Алдегиддегидрогеназа 1a3 (aldehyde dehydrogenase 1a3, ALDH1a3) ферменти алдегиддегидрогеназа мебошад, ки ба детоксикатсияи алдегидҳои реактивӣ, ки ҳангоми пероксидшавии липидҳо метавонанд ба вуҷуд оянд, мусоидат мекунад. Ин таҳқиқоти таҷрибавӣ омӯхтааст, ки оё ALDH1a3 ҳангоми стресси оксидативӣ ва осеби митохондриявие, ки аз изофабори музмини оҳан дар эпителияи найчаҳои гурда ба вуҷуд меояд, ҳамчун омили муҳофизатии эндогенӣ амал мекунад ё не. Муҳаққиқон дар мушҳои наринаи C57BL/6N дар давоми 24 ҳафта бо %2,25 цитрати феррик изофабори музмини оҳан ба вуҷуд оварданд; инчунин дар ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳои гурдаи TCMK-1 бо истифода аз цитрати аммонийи феррик (FAC) экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 ва ингибитсияи онро муқоиса карданд.

Изофабори музмини оҳан дар гурда ҷамъшавии оҳан, осеби найчавӣ, зиёдшавии мочевина ва креатинин, камшавии GSH-и зардоб, афзоиши MDA ва 4-HNE ва вайроншавии равшани сохтории митохондрияҳоро ба вуҷуд овард. Дар ҳамин шароит экспрессияи ALDH1a3 дар ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳои гурда афзуд. Дар ҳуҷайраҳои TCMK-1 экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 қобилияти зиндамонии ҳуҷайраҳоро зиёд кард, ROS ва MDA-ро кам намуд, потенсиали мембранаи митохондрияро нигоҳ дошт ва бо ҳолати мусоидтари редоксии GSH/GSSG алоқаманд буд.

Ингибитсияи ALDH1a3 умуман натиҷаҳои баръакс ба бор овард; зиндамонии ҳуҷайра ва иқтидори умумии антиоксидантӣ кам шуданд, Havcr1 ва MDA баланд боқӣ монданд ва глутатиони оксидшуда GSSG афзуд. Бо вуҷуди ин, дар гурӯҳи ингибитор + FAC, ROS ва потенсиали мембранаи митохондрия нисбат ба гурӯҳи FAC ба таври иловагӣ ва назаррас бадтар нашуданд. Аз ин рӯ, хулоса кардан мумкин нест, ки ALDH1a3 ҳамаи натиҷаҳои стресси оксидативиро тавассути як механизми ягона назорат мекунад.

Аз ҷиҳати ферроптоз байни моделҳои муш ва ҳуҷайра фарқи муҳим ёфт шуд. Дар гурдаи мушҳои гирифтори изофабори музмини оҳан ACSL4 ва GPX4 ба таври назаррас тағйир наёфтанд ва митохондрияҳо ба ҷои хурдшавии маъмулии ферроптозӣ варам карданд. Баръакс, дар ҳуҷайраҳои TCMK-1, ки FAC гирифта буданд, ACSL4 афзуд ва GPX4 кам шуд; экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 ин тағйиротро баръакс гардонд. Аз ин рӯ, таҳқиқот робитаи ALDH1a3-ро бо ҳассосияти ферроптозӣ дар модели ҳуҷайра дастгирӣ мекунад, аммо тамоми осеби музмини гурдаи мушро ҳамчун ферроптоз тавсиф намекунад.

Дахолати Dimercaprol (DP) ҷамъшавии оҳан ва осеби оксидативиро дар гурда кам кард ва ҳамзамон бо афзоиши экспрессияи ALDH1a3 мушоҳида шуд. Бо вуҷуди ин, дар вояи баланди 16 mg/kg нишонаҳои иловагии осеби найчавӣ ва стресси органеллаҳо пайдо шуданд. Таҳқиқот ALDH1a3-ро ҳамчун ҳадафи эҳтимолии табобатӣ барои осеби гурда вобаста ба изофабори оҳан пешниҳод мекунад; аммо ин натиҷа ба моделҳои ҳайвонот ва ҳуҷайра асос ёфта, стратегияи табобатии дар одамон тасдиқшуда нест.

Чаро оҳан метавонад ҳам зарурӣ ва ҳам заҳрнок бошад?

Оҳан барои интиқоли оксиген, гузариши электронҳо ва бисёр реаксияҳои ферментативӣ унсури зарурӣ мебошад. Аммо оҳани редокс-фаъоле, ки озод ё номувофиқ ҷамъ мешавад, метавонад тавассути реаксияҳои Фентон ва дигар реаксияҳои вобастаи редокс ба пайдоиши навъҳои оксидкунандаи дорои реактивияти баланд мусоидат кунад.

Ин радикалҳо метавонанд ба сафедаҳо, кислотаҳои нуклеинӣ ва махсусан ба липидҳои мембрана, ки кислотаҳои сернашудаи сершумори равғаниро доранд, ҳамла кунанд. Вақте оксидшавии липидҳо оғоз мешавад, на танҳо сохтори мембрана вайрон мешавад; балки алдегидҳои реактивӣ, аз қабили малондиалдегид (MDA) ва 4-гидроксиноненал (4-HNE), низ ба вуҷуд меоянд.

Ин алдегидҳои реактивӣ метавонанд баъд аз ҳодисаи ибтидоии ROS ҳамчун маҳсулоти дуюмдараҷаи заҳрноки дорои умри дарозтар сафедаҳо ва ҷузъҳои мембранаро тағйир диҳанд. Сабаби асосии тамаркузи таҳқиқот ба ALDH1a3 маҳз ҳамин қабати дуюми осеб мебошад.

Чаро ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳои гурда ҳассосанд?

Ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳои гурда аз сабаби бозҷаббиши шадиди моддаҳо ба энергия талаботи баланд доранд ва митохондрияҳои зиёд доранд. Системаи интиқоли электронии митохондрия худаш метавонад маҳсулоти иловагии редокс ҳосил кунад. Афзоиши оҳани озод дар якҷоягӣ бо оксидантҳои аз митохондрия сарчашмагирифта метавонад бори редоксии ҳуҷайраро зиёд кунад.

Дар таҳқиқот нишон дода шуд, ки пас аз бори музмини цитрати феррик оҳан ба миқдори назаррас дар ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳо ҷамъ шудааст; ин мефаҳмонад, ки чаро таҳқиқот махсусан ба ҳамин компартменти ҳуҷайравӣ равона шудааст.

ALDH1a3 Ҳангоми Изофабори Оҳан Чӣ Гуна Муҳофизат Кард?

Тибқи натиҷаҳои таҷрибавии манбаъ, ALDH1a3 омили муҳофизатии эндогенӣ мебошад, ки бо кам кардани бори алдегидҳои реактивии пероксидшавии липидҳо, нигоҳ доштани муҳити редоксии GSH/GSSG дар ҳолати бештар барқароршуда ва мусоидат ба ҳифзи якпорчагии митохондрияҳо дар шароити изофабори оҳан алоқаманд аст; аммо дар ин таҳқиқот дақиқ муайян нашудааст, ки ALDH1a3 ҳамаи ин таъсирҳоро тавассути кадом роҳи ягонаи молекулавӣ ба вуҷуд меорад.

Вазифаи классикии ALDH1a3 ва нақши он дар ин таҳқиқот

ALDH1a3 узви оилаи алдегиддегидрогеназа мебошад, ки бо метаболизми ретиналдегид ва биологияи кислотаи ретиноӣ маълум аст. Ҳамин оилаи ферментҳо метавонад ба оксидшавии алдегидҳои гуногуне, ки барои ҳуҷайра заҳрнок буда метавонанд, ба ҳосилаҳои камтар реактивии кислотаҳои карбоксилӣ низ мусоидат кунад.

Ҳангоми изофабори оҳан, суръат гирифтани пероксидшавии липидҳо ва зиёд шудани истеҳсоли алдегидҳои реактивӣ метавонад ин қобилияти детоксикатсияро барои ҳуҷайраҳои найчаҳои гурда махсусан муҳим гардонад.

Бори оҳан ба ALDH1a3 чӣ гуна таъсир кард?

Дар таҳлили транскриптомии гурдаи муш экспрессияи ALDH1a3 дар гурӯҳи дорои бори оҳан баланд шуд. Western blot ин афзоишро дар сатҳи сафеда тасдиқ кард.

Дар рангкунии иммунофлуоресцентии FTL ва ALDH1a3 афзоиши ҳамзамони ҳар ду сигнал дар ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳои гурда нишон дод, ки посухи ALDH1a3 бо минтақаҳои ҳуҷайравие, ки дар онҳо посухи нигоҳдории оҳан рух медиҳад, мувофиқат мекунад.

Дар ҳуҷайраҳои TCMK-1 ҳангоми таъсири 12 соатаи FAC низ натиҷаи монанд мушоҳида шуд. Махсусан дар шароити 200 µM FAC, transferrin кам шуд, Ferritin Light Chain (FTL) баланд шуд ва экспрессияи ALDH1a3 афзуд.

Экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 чиро тағйир дод?

Муҳаққиқон ALDH1a3-ро дар ҳуҷайраҳои TCMK-1 ба таври таҷрибавӣ аз ҳад зиёд экспрессия карда, аз афзоиши танҳо мушоҳидавии экспрессия фаротар рафтанд ва равиши gain-of-function-ро истифода бурданд.

Маънои биологии таносуби GSH/GSSG

Шакли барқароршудаи глутатион, GSH, яке аз буферҳои асосии антиоксидантии тиолӣ дар ҳуҷайра мебошад. Дар реаксияҳои оксидативӣ GSH метавонад оксид шуда GSSG ҳосил кунад. Аз ин рӯ, GSH-и баланд ва GSSG-и паст умуман бо муҳити ҳуҷайравии бештар барқароршуда ва қобилияти буферкунии бори оксидативӣ мувофиқ аст.

Дар манбаъ GSH бо робитаи зерин ҳисоб шудааст:

GSH = глутатиони умумӣ − 2 × GSSG

Азбаски молекулаи GSSG аз ду воҳиди глутатион иборат аст, аз ҳавзи умумии глутатион ду баробари фраксияи оксидшуда тарҳ карда мешавад.

Ҳамзамон мушоҳида шудани экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 бо нигоҳдории GSH ва пасттар мондани GSSG дастгирӣ мекунад, ки фермент метавонад ба муҳити редоксии ҳуҷайра мусоидат кунад. Аммо манбаъ сатҳҳои glutathione reductase (GR) ва glutathione peroxidase (GPx)-ро мустақим чен накардааст.

Чаро SOD ва CAT натиҷаи манфии муҳим мебошанд?

Дар экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 ба таври назаррас тағйир наёфтани фаъолияти SOD ва CAT нишон медиҳад, ки муҳофизати мушоҳидашударо танҳо бо афзоиши фаъолияти классикии superoxide dismutase ё catalase шарҳ додан мумкин нест.

Аз ин рӯ, муаллифон баррасӣ мекунанд, ки ALDH1a3 метавонад тавассути кам кардани алдегидҳои реактивӣ ва нигоҳ доштани гардиши редоксии GSH/GSSG қабати дигаре аз муҳофизати антиоксидантӣ эҷод кунад.

Ингибитсияи ALDH1a3 чиро нишон дод?

Ҳамчун пурракунандаи таҷрибаи gain-of-function, муҳаққиқон ингибитори ALDH1a3-IN-3-ро 2 соат пеш аз FAC истифода карданд ва ҳуҷайраҳоро дар маҷмӯъ 12 соат ба стресси оҳан дучор намуданд.

Ингибитсия бо зиндамонии пасттари ҳуҷайра, Havcr1-и баландтар, MDA-и баланд, иқтидори умумии антиоксидантии пасттар ва GSSG-и баландтар алоқаманд буд.

Баръакс, дар гурӯҳи FAC + ингибитор сигнали ROS ва потенсиали мембранаи митохондрия нисбат ба гурӯҳи FAC ба таври иловагӣ ва назаррас тағйир наёфтанд. Пас, ҳарчанд таҷрибаи loss-of-function нақши умумии муҳофизатиро дастгирӣ мекунад, дар ҳамаи фенотипҳо муносибати хаттии воя–ҷавоб ё бадшавии яксамтӣ мушоҳида нашуд.

Оё Ин Таҳқиқот Нишон Медиҳад, ки Ферроптоз Сабаби Асосии Осеби Гурда Аст?

Не. Дар гурдаҳои муш бо изофабори музмини оҳан ACSL4 ва GPX4 ба таври назаррас тағйир наёфтанд ва митохондрияҳо ба ҷои хурдшавии классикии ферроптозӣ варам карданд; афзоиши ACSL4 ва камшавии GPX4, ки ба ферроптоз мувофиқанд, танҳо дар модели якхелатар ва шадиди 12 соатаи ҳуҷайравии FAC равшан шуданд.

Натиҷа дар гурдаи муш

Гарчанде робитаи изофабори оҳан бо ферроптоз аз ҷиҳати биологӣ эҳтимоли қавӣ аст, маълумоти in vivo-и ин таҳқиқот профили классикии ферроптозро нишон надод.

Дар Supplementary Figure S1 ACSL4 ва GPX4 ба таври назаррас тағйир наёфтанд. Дар микроскопияи электронӣ низ ба ҷои хурдшавии маъмулии митохондрияи ферроптозӣ варами митохондрия, ҳалшавӣ/шикастани кристаҳо ва вакуолизатсияи матрикс дида шуд.

Натиҷа дар ҳуҷайраҳои TCMK-1

Дар ҳуҷайраҳои TCMK-1, ки бо FAC дар давоми 12 соат ба стресси оҳан дучор шуданд, ACSL4 зиёд ва GPX4 кам шуд. Ин намуна бо осеби ферроптозии ҳуҷайра мувофиқ аст.

Экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 сатҳҳои ACSL4 ва GPX4-ро ба самти назорат бурд; ҳангоми истифодаи ингибитор бошад, намунаи ACSL4-и баланд ва GPX4-и паст идома ёфт.

Манбаъ ин фарқи моделиро бо он шарҳ медиҳад, ки фарҳанги ҳуҷайра якхелатар ва ба стресси мустақими оҳан кушодатар аст, дар ҳоле ки бофтаи пурраи гурда намудҳои гуногуни ҳуҷайра ва бисёр механизмҳои ҷубронӣ дорад.

Чаро митохондрия дар марказ аст?

Дар гурдаҳои гирифтори изофабори оҳан микроскопияи электронӣ варами митохондрия, вайроншавии кристаҳо ва аз даст рафтани якпорчагии матриксро нишон дод. Дар модели ҳуҷайра кам шудани потенсиали мембранаи митохондрия бо рангкунии JC-1 низ ҳамин вайроншавии функсионалиро дастгирӣ кард.

JC-1 дар потенсиали баланди мембрана агрегатҳо ташкил карда флуоресценсияи сурх медиҳад, дар ҳоле ки ҳангоми фурӯпошии потенсиали мембрана ҳамчун мономер флуоресценсияи сабзи бештар медиҳад. Аз ин рӯ, гузариш аз сурх ба сабз дар таҳқиқот ҳамчун нишондиҳандаи деполяризатсияи митохондрия истифода шудааст.

Чаро MDA ва 4-HNE метавонанд ба митохондрия зарар расонанд?

MDA ва 4-HNE маҳсулоти реактивии карбонилии пероксидшавии липидҳо мебошанд. Ин алдегидҳо метавонанд бо сафедаҳои мембрана ва дигар макромолекулаҳо реаксия карда, ҳатто пас аз анҷоми тавлиди ибтидоии ROS осеби ҳуҷайравиро идома диҳанд.

Тибқи тафсири механистии муаллифон, коҳиши ин бори алдегид аз ҷониби ALDH1a3 метавонад осеби дуюмдараҷаро ба сафедаҳои мембранаи митохондрия ва кардиолипин маҳдуд созад. Аммо дар таҳқиқот муайянкунии мустақими метаболомии алдегидҳои мушаххасе, ки аз ҷониби ALDH1a3 метаболизм мешаванд, анҷом дода нашудааст.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Тарҳи таҷрибаи ҳайвонот

Функсияи гурда ва гистология

Мочевина ва креатинини зардоб бо анализатори автоматии биохимиявӣ чен карда шуданд. Вазни гурда сабт шуд ва таносубҳои вазни узв/вазни бадан арзёбӣ гардиданд.

Дар буришҳои парафинии гурда рангкунии H&E осеби морфологӣ ва рангкунии кабуди Пруссия ҷамъшавии оҳанро нишон дод. Дар гурӯҳи цитрати феррик вакуолизатсияи ситоплазмавии найчавӣ ва ҷамъшавии равшани оҳан дида шуд.

Чаро Havcr1 чен карда шуд?

Havcr1 нишондиҳандаи осеби найчаҳои гурдаро рамзгузорӣ мекунад, ки бо номи Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1) низ маълум аст. Манбаъ mRNA-и Havcr1-ро бо qRT-PCR чен карда, усули 2^−ΔΔCt-ро истифода бурдааст.

Ин усул экспрессияи гени ҳадафро нисбат ба гени назорати дохилӣ нормализатсия мекунад ва сипас тағйироти нисбиро нисбат ба гурӯҳи истинодӣ ҳисоб мекунад. Дар таҳқиқот β-actin ҳамчун назорати эндогенӣ истифода шудааст.

Нақши скрининги транскриптомӣ

RNA-и гурда ба секвениронии транскриптомии бар асоси Illumina гирифта шуд. Ин таҳлил имкон дод генҳои дар шароити изофабори оҳан тағйирёбанда дар миқёси васеъ скрининг шаванд ва ALDH1a3 ҳамчун яке аз номзадҳои афзоянда муайян гардад.

Муҳим аст, ки бозёфти ALDH1a3 танҳо дар сатҳи транскриптомӣ боқӣ намонд. Экспрессияи сафеда бо Western blot ва ҷойгиршавии ҳуҷайравӣ бо иммунофлуоресценсия низ тасдиқ шуданд.

Нишондиҳандаҳои нигоҳдорӣ ва интиқоли оҳан

Ferritin Light Chain (FTL) бо системаи нигоҳдории оҳани ҳуҷайра ва transferrin бо интиқоли оҳан алоқаманд аст. Дар таҷрибаи ҳуҷайравӣ бо зиёд шудани вояи FAC, transferrin кам ва FTL зиёд шуд.

Муаллифон ин намунаро ҳамчун нишонаи он шарҳ доданд, ки ҳуҷайраҳо бештар ба нигоҳ доштани оҳани озоди зиёдшуда равона мешаванд, на ба интиқоли он.

Ченкуниҳои стресси оксидативӣ

Figure 1-и манбаъ чиро нишон медиҳад?

Figure 1 тамоми фенотипи бори музмини оҳанро муттаҳид мекунад: зиёд шудани оҳани зардоб, афзоиши таносуби вазни гурда/вазни бадан, болоравии мочевина ва креатинин, вакуолизатсияи найчавӣ дар H&E, ҷамъшавии оҳан дар кабуди Пруссия, афзоиши Havcr1, коҳиши GSH-и зардоб, баландшавии MDA ва 4-HNE-и гурда ва варами митохондрия дар микроскопияи электронӣ.

Дар панели JC-1-и ҳамин шакл кам шудани сигнали агрегатии сурхи JC-1 ва зиёд шудани сигнали мономерии сабз дар ҳуҷайраҳои TCMK-1, ки бо 200 µM FAC коркард шудаанд, коҳиши потенсиали мембранаи митохондрияро нишон медиҳад.

Figure 2-и манбаъ чиро нишон медиҳад?

Дар Figure 2 volcano plot-и транскриптомӣ нишон медиҳад, ки ALDH1a3 яке аз генҳои дар шароити бори оҳан афзоянда мебошад. Western blot афзоиши ALDH1a3 ва FTL-ро тасдиқ мекунад.

Дар скрининги вояи TCMK-1, бо зиёд шудани FAC зиндамонии ҳуҷайра кам шуд, дар ҳоле ки дар сатҳи 200 µM FTL зиёд ва transferrin кам гардид. Дар панели иммунофлуоресценсия FTL ва ALDH1a3 дар найчаҳои гурда ҳамзамон баланд мешаванд.

Figure 3-и манбаъ чиро нишон медиҳад?

Figure 3 таҷрибаи gain-of-function-и ALDH1a3 мебошад. Экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 пас аз FAC зиндамонии ҳуҷайраро беҳтар мекунад, Havcr1 ва MDA-ро кам мекунад, сигнали DCFH-DA ROS-ро паст мекунад ва потенсиали мембранаи митохондрияро бо JC-1 нигоҳ медорад.

Дар ҳоле ки иқтидори умумии антиоксидантӣ баланд мешавад, дар фаъолияти SOD тағйири иловагии назаррас пайдо нашудааст. Профили GSH/GSSG бо муҳити редоксии бештар барқароршуда мувофиқ аст.

Figure 4-и манбаъ чиро нишон медиҳад?

Figure 4 таҷрибаи loss-of-function-и ALDH1a3 мебошад. Истифодаи ингибитор осеби ҳуҷайравии аз ҷониби FAC ба вуҷудомадаро умуман зиёд мекунад: зиндамонӣ кам, Havcr1 ва MDA баланд боқӣ мемонанд ва иқтидори умумии антиоксидантӣ паст мешавад.

Аммо набудани бадшавии иловагии назаррас дар натиҷаҳои ROS ва JC-1 нисбат ба гурӯҳи FAC нишон медиҳад, ки таҷрибаи ингибитор дар ҳар параметр тасвири комилан баръакси таҷрибаи экспрессияи аз ҳад зиёд нест.

Муҳимтарин Натиҷаи Таҷрибаи Dimercaprol Чист?

Dimercaprol дар ҳамаи вояҳои санҷидашуда намунаи кам кардани бори оҳани гурдаро нишон дод, аммо дар ҳоле ки вояи миёнаи 8 mg/kg аз ҷиҳати MDA-и гурда ва беҳбудии морфологӣ мусоидтар менамуд, вояи баланди 16 mg/kg нишонаҳои иловагии стресси найчавӣ ва органеллавиро ба вуҷуд овард; аз ин рӯ, таҳқиқот барои DP муносибати хаттии “бо зиёд шудани воя фоида ҳам зиёд мешавад”-ро дастгирӣ намекунад.

Натиҷаҳои DP дар Figure 5

Пас аз дахолати DP таносуби вазни гурда/вазни бадан, мочевина ва креатинини зардоб ба самти беҳбудӣ тағйир ёфтанд; GSH-и зардоб барқарор шуд ва ҷамъшавии оҳан, ки бо рангкунии кабуди Пруссия нишон дода мешуд, кам гардид.

Вояи миёнаи DP барои беҳбудии осеби вобаста ба Havcr1 ва MDA намунаи қавӣ нишон дод. Дар гурӯҳҳои вояи паст ва миёна варами митохондрия кам шуда, сохтори мембранаи базалӣ беҳтар шуд.

Дар гурӯҳи вояи баланд бошад, нишонаҳои нави стресс, аз ҷумла зичии электронии ситоплазмавӣ, васеъшавии ретикулуми эндоплазмавӣ ва аломатҳои аутофагияи лизосомалӣ/митохондриявӣ пайдо шуданд.

DP дар фарҳанги ҳуҷайра

Дар ҳуҷайраҳои TCMK-1 консентратсияҳои гуногуни DP аввал аз ҷиҳати зиндамонӣ скрининг шуданд; сипас манбаъ 10 µM DP-ро ҳамроҳи FAC дар таҷрибаи наҷот истифода бурд.

10 µM DP зиндамонии ҳуҷайраҳои FAC гирифташударо зиёд кард ва сигнали вобаста ба ROS-ро, ки бо DCFH-DA чен шуда буд, кам намуд.

Оё байни DP ва ALDH1a3 робитаи сабабӣ нишон дода шуд?

Афзоиши экспрессияи сафедаи ALDH1a3 дар гурдаҳои мушҳои DP гирифта нишон медиҳад, ки байни ин ду раванд робита вуҷуд дорад. Муаллифон бар асоси ин мушоҳида пешниҳод мекунанд, ки DP метавонад ALDH1a3-ро ғайримустақим фаъол карда, ба муҳофизати эндогенӣ мусоидат кунад.

Аммо таҳқиқ нашудааст, ки DP тавассути кадом ретсептор, омили транскрипсионӣ ё роҳи сигналӣ ALDH1a3-ро зиёд мекунад. Аз ин рӯ, ин пешниҳод механизми дар дохили таҳқиқот таҷрибавӣ пурра анҷомёфта нест, балки гипотезаи таҳқиқоти оянда мебошад.

Таҳлили оморӣ

Маълумот ҳамчун миёна ± инҳирофи стандартӣ пешниҳод шудааст. Гурӯҳҳо бо ANOVA-и яксамта ё t-тестҳо муқоиса карда шуданд ва p<0,05 ҳамчун ҳадди аҳамияти оморӣ муайян гардид. Дар таҳлилҳо GraphPad Prism 10 истифода шуд.

Манбаъ дар фигураҳои асосӣ нуқтаҳои инфиродӣ ва аломатҳои аҳамиятро нишон медиҳад; аммо азбаски барои ҳамаи панелҳо ҷадвали маълумоти хоми мошинхон намедиҳад, графикҳои Verianla аз тасвир арзишҳои дақиқи байниро бароварда, аз нав намесозанд.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

ALDH1a3 танҳо ҳамчун тағйири коррелятсионии экспрессия омӯхта нашуд; ҳам экспрессияи аз ҳад зиёд ва ҳам ингибитсияи фармакологӣ истифода шуда, санҷиши дуҷонибаи функсия гузаронида шуд.

Модели ҳайвон ва модели ҳуҷайраҳои найчавии гурда дар як таҳқиқот якҷоя истифода шуданд ва бозёфти номзади транскриптомӣ бо сафеда, иммунофлуоресценсия, биохимия ва санҷишҳои функсионалии ҳуҷайра пайгирӣ гардид.

На танҳо стресси оксидативии умумии бори оҳан, балки морфологияи митохондрия, потенсиали мембранаи митохондрия, пероксидшавии липидҳо ва ҳолати редоксии глутатион низ якҷоя арзёбӣ шуданд.

Истифодаи се вояи гуногун дар таҷрибаи Dimercaprol имкон дод сигнали осеби иловагӣ дар вояи баланд намоён шавад.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот

• Дахолати ALDH1a3 ё DP дар беморони гирифтори бемории гурдаи инсон санҷида нашудааст.
• Муқоисаи H₂O₂, ки модели FAC-ро аз стресси умумии оксидативӣ фарқ кунад, вуҷуд надорад.
• Санҷиши SOD фаъолияти умумии SOD-ро чен кардааст; Mn-SOD-и митохондриявӣ алоҳида чен нашудааст.
• Ферментҳои муҳими гардиши GSH/GSSG, GPx ва glutathione reductase, мустақим чен нашудаанд.
• Азбаски ба мушҳои назоратии солим 4, 8 ва 16 mg/kg DP дода нашудааст, заҳролудии дохилии гурдавии DP-ро, ки аз бори оҳан мустақил аст, ба таври қатъӣ ҷудо кардан мумкин нест.
• Барои ALDH1a3 модели ҳайвонотии genetic knockout истифода нашудааст.
• Бо метаболомика муайян нашудааст, ки ALDH1a3 дар ин модел кадом субстратҳои махсуси алдегидҳои реактивиро метаболизм мекунад.
• Роҳи болоии сигналӣ, ки тавассути он DP экспрессияи ALDH1a3-ро зиёд мекунад, муайян нашудааст.
• Азбаски нишондиҳандаҳои ферроптоз дар гурдаи муш ба таври назаррас тағйир наёфтанд, натиҷаҳои in vitro-и ферроптозро ба тамоми осеби in vivo умумӣ кардан мумкин нест.
• Дар матни усул тақсимоти пурраи ададии мушҳои FC пас аз 24 ҳафта байни FC-и бе табобат ва се гурӯҳи DP ба таври равшан гузориш нашудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

Изофабори музмини оҳан аз цитрати феррик дар гурдаи муш осеби найчавӣ, пероксидшавии липидҳо ва вайроншавии митохондрияро ба вуҷуд овард.

ALDH1a3 дар шароити стресси оҳан дар ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳои гурда ба таври эндогенӣ баланд мешавад.

Дар ҳуҷайраҳои TCMK-1 экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 бо фенотипе алоқаманд аст, ки стресси оксидативии аз оҳан сарчашмагирифта ва дисфунксияи митохондрияро кам мекунад.

Ингибитсияи ALDH1a3 осеби умумии ҳуҷайравӣ ва редоксиро вазнин кард.

Фенотипи муҳофизатии ALDH1a3 нисбат ба афзоиши равшани фаъолияти SOD ё CAT бештар бо тавозуни GSH/GSSG ва кам шудани бори алдегидҳои реактивӣ мувофиқ менамояд.

DP ҷамъшавии оҳанро кам кард ва ҳамзамон бо афзоиши экспрессияи ALDH1a3 мушоҳида шуд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки фаъолсозии ALDH1a3 бемории музмини гурдаи инсонро табобат мекунад.

Таҳқиқот исбот намекунад, ки тамоми осеби гурдаи аз оҳан ба вуҷудомада дар мушҳо ферроптоз аст.

Нишон дода нашудааст, ки DP ALDH1a3-ро мустақим ё тавассути роҳи муайяни мушаххаси сигналӣ фаъол мекунад.

Далеле нест, ки 16 mg/kg DP нисбат ба вояҳои пасттар самараноктар ё бехатартар бошад; баръакс, нишонаҳои осеби иловагии найчавӣ мушоҳида шуданд.

Нишон дода нашудааст, ки таъсири муҳофизатии ALDH1a3 танҳо аз детоксикатсияи як алдегиди реактивӣ сарчашма мегирад.

Таҳқиқот санҷиш накардааст, ки активатори фармакологии ALDH1a3 бехатар, интихобӣ ё барои истифодаи клиникӣ мувофиқ аст.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

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

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

Муаллифи масъул: Zhengli Chen.

Муассисаҳо: 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.

Маҷалла: Antioxidants.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Маълумоти нашр: 2026; ҷилди 15; мақолаи 577. Санаи нашр: 2 майи 2026.

DOI: 10.3390/antiox15050577

Навъи манбаъ: Мақолаи аслии таҷрибавии тақризшуда ва дастрасии кушода; модели ҳайвон ва ҳуҷайраи in vitro.

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Модели ҳайвон: Мушҳои наринаи ҳаштҳафтаинаи C57BL/6N; назорат n=25, модели ибтидоии цитрати феррик n=70; парҳез бо %2,25 цитрати феррик, 24 ҳафта.

Дахолати DP: 4, 8 ва 16 mg/kg/рӯз dimercaprol; истифодаи intraperitoneal; 4 ҳафта.

Модели ҳуҷайра: Ҳуҷайраҳои эпителиалии найчаҳои гурдаи TCMK-1; дахолати 12 соатаи оҳан бо цитрати аммонийи феррик.

Таҷрибаҳои функсионалӣ: Экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 ва ингибитсияи фармакологӣ бо ALDH1a3-IN-3.

Гистология: Рангкунии H&E ва кабуди Пруссия.

Усулҳои молекулавӣ: Ҷудокунии RNA, qRT-PCR, секвениронии транскриптомии бар асоси Illumina, Western blot ва иммунофлуоресценсия.

Ченкуниҳои редокс: MDA, 4-HNE, GSH, GSSG, total SOD, CAT ва иқтидори умумии антиоксидантӣ.

Таҳлили ҳуҷайравӣ: Зиндамонии CCK-8, DCFH-DA ROS ва потенсиали мембранаи митохондрия бо JC-1.

Нишондиҳандаҳои ферроптоз: ACSL4 ва GPX4. Дар ҳоле ки дар гурдаи муш тағйири назаррас дида нашуд, дар ҳуҷайраҳои TCMK-1 бо FAC афзоиши ACSL4 ва камшавии GPX4 гузориш шуданд.

Омор: GraphPad Prism 10; миёна ± SD; ANOVA-и яксамта ё t-тест; p<0,05.

Supplementary material: Figure S1 ACSL4/GPX4 дар гурдаи муш; Figure S2 CAT ҳангоми экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3; Figure S3 ACSL4/GPX4 пас аз экспрессияи аз ҳад зиёди ALDH1a3 дар модели ҳуҷайра; Figure S4 CAT ҳангоми ингибитсияи ALDH1a3; Figure S5 ACSL4/GPX4 пас аз ингибитсия.

Маблағгузорӣ: Sichuan International Science and Technology Innovation Cooperation Project; 2023YFH0077 ва 2024YFHZ0325.

Тасдиқи ахлоқӣ: Sichuan Agricultural University Animal Ethics and Welfare Committee; DWYXY−20252023203016.

Дастрасии маълумот: Маълумоти дастгиркунандаи таҳқиқотро бо дархости асоснок аз муаллифони масъул гирифтан мумкин аст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон ягон бархӯрди молиявӣ ё шахсии манфиатҳоро, ки метавонад ба натиҷаҳо таъсир расонад, гузориш накардаанд.

Саҳми муаллифон: Zhengli Chen — консептуализатсия, методология ва маблағгузорӣ; Tingting Wei ва Zongliang Xiong — куратсияи маълумот ва тарҳи аввал; Tianci Wang ва Tingting Wei — визуализатсия ва таҳқиқот; Lanlan Jia, Riyi Shi ва Chao Huang — назорат; Qihui Luo — нармафзор ва валидация; Donghui Yang — бозбинӣ/таҳрир; Wentao Liu — саҳм дар нармафзор.

Ёддошти усули дохили манбаъ: Тақсимоти зергурӯҳии 60 муши FC, ки пас аз ҳафтаи 24 боқӣ монданд, дар матни усул равшан нест. Figure 5 муқоисаи FC-и бе табобат ва се гурӯҳи DP-ро нишон медиҳад. Verianla ин маълумоти нопурраи n-ро бо фарзияи берун аз манбаъ пур накардааст.

Маҳдудияти асосии механистӣ: Мустақим нишон дода нашудааст, ки ALDH1a3 гардиши GSH/GSSG-ро чӣ гуна танзим мекунад, кадом алдегидҳои мушаххасро детоксикация мекунад ва DP тавассути кадом роҳи болоии сигналӣ ALDH1a3-ро зиёд мекунад.

Маҳдудияти ферроптоз: Дар гурдаи музмини муш биомаркери маъмулии ферроптоз ё морфологияи митохондрия муайян нашуд. Бозёфтҳои мувофиқ ба ферроптоз дар модели ҳуҷайраи TCMK-1 дида шуданд.

Маҳдудияти бехатарии DP: Вояи баланди DP бо осеби иловагии найчавӣ алоқаманд буд ва дар мушҳои солим гурӯҳҳои назоратии вояҳои эквиваленти DP истифода нашуданд. Аз ин рӯ, таҳқиқоти ҷорӣ вояи бехатари гурдавии DP-ро барои инсон муайян намекунад.

Усули баёни Verianla: Ин муҳтаво танҳо тарҷумаи қисми abstract ё conclusion нест. Модели ҳайвон, кашфи номзади транскриптомӣ, тасдиқи сафедаи ALDH1a3, таҷрибаҳои gain- ва loss-of-function, системаи редоксии глутатион, нишондиҳандаҳои ферроптоз, сохтор ва потенсиали мембранаи митохондрия, дахолати вояи DP ва маҳдудиятҳои манбаъ ба қабатҳои алоҳидаи илмӣ бозсозӣ шудаанд.

Маҳдудияти тафсири клиникӣ: ALDH1a3 дар ин таҳқиқот ҳадафи эҳтимолии табобатии пешклиникӣ мебошад. Бозёфтҳо тавсияи инфиродии табобатӣ барои фаъолсозии ALDH1a3 ё истифодаи dimercaprol дар одамонро ташкил намедиҳанд.