사우나는 상염색체 우성 다낭성 신장 질환에 유익합니까 아니면 해롭습니까? 모델 마우스를 이용한 검사
Jan 12, 2024
추상적인 배경:
열 충격 단백질(Hsps)은 열 처리에 의해 발현되며 다음과 같은 방법으로 신장을 보호하는 기능을 합니다.세포사멸 억제그리고신장 관형 생존력 유지. 더욱이, 최근에는 Hsp의 발현이 상염색체의 치료 표적이 될 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.우성다낭성 신장 질환(ADPKD). 건식 사우나 요법이 미치는 영향을 조사했습니다.ADPKD모델 쥐.
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방법 및 결과:
마우스(수컷 DBA/2FG 지불 마우스)는 3개의 그룹으로 분류되었습니다: 대조군, TS: 4% 수크로스를 함유한 물을 투여한 장기간 사우나에 노출된 pcy 마우스, SW: 4% 수크로스를 함유한 물을 투여한 pcy 마우스. TS 그룹은 4주 동안 일주일에 두 번씩 사우나 세션을 받았습니다. TS 그룹은 원적외선 장치에서 조심스럽게 제거될 때까지 직장 온도를 약 39.{5}}도 유지했습니다. 사우나 치료 4주 후, 크레아티닌과 혈액 요소 질소(BUN) 수치를 효소법으로 측정했습니다. 열 충격 단백질(HSP) 또는 세포 성장 및 크기 관련 단백질을 웨스턴 블롯팅으로 분석했습니다. TS군은 대조군과 SW군에 비해 크레아티닌과 BUN 수치가 약간 높았지만 그 차이는 크지 않았습니다. 그러나 TS군의 낭종 확대는 대조군에 비해 유의하게 감소하였다. HSP90 발현은 Erk 발현과 마찬가지로 대조군에 비해 TS 및 SW 그룹에서 약간 감소했습니다(p < 0.01 또는 p < 0.001, 대조군). 낭종 발달 및 증식과 관련이 있습니다 (p <0.05, TS 대 대조군). SW군의 Hsp27 발현과 인산화 수준은 대조군과 비슷했다. 그러나 TS 그룹은 Hsp27 및 인산화(NS) 수준이 증가했습니다. TS 그룹의 pro-caspase-3 발현은 대조군에 비해 약간 낮았습니다. 그러나 caspase-3의 활성은 모든 그룹에서 차이를 보이지 않았다.
결론: 본 연구의 결과는 4주간의 사우나 치료가 일시적인 탈수 및 관련 신장 기능 장애를 유발할 수 있으며 Hsp27 발현 증가로 인해 낭종 성장을 자극할 위험이 있음을 나타냅니다. 또한, 사우나 치료 직후 적당량의 물을 섭취하는 것이 탈수 및 낭종의 증식을 억제할 수 있다는 결론을 얻었다.
키워드:상염색체 우성 다낭성신장 질환, 사우나, 취수, Hsp90, Hsp27
I 소개
상염색체 우성다낭성 신장 질환(ADPKD)는 양쪽 신장에 수많은 낭종이 성장하는 것이 특징인 유전 질환입니다. ADPKD는 주로 돌연변이에 의해 발생합니다.다낭성 신장 질환폴리시스틴 1(PC1)과 PC2를 각각 암호화하는 1(PKD1) 및 PKD2 유전자. 수십 년에 걸친 질병 경과에 따라 환자는 신장 기능을 손상시키는 체액으로 가득 찬 큰 신장 낭종이 발생합니다. 현재 일본의 ADPKD 환자 수는 31명으로 추산됩니다.000 이는 전체 투석 환자의 약 3-5%를 차지합니다. ADPKD 환자의 약 50%는 602세까지 말기 신장 질환으로 진행됩니다. 바소프레신 수용체 2(V2) 길항제인 톨밥탄(Tolvaptan)은 최초의 ADPKD 치료제로 승인되었으며, 일본에서는 2014년 5월 임상 사용이 시작되었습니다. 낭종의 성장 속도를 감소시키는 효과적인 약물이지만 현재 ADPKD에 대한 치료법은 없으며 신장의 낭종 형성을 막는 것도 불가능합니다.
온열치료를 비롯한온천요법(BT) 및스파 테라피(ST)는 물리치료나 대체요법으로 전 세계적으로 자주 사용되어 왔습니다. 임상 환경에서 온열 요법의 주요 목적은 정상 조직을 손상시키지 않고 효과적인 치료 결과를 얻는 것입니다. 최근의 체계적인 검토에 따르면 BT와 ST는 근골격계 또는 결합 조직의 만성 질환에서 상당한 통증 완화와 삶의 질 향상을 제공하는 것으로 나타났습니다. 열 자극은 단백질 샤페론 기능을 통해 세포 생존에 필수적인 열 충격 단백질(Hsps)을 유도합니다. 신장 건강과 질병에서 Hsps의 역할은 다양합니다. Hsps 유도는 특정 Hsps, 세포 유형 및 상황에 따라 신장에 유익할 수도 해로울 수도 있습니다. 신장 조직에서 Hsp는 다양한 유형의 세포 스트레스에 의해 활성화되는 세포내 방어 시스템의 중요한 부분입니다. 세포 내부의 다양한 Hsp는 세포 구조를 안정화시키고 세포 사멸 및 괴사에 대한 세포 저항성을 향상시킵니다6), 7). 최근에는 Hsps가 ADPKD에 해로운 역할을 한다는 보고가 있어 치료 표적이 되고 있다8),9). 따라서 우리는 직장온도를 약 2도 상승시키고 이를 약 30분 동안 유지하는 열부하가 반복될 때 ADPKD 모델동물에 대한 사우나의 효과를 조사하고자 하였다.
II 재료 및 방법
1. 상염색체 우성 다낭성 신장 질환(ADPKD) 모델 마우스 모든 동물 실험은 구마모토 보건 과학 대학교(No. 18-07)에서 승인한 실험 동물 관리 및 사용 지침에 따라 수행되었습니다. 초기 체중이 20.9±0.7 g인 수컷 DBA/2FG-pcy(pcy) 마우스10), 11)(8주령, n{7}})(Kyudo, Kumamoto, Japan)를 사용했습니다. 이 실험의 ADPKD 모델 마우스. 수컷 DBA 마우스(8주, n= 3)를 ADPKD 마우스 모델에 대한 참조로 사용했습니다. 그림 1은 pcy 마우스의 전형적인 예로서 신장의 모습과 절제된 모습을 보여줍니다(그림 1A, B). 모든 동물은 12:12-h 명/암 주기로 조절된 습도 및 온도 하에서 사육되었으며 표준 마우스 사료 및 수돗물에 자유롭게 접근할 수 있었습니다.
9마리의 pcy 마우스(8주령)를 무작위로 다음 세 그룹으로 나누었습니다. 즉, 대조군: 대조군인 pcy 마우스(n= 3), TS 그룹: 반복적인 전신 열 자극에 노출된 pcy 마우스(n{{3}) }); 및 SW 그룹: 4% 수크로스를 함유한 물을 제공받은 pcy 마우스(n= 3). TS 그룹의 마우스에게는 탈수를 방지하기 위해 전신 열 자극 후 밤새 4% 수크로스를 함유한 물을 제공했습니다. 이전 연구에서 우리는 전신 열 자극 후 체중 감소가 약 3~4%인 것으로 나타났습니다12). pcy 생쥐에게 4% 자당수를 투여한 경우 물 소비량이 5.6 ± 0.6 mL에서 7.4 ± 0.7 mL로 크게 증가했습니다(p < 0.001 , 그림 1C). 밤새 4% 자당 수분 섭취는 실제로 체중의 14±7%에 해당하는 높은 수분 섭취량이었습니다. SW 그룹은 TS 그룹과 동일한 빈도로 밤새 물을 소비했습니다.
2. 전신열자극(사우나)
사우나의 열강도는 이전 연구13)에서 설정되었습니다. 그러나 일부 pcy 마우스의 직장 온도는 일반 DBA 마우스 및 129X1/SvJ 마우스에 비해 체적이 작아서 42도를 초과했습니다. 그래서 직장온도를 1도 올리려고 했으나, 원적외선 건식사우나 시스템(가고시마대학 제공)의 제어 한계로 인해 직장온도가 약 39도까지 오르도록 설정되었다. ADPKD에 대한 사우나 빈도에 대한 보고는 발견되지 않았습니다. 따라서 Laukkanen et al.14)의 사우나 목욕과 심혈관 질환 및 기타 사망원인의 관계에 대한 연구에서 확립된 최소 유효 사우나 횟수(주 2회)를 채택하였다. 구체적으로는 43도에서 10분간 사우나를 한 후 37도에서 35분간 사우나 처리를 하여 직장온도를 37.1±0.1도에서 39.3±0.3도로 상승시켰다. 원적외선 건식 사우나 시스템. 마우스의 직장 온도는 사우나 장치에서 꺼낼 때까지 약 39.{20}}도를 유지했습니다. TS 그룹은 일주일에 두 번, 4주 동안 사우나에 노출되었습니다.
3. 분석 절차
4주간의 연구 기간이 끝난 후 모든 쥐로부터 생리학적 데이터를 얻었습니다. 24시간 소변 샘플을 대사 케이지에 수집하고 수분 섭취량을 결정했습니다. 하대정맥에서 혈액 샘플을 채취하고 혈장 크레아티닌 및 혈액요소질소(BUN) 수준을 Aqua-auto Kainos CRE가 장착된 Hitachi 7180 생화학 자동 분석기(Hitachi High-Technologies Corporation, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정했습니다. -효소법을 이용한 II 테스트 키트 또는 UN-II 테스트 키트(Kainos, Tokyo, Japan).
4. 조직학적 연구
신장을 4% 파라포름알데히드 인산염 완충액으로 고정하고 파라핀에 포매했습니다. 신장 샘플을 2-μm 간격으로 절편화하고 헤마톡실린 및 에오신(H&E)으로 염색하고 세뇨관의 낭종을 ImageJ(National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, 미국). 더 높은 배율(×40)에서 확인된 조직 찢어짐 및 기포가 있는 영역은 이전에 보고된 바와 같이 분석에서 제외되었습니다15).
5. 웨스턴 블로팅
나트륨 도데실 설페이트-폴리아크릴아미드 겔 전기영동(SDS-PAGE) 및 블롯팅은 표준 절차를 사용하여 수행되었습니다. 15μg 단백질을 포함하는 분취량을 SDS-PAGE에 적용했습니다. 다음 단백질에 대해 생성된 항체가 사용되었습니다: Hsp27(1:1,000, sc-9012, Santa Cruz Biotechnology), phosphoHsp27(1:1,000, #2401S, Cell Signaling 기술), total-Akt(1:1,000, #9272, 세포 신호 기술), phospho-Akt(1:1,000, #9275, 세포 신호 기술), Erk1/2 (1:1,000, #9102, 세포 신호 기술), phospho-Erk1/2 (1:1,000, #9101, 세포 신호 기술), mTOR (1:1,{ {39}}, #2972, 세포 신호 기술), phospho-mTOR(1:1,000, #2971, 세포 신호 기술), caspase 3(1:500, ab4051, Abcam, Cambridge, UK) , 절단된 카스파제-3(1:1,000, #9661, 세포 신호 기술) 및 -actin(1:1,000, sc-130656, Santa Cruz 생명공학). 제조업체의 지침에 따라 ECL Prime 웨스턴 블랏 검출 시스템(GE Healthcare, UK)을 사용하여 블롯을 검출했습니다. 데이터는 내부 대조군으로 사용된 -actin에 대한 상대적인 정량을 보여주었습니다.
6. 통계분석
통계 분석을 위해 Mann-Whitney U 테스트를 사용하여 TS 그룹과 SW 그룹 간의 데이터를 비교했습니다. 차이를 확인하기 위해 일원 분산 분석(ANOVA)과 Tukey 테스트를 사용하여 그룹을 비교했습니다. 차이는 p < 0.05에서 통계적으로 유의미한 것으로 간주되었습니다. 데이터는 평균 ± 표준 편차(SD) 또는 평균 ± 평균의 표준 오차(SEM)로 표시됩니다. 통계 분석에는 GraphPad Prism 6 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA)을 사용했습니다.
