Aldehyde dehydrogenase 1a3 (aldehyde dehydrogenase 1a3, ALDH1a3) ni enzimu ya aldehyde dehydrogenase inayochangia katika kuondoa sumu ya aldehidi tendaji zinazoweza kuundwa wakati wa peroksidishaji wa lipidi. Utafiti huu wa majaribio ulichunguza ikiwa ALDH1a3 hufanya kazi kama kipengele cha ndani cha ulinzi wakati wa msongo wa oksidativi na uharibifu wa mitokondria unaosababishwa na mzigo sugu wa chuma kupita kiasi katika epitheliamu ya mirija ya figo. Watafiti waliunda mzigo sugu wa chuma kwa kutumia %2,25 ferric citrate kwa panya dume C57BL/6N kwa muda wa 24 wiki; pia walilinganisha uelezaji kupita kiasi na uzuiaji wa ALDH1a3 katika seli za epitheliamu za mirija ya figo TCMK-1 kwa kutumia ferric ammonium citrate (FAC).

Mzigo sugu wa chuma kupita kiasi ulisababisha mkusanyiko wa chuma kwenye figo, uharibifu wa mirija, kuongezeka kwa urea na kreatinini, kupungua kwa GSH ya seramu, kuongezeka kwa MDA na 4-HNE, pamoja na uharibifu dhahiri wa muundo wa mitokondria. Katika hali hizohizo, uelezaji wa ALDH1a3 uliongezeka katika seli za epitheliamu za mirija ya figo. Katika seli TCMK-1, uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 uliongeza uhai wa seli, ulipunguza ROS na MDA, ulihifadhi uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria na ulihusishwa na hali bora zaidi ya redoks ya GSH/GSSG.

Uzuiaji wa ALDH1a3 kwa ujumla ulitoa matokeo ya mwelekeo tofauti; uhai wa seli na uwezo wa jumla wa antioxidant ulipungua, Havcr1 na MDA zilibaki juu na glutathione iliyooksidishwa GSSG iliongezeka. Hata hivyo, katika kundi la inhibitor + FAC, ROS na uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria haukuzorota kwa kiwango cha ziada chenye maana ikilinganishwa na kundi la FAC pekee. Kwa hiyo, haiwezi kuhitimishwa kwamba ALDH1a3 hudhibiti matokeo yote ya msongo wa oksidativi kupitia mekanizimu moja pekee.

Kwa upande wa ferroptosis, tofauti muhimu ilipatikana kati ya modeli za panya na seli. Katika figo za panya zenye mzigo sugu wa chuma, ACSL4 na GPX4 hazikubadilika kwa kiasi kikubwa na mitokondria zilionyesha kuvimba badala ya kusinyaa kwa kawaida kwa ferroptosis. Kinyume chake, katika seli TCMK-1 zilizotibiwa kwa FAC, ACSL4 iliongezeka na GPX4 ikapungua; uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 uligeuza mabadiliko haya. Hivyo, utafiti unaunga mkono uhusiano wa ALDH1a3 na uwezekano wa ferroptosis katika modeli ya seli, lakini hauainishi uharibifu wote wa figo wa muda mrefu kwa panya kama ferroptosis.

Uingiliaji wa Dimercaprol (DP) ulipunguza mkusanyiko wa chuma kwenye figo na uharibifu wa oksidativi na ulionekana sambamba na kuongezeka kwa uelezaji wa ALDH1a3. Hata hivyo, katika dozi ya juu ya 16 mg/kg, dalili za ziada za uharibifu wa mirija na msongo wa organeli zilijitokeza. Utafiti unapendekeza ALDH1a3 kama shabaha inayowezekana ya tiba kwa uharibifu wa figo unaohusiana na mzigo wa chuma kupita kiasi; lakini hitimisho hili linategemea modeli za wanyama na seli na si mkakati wa tiba uliothibitishwa kwa binadamu.

Kwa nini chuma kinaweza kuwa muhimu na pia kuwa na sumu?

Chuma ni elementi muhimu kwa usafirishaji wa oksijeni, uhamishaji wa elektroni na miitikio mingi ya kienzimia. Kwa upande mwingine, chuma cha redoks kinachokusanyika kwa uhuru au kwa njia isiyofaa kinaweza kuchangia kutokea kwa aina za vioksidishaji zenye utendaji mkubwa kupitia miitikio ya Fenton na miitikio mingine inayohusiana na redoks.

Radikali hizi zinaweza kushambulia protini, asidi za nukleiki na hasa lipidi za utando zenye asidi nyingi za mafuta zisizojaa. Mara oksidishaji wa lipidi unapoanza, si muundo wa utando pekee unaoharibika; aldehidi tendaji kama malondialdehyde (MDA) na 4-hydroxynonenal (4-HNE) pia huundwa.

Aldehidi hizi tendaji zinaweza kubadilisha protini na vipengele vya utando kama bidhaa za pili zenye sumu na maisha marefu zaidi baada ya tukio la awali la ROS. Sababu kuu ya utafiti huu kulenga ALDH1a3 ni safu hii ya pili ya uharibifu.

Kwa nini seli za epitheliamu za mirija ya figo ni nyeti?

Seli za epitheliamu za mirija ya figo zina mahitaji makubwa ya nishati kwa sababu hufanya urejeshaji mkubwa wa vitu na zina mitokondria nyingi. Mfumo wa usafirishaji wa elektroni wa mitokondria wenyewe unaweza kutoa bidhaa za pembeni za redoks. Kuongezeka kwa chuma huru, pamoja na vioksidishaji vinavyotoka kwenye mitokondria, kunaweza kuongeza mzigo wa redoks wa seli.

Kuonyeshwa katika utafiti kwamba chuma kilikusanyika kwa kiasi kikubwa katika seli za epitheliamu za mirija baada ya mzigo sugu wa ferric citrate kunaeleza kwa nini utafiti ulilenga hasa sehemu hii ya seli.

ALDH1a3 Inawezaje Kulinda Wakati wa Mzigo Mkubwa wa Chuma?

Kulingana na matokeo ya majaribio ya chanzo, ALDH1a3 ni kipengele cha ndani cha ulinzi kinachohusishwa na kupunguza mzigo wa aldehidi tendaji za peroksidishaji wa lipidi unaoongezeka chini ya mzigo wa chuma, kudumisha mazingira ya redoks ya GSH/GSSG katika hali iliyopunguzwa zaidi na kuchangia katika kuhifadhi uadilifu wa mitokondria; hata hivyo, katika utafiti huu haijafafanuliwa kikamilifu ni njia ipi moja ya molekuli ambayo ALDH1a3 hutumia kuleta athari hizi zote.

Kazi ya kawaida ya ALDH1a3 na jukumu lake katika utafiti huu

ALDH1a3 ni mwanachama wa familia ya aldehyde dehydrogenase inayojulikana kwa metaboli ya retinaldehyde na biolojia ya retinoic acid. Familia hii hiyo ya enzimu inaweza pia kuchangia katika kuoksidisha aldehidi mbalimbali zinazoweza kuwa na sumu kwa seli kuwa viambata vya asidi za kaboksili visivyo tendaji sana.

Wakati peroksidishaji wa lipidi unapoongezeka chini ya mzigo wa chuma kupita kiasi, kuongezeka kwa uzalishaji wa aldehidi tendaji kunaweza kufanya uwezo huu wa detoksikeshini kuwa muhimu hasa kwa seli za mirija ya figo.

Mzigo wa chuma uliathirije ALDH1a3?

Katika uchanganuzi wa transcriptomics wa figo za panya, uelezaji wa ALDH1a3 uliongezeka katika kundi lenye mzigo wa chuma. Western blot ilithibitisha ongezeko hili katika kiwango cha protini.

Katika upakaji wa immunofluorescence wa FTL na ALDH1a3, kuongezeka kwa pamoja kwa ishara zote mbili katika seli za epitheliamu za mirija ya figo kulionyesha kuwa mwitikio wa ALDH1a3 uliingiliana na maeneo ya seli ambako mwitikio wa kuhifadhi chuma ulitokea.

Matokeo sawa yalionekana pia katika seli TCMK-1 baada ya mfiduo wa FAC kwa 12 saa. Hasa katika hali ya 200 µM FAC, transferrin ilipungua huku Ferritin Light Chain (FTL) ikiongezeka na uelezaji wa ALDH1a3 ukaongezeka.

Uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 ulibadilisha nini?

Watafiti walienda zaidi ya kuangalia tu ongezeko la uelezaji kwa kueleza ALDH1a3 kupita kiasi kwa majaribio katika seli TCMK-1 na kutumia mbinu ya gain-of-function.

Maana ya kibayolojia ya uwiano wa GSH/GSSG

GSH, aina iliyopunguzwa ya glutathione, ni mojawapo ya vizuia-antioxidant vikuu vinavyotegemea thiol ndani ya seli. Katika miitikio ya oksidativi, GSH inaweza kuoksidishwa na kuunda GSSG. Kwa hiyo, GSH ya juu na GSSG ya chini kwa ujumla vinaendana na mazingira ya seli yaliyopunguzwa zaidi na yenye uwezo wa kupunguza mzigo wa oksidativi.

Katika chanzo, GSH ilihesabiwa kwa uhusiano ufuatao:

GSH = glutathione jumla − 2 × GSSG

Kwa sababu molekuli ya GSSG ina vitengo viwili vya glutathione, mara mbili ya sehemu iliyooksidishwa hutolewa kutoka kwenye hifadhi ya glutathione jumla.

Kuonekana kwa uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 pamoja na kuhifadhiwa kwa GSH na kubaki kwa GSSG katika kiwango cha chini kunaunga mkono uwezekano kwamba enzimu hii huchangia mazingira ya redoks ya seli. Hata hivyo, chanzo hakikupima moja kwa moja viwango vya glutathione reductase (GR) na glutathione peroxidase (GPx).

Kwa nini SOD na CAT ni matokeo hasi muhimu?

Kutobadilika kwa maana kwa shughuli za SOD na CAT katika uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 kunaonyesha kwamba ulinzi ulioonekana hauwezi kuelezewa tu na kuongezeka kwa shughuli ya kawaida ya superoxide dismutase au catalase.

Kwa hiyo waandishi wanajadili kwamba ALDH1a3 inaweza kuunda safu tofauti ya ulinzi wa antioxidant kupitia kupunguza aldehidi tendaji na kuhifadhi mzunguko wa redoks wa GSH/GSSG.

Uzuiaji wa ALDH1a3 ulionyesha nini?

Kama nyongeza ya jaribio la gain-of-function, watafiti walitumia inhibitor ya ALDH1a3-IN-3 saa 2 kabla ya FAC na kuziweka seli chini ya msongo wa chuma kwa jumla ya 12 saa.

Uzuiaji ulihusishwa na uhai wa seli wa chini zaidi, Havcr1 ya juu zaidi, MDA ya juu, uwezo wa jumla wa antioxidant wa chini zaidi na GSSG ya juu zaidi.

Kinyume chake, katika kundi la FAC + inhibitor, ishara ya ROS na uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria haukubadilika kwa kiwango cha ziada chenye maana ikilinganishwa na kundi la FAC pekee. Kwa hiyo, ingawa jaribio la loss-of-function linaunga mkono jukumu la jumla la ulinzi, halikuonyesha uhusiano wa mstari wa dozi–mwitikio au kuzorota kwa mwelekeo mmoja katika fenotipu zote.

Je, Utafiti Huu Unaonyesha Kwamba Ferroptosis Ndiyo Sababu Kuu ya Uharibifu wa Figo?

Hapana. Katika figo za panya zenye mzigo sugu wa chuma, ACSL4 na GPX4 hazikubadilika kwa kiasi kikubwa na mitokondria zilionyesha kuvimba badala ya kusinyaa kwa kawaida kwa ferroptosis; ongezeko la ACSL4 na kupungua kwa GPX4 vinavyoendana na ferroptosis vilijitokeza wazi tu katika modeli ya seli ya FAC iliyo sawia zaidi na ya papo hapo ya 12 saa.

Matokeo katika figo za panya

Ingawa uhusiano kati ya mzigo wa chuma kupita kiasi na ferroptosis una uwezekano mkubwa kibayolojia, data za in vivo za utafiti huu hazikuonyesha wasifu wa kawaida wa ferroptosis.

Katika Supplementary Figure S1, ACSL4 na GPX4 hazikubadilika kwa kiasi kikubwa. Katika microscopy ya elektroni pia, badala ya kusinyaa kwa kawaida kwa mitokondria ya ferroptosis, kulionekana kuvimba kwa mitokondria, kuyeyuka/kuvunjika kwa cristae na vacuolization ya matrix.

Matokeo katika seli TCMK-1

Katika seli TCMK-1 zilizowekwa chini ya msongo wa chuma kwa 12 saa kwa FAC, ACSL4 iliongezeka na GPX4 ikapungua. Muundo huu unaendana na uharibifu wa seli wa ferroptosis.

Uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 ulisogeza viwango vya ACSL4 na GPX4 kuelekea udhibiti; wakati wa kutumia inhibitor, muundo wa ACSL4 ya juu na GPX4 ya chini uliendelea.

Chanzo kinajadili tofauti hii ya modeli kwa kuzingatia kwamba utamaduni wa seli ni sawia zaidi na unakabiliwa moja kwa moja na msongo wa chuma, ilhali tishu nzima ya figo ina aina tofauti za seli na mifumo mingi ya fidia.

Kwa nini mitokondria iko katikati?

Katika figo zenye mzigo mkubwa wa chuma, microscopy ya elektroni ilionyesha kuvimba kwa mitokondria, kuvurugika kwa cristae na kupotea kwa uadilifu wa matrix. Katika modeli ya seli, kupungua kwa uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria kwa rangi ya JC-1 pia kuliunga mkono tatizo hilohilo la utendaji.

JC-1 huunda agregati na kutoa fluoresensi nyekundu wakati uwezo wa utando uko juu, lakini uwezo wa utando unapoporomoka, hutoa fluoresensi ya kijani zaidi katika hali ya monoma. Kwa hiyo, mabadiliko kutoka nyekundu hadi kijani yalitumika katika utafiti kama kiashirio cha depolarization ya mitokondria.

Kwa nini MDA na 4-HNE zinaweza kuharibu mitokondria?

MDA na 4-HNE ni bidhaa tendaji za carbonyl za peroksidishaji wa lipidi. Aldehidi hizi zinaweza kuitikia na protini za utando na makromolekuli nyingine na kuendeleza uharibifu wa seli hata baada ya uzalishaji wa awali wa ROS kukoma.

Kulingana na tafsiri ya kimakanika ya waandishi, kupunguza mzigo huu wa aldehidi kwa ALDH1a3 kunaweza kupunguza uharibifu wa pili kwa protini za utando wa mitokondria na cardiolipin. Hata hivyo, utafiti haukufanya utambuzi wa moja kwa moja wa metabolomics wa aldehidi maalumu zinazometabolishwa na ALDH1a3.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Muundo wa jaribio la wanyama

Utendaji wa figo na histolojia

Urea na kreatinini ya seramu zilipimwa kwa analyzer ya biokemia ya kiotomatiki. Uzito wa figo ulirekodiwa na uwiano wa uzito wa kiungo/uzito wa mwili ulitathminiwa.

Katika vipande vya figo vya parafini, upakaji wa H&E ulionyesha uharibifu wa kimofolojia, na upakaji wa Prussian blue ukaonyesha mkusanyiko wa chuma. Katika kundi la ferric citrate, vacuolization ya sitoplazimu ya mirija na mkusanyiko dhahiri wa chuma vilionekana.

Kwa nini Havcr1 ilipimwa?

Havcr1 husimba kiashirio cha jeraha la mirija ya figo kinachojulikana pia kama Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1). Chanzo kilipima Havcr1 mRNA kwa qRT-PCR na kutumia mbinu ya 2^−ΔΔCt.

Mbinu hii hunormalisha uelezaji wa jeni lengwa dhidi ya jeni ya udhibiti wa ndani na kisha huhesabu mabadiliko ya jamaa dhidi ya kundi la marejeo. Katika utafiti, β-actin ilitumika kama udhibiti wa ndani.

Jukumu la uchunguzi wa transcriptomics

RNA ya figo ilifanyiwa ufuatiliaji wa transcriptomics unaotegemea Illumina. Uchambuzi huu uliwezesha uchunguzi mpana wa jeni zinazobadilika chini ya mzigo wa chuma kupita kiasi na uliibua ALDH1a3 kama mojawapo ya wagombea walioongezeka.

Ni muhimu kwamba ugunduzi wa ALDH1a3 haukuachwa katika kiwango cha transcriptomics pekee. Uelezaji wa protini ulithibitishwa zaidi kwa Western blot na uwekaji wa seli kwa immunofluorescence.

Viashirio vya uhifadhi na usafirishaji wa chuma

Ferritin Light Chain (FTL) inahusiana na mfumo wa uhifadhi wa chuma wa seli; transferrin inahusiana na usafirishaji wa chuma. Katika jaribio la seli ambapo dozi ya FAC iliongezeka, transferrin ilipungua huku FTL ikiongezeka.

Waandishi walitafsiri muundo huu kama ishara kwamba seli zilielekea zaidi kuhifadhi chuma huru kinachoongezeka kuliko kukisafirisha.

Vipimo vya msongo wa oksidativi

Figure 1 ya chanzo inaonyesha nini?

Figure 1 huunganisha fenotipu yote ya mzigo sugu wa chuma: chuma cha seramu kilichoongezeka, uwiano wa figo/uzito wa mwili ulioongezeka, kuongezeka kwa urea na kreatinini, vacuolization ya mirija katika H&E, mkusanyiko wa chuma katika Prussian blue, kuongezeka kwa Havcr1, kupungua kwa GSH ya seramu, kuongezeka kwa MDA na 4-HNE ya figo na kuvimba kwa mitokondria katika microscopy ya elektroni.

Katika paneli ya JC-1 ya kielelezo hicho, kupungua kwa ishara ya agregati nyekundu ya JC-1 na kuongezeka kwa ishara ya monoma ya kijani katika seli TCMK-1 zilizotibiwa kwa 200 µM FAC kunaonyesha kushuka kwa uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria.

Figure 2 ya chanzo inaonyesha nini?

Katika Figure 2, volcano plot ya transcriptomics inaonyesha kuwa ALDH1a3 ni mojawapo ya jeni zinazoongezeka chini ya mzigo wa chuma. Western blot inathibitisha kuongezeka kwa ALDH1a3 na FTL.

Katika uchunguzi wa dozi wa TCMK-1, uhai wa seli ulipungua kadiri FAC ilivyoongezeka, huku katika kiwango cha 200 µM FTL ikiongezeka na transferrin ikipungua. Katika paneli ya immunofluorescence, FTL na ALDH1a3 huongezeka pamoja katika mirija ya figo.

Figure 3 ya chanzo inaonyesha nini?

Figure 3 ni jaribio la gain-of-function la ALDH1a3. Uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 huboresha uhai wa seli baada ya FAC, hupunguza Havcr1 na MDA, hupunguza ishara ya DCFH-DA ROS na huhifadhi uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria kwa JC-1.

Wakati uwezo wa jumla wa antioxidant unaongezeka, hakuna mabadiliko ya ziada yenye maana yaliyopatikana katika shughuli ya SOD. Wasifu wa GSH/GSSG unaendana na mazingira ya redoks yaliyopunguzwa zaidi.

Figure 4 ya chanzo inaonyesha nini?

Figure 4 ni jaribio la loss-of-function la ALDH1a3. Matumizi ya inhibitor kwa ujumla huongeza uharibifu wa seli unaosababishwa na FAC: uhai hupungua, Havcr1 na MDA hubaki juu na uwezo wa jumla wa antioxidant hupungua.

Hata hivyo, kutokuwepo kwa kuzorota zaidi kwa maana katika matokeo ya ROS na JC-1 ikilinganishwa na kundi la FAC kunaonyesha kwamba jaribio la inhibitor si kinyume kamili cha jaribio la uelezaji kupita kiasi katika kila kigezo.

Matokeo Muhimu Zaidi ya Jaribio la Dimercaprol ni Yapi?

Dimercaprol ilionyesha muundo wa kupunguza mzigo wa chuma wa figo katika dozi zote zilizojaribiwa, lakini wakati dozi ya kati ya 8 mg/kg ilionekana kuwa nzuri zaidi kwa MDA ya figo na uboreshaji wa kimofolojia, dozi ya juu ya 16 mg/kg ilisababisha dalili za ziada za msongo wa mirija na organeli; kwa hiyo utafiti hauungi mkono uhusiano wa mstari wa “kadiri dozi inavyoongezeka ndivyo faida inavyoongezeka” kwa DP.

Matokeo ya DP katika Figure 5

Baada ya uingiliaji wa DP, uwiano wa figo/uzito wa mwili, urea ya seramu na kreatinini vilibadilika kuelekea uboreshaji; GSH ya seramu ilirejeshwa na mkusanyiko wa chuma ulioonyeshwa kwa upakaji wa Prussian blue ulipungua.

DP ya dozi ya kati ilionyesha muundo wenye nguvu wa kuboresha uharibifu unaohusiana na Havcr1 na MDA. Katika vikundi vya dozi ya chini na ya kati, kuvimba kwa mitokondria kulipungua na muundo wa membrane ya msingi ukaimarika.

Katika kundi la dozi ya juu, matokeo mapya ya msongo yalijitokeza, kama kuongezeka kwa msongamano wa elektroni wa sitoplazimu, kupanuka kwa retikulamu endoplasmatiki na dalili za autophagy ya lisosomu/mitokondria.

DP katika utamaduni wa seli

Katika seli TCMK-1, viwango tofauti vya DP vilichunguzwa kwanza kwa uhai; kisha chanzo kilitumia 10 µM DP pamoja na FAC katika jaribio la uokoaji.

10 µM DP iliongeza uhai wa seli zilizotibiwa kwa FAC na kupunguza ishara inayohusiana na ROS iliyopimwa kwa DCFH-DA.

Je, uhusiano wa kisababishi kati ya DP na ALDH1a3 ulionyeshwa?

Kuongezeka kwa uelezaji wa protini ya ALDH1a3 katika figo za panya waliopewa DP kunaonyesha uhusiano kati ya michakato hiyo miwili. Waandishi wanapendekeza kutokana na uchunguzi huu kwamba DP inaweza kuchangia ulinzi wa ndani kwa kuamsha ALDH1a3 kwa njia isiyo ya moja kwa moja.

Hata hivyo, haikuchunguzwa ni kupitia kipokezi gani, kipengele cha unakili au njia gani ya ishara DP huongeza ALDH1a3. Kwa hiyo pendekezo hili si mekanizimu iliyokamilishwa kwa majaribio ndani ya utafiti, bali ni nadharia tete kwa utafiti wa baadaye.

Uchanganuzi wa takwimu

Data ziliwasilishwa kama wastani ± mkengeuko wa kawaida. Makundi yalilinganishwa kwa ANOVA ya njia moja au t-test na p<0,05 ikawekwa kama kizingiti cha umuhimu wa kitakwimu. GraphPad Prism 10 ilitumika katika uchanganuzi.

Chanzo kinaonyesha pointi binafsi na alama za umuhimu katika takwimu kuu; hata hivyo, kwa kuwa hakitoi jedwali la data ghafi linalosomeka na mashine kwa paneli zote, grafu za Verianla hazitoi thamani sahihi za kati kutoka kwenye picha na kuziunda upya.

Nguvu za utafiti

ALDH1a3 haikuchunguzwa tu kama mabadiliko ya uelezaji yenye uhusiano; uelezaji kupita kiasi na uzuiaji wa kifamasia vilitumika kufanya majaribio ya utendaji katika pande mbili.

Modeli ya wanyama na modeli ya seli za mirija ya figo zilitumika pamoja katika utafiti mmoja, na ugunduzi wa mgombea kutoka transcriptomics ulifuatiliwa kwa protini, immunofluorescence, biokemia na majaribio ya utendaji wa seli.

Si msongo wa oksidativi wa jumla wa mzigo wa chuma pekee uliotathminiwa, bali pia mofolojia ya mitokondria, uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria, peroksidishaji wa lipidi na hali ya redoks ya glutathione vilitathminiwa pamoja.

Matumizi ya dozi tatu tofauti katika jaribio la Dimercaprol yaliwezesha kuonekana kwa ishara ya uharibifu wa ziada katika dozi ya juu.

Vikwazo vikuu vya utafiti

• Uingiliaji wa ALDH1a3 au DP haukujaribiwa kwa wagonjwa wa figo wa binadamu.
• Hakuna ulinganisho wa H₂O₂ wa kutenganisha modeli ya FAC na msongo wa oksidativi wa jumla.
• Jaribio la SOD lilipima shughuli ya jumla ya SOD; Mn-SOD ya mitokondria haikupimwa kando.
• Enzimu muhimu za mzunguko wa GSH/GSSG, GPx na glutathione reductase, hazikupimwa moja kwa moja.
• Kwa kuwa panya wa udhibiti wenye afya hawakupewa 4, 8 na 16 mg/kg DP, sumu ya ndani ya figo ya DP isiyotegemea mzigo wa chuma haiwezi kutenganishwa kwa uhakika.
• Modeli ya wanyama ya genetic knockout ya ALDH1a3 haikutumika.
• Haikuamuliwa kwa metabolomics ni aldehidi zipi maalumu tendaji ambazo ALDH1a3 huzimetabolisha katika modeli hii.
• Njia ya juu ya ishara inayoongeza uelezaji wa ALDH1a3 kupitia DP haikutambuliwa.
• Kwa kuwa viashirio vya ferroptosis katika figo za panya havikubadilika kwa maana, matokeo ya in vitro ya ferroptosis hayawezi kuenezwa kwa uharibifu wote wa in vivo.
• Katika maandishi ya mbinu, mgawanyo kamili wa n wa panya FC baada ya 24 wiki katika FC isiyotibiwa na makundi matatu ya DP haukuripotiwa kwa uwazi.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

Mzigo sugu wa chuma unaotokana na ferric citrate ulisababisha uharibifu wa mirija, peroksidishaji wa lipidi na kuvurugika kwa mitokondria katika figo za panya.

ALDH1a3 huongezeka kwa njia ya ndani katika seli za epitheliamu za mirija ya figo chini ya msongo wa chuma.

Katika seli TCMK-1, uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 unahusishwa na fenotipu inayopunguza msongo wa oksidativi unaotokana na chuma na kutofanya kazi kwa mitokondria.

Uzuiaji wa ALDH1a3 ulizidisha uharibifu wa jumla wa seli na redoks.

Fenotipu ya ulinzi ya ALDH1a3 inaonekana kuendana zaidi na uwiano wa GSH/GSSG na kupungua kwa mzigo wa aldehidi tendaji kuliko na ongezeko kubwa la shughuli ya SOD au CAT.

DP ilipunguza mkusanyiko wa chuma na ilionekana sambamba na kuongezeka kwa uelezaji wa ALDH1a3.

Matokeo yasiyoungwa mkono na utafiti

Utafiti hauonyeshi kwamba uamishaji wa ALDH1a3 hutibu ugonjwa sugu wa figo kwa binadamu.

Utafiti hauthibitishi kwamba uharibifu wote wa figo unaotokana na chuma kwa panya ni ferroptosis.

Haijaonyeshwa kwamba DP huamsha ALDH1a3 moja kwa moja au kupitia njia maalumu iliyotambuliwa ya ishara.

Hakuna uungwaji mkono kwamba 16 mg/kg DP ni bora zaidi au salama zaidi kuliko dozi za chini; kinyume chake, dalili za ziada za uharibifu wa mirija zilionekana.

Haijaonyeshwa kwamba athari ya ulinzi ya ALDH1a3 inatokana tu na detoksikeshini ya aldehidi moja tendaji.

Utafiti haukujaribu ikiwa kianzishaji cha kifamasia cha ALDH1a3 ni salama, teule au kinaweza kutumika kliniki.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Utafiti asili: ALDH1a3 Protects Against Iron Overload−Induced Oxidative Stress and Mitochondrial Impairment in Renal Tubular Epithelial Cells

Waandishi: Tingting Wei; Zongliang Xiong; Tianci Wang; Chao Huang; Qihui Luo; Riyi Shi; Lanlan Jia; Wentao Liu; Donghui Yang; Zhengli Chen.

Mwandishi anayewajibika: Zhengli Chen.

Taasisi: Laboratory of Experimental Animal Disease Model, College of Veterinary Medicine, Sichuan Agricultural University; Key Laboratory of Animal Disease and Human Health of Sichuan Province, College of Veterinary Medicine, Sichuan Agricultural University; Center for Paralysis Research, Department of Basic Medical Sciences, College of Veterinary Medicine, Purdue University.

Jarida: Antioxidants.

Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland.

Taarifa ya uchapishaji: 2026; juzuu 15; makala 577. Tarehe ya uchapishaji: 2 Mei 2026.

DOI: 10.3390/antiox15050577

Aina ya chanzo: Makala asili ya utafiti wa majaribio iliyopitiwa na wenzao na yenye ufikiaji wazi; modeli ya wanyama na seli za in vitro.

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY).

Modeli ya wanyama: Panya dume C57BL/6N wenye umri wa wiki nane; udhibiti n=25, modeli ya mwanzo ya ferric citrate n=70; lishe yenye %2,25 ferric citrate, 24 wiki.

Uingiliaji wa DP: 4, 8 na 16 mg/kg/siku dimercaprol; matumizi ya intraperitoneal; 4 wiki.

Modeli ya seli: Seli za epitheliamu za mirija ya figo TCMK-1; uingiliaji wa chuma wa 12 saa kwa ferric ammonium citrate.

Majaribio ya utendaji: Uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 na uzuiaji wa kifamasia kwa ALDH1a3-IN-3.

Histolojia: Upakaji wa H&E na Prussian blue.

Mbinu za molekuli: Kutenga RNA, qRT-PCR, ufuatiliaji wa transcriptomics unaotegemea Illumina, Western blot na immunofluorescence.

Vipimo vya redoks: MDA, 4-HNE, GSH, GSSG, total SOD, CAT na uwezo wa jumla wa antioxidant.

Uchanganuzi wa seli: Uhai wa CCK-8, DCFH-DA ROS na JC-1 uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria.

Viashirio vya ferroptosis: ACSL4 na GPX4. Ingawa hakuna mabadiliko yenye maana yaliyoonekana katika figo za panya, ongezeko la ACSL4 na kupungua kwa GPX4 viliripotiwa katika seli TCMK-1 zilizotibiwa kwa FAC.

Takwimu: GraphPad Prism 10; wastani ± SD; ANOVA ya njia moja au t-test; p<0,05.

Supplementary material: Figure S1 ACSL4/GPX4 katika figo za panya; Figure S2 CAT katika uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3; Figure S3 ACSL4/GPX4 baada ya uelezaji kupita kiasi wa ALDH1a3 katika modeli ya seli; Figure S4 CAT katika uzuiaji wa ALDH1a3; Figure S5 ACSL4/GPX4 baada ya uzuiaji.

Ufadhili: Sichuan International Science and Technology Innovation Cooperation Project; 2023YFH0077 na 2024YFHZ0325.

Idhini ya maadili: Sichuan Agricultural University Animal Ethics and Welfare Committee; DWYXY−20252023203016.

Upatikanaji wa data: Data zinazounga mkono utafiti zinaweza kupatikana kutoka kwa waandishi wanaowajibika kwa ombi linalofaa.

Mgongano wa maslahi: Waandishi hawakuripoti mgongano wa maslahi ya kifedha au binafsi unaoweza kuathiri matokeo.

Michango ya waandishi: Zhengli Chen — dhana, metodolojia na ufadhili; Tingting Wei na Zongliang Xiong — usimamizi wa data na rasimu ya kwanza; Tianci Wang na Tingting Wei — taswira na utafiti; Lanlan Jia, Riyi Shi na Chao Huang — usimamizi; Qihui Luo — programu na uthibitishaji; Donghui Yang — mapitio/uhariri; Wentao Liu — mchango wa programu.

Dokezo la mbinu ndani ya chanzo: Mgawanyo wa vikundi vidogo vya panya 60 wa FC waliobaki baada ya wiki ya 24 hauko wazi katika maandishi ya mbinu. Figure 5 inaonyesha ulinganisho wa FC isiyotibiwa na makundi matatu ya DP. Verianla haijajaza taarifa hii ya n inayokosekana kwa dhana isiyotokana na chanzo.

Kikomo kikuu cha kimakanika: Haijaonyeshwa moja kwa moja jinsi ALDH1a3 inavyodhibiti mzunguko wa GSH/GSSG, ni aldehidi zipi maalumu inazodetoksisha na DP huongeza ALDH1a3 kupitia njia gani ya juu ya ishara.

Kikomo cha ferroptosis: Biomarker ya kawaida ya ferroptosis au mofolojia ya mitokondria haikupatikana katika figo za panya zenye hali sugu. Matokeo yanayoendana na ferroptosis yalionekana katika modeli ya seli TCMK-1.

Kikomo cha usalama wa DP: Dozi ya juu ya DP ilihusishwa na uharibifu wa ziada wa mirija na makundi ya udhibiti ya panya wenye afya yenye dozi sawa za DP hayakutumika. Kwa hiyo utafiti huu hauamui dozi salama ya DP kwa figo kwa binadamu.

Mbinu ya uwasilishaji ya Verianla: Maudhui haya si tafsiri ya sehemu ya abstract au conclusion pekee. Modeli ya wanyama, ugunduzi wa mgombea wa transcriptomics, uthibitishaji wa protini ya ALDH1a3, majaribio ya gain- na loss-of-function, mfumo wa redoks wa glutathione, viashirio vya ferroptosis, muundo na uwezo wa umeme wa utando wa mitokondria, uingiliaji wa dozi ya DP na vikwazo vya chanzo vimepangwa upya katika tabaka tofauti za kisayansi.

Kikomo cha tafsiri ya kliniki: ALDH1a3 ni shabaha inayowezekana ya tiba ya kabla ya kliniki katika utafiti huu. Matokeo hayatoi pendekezo la tiba binafsi kwa uamishaji wa ALDH1a3 au matumizi ya dimercaprol kwa binadamu.