Osteoporoos on järjest vananeva maailma elanikkonna jaoks suur rahvatervise probleem

Palun võtke ühendustoscar.xiao@wecistanche.comrohkem informatsiooni

Abstraktne:Osteoporoos on oluline rahvatervise probleem kogu maailmas, östrogeenipuudusest tingitud menopausijärgne osteoporoos põhjustab ligikaudu 3/4 juhtudest. Selles uuringus eemaldati 18 vanuselt meriino uttedest munasarjad ja 10 olid kontrollrühmad. Kolmele munasarjade eemaldatud utte raviti kord nädalas 400 mg metüülprednisolooniga 5 kuu jooksul ja kolmele 2 kuu jooksul kord nädalas, millele järgnes 3-kuuline taastumisperiood. Kahe kuu pärast surmati viis kontrolllooma ja kuus munasarjade eemaldamist. 5 kuu vanuselt tapeti kõik ülejäänud uted. Neeruproovid koguti postmortem NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1Illc, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA ja NCX1 qPCR analüüsiks. Munasarjade eemaldatud lammastel oli teiste rühmadega võrreldes oluliselt suurem VDR ekspressioon. Munasarjade eemaldatud lammastel, keda raviti 2 kuud glükokortikoididega, millele järgnes 5 kuu möödudes eutanaasia, ilmnes TRPV5, CYP24A1 ja klotogeeni ekspressioonis olulisi erinevusi võrreldes teiste rühmadega. Kloto ekspressiooni erinevused olid kõige märgatavamad pärast korduvate mõõtmiste kohandamist (p=0.1). Klotho on tuntud kui "vananemisvastane" hormoon ja osaleb kaltsiumi ja fosfori metabolismis. Klotho võib olla seotud luu mineraalse tiheduse taastamisega lammastel, kellel on munasarjade eemaldamine ja keda raviti 2 kuu jooksul glükokortikoididega, millele järgneb 5 kuu möödudes eutanaasia. Soovitatav on klotho rolli kohta täiendavaid uuringuid teha.

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

Märksõnad:osteoporoos; lambad; D-vitamiin; fosfaatimine; qPCR; kaltsiumi metabolism; fosfori metabolism; klotho

1. Sissejuhatus

Osteoporoos on maailma üha vananeva elanikkonna jaoks suur rahvatervise probleem, mis läheb Ameerika Ühendriikidele maksma 205. aastal ligi 17 miljardit USA dollarit ja prognooside kohaselt kasvab see 2025. aastal 25 miljardi dollarini [1,2]. Ligikaudu 70-75 protsenti osteoporoosist tingitud naiste menopausijärgsest osteoporoosist [1], primaarsest osteoporoosist, mille puhul östrogeenipuudus põhjustab luukoe moodustumise vähenemist ja luude resorptsiooni suurenemist, mis põhjustab luumassi vähenemist ja luude haprust [3] . Osteoporoos võib tekkida ka sekundaarselt spetsiifiliste põhjuste, näiteks glükokortikoidravi tõttu. Lammas on väljakujunenud suur loommudel erinevate inimeste luustikuhaiguste, sealhulgas osteoporoosi raviks[4]. Suurloomade, näiteks lammaste mudelite üheks eeliseks on võimalus testida ortopeedilisi implantaate, kirurgilisi tehnikaid ja biomaterjale [4]Lisaks on lammas suhteliselt odav, lihtne käsitseda ja see pakub testimiseks rohkelt materjali. [4,5].

Kõige levinumad osteoporoosi lambamudelid on 12-kuulised operatsioonijärgsed ovariektoomiaga lambad ja 6-kuulised ovariektoomiaga lambad, kes saavad kaltsiumi- ja D-vitamiini vaegust dieeti, kellele manustati glükokortikoide[4]. Kasutades teadaolevate osteoporoosi esilekutsuvate tegurite kombinatsiooni, sealhulgas munasarjade eemaldamist, glükokortikoidravi ja madala kaltsiumisisaldusega dieeti, oleme suutnud luua osteoporoosi lambamudeli vaid 5 kuuga [6,7], vähendades seega pidamist, tööjõudu, ja mudeli väljatöötamisega seotud söödakulud. Selles mudelis leiti, et munasarjade eemaldamine suurendab I tüüpi kollageeni (CTX-I, luu resorptsiooni marker) ja osteokaltsiini (luuvahetuse marker) C-otsa telopeptiidide kontsentratsiooni seerumis võrreldes kontrolllammastega. Lammastel, kes said glükokortikoidravi 2 kuud, oli kõrgem seerumi CTX-I kontsentratsioon ja madalam seerumi osteokaltsiini kontsentratsioon. Lisaks oli lülisamba reieluu ja nimmeosa luutihedus ning proksimaalse sääreluu kogu- ja trabekulaarne volumetriline luude mineraaltihedus katseliselt töödeldud rühmades madalam võrreldes kontrollrühmadega, eriti munasarjade eemaldamise korral glükokortikoididega ravitud uttedel [6]. Samuti leiti, et aminohapete ja lipiidide metabolism on muutunud munasarjade eemaldatud ja glükokortikoididega ravitud lammastel [7].cistanche wirkungSarnaseid muutusi on leitud ka teiste lammaste osteoporoosi mudelite puhul [8].

Cistanche on vananemisvastane toime

D-vitamiinile reageerivaid geene ja fosfaatimissüsteemi ei ole munasarjade eemaldamisega lambamudelites varem uuritud. D-vitamiin, millest 1,25-dihüdroksüvitamiin D on aktiivne vorm, viib lõpuks ioniseeritud kaltsiumi ja fosfori kontsentratsiooni suurenemiseni plasmas, seondudes D-vitamiini retseptori (VDR)-retinoid-X retseptori heterodimeeriga ja muutes paljude vitamiinide ekspressioone. D-reageerivad geenid, nagu kaltsiumi siduvad valgud (kalbindiin D9 ja 28k (CalD9k, CalD28k)) ja kaltsiumikanalid (mööduva retseptori potentsiaalse katioonikanali alamperekonna V liikmed 5 ja 6 (TRPV5, TRPV6), plasmamembraani kaltsiumi ATPaas (PMCA) , naatrium-kaltsiumvaheti 1(NCX1)[9]. 1,25-dihüdroksüvitamiini D tootmine on rangelt reguleeritud etapp, mille käigus neerude lo-hüdroksülaas (CYP27B1) katalüüsib 25-hüdroksü-D-vitamiini konversiooni 1,25-dihüdroksü-D-vitamiiniks ja ensüüm 24-hüdroksülaas (CYP24A1) lagundab nii 25-hüdroksü-D-vitamiini kui ka 1,25-dihüdroksü-D-vitamiini mitteaktiivseteks kõrvalsaadusteks.cistanche UKFosfaadimissüsteem kontrollib ka fosfori ja kaltsiumi kontsentratsiooni plasmas[10]. Selles süsteemis on nööpnõel fibroblasti kasvufaktor 23, mida toodavad luus olevad osteotsüüdid ja mis kontrollib peamiselt fosfori kontsentratsiooni plasmas, seondudes kaasfaktoriga klotho, et vähendada naatriumfosfaadi kaastransporterite (NPT1, NPT2a, NPT2c) ekspressiooni. [11]. Paratüreoidhormooni ja 1,{11}}dihüdroksü-D-vitamiini vastastikuse mõju tõttu on FGF23 mõju määramine kaltsiumi metabolismile olnud keeruline, kuid on tõendeid selle kohta, et see võib reguleerida kaltsiumi imendumist soolestikust ja neerude kaudu. kaltsiumi reabsorptsioon[12,13].

Glükokortikoididel on kaltsiumi ja fosfori metabolismile palju mõjusid, sealhulgas kaltsiumi imendumise pärssimine soolestikus, neerutuubulite kaltsiumi reabsorptsiooni vähenemine ja fosfori reabsorptsiooni vähenemine neerudes [14-16]. Lisaks on vähe uuritud östrogeenipuuduse mõju D-vitamiinile reageerivatele geenidele ja fosfaatimissüsteemile [17,18].

See munasarjade eemaldatud, madala kaltsiumisisaldusega dieet, glükokortikoididega töödeldud lamba osteoporoosi mudel andis võimaluse toota esialgset teavet nende ravimeetodite mõju kohta fosfaadile ja D-vitamiinile reageerivate geenide ekspressioonile lamba neerudes. Sellel uuringul oli kaks eesmärki: (1) teha kindlaks, kas ovariektoomia või ovariektoomia ja glükokortikoidravi muutsid D-vitamiini ja fosfaadiga seotud geenide ekspressiooni neerudes; (2) teha kindlaks seosed neerude D-vitamiini ja fosfaadiga seotud geenide vahel, seerumi D-vitamiin ja seerumi luude ainevahetuse markerid (CTX-I ja osteokaltsiin).

2. Materjalid ja meetodid

Varem on avaldatud üksikasjalikud meetodid munasarjade eemaldamise ja glükokortikoididega ravitud lammaste osteoporoosi mudeli väljatöötamiseks [6]. Lühidalt, vanad meriino uted (7-9 aastased, n=28) jaotati juhuslikult rühmadesse: kontroll(n=10) munasarjade eemaldamine (OVX) (n=12), munasarjade eemaldamine ja glükokortikoidravi (40 mg metüülprednisolooni subkutaanse süstina) iga kuu 2 kuu jooksul, millele järgneb ravi puudumine 3 kuu jooksul (n=3) ja glükokortikoidravi (400 mg metüülprednisolooni) kord kuus 5 kuu jooksul (n{12}}) .tsitrusviljade bioflavonoididLambad peeti laudas ja neile söödeti kas kontrollrühma (115 g/kg kaltsiumi; 2,2 g/lamba kohta päevas) või madala kaltsiumisisaldusega (5 g/kg kaltsiumi kohta; 1 g lamba kohta päevas) lambagraanulite kontsentraati [19]. Mittetiine ute hooldusvajadus on 1,2 g lamba kohta päevas[19].

Vereproovid koguti jugulaarse veenipunktsiooni abil 2 kuud ja 5 kuud pärast operatsiooni. Osteokaltsiini määramiseks kasutati Micro Vue Osteokaltsiini immuunanalüüsi komplekti ja CTX-I, kasutades IDS Serum CrossLaps ELISA komplekti, nagu eelnevalt kirjeldatud [6]Seerumi üldkaltsiumi ja fosfori kontsentratsiooni mõõdeti spektrofotomeetria abil AU680 kliinilise keemia analüsaatoril (Beckman Coulter, Brea). , CA, USA). Seerumi 25-hüdroksü-D-vitamiini kontsentratsiooni mõõdeti isotooplahjendusvedeliku kromatogrammi; raafilise massispektromeetria abil Endolabis, Canterbury Health Laboratories, Christchurch, Uus-Meremaa.

Kuude pärast eutanaati ja lahati 5 utted kontrollrühmast ja 6 utte OVX rühmast. 5 kuu pärast eutanaati ka ülejäänud utted (kontrollrühm n =5, OVX rühm n=6, OVX pluss 2m glükokortikoidi n=3 ja OVX pluss 5m glükokortikoidi n=5 ) ja lahatud. Neeruproovid koguti 30 minuti jooksul pärast surma ja jagati kaheks, kusjuures üks proov asetati 10% neutraalsesse puhverdatud formaliini ja töödeldi histoloogiliseks analüüsiks ning teine ​​proov külmutati vedelas lämmastikus ja säilitati temperatuuril -80 kuni hematoksüliini ja hematoksüliini töötlemiseni. Esmane autor uuris eosiiniga värvitud neerulõike ja kinnitas oluliste kahjustuste puudumist.

Kõik katseprotseduurid kiitis heaks Massey ülikooli loomade eetikakomitee (kinnitusnumber 14/103) ja need viidi läbi vastavalt Uus-Meremaa Palmerston Northi Massey ülikoolis elusloomade kasutamise eetikakoodeksile.

RNA ekstraheerimine ja qPCR viidi läbi nagu eelnevalt kirjeldatud [20,21]. Lühidalt, Tri Reagenti (Gigma-Aldrich Inc, Merck KGaA, Darmstadt, Saksamaa) kasutati RNA ekstraheerimiseks vastavalt tootja juhistele. Genoomne DNA eemaldati Ambion Turbo DNA vabaga (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA) vastavalt tootja juhistele. RNA kontsentratsioon määrati Qubit 2.{36}} fluoromeetri ja Qubit RNA laiaulatusliku analüüsikomplekti (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA) abil ning RNA kvaliteeti hinnati suhte 260/280 määramise ja käivitamisega. agaroosigeelil. cDNA sünteesimiseks kasutati Transkriptori esimese ahela cDNA sünteesikomplekti (Roche). Iga 20 µl reaktsioonisegu sisaldas 600 ng RNA-d, 2,5 µM oligo (dT), 8 mM RT reaktsioonipuhvrit, 1 mM dNTP, 10 U pöördtranskriptaasi, 20 U RNaasi inhibiitorit ja RNaasi-Dnaasivaba vett. Reaktsioon viidi läbi 55 kraadi juures 30 minutit, 85 kraadi juures 5 minutit ja seejärel jahutati 4 kraadi juures, kasutades seadet Applied Biosystems Veriti Thermal Cycler (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA). Reaalajas qPCR viidi läbi StepOne Plus reaalajas PCR masinaga (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, USA). Iga PCR segu sisaldas 5 uL Power SYBR Green PCR põhisegu (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA), päri- ja pöördpraimereid tabelis S1 loetletud kontsentratsioonides, 10 ng cDNA-d ja seejärel 10 μL-ni. RNaasiga, DNaasivaba veega. PCR-protokoll koosnes 95 kraadist 20 sekundi jooksul, 40 tsüklist 95 kraadi juures ja 60 kraadi juures ning lõpuks sulamiskõverast vahemikus 60 kraadi kuni 95 kraadi kuumutamiskiirusega 0,3 kraadi / 15 sekundit. Vesi ja reaktsioonisegu ilma pöördtranskriptaasita lisati negatiivsete kontrollidena igasse PCR-i ja kõiki proove töödeldi kahes eksemplaris. Hinnati järgmisi geene: NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1IIC, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA ja NCX1. Varem on leitud, et PKG1 ja SDHA ekspresseeruvad stabiilselt lammaste neerudes [20] ning proovid normaliseeriti nende geenide ekspressiooni ja geeni efektiivsuse suhtes, kasutades 2-AACt meetodit [22].

Statistiline analüüs viidi läbi R Studio 1.3.1093[23] ja R versiooniga

4.0.3 ja tidyverse, nlme 3.1-150 ja Gary

2.1.2 paketid. Log10 transformeeritud geenivoldi ekspressiooniandmetele rakendati lineaarseid mudeleid. Esimeses mudelis oli tulemuse muutujaks geeniekspressioon, samas kui rühm (kontroll või OVX, kuid välja arvatud glükokortikoididega töödeldud lambad) ja aeg (eutaniseeriti 2 m või 5 m kaugusel) olid sõltuvad muutujad, kaasa arvatud interaktsioonitermin (rühm: aeg). Teises mudelis oli geeniekspressioon tulemuse muutuja, samas kui rühm (kontroll, OVX, OVX glükokortikoidraviga 2 m ja OVX glükokortikoidraviga 5 m) oli sõltuv muutuja.künomooriumi eelisedKuna rühmadevaheliste erinevuste suhtes testiti mitut tulemusmuutujat (geene), kohandati p-väärtusi mitme testimise jaoks, kasutades järjestikust Holmi protseduuri [24]. Seerumi kaltsiumi, fosfori ja 25-hüdroksüvitamiini D kontsentratsioone testiti geeniekspressiooni mudelites, kuid need ei olnud olulised ja rühmadevaheliste oluliste erinevuste puudumise tõttu eemaldati need. Lisaks kasutati põhikomponendi analüüsi, et hinnata, kas log10 transformeeritud geenivoldi ekspressiooni andmed erinesid rühma, eutanaasia aja või seerumi 25-hüdroksüvitamiini D kontsentratsiooni lõikes. Log10 transformeeritud geenivoldi ekspressiooniandmete ja seerumi analüütide vahelise korrelatsiooni uurimiseks kasutati Spearmani paaripõhist korrelatsiooni ja hajuvusdiagramme.

3. Tulemused

3.1. Munasarjade eemaldamise, munasarjade eemaldamise järgse aja ja glükokortikoidravi mõju seerumi kaltsiumi, fosfori ja 25-hüdroksüvitamiini D kontsentratsioonile

Täielikud tulemused seerumi kaltsiumi, fosfori ja 25-hüdroksü-D-vitamiini kontsentratsioonide kohta igas rühmas on esitatud joonisel 1." Seerumi kaltsiumi, fosfori ja 25-hüdroksü-D-vitamiini kontsentratsioonide vahel ei olnud olulisi erinevusi. ovariektoomiaga ja madala kaltsiumisisaldusega dieedi rühm ja munasarjade eemaldamata piisava kaltsiumisisaldusega dieedi rühm ning munasarjade eemaldamise järgne aeg 2 kuud ja 5 kuud. Need tulemused viitavad sellele, et munasarjade eemaldamine koos madala kaltsiumisisaldusega dieediga ei mõjutanud seerumi kaltsiumisisaldust. Lambad, kellele tehti munasarjade eemaldamine ja keda raviti kuude jooksul glükokortikoididega, millele järgnes eutanaasia 5 kuu pärast, oli seerumi kaltsiumisisaldus oluliselt madalam (p =0.0462, adj R20.13) võrreldes 5 m munasarjade eemaldamisega madala kaltsiumisisaldusega dieedil ja 5 m ovariektoomiaga. madala kaltsiumisisaldusega dieeti ja glükokortikoididega ravitud lambaid. Andmete uurimine aga viitab sellele, et selle põhjuseks võib olla üks loom, kellel oli hüpokaltseemia (1,52 mmol/L, võrdlusvahemik 2.0-2,7 mmol/L); eemaldamine kohta see loom kaotas igasuguse tähtsuse.kõrbehüatsintKõigi teiste lammaste seerumi kaltsiumisisaldus oli võrdlusvahemikus. Seerumi fosfori või 25-hüdroksü-D-vitamiini kontsentratsioonides ei täheldatud erinevusi 5 m munasarjade eemaldatud ja glükokortikoididega ravitud lammastel.

3.2. Munasarjade eemaldamise ja munasarjade eemaldamise järgse aja mõju D-vitamiini ja fosfatoniiniga seotud geenide ekspressioonile neerudes

D-vitamiini ja fosfaadiga seotud geenide geeniekspressiooni ei seostatud munasarjade eemaldamise ega munasarjade eemaldamise järgse ajaga (joonis 2). Erandiks oli D-vitamiini retseptor (VDR), kusjuures OVX rühmal oli oluliselt suurem VDR ekspressioon (p=0.05, adj R2 0.16); see tähtsus aga kadus pärast korduvate meetmete kohandamist.

3.3. Munasarjade eemaldamise ja glükokortikoidravi mõju D-vitamiini ja fosfatoniiniga seotud geenide ekspressioonile neerudes 5 kuud pärast operatsiooni

Täielikud tulemused on toodud joonisel 3. PTH1R ekspressioon oli 5 kuud glükokortikoididega ravitud OVX lammastel oluliselt suurem võrreldes teiste rühmadega (p=0.04, adj R40.18), samas kui TRPV5 (p{ {8}}.01, adj R20.31) ja CYP24A1 (p=0.005, adj R40.40) ekspressioon oli OVX lammastel, keda raviti 2 kuud glükokortikoididega, oluliselt suurem võrreldes teiste rühmadega.

Kloto ekspressioon oli kõigis rühmades oluliselt erinev (p =0,01, adj R20,48), madalaima ekspressiooniga kontrolllammastel. Kõrgeim ekspressioon oli OVX lammastel, keda raviti 2 kuud glükokortikoididega (p =0,002), järgnesid OVX lammastel (p=0,008) ja seejärel OVX lammastel, keda raviti 5 kuud glükokortikoididega (p{ {10}}.03). Korduvate mõõtmistega korrigeerituna ei erinenud aga geeniekspressioon nende rühmade vahel oluliselt, kusjuures klotho näitas suurimat erinevust OVX lammastel, keda raviti 5 kuud glükokortikoididega (p=0.1).

Sarnaselt oli VDR-i väljendus kõigis rühmades oluliselt erinev (p=0.03, adj R20.38). Suurim VDR ekspressioon oli OVX lammastel, keda raviti kuude jooksul glükokortikoididega (p=0,009), järgnesid OVX lammastel (p=0,01), seejärel OVX lammastel, keda raviti 5 kuud glükokortikoididega. (p=0.05) ja madalaim ekspressioon oli kontrolllammastel.

3.4. Üldise geeniekspressiooni PCA rühmade vahel

OVX-i, kontrolli ja eutanaasia PCA analüüs 2. ja 5. kuu jooksul ei suutnud eri rühmi eristada (joonis S1). PCL ja PC2 selgitasid 69,6 protsenti variatsioonist. Sarnaselt ei suutnud 5 kuu pärast surmatud rühmade PCA analüüs erinevaid rühmi eraldada. PCL ja PC2 selgitasid 53,2 protsenti variatsioonist (joonis S2). PCA analüüs näitas, et üldist geeniekspressiooni ei saa seletada seerumi 25-hüdroksüvitamiini D kontsentratsiooniga kaltsiumi ja fosfori sisaldusega (joonis S3).

3.5. Paaripõhine korrelatsioon kõigi analüütide ja geeniekspressiooni vahel

Sõltumata munasarjade eemaldamise staatusest, dieedi kaltsiumisisaldusest, munasarjade eemaldamise järgsest ajast (2 m või 5 m) või glükokortikoidravi staatusest oli NPT1 geeni ekspressioon oluliselt ja positiivses korrelatsioonis (p<001) with="" pth1r,="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" trpv5,="" cald9k,="" and="" cald28k="" gene="" expression.="" pth1r="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><001) with="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" npt2a="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" fgfr1wic.="" klotho="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" cyp24a1="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" trpv5="" and="" cald28k.="" trpv6="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cal9dk="" and="" pmca,="" while="" cal9dk="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cald28k="" and="" pmca.="" none="" of="" the="" serum="" analytes="" measured="" (osteocalcin,="" ctx,="" 25ohd,="" ca,="" and="" p)="" were="" correlated="" with="" the="" expression="" of="" any="" genes.="" the="" full="" pairwise="" correlations="" are="" shown="" in="" figure="">

4. Arutelu

Selle uuringu tulemused viitavad sellele, et ovariektoomiaga lammaste ravi glükokortikoididega on avaldanud geeniekspressioonile suurimat mõju, samas kui munasarjade eemaldamisel endal ja ovariektoomiast möödunud ajal (2 ja 5 kuud) oli geeniekspressioonile väike mõju. Ühemõõtmelises analüüsis täheldati olulisi erinevusi TRPV5, CYP24A1 ja klothogeeni ekspressioonis lammastel, kellel oli eemaldatud munasarjad, keda raviti glükokortikoididega 2 kuud, millele järgnes eutanaasia 5 kuu pärast, ja PTH1R-is lammastel, kellel oli munasarjade eemaldamine ja keda raviti glükokortikoididega 5 kuud. Erinevused olid kõige märgatavamad kloto ekspressioonis pärast korduvate mõõtmiste kohandamist.

Nende lammaste proksimaalse sääreluu kvantitatiivne perifeerne kompuutertomograafia näitas, et ovariektoomia vähendas kogu volumetrilist luu mineraaltihedust (vBMD) 8 protsenti, ovariektoomia glükokortikoidraviga 5 kuud 27 protsenti ja ovariektoomia glükokortikoidide ja glükokortikoididega 5 kuud. 13 protsenti [6]. Huvitav on see, et trabekulaarne BMD, trabekulaarne piirkond ja trabekulaarse luu mineraalide sisaldus olid sarnased või suuremad kui kontrollrühmal munasarjade eemaldatud lammastel, keda raviti 2 kuud glükokortikoididega ja eutaniseeriti 5 kuu pärast, mis viitab luumassi taastumisele [6]. Glükokortikoididel on mitmeid hästi dokumenteeritud mõjusid luudele, mis põhjustavad glükokortikoididest põhjustatud osteoporoosi teket. Need toimed hõlmavad osteoblastide eellasrakkude ja osteoblastide moodustumise pärssimist, osteoblastide apoptoosi suurendamist ja osteoidi tootmise vähenemist, mis kõik vähendavad luu moodustumist [25, 26]. Samal ajal suurendavad glükokortikoidid luu resorptsiooni, vähendades OPG ekspressiooni, suurendades RANKL-i ekspressiooni, suurendades osteoklastide moodustumist, vähendades osteoklastide apoptoosi ja suurendades katepsiinide ja maatriksi metalloproteinaaside sekretsiooni osteoklastide poolt [25, 26].

Klotho on fosfaatimissüsteemi lahutamatu komponent, mistõttu see seondub neerudes fibroblastide kasvufaktoriga 23 (FGF23). Kloto-FGF23 kompleks seondub seejärel FGFR1IIC retseptoriga, mis käivitab mitu rakulist rada ja lõppkokkuvõttes põhjustab neerude 24-hüdroksülaasi (CYP24A1) ekspressiooni ülesreguleerimist ning neeru la-hüdroksülaasi (CYP27B1) ja neerutuubulite vähenemist. Na/P II kaastransporterid (NPT2a ja 2c) [10]. Kloto suurenenud ekspressioon (erinevused, mis olid pärast korduvate mõõtmiste kohandamist kõige märgatavamad) lammastel, kes said 2 kuud glükokortikoide ja eutaniseeriti seejärel 5 kuu pärast, võib seletada CYP241 suurenenud ekspressiooni, mida täheldati ka selles lammaste rühmas, vaatamata olulistele erinevustele seerumi 25OHD kontsentratsioon.

Klotho on tuntud kui vananemisvastane valk ja kloto puudulikkusega hiirtel on madal luude moodustumine ja luude resorptsioon, mis põhjustab madala luuvahetuse osteopeeniat [27, 28]. Lisaks seostatakse spetsiifilisi klotogeeni polümorfisme luu mineraalse tiheduse vähenemisega inimestel [29,30]. Lahustuv klotho reguleerib üles varajase kasvuvastuse valku 1 (EGR-1) ja indutseerib luu diferentseerumise markerite ekspressiooni osteoblastide rakukultuuris [31] Lisaks võivad glükokortikoidid pärssida fibroblastide kasvufaktorit 232]. Võib-olla peegeldavad suuremad klotoekspressioonid lammastel glükokortikoididega 2 kuud ja seejärel 5 kuu möödudes eutaniseeriti selle lamba taastumisprotsessi pärast glükokortikoidravi ja, arvestades selle rolli luukoe moodustumisel ja resorptsioonil, on luukoe taastumise peamine tegur. ja seetõttu potentsiaalselt inimeste osteoporoosi ravi sihtmärk.

Kuid OVX lammastel oli ka kontrolllammastega võrreldes suurem klothoekspressioon. Samamoodi näitas üks aromataasipuudulike hiirtega tehtud uuring, et östrogeenipuudus suurendas klotovalgu taset ja östradiooliga ravi vähendas nendel hiirtel kloto ekspressiooni [17]. Hiirtel reguleerib östrogeen NPT2a alla protsessis, mis ei sõltu klotho/FGF23-st ja PTH-st[18]. Seda efekti ei täheldatud selles uuringus munasarjade eemaldatud lammastel. Muidu on vähe kirjandust östrogeenipuuduse mõju kohta klothole. Edasised uuringud peaksid uurima nii ovariektoomia kui ka glükokortikoidide mõju klotho ekspressioonile, arvestades selle rolli vananemises ja kroonilises neeruhaiguses.

TRPV5 on epiteeli kaltsiumikanal, mis ekspresseerub peamiselt neeru distaalsetes keerdunud tuubulites ja ühendustuubulites [20, 33]. TRPV5 kanal on konstitutiivselt avatud, kuid läbib kaltsiumist sõltuva inaktiveerimise koos kaltsiumitundliku valgu kalmoduliiniga [34]. TRPV5 ekspressiooni saab suurendada PTH ja 1,25(OH)D3 abil [35]. Üks lammas, kes sai 2 kuud glükokortikoide ja seejärel eutaniseeriti 5 kuu pärast, oli hüpokaltseemiline ja seerumi kaltsiumikontsentratsioon oli selle rühma lammastel teiste rühmadega võrreldes oluliselt madalam. Seetõttu on tõenäoline, et suurenenud TRPV5 ekspressioon on nende loomade seerumi kaltsiumisisalduse vähenemise tagajärg. On näidatud, et glükokortikoidid vähendavad kaltsiumi imendumist soolestikus, vähendades TRPV6 ja CalD9k ekspressiooni [36, 37] ja suurendades kaltsiumi eritumist uriiniga [14], kuid kliiniliselt oluline hüpokaltseemia on tervetel inimestel haruldane. Samamoodi ei ilmnenud madala kaltsiumisisaldusega lammastel hüpokaltseemilise teetania kliinilisi tunnuseid. Teise võimalusena võib TRPV5 suurenenud ekspressioon lammastel glükokortikoididega 2 kuu jooksul ja seejärel 5 kuu möödudes eutaniseerida peegeldada taastumisprotsessi, mille käigus taastunud trabekulaarse BMD, pindala ja luu mineraalainete sisalduse asendamiseks on vajalik kaltsiumi suurenenud resorptsioon neerudest.

Lammastel, keda raviti 5 kuud glükokortikoididega, suurenes PTH1R ekspressioon võrreldes teiste rühmadega. Lisaks, võrreldes teiste rühmadega, oli rühma lammaste ekspressioonis vähe erinevusi. Kuigi 5 kuu jooksul glükokortikoididega ravitud lammaste seerumi kaltsiumisisalduses erinevusi ei täheldatud, võib see olla seotud PTH ja selle retseptori suurenenud toimega. Glükokortikoidide mõju PTH sekretsioonile ja toimele on ebaselge. Mõned uuringud inimestel on leidnud, et glükokortikoididega ravitud patsientidel on suurenenud seerumi PTH kontsentratsioon koos vähenenud kaltsiumi imendumisega, suurenenud kaltsiumi eritumine uriiniga ja vähenenud luumass [38, 39]. Enamik uuringuid ei ole siiski leidnud glükokortikoidravi saavatel inimestel seerumi PTH kontsentratsiooni muutusi [38, 40, 41]. Üks uuring on näidanud, et võib-olla mõjutab glükokortikoidid PTH sekretsiooni muutmist, millega kaasneb glükokortikoididega ravitud isikute suurenenud pulseeriv PTH sekretsioon [4]. Teised on näidanud ka suurenenud PTH1R ekspressiooni mesenhümaalsetes tüvirakkudes ja osteoblastilaadsetes rakkudes vastusena deksametasooniga ravile [43,44]. Sellisena on 5 kuud glükokortikoididega ravitud lammastel neerude PTH1R ekspressiooni suurenemine tõenäoliselt tingitud 5-kuulisest glükokortikoidravist.

Kuigi munasarjade eemaldamine koos kergelt madala kaltsiumisisaldusega dieediga põhjustas minimaalseid muutusi geeniekspressioonis, näis see muutvat VDR-i ekspressiooni, kusjuures kergelt madala kaltsiumisisaldusega dieedil ovariektoomiaga lammastel oli VDR-i ekspressioon suurem kui kontrolllammastel. See on vastupidine munasarjade eemaldatud rottide uuringule, kus normaalse kaltsiumisisaldusega dieediga toitunud rottidel ilmnes neerude VDR-i ekspressioon suurenenud, samal ajal kui madala kaltsiumisisaldusega dieediga inimestel oli VDR-i ekspressioon vähenenud [45]. Selles lammaste uuringus on raske eraldada munasarjade eemaldamise mõju VDR-i neeruekspressioonile madala kaltsiumisisaldusega dieedi mõjust. Siiski ei olnud rühmade vahel olulisi erinevusi seerumi kaltsiumi kontsentratsioonides (välja arvatud glükokortikoidide rühm), mis viitab sellele, et kergelt madala kaltsiumisisaldusega dieedil oli minimaalne mõju ja võib-olla on mõju VDR-ile tingitud munasarjade eemaldamisest. Nende suhete uurimiseks on aga vaja täiendavaid uuringuid.

Kahes varasemas uuringus on uuritud D-vitamiinile reageerivate geenide ja fosfaadiga seotud geenide vahelisi seoseid lamba neerudes [20, 21]. Siiski ei ole D-vitamiini ja fosfaatimisradade vahelisi seoseid uuritud. Huvitav on see, et kõige olulisemad korrelatsioonid nendes kahes artiklis kirjeldatud geenide vahel kehtivad ka selle praeguse lambauuringu geenisuhete kohta, mis viitab uuringute tulemuste järjepidevusele ja nende geenide vahelistele suhetele.cistanche salsa ekstraktHuvitavatest seostest, millest varem ei teatatud, nagu võiks eeldada, arvestades selle keskset rolli kaltsiumi metabolismis, oli PTH1R ekspressioon tugevas korrelatsioonis CalD28k, CalD9k, TRPV5 CYP27B1, CYP24A1, VDR, Klotho ja NPT2c-ga. Kloto ekspressioon oli tugevas korrelatsioonis TRPV5 geeniekspressiooniga, mis on kooskõlas muu kirjandusega, mis näitab, et klotho reguleerib TRPV5 üles ja soodustab kaltsiumi reabsorptsiooni neerudes [46, 47].

Kahjuks ei saanud PCA analüüsi abil erinevaid rühmi D-vitamiinile reageeriva ja fosfateeriva geeni ekspressiooni alusel eraldada. See on tõenäoliselt tingitud selle uuringu peamisest piirangust - valimi väikesest suurusest. Kuna igas rühmas on ainult 3-6 looma, on see tõenäoliselt piiranud rühmadevaheliste geeniekspressioonide erinevuste tuvastamise võimalust.

5. Kokkuvõtted

Selle uuringu tulemused näitavad, et kõige märgatavamad erinevused geeniekspressioonis olid neerukloto ekspressioonis munasarjade eemaldamisega lammastel, keda raviti 2 kuud glükokortikoididega, millele järgnes 5-kuuline taastumisperiood. Arvestades, et klotho on "vananemisvastane" hormoon ja sellel on kriitiline roll kaltsiumi ja fosfaadi metabolismis, on võimalik, et see hormoon on kriitiliselt seotud trabekulaarse luutiheduse ja -ala taastamisega ravitud lammastel ning võib seetõttu olla inimeste osteoporoosi ravi sihtmärk. Siiski on vaja rohkem uuringuid glükokortikoidide ja munasarjade eemaldamise mõju kohta klothole.

See artikkel on välja võetud ajakirjast Animals 2022, 12, 67. https://doi.org/10.3390/ani12010067 https://www.mdpi.com/journal/animals