Analysis of the Mechanisms Inducing Renal Injury Focusing on Mitochondrial Dynamics

以线粒体动力学为重点的肾损伤机制分析

基本信息

批准号：
22K06592
负责人：
藤代瞳
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokushima Bunri University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06592/
关键词：
カドミウム腎障害近位尿細管再吸収ミトコンドリア腎臓

项目摘要

カドミウム（Cd）曝露による腎臓のミトコンドリアダイナミクスへの影響を解析し、この障害とCdによる再吸収障害との関係を明らかにするか検討した。Cd-MT投与による腎障害誘発モデルを使用し、ICR雌マウスにCd-MTを0.05, 0.1, 0.2, 0.3 mg Cd/kg投与マウスの腎臓を摘出し、1日後の腎臓においてミトコンドリア形態異常が起こるかどうか、電子顕微鏡で解析した。Cd-MT投与により腎臓のミトコンドリアは、細胞によって障害の程度が異なっており、ミトコンドリア障害がヘテロに観察された。濃度依存的に障害を受けているミトコンドリアの割合が増加していた。Cd-MT投与によりミトコンドリアの密度が減少し、ミトコンドリア膜は障害を受け、脱落が認められ、形態がいびつになっていることが観察された。Cd-MT 0.2 mg/kg投与群以上の濃度では、クリステが崩壊しているミトコンドリアも観察された。最も高い投与濃度である0.3 mg/kg投与群では細胞の空砲化も観察された。ミトコンドリアは常に融合と分裂を繰り返し、この構造変化はミトコンドリアの機能と密接に関連している。そこで、培養細胞ではラット由来のNRK-52E、マウス由来のS１細胞を用いてCd曝露を行い、Cd曝露がミトコンドリアの形態と機能に及ぼす影響、およびそれらを調節する因子を解析した。CdCl2曝露3日後にNRK52EおよびS1細胞において、CdCl2１日曝露により、S1細胞ではOPA1, DRP1およびSIRT1の発現低下も見られた。NRK52E細胞では、OPA1, DRP1およびSIRT1, SIRT3の発現が低下した。またどちらの細胞においてもミトコンドリア呼吸鎖複合体の発現低下が見られた。以上の結果から、細胞レベルにおいてもCdによってミトコンドリア障害が起こっており、形態変化が起こっている可能性が示唆された。

我们分析了镉 (Cd) 暴露对肾脏线粒体动力学的影响，并研究了这种疾病是否与镉诱导的重吸收障碍有关。采用Cd-MT给药诱导的肾病模型，给予0.05、0.1、0.2、0.3mg Cd/kg Cd/kg的ICR雌性小鼠的肾脏被摘除，1天后肾脏中出现线粒体形态异常。使用电子显微镜进行分析。由于Cd-MT给药，肾线粒体的损伤程度因细胞而异，并且观察到了异质性线粒体损伤。受损线粒体的比例以浓度依赖性方式增加。观察到，由于Cd-MT施用，线粒体密度降低，线粒体膜受损，并且观察到线粒体膜脱落并具有扭曲的形态。当 Cd-MT 浓度高于 0.2 mg/kg 时，还观察到嵴崩解的线粒体。在最高剂量浓度0.3mg/kg剂量组中也观察到细胞空白。线粒体不断重复融合和分裂，这种结构变化与线粒体功能密切相关。因此，将大鼠来源的NRK-52E和小鼠来源的S1细胞等培养细胞暴露于Cd，并分析Cd暴露对线粒体形态和功能的影响以及调节它们的因素。在接触 CdCl2 3 天后，NRK52E 和 S1 细胞中以及接触 CdCl2 1 天后 S1 细胞中也观察到 OPA1、DRP1 和 SIRT1 表达下降。在NRK52E细胞中，OPA1、DRP1、SIRT1和SIRT3的表达降低。此外，在两种细胞中都观察到线粒体呼吸链复合物的表达降低。上述结果表明，Cd也在细胞水平上引起线粒体损伤，表明可能发生形态变化。