Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
miR-29b làm giảm rối loạn chức năng podocyte và xơ hóa thận do histone deacetylase-4 trong bệnh thận do tiểu đường
Tóm tắt
Các biến đổi di truyền biểu hiện như các biến đổi histone của chromatin đã được đề xuất đóng vai trò trong bệnh sinh của bệnh thận do tiểu đường (DN) và cũng được phát hiện là bị điều chỉnh bởi microRNA. Mục tiêu chính của chúng tôi là khám phá vai trò của microRNA trong việc điều chỉnh histone liên quan đến DN. Có sự giảm điều hòa của miR-29b do các sản phẩm đầu cuối glycation tiên tiến trong bệnh tiểu đường. Histone Deacetylase-4 (HDAC4) nằm trong số các chất điều chỉnh histone, thúc đẩy sự suy yếu của podocyte và tăng cường yếu tố tăng trưởng chuyển đổi-1 (TGF-β1) dẫn đến xơ hóa thận. Hơn nữa, sự xâm nhập của đại thực bào gây ra sự apoptosis của podocyte và viêm trung gian IL-6. Do miR-29b giảm điều hòa trong bệnh tiểu đường và HDAC4, TGF-β1 và IL-6 có thể là các mục tiêu điều trị khả thi trong DN, nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào việc khám phá vai trò của miR-29b trong việc điều chỉnh HDAC4 và do đó, trong sự rối loạn chức năng podocyte và xơ hóa thận trong DN. Phân tích in silico và thử nghiệm luciferase đã được thực hiện để nghiên cứu tương tác giữa miR-29b và HDAC4. Mô hình DN in-vitro đã được phát triển trên các podocyte và miR-29b mimics đã được chuyển gen. Ngoài ra, các podocyte đã được đồng nuôi cấy với đại thực bào và miR-29b mimics đã được chuyển gen. Cuối cùng, mô hình DN in-vivo được tạo ra ở chuột đực C57BL/6 J và hiệu ứng của miR-29b mimics đã được xác nhận lại. Đã phát hiện rằng miR-29b nhắm vào vùng không dịch mã 3′ của HDAC4. Trong cả mô hình DN in-vitro và in-vivo, sự giảm điều hòa của miR-29b và sự gia tăng tiếp theo trong biểu hiện HDAC4 đã được quan sát. MiR-29b mimics đã ức chế sự viêm của podocyte qua trung gian của đại thực bào và làm giảm biểu hiện HDAC4, tổn thương cầu thận và xơ hóa thận. Nghiên cứu này kết luận rằng miR-29b điều chỉnh biểu hiện của HDAC4, đóng vai trò trong việc kiểm soát xơ hóa thận và suy yếu podocyte trong DN.
Từ khóa
#bệnh thận do tiểu đường #microRNA #miR-29b #histone deacetylase-4 #xơ hóa thận #podocyteTài liệu tham khảo
Siegerist F, et al. Acute podocyte injury is not a stimulus for podocytes to migrate along the glomerular basement membrane in zebrafish larvae. Sci Rep. 2017;7:43655.
Nagata M. Podocyte injury and its consequences. Kidney Int. 2016;89(6):1221–30.
Lin C-L, et al. MicroRNA-29a promotion of Nephrin acetylation ameliorates hyperglycemia-induced Podocyte dysfunction. J Am Soc Nephrol. 2014;25(8):1698–709.
Kato M, Natarajan R. Diabetic nephropathy—emerging epigenetic mechanisms. Nat Rev Nephrol. 2014;10(9):517–30.
Gilbert RE, et al. Histone deacetylase inhibition attenuates diabetes-associated kidney growth: potential role for epigenetic modification of the epidermal growth factor receptor. Kidney Int. 2011;79(12):1312–21.
de Groh ED, Swanhart LM, Cosentino CC, Jackson RL, Dai W, Kitchens CA, et al. Inhibition of histone deacetylase expands the renal progenitor cell population. J Am Soc Nephrol. 2010;21(5):794–802.
Jiang M, et al. Autophagy in proximal tubules protects against acute kidney injury. Kidney Int. 2012;82(12):1271–83.
Fang L, Zhou Y, Cao H, Wen P, Jiang L, He W, et al. Autophagy attenuates diabetic glomerular damage through protection of hyperglycemia-induced podocyte injury. PLoS One. 2013;8(4):e60546.
Wang X, et al. Histone deacetylase 4 selectively contributes to podocyte injury in diabetic nephropathy. Kidney Int. 2014;86(4):712–25.
Wang B, Komers R, Carew R, Winbanks CE, Xu B, Herman-Edelstein M, et al. Suppression of microRNA-29 expression by TGF-β1 promotes collagen expression and renal fibrosis. J Am Soc Nephrol. 2012;23(2):252–65.
Chen H-Y, Zhong X, Huang XR, Meng XM, You Y, Chung AC, et al. MicroRNA-29b inhibits diabetic nephropathy in db/db mice. Mol Ther. 2014;22(4):842–53.
Mannaerts I, Eysackers N, Onyema OO, van Beneden K, Valente S, Mai A, et al. Class II HDAC inhibition hampers hepatic stellate cell activation by induction of microRNA-29. PLoS One. 2013;8(1):e55786.
Zhou L, Wang L, Lu L, Jiang P, Sun H, Wang H. A novel target of microRNA-29, Ring1 and YY1-binding protein (Rybp), negatively regulates skeletal myogenesis. J Biol Chem. 2012;287(30):25255–65.
Bechtel W, Helmstädter M, Balica J, Hartleben B, Kiefer B, Hrnjic F, et al. Vps34 deficiency reveals the importance of endocytosis for podocyte homeostasis. J Am Soc Nephrol. 2013;24(5):727–43.
Amodio N, Stamato MA, Gullà AM, Morelli E, Romeo E, Raimondi L, et al. Therapeutic targeting of miR-29b/HDAC4 epigenetic loop in multiple myeloma. Mol Cancer Ther. 2016;15(6):1364–75.
Gondaliya P, et al. miR29b regulates aberrant methylation in In-Vitro diabetic nephropathy model of renal proximal tubular cells. PLOS ONE. 2018;13(11):e0208044.
You H, Gao T, Cooper TK, Brian Reeves W, Awad AS. Macrophages directly mediate diabetic renal injury. American Journal of Physiology-Renal Physiology. 2013;305(12):F1719–27.
Guo Y, Song Z, Zhou M, Yang Y, Zhao Y, Liu B, et al. Infiltrating macrophages in diabetic nephropathy promote podocytes apoptosis via TNF-α-ROS-p38MAPK pathway. Oncotarget. 2017;8(32):53276–87.
Das Gupta K, Shakespear MR, Iyer A, Fairlie DP, Sweet MJ. Histone deacetylases in monocyte/macrophage development, activation and metabolism: refining HDAC targets for inflammatory and infectious diseases. Clinical & translational immunology. 2016;5(1):e62–2.
Wang B, Liu TY, Lai CH, Rao YH, Choi MC, Chi JT, et al. Glycolysis-dependent histone deacetylase 4 degradation regulates inflammatory cytokine production. Mol Biol Cell. 2014;25(21):3300–7.
Lian X, Chen X, Sun J, An G, Li X, Wang Y, et al. MicroRNA-29b inhibits supernatants from silica-treated macrophages from inducing extracellular matrix synthesis in lung fibroblasts. Toxicology Research. 2017;6(6):878–88.
Liu BC, Song X, Lu XY, Li DT, Eaton DC, Shen BZ, et al. High glucose induces podocyte apoptosis by stimulating TRPC6 via elevation of reactive oxygen species. Biochim Biophys Acta. 2013;1833(6):1434–42.
Wing MR, et al. DNA methylation profile associated with rapid decline in kidney function: findings from the CRIC study. Nephrology Dialysis Transplantation. 2014;29(4):864–72.
Wei Q, Dong Z. HDAC4 blocks autophagy to trigger podocyte injury: non-epigenetic action in diabetic nephropathy. Kidney Int. 2014;86(4):666–8.
Wolf G, Chen S, Ziyadeh FN. From the periphery of the glomerular capillary wall toward the center of disease: podocyte injury comes of age in diabetic nephropathy. Diabetes. 2005;54(6):1626–34.
Mundel P, Shankland SJ. Podocyte biology and response to injury. J Am Soc Nephrol. 2002;13(12):3005–15.
Khullar, M., B.S. Cheema, and S.K. Raut, Emerging Evidence of Epigenetic Modifications in Vascular Complication of Diabetes. Front Endocrinol, 2017. 8(237).
Yi C, Yu L. How does acetylation regulate autophagy? Autophagy. 2012;8(10):1529–30.
Sankrityayan H, Kulkarni YA, Gaikwad AB. Diabetic nephropathy: the regulatory interplay between epigenetics and microRNAs. Pharmacol Res. 2019;141:574–85.
Tanji N, Markowitz GS, Fu C, Kislinger T, Taguchi A, Pischetsrieder M, et al. Expression of advanced glycation end products and their cellular receptor RAGE in diabetic nephropathy and nondiabetic renal disease. J Am Soc Nephrol. 2000;11(9):1656–66.
Benigni A, Gagliardini E, Tomasoni S, Abbate M, Ruggenenti P, Kalluri R, et al. Selective impairment of gene expression and assembly of nephrin in human diabetic nephropathy. Kidney Int. 2004;65(6):2193–200.
Inoki K, Mori H, Wang J, Suzuki T, Hong S, Yoshida S, et al. mTORC1 activation in podocytes is a critical step in the development of diabetic nephropathy in mice. J Clin Invest. 2011;121(6):2181–96.
Schoeler D, Grützkau A, Henz BM, Küchler J, Krüger-Krasagakis S. Interleukin-6 enhances whereas tumor necrosis factor α and interferons inhibit integrin expression and adhesion of human mast cells to extracellular matrix proteins. J Investig Dermatol. 2003;120(5):795–801.
Zhang XL, Topley N, Ito T, Phillips A. Interleukin-6 regulation of transforming growth factor (TGF)-β receptor compartmentalization and turnover enhances TGF-β1 signaling. J Biol Chem. 2005;280(13):12239–45.
Villiger P, et al. IL-1 beta and IL-6 selectively induce transforming growth factor-beta isoforms in human articular chondrocytes. J Immunol. 1993;151(6):3337–44.
Zhang Y, et al. Deletion of interleukin-6 alleviated interstitial fibrosis in streptozotocin-induced diabetic cardiomyopathy of mice through affecting TGFβ1 and miR-29 pathways. Sci Rep. 2016;6:23010.
Nogueira, A., M.J. Pires, and P.A. Oliveira, Pathophysiological Mechanisms of Renal Fibrosis: A Review of Animal Models and Therapeutic Strategies. In vivo (Athens, Greece), 2017. 31(1): p. 1–22.
Hsu Y-C, et al. Protective effects of miR-29a on diabetic glomerular dysfunction by modulation of DKK1/Wnt/β-catenin signaling. Sci Rep. 2016;6:30575.
Chow FY, et al. Macrophages in streptozotocin-induced diabetic nephropathy: potential role in renal fibrosis. Nephrology Dialysis Transplantation. 2004;19(12):2987–96.
Simpson K, Wonnacott A, Fraser DJ, Bowen T. MicroRNAs in diabetic nephropathy: from biomarkers to therapy. Current diabetes reports. 2016;16(3):35–5.
Wang G, et al. Urinary miR-21, miR-29, and miR-93: novel biomarkers of fibrosis. Am J Nephrol. 2012;36(5):412–8.
Zhong X, Chung AC, Chen HY, Dong Y, Meng XM, Li R, et al. miR-21 is a key therapeutic target for renal injury in a mouse model of type 2 diabetes. Diabetologia. 2013;56(3):663–74.