bonventre JV., 1990, Environ Health Perspect, 84, 155

10.1038/ki.1993.163

10.1146/annurev.me.39.020188.002531

10.1097/00041552-199605000-00011

10.1152/ajprenal.00329.2001

10.1038/nature00811

Buja LM, 1993, Arch Pathol Lab Med, 117, 1208

10.1016/0092-8674(91)90279-8

10.1006/bbrc.1995.1025

10.1006/bbrc.1995.1409

10.1046/j.1523-1755.2002.00209.x

Chalmers-Redman R, 1997, Int Rev Neurobiol, 40, 1

10.2741/chamoun

10.1146/annurev.immunol.16.1.395

10.1172/JCI2169

10.1172/JCI119272

10.1042/bj2860331

10.1172/JCI118078

Conger JD, 1995, J Investig Med, 43, 431

10.1042/bj3410233

Cuevas P, 1999, Eur J Med Res, 4, 403

10.1046/j.1523-1755.2001.0590051779.x

10.1097/00007890-200103270-00016

10.1097/00007890-200206150-00001

10.1172/JCI6974

10.1152/ajpcell.2000.279.4.C1270

Dai C, 2002, J Am Soc Nephrol, 13, 411, 10.1681/ASN.V132411

10.1093/ndt/16.suppl_6.23

10.1152/ajprenal.1999.277.2.F195

10.1152/ajprenal.1997.272.3.F292

Dong Z, 1997, Am J Pathol, 151, 1205

10.1016/S0022-5347(05)67772-5

10.1097/00005392-199907000-00068

10.1016/S0092-8674(00)00008-8

10.1038/ki.1997.183

10.1016/S0272-6386(97)90548-5

Edelstein CL, 1999, J Am Soc Nephrol, 10, 1940, 10.1681/ASN.V1091940

10.1038/nm1097-1089

10.1038/34112

10.1097/00004647-199803000-00002

10.1016/S0161-5890(01)00108-0

Farber JL, 1981, Am J Pathol, 102, 271

10.1152/ajprenal.1999.276.6.F837

Ferreira CG, 2002, Clin Cancer Res, 8, 2024

10.1038/ncb1101-e255

10.1152/ajprenal.1999.277.3.F428

10.1161/01.RES.36.6.675

10.1074/jbc.273.49.32608

10.1111/j.1469-185X.1951.tb00774.x

10.1046/j.1440-1711.1999.00826.x

Goligorsky MS, 1999, Semin Nephrol, 19, 263

10.1074/jbc.274.2.1156

10.1038/sj.cdd.4400810

10.1073/pnas.96.24.13978

10.1002/jez.1401110308

10.1097/00041552-199807000-00012

10.1097/00041552-199701000-00002

10.1097/00041552-199505000-00011

Hammerman MR, 1994, J Am Soc Nephrol, 5, 1, 10.1681/ASN.V511

10.1074/jbc.272.20.13432

10.1016/S1097-2765(01)00438-5

Harriman JF, 2000, J Pharmacol Exp Ther, 294, 1083

10.1161/01.RES.86.4.371

10.1038/35037710

10.1111/j.1469-7793.1997.059bo.x

10.1074/jbc.274.2.833

10.1101/SQB.1994.059.01.042

10.1016/S0092-8674(00)00187-2

Hwang SM, 1994, J Biol Chem, 269, 711, 10.1016/S0021-9258(17)42407-0

10.1038/40657

Iwata M, 1994, J Am Soc Nephrol, 5, 1307, 10.1681/ASN.V561307

10.1152/ajpcell.1991.260.3.C545

10.1093/ndt/16.8.1583

10.1016/S0168-9525(01)02618-X

10.1038/35069004

10.1016/S0962-8924(01)02173-0

10.1152/ajprenal.1998.274.3.F587

10.1038/ki.1997.350

10.1097/00004647-200110000-00007

10.1172/JCI13018

10.1002/path.1711050103

10.1016/S0091-679X(08)61921-4

10.1038/bjc.1972.33

Khan S, 1999, Lab Invest, 79, 1089

10.1046/j.1523-1755.2001.00771.x

10.1081/JDI-100100859

10.1113/jphysiol.1996.sp021572

10.1016/S0168-9525(00)89010-1

10.1046/j.1523-1755.1999.00460.x

10.1146/annurev.physiol.60.1.619

10.1038/74994

10.1096/fj.01-1008fje

10.1152/ajprenal.00294.2001

Laiho KU, 1971, Am J Pathol, 65, 203

Lam TT., 1997, Res Commun Mol Pathol Pharmacol, 95, 241

10.1126/science.1074721

Lee HT, 2001, J Am Soc Nephrol, 12, 233, 10.1681/ASN.V122233

10.1038/35085008

10.1006/bbrc.1997.6491

10.1152/ajpgi.1999.276.1.G1

10.1023/A:1005419617371

10.1002/j.1552-4604.1998.tb04383.x

10.1152/ajpregu.2000.278.1.R247

10.1210/endo.139.9.6207

10.1038/35083620

10.1038/nsb795

10.1097/00041552-199805000-00009

Lieberthal W, 1998, Semin Nephrol, 18, 505

10.1152/ajprenal.1996.271.3.F477

10.1152/ajprenal.1998.274.2.F315

10.1152/ajprenal.1998.275.5.F623

10.1152/ajprenal.2001.281.4.F728

10.1016/S0092-8674(00)80197-X

10.1046/j.1523-1755.1999.00267.x

10.1161/01.STR.29.4.830

10.1006/excr.2000.4833

10.1038/sj.cdd.4400527

10.1091/mbc.01-05-0272

10.1073/pnas.140216197

Majno G, 1995, Am J Pathol, 146, 3

Mangili F, 1999, Anal Quant Cytol Histol, 21, 273

10.1152/ajpregu.2000.279.5.R1834

Martin LJ., 2001, Int J Mol Med, 7, 455

10.1007/BF00622899

10.1016/0300-9084(96)88160-0

10.1038/ki.1984.149

10.1016/S0022-5347(05)64902-6

10.1152/ajpcell.2001.281.2.C563

10.1152/ajpregu.2001.281.1.R359

10.1172/JCI12089

10.1152/ajprenal.1994.266.1.F129

10.1152/ajprenal.1994.266.6.F949

10.1016/S0022-1759(02)00078-9

10.1152/ajprenal.1991.260.6.F769

10.1152/ajprenal.1993.265.5.F693

10.1152/ajprenal.1997.272.4.F430

10.1172/JCI115326

10.1097/00003246-200205001-00011

10.1074/jbc.273.5.2926

10.1038/35079092

10.1006/excr.2000.4834

10.1016/S1097-2765(01)00214-3

10.1038/35037747

10.1111/j.1440-1681.1995.tb02883.x

Nogae S, 1998, J Am Soc Nephrol, 9, 620, 10.1681/ASN.V94620

10.1046/j.1523-1755.1999.00526.x

10.1172/JCI118681

Nomura M, 1999, Cancer Res, 59, 5542

10.1111/j.1469-7793.2001.0003g.x

10.1159/000049032

10.1074/jbc.274.23.16545

10.1093/ndt/14.8.1831

10.1046/j.1523-1755.2001.0590051789.x

10.1152/ajprenal.1997.272.2.F160

10.1097/00041552-199901000-00004

10.1046/j.1523-1755.1998.00197.x

10.1210/endo.137.5.8612558

10.1074/jbc.M107525200

10.1152/ajprenal.00160.2001

10.1038/35083608

10.1152/ajprenal.1996.270.6.F971

10.1038/35079100

10.1073/pnas.96.6.3059

10.1016/S0165-6147(99)01292-4

10.1097/00041552-199907000-00012

10.1172/JCI117141

10.1152/ajprenal.2000.279.3.F525

10.1016/S0074-7696(01)02005-8

10.1083/jcb.135.6.1441

10.1038/ncb0901-839

10.1038/sj.cdd.4400777

10.1038/35037717

10.1023/A:1009636530839

10.1016/S1357-4310(00)01729-9

10.1126/science.276.5318.1571

10.1038/sj.onc.1202590

10.1038/sj.onc.1202579

10.1006/abbi.2000.2266

10.1126/science.154.3749.604

10.1097/00041552-199505000-00012

10.1038/nature00858

10.3109/08860229809045162

Schulze-Osthoff K, 1992, J Biol Chem, 267, 5317, 10.1016/S0021-9258(18)42768-8

Schumer M, 1992, Am J Pathol, 140, 831

Schwarz C, 2000, Wien Klin Wochenschr, 112, 5

10.1159/000060075

10.1038/sj.cdd.4400957

10.1152/ajprenal.2000.279.3.F509

10.1038/20959

10.2144/02323dd02

10.1083/jcb.200110066

10.1146/annurev.biochem.69.1.217

10.1111/j.1749-6632.2000.tb05419.x

10.1172/JCI113782

10.1084/jem.192.4.571

10.1038/17135

10.1016/S0092-8674(00)00167-7

10.1172/JCI119457

10.1056/NEJM199605303342207

10.1038/sj.cdd.4400607

10.1126/science.281.5381.1312

10.1152/ajprenal.1998.274.1.F120

10.1006/bbrc.1995.1366

Trump BF, 1965, Lab Invest, 14, 1969

Trump BF, 1965, Lab Invest, 14, 2000

10.1016/S0952-7915(98)80223-9

10.1016/S0014-5793(99)01761-5

10.1038/sj.cdd.4400780

10.1159/000020642

10.1128/MCB.20.15.5454-5468.2000

10.1097/00041552-199807000-00010

10.1016/S1074-7613(00)80609-3

10.1084/jem.188.5.919

10.1159/000187802

10.1152/ajpheart.1986.251.3.H510

10.1053/ajkd.2001.26087

10.1046/j.1523-1755.1998.00949.x

10.1146/annurev.immunol.17.1.331

10.1016/S0166-2236(99)01479-4

Wei MC, 2000, Genes Dev, 14, 2060, 10.1101/gad.14.16.2060

10.1038/ki.1991.58

10.1073/pnas.97.6.2826

10.1002/1529-0131(200111)44:11<2642::AID-ART444>3.0.CO;2-8

10.1098/rstb.1994.0099

10.1038/284555a0

10.1016/S0074-7696(08)62312-8

10.1016/S0896-6273(01)00432-9

10.1038/nsb836

10.1126/science.1072221

Zager RA, 1996, J Am Soc Nephrol, 7, 64, 10.1681/ASN.V7164

Zager RA, 1996, J Am Soc Nephrol, 7, 2327, 10.1681/ASN.V7112327

10.1038/35048073

10.1126/science.8080500

10.1073/pnas.95.21.12480

10.1016/S0962-8924(01)02206-1

10.1038/sj.cr.7290049

10.1016/S0008-6363(97)00137-5