Expressió de la vitamina D renal i els gens relacionats amb la fosfatonina en un model d'ovella d'osteoporosi

Siusplau contactaoscar.xiao@wecistanche.comper a més informació

Resum:L'osteoporosi és un problema de salut pública important a tot el món, amb l'osteoporosi postmenopàusica deguda a la deficiència d'estrògens que provoca aproximadament 3/4 dels casos. En aquest estudi, 18 ovelles merinos d'edat avançada van ser ovariectomitzades i 10 eren controls. Tres de les ovelles ovariectomitzades van ser tractades setmanalment amb 400 mg de metilprednisolona durant 5 mesos i tres van ser tractades setmanalment durant 2 mesos, seguit d'un període de recuperació de 3-mes. Als 2 mesos, cinc animals control i sis animals ovariectomitzats van ser sacrificats. Als 5 mesos, totes les ovelles restants van ser sacrificades. Es van recollir mostres de ronyó postmortem per a l'anàlisi qPCR de NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1Illc, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA i NCX1. Les ovelles ovariectomitzades tenien una expressió de VDR significativament més gran en comparació amb altres grups. Les ovelles ovariectomitzades tractades amb glucocorticoides durant 2 mesos seguits d'eutanàsia als 5 mesos van mostrar diferències significatives en l'expressió del gen TRPV5, CYP24A1 i klotho en comparació amb altres grups. Les diferències en l'expressió de klotho van ser més marcades després de l'ajust per a mesures repetides (p=0.1). Klotho es coneix com l'hormona "anti-envelliment" i està implicada en el metabolisme del calci i del fòsfor. Klotho pot estar implicat en la recuperació de la densitat mineral òssia en ovelles ovariectomitzades tractades amb glucocorticoides durant 2 mesos, seguida d'eutanàsia als 5 mesos. Es recomana més investigació sobre el paper del klotho.

Feu clic aquí per saber-ne més

Paraules clau:osteoporosi; ovelles; vitamina D; fosfatació; qPCR; metabolisme del calci; metabolisme del fòsfor; klotho

1. Introducció

L'osteoporosi és un problema de salut pública important per a la població mundial cada cop més envellida, que costarà als Estats Units d'Amèrica gairebé 17.000 milions de dòlars el 205 i es preveu que creixerà fins als 25.000 milions de dòlars el 2025 [1,2]. Aproximadament el 70-75 per cent de la càrrega d'osteoporosi es deu a l'osteoporosi postmenopàusica en les dones [1], osteoporosi primària per la qual la deficiència d'estrògens provoca una disminució de la formació òssia i un augment de la reabsorció òssia, donant lloc a una disminució de la massa òssia i fragilitat òssia [3] . L'osteoporosi també pot ocórrer secundària a causes específiques, com ara el tractament amb glucocorticoides. L'ovella és un gran model animal ben establert per a diferents malalties de l'esquelet humà, inclosa l'osteoporosi[4]. Un dels avantatges d'un model animal gran, com l'ovella, és la capacitat de provar implants ortopèdics, tècniques quirúrgiques i biomaterials [4]A més, l'ovella té un cost relativament baix, és fàcil de manejar i proporciona material abundant per a proves. [4,5].

Els models d'osteoporosi més comuns d'ovelles són les ovelles ovariectomitzades després de l'operació de 12 mesos i les ovelles ovariectomitzades 6-mesos amb una dieta deficient en calci i vitamina D amb glucocorticoides[4]. Mitjançant l'ús d'una combinació de factors coneguts que indueixen l'osteoporosi, com ara l'ovariectomia, el tractament amb glucocorticoides i una dieta baixa en calci, hem pogut establir un model d'osteoporosi oví en només 5 mesos [6,7], disminuint així l'habitatge, la mà d'obra, i els costos d'alimentació implicats en el desenvolupament del model. En aquest model, es va trobar que l'ovariectomia augmentava les concentracions sèriques de telopèptids C-terminals de col·lagen de tipus I (CTX-I, un marcador de reabsorció òssia) i osteocalcina (marcador de renovació òssia) en comparació amb les ovelles control. Les ovelles que van rebre tractament amb glucocorticoides durant 2 mesos tenien concentracions sèriques de CTX-I més altes i concentracions sèriques d'osteocalcina més baixes. A més, la densitat òssia de la columna femoral i lumbar i la densitat mineral òssia volumètrica total i trabecular de la tíbia proximal van ser més baixes en els grups tractats experimentalment en comparació amb els grups control, especialment per a les ovelles tractades amb glucocorticoides ovariectomitzats [6]. També es va trobar que el metabolisme dels aminoàcids i els lípids es va alterar en ovelles ovariectomitzades i tractades amb glucocorticoides [7].cistanche wirkungTambé s'han trobat canvis similars en altres models d'osteoporosi ovina [8].

Cistanche pot anti-envelliment

Els gens sensibles a la vitamina D i el sistema de fosfatació no s'han explorat prèviament en models d'ovelles ovariectomitzades. La vitamina D, de la qual 1,25-dihidroxivitamina D és la forma activa, en última instància condueix a un augment de les concentracions plasmàtiques de calci i fòsfor ionitzat en unir-se a l'heterodímer del receptor X del receptor de la vitamina D (VDR) i alterant les expressions de nombroses vitamines. Gens que responen a D, com ara proteïnes d'unió al calci (calbindina D9 i 28k (CalD9k, CalD28k)) i canals de calci (subfamília V de canal de catió potencial del receptor transitori membre 5 i 6 (TRPV5, TRPV6), ATPasa de calci de membrana plasmàtica (PMCA) , intercanviador sodi-calci 1(NCX1)[9]. La producció d'1,25-dihidroxivitamina D és un pas estretament regulat, pel qual la lo hidroxilasa renal (CYP27B1) catalitza la conversió de 25-hidroxivitamina D a 1,25-dihidroxivitamina D, i l'enzim 24-hidroxilasa (CYP24A1) descompon tant 25-hidroxivitamina D com 1,25-dihidroxivitamina D en subproductes inactius.cistanche Regne UnitEl sistema de fosfatació també controla les concentracions plasmàtiques de fòsfor i calci[10]. L'eix d'aquest sistema és el factor de creixement dels fibroblasts 23, que és produït pels osteòcits a l'os i controla principalment les concentracions de fòsfor plasmàtic unint-se al cofactor klotho per disminuir l'expressió dels cotransportadors de fosfat de sodi (NPT1, NPT2a, NPT2c) [11]. A causa dels efectes interrelacionats de l'hormona paratiroïdal i la 1,25-dihidroxi vitamina D, determinar els efectes de FGF23 sobre el metabolisme del calci ha estat un repte, però hi ha proves que suggereixen que pot regular l'absorció intestinal de calci i renal. reabsorció de calci [12,13].

Els glucocorticoides tenen nombrosos efectes sobre el metabolisme del calci i del fòsfor, inclosa la inhibició de l'absorció intestinal del calci, la disminució de la reabsorció del calci tubular renal i la reabsorció renal del fòsfor [14-16]. A més, poca investigació ha examinat l'efecte de la deficiència d'estrògens sobre els gens sensibles a la vitamina D i el sistema de fosfatació [17,18].

Aquest model d'osteoporosi d'ovella tractat amb glucocorticoides, dieta ovariectomitzada i baixa en calci, va oferir una oportunitat per produir informació preliminar sobre els efectes d'aquests tractaments sobre l'expressió dels gens sensibles a la fosfatació i la vitamina D al ronyó oví. Els objectius d'aquest estudi eren dobles: (1) determinar si l'ovariectomia o l'ovariectomia i el tractament amb glucocorticoides alteraven l'expressió de la vitamina D i els gens relacionats amb la fosfatació al ronyó; (2) determinar les relacions entre la vitamina D renal i els gens relacionats amb la fosfatació, vitamina D sèrica i marcadors sèrics de renovació òssia (CTX-I i osteocalcina).

2. Materials i Mètodes

Anteriorment s'han publicat mètodes detallats per al desenvolupament del model d'osteoporosi d'ovella ovariectomitzada i tractada amb glucocorticoides [6]. Breument, les ovelles merinos d'edat (7-9 anys, n=28) es van assignar aleatòriament en grups: control (n=10)ovariectomitzat (OVX) (n {= 12), ovariectomitzat i tractament amb glucocorticoides (40 mg de metilprednisolona per injecció subcutània) mensualment durant 2 mesos seguit de cap tractament durant 3 mesos (n=3) i tractament amb glucocorticoides (400 mg de metilprednisolona) mensual durant 5 mesos (n=3) .bioflavonoides cítricsLes ovelles es van allotjar en un graner i es van alimentar amb una dieta concentrada de pellets d'ovella control (115 g/kg de calci; 2,2 g/ovella per dia) o baixa en calci (5 g/kg de calci; 1 g/ovella per dia). Els requisits de manteniment d'una ovella no embarassada són d'1,2 g/ovella al dia[19].

Les mostres de sang es van recollir mitjançant venopunció jugular 2 mesos i 5 mesos després de la cirurgia. L'osteocalcina es va mesurar mitjançant el kit d'immunoassaig Micro Vue Osteocalcin i el CTX-I mitjançant el kit ELISA IDS Serum CrossLaps, com s'ha informat anteriorment [6] Les concentracions sèriques totals de calci i fòsfor es van mesurar mitjançant espectrofotometria en un analitzador de química clínica AU680 (Beckman Coulter, Brea). , CA, EUA). La concentració sèrica de 25-hidroxivitamina D es va mesurar mitjançant cromatograma líquid de dilució d'isòtops; espectrometria de masses ràfia a l'Endolab, Canterbury Health Laboratories, Christchurch, Nova Zelanda.

Als mesos, 5 ovelles del grup control i 6 del grup OVX van ser eutanasiades i necropsiades. Als 5 mesos, les ovelles restants també van ser sacrificades (grup control n =5, grup OVX n{=6, OVX més glucocorticoides n=3 de 2 m i OVX més glucocorticoides 5 m n=5 ) i necropsia. Les mostres de ronyó es van recollir dins dels 30 minuts posteriors a la mort i es van dividir en dos, amb una mostra col·locada en formalina tamponada neutra al 10 per cent i processada per a la histologia, i l'altra es va congelar en nitrogen líquid i es va emmagatzemar a -80 grau fins al processament de l'hematoxilina i L'autor principal va examinar les seccions de ronyó tenyides d'eosina i va confirmar l'absència de lesions significatives.

Tots els procediments experimentals van ser aprovats pel comitè d'ètica animal de la Universitat de Massey (número d'aprovació 14/103) i es van realitzar segons el Codi de conducta ètica per a l'ús d'animals vius per a la investigació a la Universitat de Massey, Palmerston North, Nova Zelanda.

L'extracció d'ARN i la qPCR es van realitzar tal com es va descriure anteriorment [20, 21]. Breument, es va utilitzar Tri Reagent (Gigma-Aldrich Inc, Merck KGaA, Darmstadt, Alemanya) per extreure ARN segons les instruccions del fabricant. L'ADN genòmic es va eliminar amb Ambion Turbo sense DNA (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, EUA) segons les instruccions del fabricant. La concentració d'ARN es va determinar mitjançant un fluoròmetre Qubit 2.0 i un kit d'assaig d'ampli rang d'ARN Qubit (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, EUA) i es va avaluar la qualitat de l'ARN determinant la relació 260/280 i executant sobre un gel d'agarosa. El kit de síntesi d'ADNc de la primera cadena Transcriptor (Roche) es va utilitzar per sintetitzar l'ADNc. Cada mescla de reacció de 20 μL contenia 600 ng d'ARN, 2,5 μM d'oligo (dT), 8 mM de tampó de reacció RT, 1 mM dNTP, 10U de transcriptasa inversa, 20 U d'inhibidor de RNasa i aigua lliure de Rnasa-DNasa. La reacció es va realitzar a 55 graus durant 30 min, 85 graus durant 5 min, i després es va refredar a 4 graus amb un Applied Biosystems Veriti Thermal Cycler (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, EUA). La qPCR en temps real es va realitzar mitjançant la màquina de PCR en temps real StepOne Plus (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, EUA). Cada mescla de PCR contenia 5 uL Power SYBR Green PCR master mix (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, EUA), cebadors directes i inversos a les concentracions que s'indiquen a la taula S1, 10 ng d'ADNc i, després, fins a 10 μL. amb RNasa, aigua lliure de DNasa. El protocol de PCR constava de 95 graus durant 20 s, 40 cicles a 95 graus per i 60 graus per, i, finalment, una corba de fusió que oscil·lava entre 60 graus i 95 graus amb una velocitat d'escalfament de 0,3 graus /15 s. L'aigua i la barreja de reacció sense transcriptasa inversa es van incloure com a controls negatius en cada execució de PCR i totes les mostres es van executar per duplicat. Es van avaluar els gens següents: NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1IIC, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA i NCX1. Anteriorment s'ha trobat que PKG1 i SDHA s'expressen de manera estable al ronyó oví [20], i les mostres es van normalitzar en relació amb l'expressió d'aquests gens i l'eficiència gènica mitjançant el mètode 2-AACt [22].

L'anàlisi estadística es va realitzar mitjançant R Studio 1.3.1093[23] amb la versió R

4.0.3 i el tidyverse, nlme 3.1-150 i Gary

2.1.2 paquets. Es van aplicar models lineals a les dades d'expressió del plec gènic transformat log10. En el primer model, l'expressió gènica va ser la variable de resultat, mentre que el grup (control o OVX però excloent les ovelles tractades amb glucocorticoides) i el temps (eutanasia a 2 m o 5 m) eren variables dependents, amb un terme d'interacció (grup: temps) inclòs. En el segon model, l'expressió gènica va ser la variable de resultat, mentre que el grup (control, OVX, OVX amb tractament amb glucocorticoides durant 2 m, i OVX amb tractament amb glucocorticoides durant 5 m) va ser la variable dependent.beneficis del cynomoriumCom que s'estaven provant múltiples variables de resultat (gens) per trobar diferències entre grups, els valors p es van ajustar per a proves múltiples mitjançant el procediment seqüencial de Holm [24]. Les concentracions sèriques de calci, fòsfor i 25-hidroxivitamina D es van provar en els models d'expressió gènica, però no van ser significatives i, donada la manca de diferències significatives entre grups, es van eliminar. A més, es va utilitzar l'anàlisi dels components principals per avaluar si les dades d'expressió de plecs gènics transformats en log10 difereixen segons el grup, el temps d'eutanàsia o la concentració sèrica de 25-hidroxivitamina D. La correlació per parelles i els diagrames de dispersió de Spearman es van utilitzar per estudiar la correlació entre les dades d'expressió del plec gènic transformat log10 i els analits sèrics.

3. Resultats

3.1. Efecte de l'ovariectomia, temps des de l'ovariectomia i tractament amb glucocorticoides sobre les concentracions sèriques de calci, fòsfor i 25-hidroxivitamina D

Els resultats complets de les concentracions sèriques de calci, fòsfor i 25-hidroxivitamina D a cada grup es presenten a la figura 1". No hi va haver diferències significatives en les concentracions sèriques de calci, fòsfor i 25-hidroxivitamina D entre els grup de dieta ovariectomitzada i baixa en calci i el grup de dieta adequada en calci no ovariectomitzada, i temps des de l'ovariectomia de 2 mesos i 5 mesos. Aquests resultats suggereixen que l'ovariectomia combinada amb una dieta baixa en calci no va tenir cap impacte en les concentracions de calci sèric. Les ovelles que van ser ovariectomitzades per i tractats amb glucocorticoides durant mesos, seguit d'eutanàsia als 5 mesos, tenien concentracions de calci sèric significativament més baixes (p =0.0462, adj R20.13) en comparació amb 5 m d'ovariectomitzat amb una dieta baixa en calci i 5 m d'ovariectomitzat el una dieta baixa en calci i ovelles tractades amb glucocorticoides. Tanmateix, l'examen de les dades suggereix que això pot ser degut a un animal que era hipocalcèmic (1,52 mmol/L, rang de referència 2.0-2,7 mmol/L); eliminació de aquest animal va eliminar qualsevol significat.jacint del desertTotes les altres ovelles tenien concentracions de calci sèric dins del rang de referència. No es van observar diferències en les concentracions sèriques de fòsfor o 25-hidroxivitamina D en ovelles ovariectomitzades de 5 m i tractades amb glucocorticoides.

3.2. Efecte de l'ovariectomia i el temps des de l'ovariectomia sobre l'expressió gènica relacionada amb la vitamina D i la fosfatonina al ronyó

L'expressió gènica de la vitamina D i els gens relacionats amb la fosfatació no es va associar amb l'ovariectomia ni amb el temps des de l'ovariectomia (figura 2). L'excepció va ser el receptor de vitamina D (VDR), pel qual el grup OVX tenia una expressió de VDR significativament més gran (p=0.05, adj R2 0.16); no obstant això, aquesta importància va desaparèixer després de l'ajust per a mesures repetides.

3.3. Efecte de l'ovariectomia i el tractament amb glucocorticoides sobre l'expressió gènica relacionada amb la vitamina D i la fosfatonina al RONILL 5 ​​mesos després de l'operació

Els resultats complets es presenten a la figura 3. L'expressió de PTH1R va ser significativament més gran a les ovelles OVX tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos en comparació amb els altres grups (p{3}}.04, adj R40.18), mentre que TRPV5 (p{ L'expressió {8}}.01, adj R20.31) i CYP24A1 (p{=0.005, adj R40.40) va ser significativament més gran en ovelles OVX tractades amb glucocorticoides durant 2 mesos en comparació amb els altres grups.

L'expressió de klotho va ser significativament diferent entre tots els grups (p =0.01, adj R20.48), amb l'expressió més baixa a les ovelles control. Les ovelles OVX tractades amb glucocorticoides durant 2 mesos van tenir l'expressió més alta (p =0,002), seguides de les ovelles OVX (p=0,008) i després les ovelles OVX tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos (p{{ {10}}.03). Tanmateix, quan es va ajustar per a mesures repetides, l'expressió gènica no va ser significativament diferent entre aquests grups, i el klotho va mostrar la diferència més gran en ovelles OVX tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos (p=0.1).

De la mateixa manera, l'expressió del VDR va ser significativament diferent entre tots els grups (p=0.03, adj R20.38). La major expressió del VDR va ser en ovelles OVX tractades amb glucocorticoides durant mesos (p=0,009), seguides de les ovelles OVX (p{=0,01), després ovelles OVX tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos. (p=0.05), i l'expressió més baixa estava present a les ovelles control.

3.4.PCA de l'expressió gènica global entre grups

L'anàlisi PCA d'OVX, control i eutanàsia als 2 i 5 mesos no va poder separar els diferents grups (figura S1). PCL i PC2 van explicar el 69,6 per cent de la variació. De la mateixa manera, l'anàlisi PCA dels grups sacrificats als 5 mesos tampoc no va poder separar els diferents grups. PCL i PC2 van explicar el 53,2 per cent de la variació (figura S2). L'anàlisi de PCA va mostrar que l'expressió gènica global no es podia explicar per les concentracions sèriques de calci i fòsfor de 25-hidroxivitamina D (figura S3).

3.5.Correlació per parelles entre tots els analits i l'expressió gènica

Independentment de l'estat de l'ovariectomia, el contingut de calci de la dieta, el temps des de l'ovariectomia (2 m o 5 m) o l'estat del tractament amb glucocorticoides, l'expressió del gen NPT1 es va correlacionar de manera significativa i positiva (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. Discussió

Els resultats d'aquest estudi suggereixen que el tractament de les ovelles ovariectomitzades amb glucocorticoides ha tingut un impacte més gran en l'expressió gènica, mentre que la pròpia ovariectomia i el temps transcorregut des de l'ovariectomia (2 i 5 mesos) van tenir poc impacte en l'expressió gènica. En una anàlisi univariada, es van observar diferències significatives en l'expressió del gen TRPV5, CYP24A1 i klotho en ovelles ovariectomitzades tractades amb glucocorticoides durant 2 mesos seguida d'eutanàsia als 5 mesos, i en PTH1R en ovelles ovariectomitzades tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos. Les diferències van ser més marcades en l'expressió de klotho després de l'ajust per a mesures repetides.

La tomografia computada perifèrica quantitativa de la tíbia proximal d'aquestes ovelles va mostrar que l'ovariectomia va reduir la densitat mineral òssia volumètrica total (vBMD) en un 8 per cent, l'ovariectomia amb tractament amb glucocorticoides durant 5 mesos en un 27 per cent i l'ovariectomia amb glucocorticoides durant 2 mesos i l'eutanàsia a 5 mesos. en un 13 per cent [6]. Curiosament, la DMO trabecular, l'àrea trabecular i el contingut mineral ossi trabecular eren similars o superiors als controls en ovelles ovariectomitzades tractades amb glucocorticoides durant 2 mesos i eutanasiades als 5 mesos, cosa que suggereix la recuperació de la massa òssia [6]. Els glucocorticoides tenen diversos efectes ben documentats sobre l'os que condueixen al desenvolupament d'osteoporosi induïda per glucocorticoides. Aquests efectes inclouen inhibir la formació de cèl·lules progenitores d'osteoblasts i osteoblasts, augmentar l'apoptosi dels osteoblasts i disminuir la producció d'osteoides, tot això disminueix la formació òssia [25,26]. Al mateix temps, els glucocorticoides augmenten la reabsorció òssia disminuint l'expressió OPG, augmentant l'expressió RANKL, augmentant la formació d'osteoclasts, disminuint l'apoptosi dels osteoclasts i augmentant la secreció de catepsines i metaloproteinases de la matriu per part dels osteoclasts [25, 26].

Klotho és un component integral del sistema de fosfatació, pel qual s'uneix al factor de creixement de fibroblasts 23 (FGF23) al ronyó. Aleshores, el complex klotho-FGF23 s'uneix al receptor FGFR1IIC, que inicia diverses vies cel·lulars i, en última instància, provoca la regulació a l'alça de l'expressió 24-hidroxilasa renal (CYP24A1) i la regulació a la baixa de la la-hidroxilasa renal (CYP27B1) i tubular renal. Cotransportadors Na/P II (NPT2a i 2c) [10]. L'augment de l'expressió (les diferències en les quals van ser més marcades després d'ajustar-se per mesures repetides) de klotho en ovelles amb glucocorticoides durant 2 mesos i després eutanasiat als 5 mesos pot explicar l'augment de l'expressió de CYP241 també observat en aquest grup d'ovelles, tot i que no hi ha diferències significatives en concentracions sèriques de 25OHD.

Klotho es coneix com la proteïna anti-envelliment i els ratolins amb deficiència de klotho tenen una formació òssia baixa i una reabsorció òssia, la qual cosa condueix a una osteopènia de recanvi òssia baix [27,28]. A més, els polimorfismes específics del gen klotho estan associats amb una disminució de la densitat mineral òssia en humans [29,30]. El klotho soluble regula a l'alça la proteïna 1 de resposta de creixement primerenca (EGR-1) i indueix l'expressió de marcadors de diferenciació òssia en el cultiu de cèl·lules osteoblasts [31] A més, els glucocorticoides poden suprimir el factor de creixement dels fibroblasts 232. Potser, les expressions més grans de klotho en ovelles amb glucocorticoides durant 2 mesos i després eutanasiades als 5 mesos reflecteixen el procés de recuperació d'aquest tractament post-glucocorticoide de les ovelles i, donat el seu paper en la formació i reabsorció òssia, possiblement un motor clau de la recuperació òssia. i, per tant, potencialment un objectiu de tractament per a l'osteoporosi en humans.

Tanmateix, les ovelles OVX també tenien expressions de klotho més grans en comparació amb les ovelles control. De la mateixa manera, un estudi en ratolins amb deficiència d'aromatasa va demostrar que la deficiència d'estrògens augmentava els nivells de proteïna klotho i el tractament amb estradiol va disminuir les expressions de klotho en aquests ratolins [17]. En els ratolins, els estrògens regulen a la baixa NPT2a en un procés que és independent de klotho/FGF23 i PTH [18]. Tanmateix, aquest efecte no es va veure en les ovelles ovariectomitzades en aquest estudi. En cas contrari, hi ha poca literatura sobre l'efecte de la deficiència d'estrògens en el klotho. Més investigacions haurien d'examinar els efectes tant de l'ovariectomia com dels glucocorticoides sobre l'expressió de klotho, donat el seu paper en l'envelliment i en la malaltia renal crònica.

TRPV5 és un canal epitelial de calci expressat principalment als túbuls contornejats distals i als túbuls de connexió del ronyó [20, 33]. El canal TRPV5 és constitutivament obert, però pateix una inactivació dependent del calci en associació amb la calmodulina, una proteïna sensible al calci [34]. L'expressió de TRPV5 es pot augmentar per PTH i 1,25 (OH) D3 [35]. Una ovella que va estar prenent glucocorticoides durant 2 mesos i després eutanasiada als 5 mesos era hipocalcèmica, i les concentracions sèriques de calci eren significativament més baixes en les ovelles d'aquest grup en comparació amb els altres grups. Per tant, és probable que l'augment de l'expressió de TRPV5 sigui el resultat de la disminució de la concentració sèrica de calci en aquests animals. S'ha demostrat que els glucocorticoides disminueixen l'absorció intestinal de calci disminuint l'expressió de TRPV6 i CalD9k [36,37] i augmentant l'excreció urinària de calci [14], però la hipocalcèmia clínicament significativa en individus sans és poc freqüent. De la mateixa manera, les ovelles amb baixa concentració de calci sèric no mostraven signes clínics de tetania hipocalcèmica. Alternativament, l'augment de l'expressió de TRPV5 en ovelles amb glucocorticoides durant 2 mesos i després eutanasia als 5 mesos podria reflectir el procés de recuperació, per la qual cosa, per substituir la DMO trabecular recuperada, l'àrea i el contingut mineral ossi, es requereix una major reabsorció de calci del ronyó.

En ovelles tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos, l'expressió de PTH1R va augmentar en comparació amb els altres grups. A més, en comparació amb altres grups, hi va haver poca variació en l'expressió entre les ovelles del grup. Tot i que no es van observar diferències en les concentracions de calci sèric en ovelles tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos, potser això podria estar associat a l'augment de l'acció de la PTH i el seu receptor. Els efectes dels glucocorticoides sobre la secreció i l'acció de PTH no estan clars. Alguns estudis en humans han trobat que els pacients tractats amb glucocorticoides presenten un augment de les concentracions sèriques de PTH, juntament amb una disminució de l'absorció de calci, un augment de l'excreció urinària de calci i una disminució de la massa òssia [38,39]. Tanmateix, la majoria dels estudis no han trobat canvis en les concentracions sèriques de PTH en humans amb tractament amb glucocorticoides [38,40,41]. Un estudi ha demostrat que potser l'impacte dels glucocorticoides està en l'alteració de la secreció de PTH, amb l'augment de la secreció pulsàtil de PTH en individus tractats amb glucocorticoides [4]. Altres també han demostrat una expressió augmentada de PTH1R en cèl·lules mare mesenquimals i cèl·lules semblants als osteoblasts en resposta al tractament amb dexametasona [43,44]. Com a tal, l'augment de l'expressió renal de PTH1R a les ovelles tractades amb glucocorticoides durant 5 mesos es deu probablement als 5 mesos de tractament amb glucocorticoides.

Tot i que l'ovariectomia combinada amb una dieta lleugerament baixa en calci va provocar canvis mínims en l'expressió gènica, sembla que va alterar l'expressió del VDR, amb ovelles ovariectomitzades amb una dieta lleugerament baixa en calci que tenien una expressió VDR més gran en comparació amb les ovelles control. Això contrasta amb un estudi sobre rates ovariectomitzades en què aquells alimentats amb una dieta amb nivells normals de calci van mostrar una expressió de VDR renal augmentada, mentre que els alimentats amb una dieta baixa en calci tenien una expressió de VDR disminuïda [45]. És difícil en aquest estudi d'ovella separar l'efecte de l'ovariectomia sobre l'expressió renal del VDR de l'efecte de la dieta baixa en calci. Tanmateix, no hi va haver diferències significatives en les concentracions sèriques de calci entre els grups (a excepció del grup de glucocorticoides), cosa que suggereix que la dieta lleugerament baixa en calci va tenir un efecte mínim i potser els efectes sobre el VDR es deuen a l'ovariectomia. Tanmateix, caldrà més investigació per investigar aquestes relacions.

Dos estudis anteriors han examinat les relacions separades entre els gens sensibles a la vitamina D i els gens relacionats amb la fosfatació en els ronyons d'ovella [20, 21]. Tanmateix, no s'han examinat les relacions entre les vies de la vitamina D i la fosfatació. Curiosament, les correlacions més significatives entre gens informades en aquests dos articles també són vàlides per a les relacions gèniques en aquest estudi d'ovelles present, cosa que suggereix coherència en els resultats entre estudis i les relacions entre aquests gens.extracte de salsa de cistancheDe les relacions interessants no informades anteriorment, com es podria esperar donat el seu paper fonamental en el metabolisme del calci, l'expressió de PTH1R estava altament correlacionada amb CalD28k, CalD9k, TRPV5 CYP27B1, CYP24A1, VDR, Klotho i NPT2c. L'expressió de klotho es va correlacionar fortament amb l'expressió gènica de TRPV5, cosa que és coherent amb altra literatura que mostra que klotho regula TRPV5 i promou la reabsorció renal de calci [46, 47].

Malauradament, els diferents grups no es van poder separar en funció de l'expressió gènica de resposta a la vitamina D i de fosfatació mitjançant l'anàlisi PCA. Això es deu probablement a la principal limitació d'aquest estudi: la petita mida de la mostra. Amb només 3-6 animals a cadascun dels grups, això probablement ha limitat la capacitat de detectar diferències en l'expressió gènica entre els grups.

5. Conclusions

Els resultats d'aquest estudi mostren que les diferències més marcades en l'expressió gènica van ser en l'expressió de klotho renal en ovelles ovariectomitzades tractades amb glucocorticoides durant 2 mesos seguits d'un període de recuperació de 5 mesos. Atès que el klotho és l'hormona "anti-envelliment" i té un paper crític en el metabolisme del calci i el fosfat, és possible que aquesta hormona estigui implicada de manera crítica en la recuperació de la densitat i l'àrea mineral òssia trabecular en les ovelles tractades i, per tant, pot ser potencialment un objectiu de tractament per a l'osteoporosi en humans. Tanmateix, es requereix més investigació sobre els efectes dels glucocorticoides i l'ovariectomia sobre el klotho.

Aquest article està extret de Animals 2022, 12, 67. https://doi.org/10.3390/ani12010067 https://www.mdpi.com/journal/animals