Морфологические особенности почек у мышей с нокаутом гена INSRR в условиях бикарбонатной нагрузки

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Рецепторная тирозинкиназа, подобная рецептору инсулина (IRR), функционирует как сенсор внеклеточного щелочного pH и участвует в выделении бикарбоната почками. Высокая экспрессия IRR выявлена в β-интеркалирующих клетках почек, расположенных в дистальных канальцах, где происходит секреция бикарбоната. Для создания новой модели, позволяющей изучать чувствительность к изменениям pH, была выведена уникальная линия мышей с инактивированным геном INSRR на основе линии C57BL/6.

Цель исследования — проанализировать морфологические изменения тканей почек у мышей с нокаутом гена INSRR в сравнении с животными дикого типа в нормальных условиях и при метаболическом алкалозе.

Методы. В работе использовали мышей потомков одного поколения (литтермейтс), генотип которых подтверждали методом полимеразной цепной реакции. В эксперименте использовали 2 линии мышей — нокаутные по гену INSRR и дикий тип, в двух условиях — нормальные условия и экспериментальный алкалоз. Для морфометрического анализа проводили обзорное окрашивание криосрезов почек гематоксилином и эозином. Количество макрофагов в почках оценивали методом иммуногистохимического окрашивания.

Результаты. Морфометрический анализ показал, что нокаут гена INSRR не вызывает серьёзных патологических изменений в структуре почек. Однако были обнаружены значимые различия в толщине паренхимы, площади почечных телец и диаметре собирательных трубочек на срезах, выполненных на уровне почечной лоханки. Различия наблюдали как при сравнении мышей двух линий в нормальных условиях, так и при экспериментальном алкалозе. Кроме того, размер почек у нокаутных мышей оказался меньше, чем у мышей дикого типа. Иммуногистохимический анализ не выявил статистически значимых различий в количестве CD206 положительных (противовоспалительных) макрофагов в почках как в нормальных условиях, так и при моделировании алкалоза.

Заключение. Морфометрический анализ гистологических срезов выявил увеличение толщины паренхимы почек у мышей с нокаутом гена рецепторной тирозинкиназы в условиях экспериментального алкалоза по сравнению с животными дикого типа. В целом, нокаут гена рецепторной тирозинкиназы IRR не привёл к существенным патологическим изменениям в строении почек. Таким образом, выведенная линия мышей может служить модельным объектом для физиологических и молекулярно-биологических исследований, направленных на изучение метаболического алкалоза и связанных с ним патологических процессов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Елена Александровна Ганцова

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского; Российский университет дружбы народов им. П. Лумумбы

Автор, ответственный за переписку.
Email: gantsova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4925-8005
SPIN-код: 6486-5795
Россия, Москва; Москва

Оксана Викторовна Серова

Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: oxana.serova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4941-8913
SPIN-код: 8459-4496

канд. хим. наук

Россия, Москва

Игорь Евгеньевич Деев

Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: deyevie@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2041-808X
SPIN-код: 3242-5528

д-р биол. наук

Россия, Москва

Андрей Владимирович Ельчанинов

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского; Российский университет дружбы народов им. П. Лумумбы; Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2392-4439
SPIN-код: 5160-9029

д-р мед. наук, доцент

Россия, Москва; Москва; Москва

Тимур Хайсамудинович Фатхудинов

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского; Российский университет дружбы народов им. П. Лумумбы; Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова

Email: fatkhudinov_tkh@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0002-6498-5764
SPIN-код: 7919-8430

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва; Москва; Москва

Список литературы

  1. Korotkova DD, Gantsova EA, Goryashchenko AS, et al. Insulin receptor-related receptor regulates the rate of early development in Xenopus laevis. Int J Mol Sci. 2022;23(16):9250. doi: 10.3390/ijms23169250
  2. Deyev IE, Sohet F, Vassilenko KP, et al. Insulin receptor-related receptor as an extracellular alkali sensor. Cell Metab. 2011;13(6):679–689. doi: 10.1016/j.cmet.2011.03.022
  3. Serova OV, Gantsova EA, Deyev IE, Petrenko AG. The value of pH sensors in maintaining homeostasis of the nervous system. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2020;46(4):369–384. (In Russ.) doi: 10.31857/S0132342320040260 EDN: PYRUCK
  4. Petrenko AG, Zozulya SA, Deyev IE, Eladari D. Insulin receptor-related receptor as an extracellular pH sensor involved in the regulation of acid–base balance. Biochim Biophys. 2013;1834(10):2170–2175. doi: 10.1016/j.bbapap.2012.11.011
  5. Alva S, Divyashree M, Kamath J. et al. A study on effect of bicarbonate supplementation on the progression of chronic kidney disease. Indian J Nephrol. 2020;30(2):91–97. doi: 10.4103/ijn.IJN_93_19
  6. Dubey AK, Sahoo J, Vairappan B, et al. Correction of metabolic acidosis improves muscle mass and renal function in chronic kidney disease stages 3 and 4: a randomized controlled trial. Nephrol Dial Transplant. 2020;35(1):121–129. doi: 10.1093/ndt/gfy214
  7. Di Iorio BR, Bellasi A, Raphael KL, et al. Treatment of metabolic acidosis with sodium bicarbonate delays progression of chronic kidney disease: the UBI Study. J Nephrol. 2019;32(6):989–1001. doi: 10.1007/s40620-019-00656-5
  8. Goraya N, Munoz-Maldonado Y, Simoni J, Wesson DE. Fruit and vegetable treatment of chronic kidney disease-related metabolic acidosis reduces cardiovascular risk better than sodium bicarbonate. Am J Nephrol. 2019;49(6):438–448. doi: 10.1159/000500042
  9. Mannon EC, O’Connor PM. Alkali supplementation as a therapeutic in chronic kidney disease: What mediates protection? Am J Physiol Renal Physiol. 2020;319(6):F1090–F1104. doi: 10.1152/ajprenal.00343.2020
  10. Gantsova EA, Serova OV, Eladari D, et al. A comparative kidney transcriptome analysis of bicarbonate-loaded insrr-null mice. Curr Issues Mol Biol. 2023;45(12):9709–9722. doi: 10.3390/cimb45120606
  11. Chen S, Saeed AFUH, Liu Q, et al. Macrophages in immunoregulation and therapeutics. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):207. doi: 10.1038/s41392-023-01452-1
  12. Wu H, Yin Y, Hu X, et al. Effects of environmental pH on macrophage polarization and osteoimmunomodulation. ACS Biomater Sci Eng. 2019;5(10):5548–5557. doi: 10.1021/acsbiomaterials.9b01181
  13. Genini A, Mohebbi N, Daryadel A, et al. Adaptive response of the murine collecting duct to alkali loading. Pflugers Arch. 2020;472(8):1079–1092. doi: 10.1007/s00424-020-02423-z
  14. Tobar A, Ori Y, Benchetrit S, et al. Proximal tubular hypertrophy and enlarged glomerular and proximal tubular urinary space in obese subjects with proteinuria. PLoS One. 2013;8(9):e75547. doi: 10.1371/journal.pone.0075547
  15. Chen H, Birnbaum Y, Ye R, et al. SGLT2 inhibition by Dapagliflozin attenuates diabetic ketoacidosis in mice with type-1 diabetes. Cardiovasc Drugs Ther. 2022;36(6):1091–1108. doi: 10.1007/s10557-021-07243-6
  16. Lu YP, Zhang ZY, Wu HW, et al. SGLT2 inhibitors improve kidney function and morphology by regulating renal metabolic reprogramming in mice with diabetic kidney disease. J Transl Med. 2022;20(1):420. doi: 10.1186/s12967-022-03629-8
  17. Liu C, Wang X. Clinical utility of ultrasonographic evaluation in acute kidney injury. Transl Androl Urol. 2020;9(3):1345–1355. doi: 10.21037/tau-20-831
  18. Gupta P, Chatterjee S, Debnath J, et al. Ultrasonographic predictors in chronic kidney disease: A hospital based case control study. J Clin Ultrasound. 2021;49(7):715–719. doi: 10.1002/jcu.23026
  19. Fenton RA, Knepper MA. Mouse models and the urinary concentrating mechanism in the new millennium. Physiol Rev. 2007;87(4):1083–1112. doi: 10.1152/physrev.00053.2006
  20. Gantsova E, Serova O, Vishnyakova P, et al. Mechanisms and physiological relevance of acid-base exchange in functional units of the kidney. PeerJ. 2024;12:e17316. doi: 10.7717/peerj.17316
  21. Amlal H, Ledoussal C, Sheriff S, et al. Downregulation of renal AQP2 water channel and NKCC2 in mice lacking the apical Na+-H+ exchanger NHE3. J Physiol. 2003;553(Pt 2):511–522. doi: 10.1113/jphysiol.2003.053363
  22. Takahashi N, Chernavvsky DR, Gomez RA, et al. Uncompensated polyuria in a mouse model of Bartter’s syndrome. Proc Natl Acad Sci USA. 2000;97(10):5434–5439. doi: 10.1073/pnas.090091297
  23. Lorenz JN, Baird NR, Judd LM, et al. Impaired renal NaCl absorption in mice lacking the ROMK potassium channel, a model for type II Bartter’s syndrome. J Biol Chem. 2002;277(40):37871–37880. doi: 10.1074/jbc.M205627200
  24. Percie du Sert N, Hurst V, Ahluwalia A, et al. The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research. BMC Vet Res. 2020;16(1):242. doi: 10.1186/s12917-020-02451-y

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Морфология криосрезов почек мышей: a — мышь дикого типа в нормальных условиях; b — мышь дикого типа в условиях бикарбонатной нагрузки; c — мышь с нокаутом гена INSRR в нормальных условиях; d — мышь с нокаутом гена INSRR в условиях бикарбонатной нагрузки. Окрашивание срезов гематоксилином и эозином, увеличение ×20; масштабная линейка — 100 мкм.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Морфометрическая характеристика почек: a — относительная толщина паренхимы (в мкм); b — относительная площадь почечных телец (в мкм2); c — диаметр просвета собирательных трубочек (в мкм). Обозначение групп: WT_H2O — мыши дикого типа в нормальных условиях и WT_NaHCO3 — в условиях щелочной нагрузки; KO_H2O — мыши с нокаутом гена INSRR в нормальных условиях и KO_NaHCO3 — в условиях щелочной нагрузки. Данные представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение; * — статистически значимые различия, p < 0,05.

Скачать (175KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Иммуногистохимическое исследование популяции CD86-положительных макрофагов в почках мышей: a — мышь дикого типа в нормальных условиях; b — мышь дикого типа в условиях бикарбонатной нагрузки; c — мышь с нокаутом гена INSRR в нормальных условиях; d — мышь с нокаутом гена INSRR в условиях бикарбонатной нагрузки. Зелёное свечение — CD86-положительные макрофаги (флуоресцентный краситель FITC); синее свечение — ядра клеток, окрашенные флуоресцентным красителем DAPI. Увеличение ×20; масштабная линейка — 50 мкм.

Скачать (434KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Иммуногистохимическое исследование популяции CD206-положительных макрофагов в почках мышей: a — мышь дикого типа в нормальных условиях; b — мышь дикого типа в условиях бикарбонатной нагрузки; c — мышь с нокаутом гена INSRR в нормальных условиях; d — мышь с нокаутом гена INSRR в условиях бикарбонатной нагрузки. Зелёное свечение — CD206-положительные макрофаги (флуоресцентный краситель FITC); синее свечение — ядра клеток, окрашенные флуоресцентным красителем DAPI. Увеличение ×20; масштабная линейка — 50 мкм.

Скачать (341KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Количество CD206-положительных макрофагов в почках мышей. Обозначение групп: WT_H2O — мыши дикого типа в нормальных условиях и WT_NaHCO3 — в условиях щелочной нагрузки; KO_H2O — мыши с нокаутом гена INSRR в нормальных условиях и KO_NaHCO3 — в условиях щелочной нагрузки. Данные представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение.

Скачать (56KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): № 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.