Kim, Donghee;Li, Hui Ying;Lee, Jong Han;Oh, Yoon Sin;Jun, Hee-Sook
Experimental and Molecular Medicine
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제51권2호
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pp.9.1-9.10
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2019
Mesangial cell proliferation has been identified as a major factor contributing to glomerulosclerosis, which is a typical symptom of diabetic nephropathy (DN). Lysophosphatidic acid (LPA) levels are increased in the glomerulus of the kidney in diabetic mice. LPA is a critical regulator that induces mesangial cell proliferation; however, its effect and molecular mechanisms remain unknown. The proportion of ${\alpha}-SMA^+/PCNA^+$ cells was increased in the kidney cortex of db/db mice compared with control mice. Treatment with LPA concomitantly increased the proliferation of mouse mesangial cells (SV40 MES13) and the expression of cyclin D1 and CDK4. On the other hand, the expression of $p27^{Kip1}$ was decreased. The expression of $Kr{\ddot{u}}ppel$-like factor 5 (KLF5) was upregulated in the kidney cortex of db/db mice and LPA-treated SV40 MES13 cells. RNAi-mediated silencing of KLF5 reversed these effects and inhibited the proliferation of LPA-treated cells. Mitogen-activated protein kinases (MAPKs) were activated, and the expression of early growth response 1 (Egr1) was subsequently increased in LPA-treated SV40 MES13 cells and the kidney cortex of db/db mice. Moreover, LPA significantly increased the activity of the Ras-related C3 botulinum toxin substrate (Rac1) GTPase in SV40 MES13 cells, and the dominant-negative form of Rac1 partially inhibited the phosphorylation of p38 and upregulation of Egr1 and KLF5 induced by LPA. LPA-induced hyperproliferation was attenuated by the inhibition of Rac1 activity. Based on these results, the Rac1/MAPK/KLF5 signaling pathway was one of the mechanisms by which LPA induced mesangial cell proliferation in DN models.
Calciphylaxis is a rare disease that appear in patients with secondary hyper-parathyroidism or chronic renal failure or that show defect in calcium phosphate metabolism which is characterized by fibrin deposit or calcification of medial wall of vessels causing gradual ischemic skin necrosis. Calciphylaxis is a disease with poor prognosis as skin necrosis can progress rapidly. If left untreated, calciphylaxis will progress to sepsis with high mortality. The treatment is controversial but kidney transplantation or parathyroidectomy is suggested to recover calcium-phosphate metabolism. The authors have experienced calciphylaxis in a patient with chronic renal failure caused by DM nephropathy with characteristic skin lesion and rapid skin necrosis. We describe this case with documentary reviews.
Growing evidence indicates that enhanced generation or actions of nitric oxide (NO) are implicated in the pathogenesis of hypertension in spontaneously hypertensive rats and diabetic nephropathy in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. We investigated whether inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression in STZ-induced diabetic rats is responsible for the alterations of vascular reactivity. Diabetic state was confirmed 28 days after injection of STZ (i.p) in rats by measuring blood glucose. In order to evaluate whether short term (4 weeks) diabetic state is related with altered vascular reactivity caused by iNOS expression, isometric tension experiments were performed. In addition, plasma nitrite/nitrate (NOx) levels and expression of iNOS in the lung and aorta of control and STZ-treated rats were compared by using Griess reagent and Western analysis, respectively. Results indicated that STZ-treated rats increased the maximal contractile response of the aorta to phenylephrine (PE), and high $K^+,$ while the sensitivity remained unaltered. Endothelium-dependent relaxation, but not SNP-mediated relaxation, was reduced in STZ-treated rats. Plasma nitrite/nitrates are significantly increased in STZ-treated rats compared to controls. The malondialdehyde (MDA) contents of liver, serum, and aorta of diabetic rats were also significantly increased. Furthermore, nitrotyrosine, a specific foot print of peroxynitrite, was significantly increased in endothelial cells and smooth muscle layers in STZ-induced diabetic aorta. Taken together, the present findings indicate that enhanced release of NO by iNOS along with increased lipid peroxidation in diabetic conditions may be responsible, at least in part, for the augmented contractility, possibly through the modification of endothelial integrity or ecNOS activity of endothelium in STZ-diabetic rat aorta.
To evaluate the renin-angiotensin-aldosterone system in diabetes mellitus, basal plasma renin activity (PRA) and its response to intravenous furosemide were determined in 40 diabetic subjects. The diabetics were divided into 4 groups according to the pressence of nephropathy and/or hypertension. Uncomplicated diabetics (Group I) were taken as control group and the results of the ether groups were compared to this group. In diabetics with nephropathy alone (Group II), and with nephropathy and hypertension (Group III), basal PRA values were $0.63{\pm}0.59ng/ml/hr.,\;and\;0.79{\pm}0.62ng/ml/hr.,$ respectively, both significantly lower than control group. ($1.53{\pm}1.09ng/ml/hr.$). (p<0.05) In both of the above groups, the responses to intravenous furosemide tended to be blunted. On the other hand, in diabetics with hypertension only (Group IV), the basal and stimulated PRA were not significantly different from control. Above results suggests that nephropathy may be one of the factors which suppress renin activity in diabetes mellitus.
인삼은 전통적으로 항당뇨 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. Insulin-like growth factor (IGF)-I 역시 당뇨병성 신증의 발병 초기에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 신장 근위세뇨관 세포에서 고포도당에 의한 IGF-I 분비에 대한 ginsenoside의 차단 효과 및 이와 관련된 신호전달계를 알아보았다. 결과는 다음과 같다. 고포도당에 의해 증가되었던 IGF-I분비 촉진 작용은 GTS, PD 및 PT 처리 시 차단되었으며, 세포 성장 작용 (세포 비대)에서도 같은 효과를 볼 수 있었다. 아울러 고포도당에 의한 cAMP 및 PKC 활성은 GTS 처리시 현저하게 차단되었으며 PD 및 PT 처리 시 역시 부분적으로 억제되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 볼 때 신장 근위세뇨관 세포에서 ginsenoside는 cAMP 및 PKC 활성 경로를 억제하여 고포도당에 의한 IGFs 분비 작용을 차단하는 것으로 나타났다.
Pyroptosis, a form of cell death associated with inflammation, is known to be involved in diabetic nephropathy (DN), and discoid domain receptor 1 (DDR1), an inflammatory regulatory protein, is reported to be associated with diabetes. However, the mechanism underlying DDR1 regulation and pyroptosis in DN remains unknown. We aimed to investigate the effect of DDR1 on renal tubular epithelial cell pyroptosis and the mechanism underlying DN. In this study, we used high glucose (HG)-treated HK-2 cells and rats with a single intraperitoneal injection of streptozotocin as DN models. Subsequently, the expression of pyroptosis-related proteins (cleaved caspase-1, GSDMD-N, Interleukin-1β [IL-1β], and interleukin-18 [IL-18]), DDR1, phosphorylated NF-κB (p-NF-κB), and NLR family pyrin domain-containing 3 (NLRP3) inflammasomes were determined through Western blotting. IL-1β and IL-18 levels were determined using ELISA. The rate of pyroptosis was assessed by propidium iodide (PI) staining. The results revealed upregulated expression of pyroptosisrelated proteins and increased concentration of IL-1β and IL-18, accompanied by DDR1, p-NF-κB, and NLRP3 upregulation in DN rat kidney tissues and HG-treated HK-2 cells. Moreover, DDR1 knockdown in the background of HG treatment resulted in inhibited expression of pyroptosis-related proteins and attenuation of IL-1β and IL-18 production and PI-positive cell frequency via the NF-κB/NLRP3 pathway in HK-2 cells. However, NLRP3 overexpression reversed the effect of DDR1 knockdown on pyroptosis. In conclusion, we demonstrated that DDR1 may be associated with pyroptosis, and DDR1 knockdown inhibited HG-induced renal tubular epithelial cell pyroptosis. The NF-κB/NLRP3 pathway is probably involved in the underlying mechanism of these findings.
The effect of water extract composed of panax ginseng radix rubra, acanthopanacis cortex, and cordyceps (PAC) on diabetic animal models were investigated in two different diabetic animal models. FAC water extract significantly reduced the plasma glucose levels on day 30 as compared with the diabetic control group in $KKA^Y$ obese, hyperglycemic and hyperglycemic and hyperinsulinemic mice, and also reduced the plasma glucose levels as well as total cholesterol in multiple low dose (MLD) strep tozotocin-induced diabetic SD rats. PAC water extract also showed an inhibitory effect on reduction of body weight and on development of MLD STZ-induced diabetic state. Elevated kidney hypertrophy, which is a characteristic feature shown in early stage of diabetic nephropathy and calculated as the ratio of kidney mass (g) relative to the body weight (g), was also markedly improved in PAC water extract- treated group as compared to the diabetic control group. Taken together, these data suggest that PAC water extract may have a potential as a antidiabetic agent in type 2 diabetes mellitus.
대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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pp.337.1-337.1
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2002
Hypertrophy and the alteration of renal cell growth have been reported as early abnormality in diabetic nephropathy. However, the effects ot high PKCglucose and its action mechanism in renal proximal tubular cell (PTC) have not been elucidated. High glucose condition increases diacyl glycerol (DAG) and activates protein kinase C (PKC) in renal tubular cells. The PKC activates mitogen-activated protein kinases (MAPK), such as extracellular regulated kinase (ERK) and p38 MAPK. (omitted)
Diabetic nephropathy (DN) is the leading cause of end-stage failure of the kidney, but the efficacy of currently available strategies for the prevention of DN remains unsatisfactory. In this study, we investigated the effects of free anthraquinones (FARs) extract, which was extracted from the rhubarb and purified by macroporous resin DM130 with gradient mixtures of ethanol/water as the lelution solvents, in high glucose-cultured glomerular mesangial cells (MCs). The cell proliferation was determined by CCK-8 assay, the levels of TGF-${\beta}1$, CTGF, ColIV and FN proteins in the supernatant of MCs were measured by ELISA assays, and the mRNA levels of these four genes were detected by RT-PCR. The results showed that the increased proliferation of MCs, the mRNA levels and protein expression of TGF-${\beta}1$, CTGF, ColIV and FN induced by high glucose were inhibited after the treatment with the FARs extract. This indicated that FARs extract could inhibit cell proliferation and the expression of main extracellular matrix induced by high glucose in MCs. The FARs extract exhibited potential values for prophylaxis and therapy of DN.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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