نقش گیرنده آندروژن کلیوی در تفاوت های جنسی در متابولیسم آمونیاک

تماس: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 ایمیل:audrey.hu@wecistanche.com

پاییز N. هریس و همکاران

خلاصه

تفاوت‌های جنسی در متابولیسم و ​​ساختار آمونیاک کلیوی وجود دارد که بسیاری از آن‌ها با واسطه هستندتستوسترون. هدف از مطالعه حاضر تعیین نقش بیان کلیوی بودتستوسترونگیرنده متعارف، گیرنده آندروژن (AR)، در این دوشکلی های جنسی. ما با موش ها مطالعه کردیمکلیه-حذف AR خاص [KS-AR-knockout (KO)] که با استفاده از تکنیک های Cre/loxP ایجاد شده است. موش‌های کنترل همزاد کر-منفی (نوع وحشی) بودند. در موش‌های نر اما نه ماده، KS-AR-KO باعث افزایش دفع آمونیاک شد که تفاوت‌های جنسی را از بین برد. اگرچه اندازه ساختار کلیوی به طور معمول با دفع آمونیاک موازی است، KS-AR-KO کاهش یافتکلیهاندازه، تراکم حجم لوله پروگزیمال قشر، و ارتفاع سلول لوله پروگزیمال قشر مغز در مردان - هیچکدام در زنان تغییر نکردند و تراکم حجم مجرای جمع‌آوری در هر دو جنس بدون تغییر بود. تجزیه و تحلیل پروتئین کلیدی درگیر در حمل آمونیاک در موش‌های نر نشان داد که KS-AR-KO هر دو فسفونول پیروات کربوکسی‌کیناز (PEPCK) و Na þ -K þ -2Cl هم‌ترانسپورتر (NKCC2) را افزایش داد و مبدل Na þ/H þ را کاهش داد. ایزوفرم 3 (NHE3) و بیان الکتروژنی Na þ -بی کربنات cotransporter 1 (NBCe1) -A. در موش ماده، KS-AR-KO این پارامترها را تغییر نداد. این اثرات حتی اگر KS-AR-KO پلاسما را تغییر نداد رخ دادتستوسترونمصرف غذا یا Na þ، K þ، یا HCO3 سرم به طور قابل توجهی در هر دو جنس. در نتیجه، مسیرهای سیگنالینگ وابسته به AR در مردان، اما نه زنان،کلیه هابیان PEPCK و NKCC2 را تنظیم می کند و منجر به تفاوت های جنسی در دفع آمونیاک می شود. اثرات متضاد بر NHE3 و NBCe1-یک عبارت احتمالاً میزان تغییرات دفع آمونیاک را محدود می‌کند. از آنجایی که AR در اندام صعودی ضخیم وجود ندارد، اثر KS-AR-KO بر بیان NKCC2 غیر مستقیم است. در نهایت، AR واسطه بزرگتر استکلیهاندازه و تراکم حجم لوله پروگزیمال در نر در مقایسه با موش ماده.

جدید و قابل توجهدیمورفیسم های جنسی در متابولیسم آمونیاک شامل مسیرهای سیگنالینگ وابسته به گیرنده آندروژن (AR) در مردان است، اما نه زنان،کلیه هاکه منجر به تغییر توبول پروگزیمال (PT)، فسفونول پیرووات کربوکسی کیناز، و اندام صعودی ضخیم Na þ -K þ -2بیان انتقال دهنده کلر می شود. پاسخ های تطبیقی ​​در مبدل Na þ/H þ 3 و هم انتقال دهنده Na þ -بی کربنات الکتروژنیک 1-یک بیانی، میزان تأثیر بر دفع آمونیاک را محدود می کند. در نهایت، اندازه کلیه و تراکم حجم PT بیشتر در موش های نر نتیجه سیگنال دهی آندروژن PT از طریق AR است.

کلمات کلیدی: اسید-باز. آمونیاک؛ گیرنده آندروژن؛ تفاوت های جنسی؛تستوسترون

سیستانچ باعث افزایش تستوسترون می شود

مقدمه

The presence of sex differences in many aspects of mammalian biology has been well established with sexual dimorphisms in structure and/or function have been identified in nearly every organ, including the kidney (1–3). Sex affects many aspects of kidney function and disease. Sex differences in blood pressure are widely recognized and thought to be related to sex-specific variations in nitric oxide, the renin-angiotensin-aldosterone system, and inflammation (4, 5). There are also differences in the expression of many renal epithelial cells Naþ transporters (6, 7). Understanding these differences can identify new disease mechanisms and/or new and improved therapeutic opportunities. The kidney regulates acid-base homeostasis, which is critical for normal health (8, 9). Renal ammonia Fn1 1 metabolism has a major role in acid-base homeostasis; ammonia excretion is the predominant component of basal net acid excretion, and changes in ammonia metabolism account for >80 درصد پاسخ به محرک های بیرونی (10-16). اختلال در تنظیم هموستاز اسید-باز به طور مستقیم بر هر سیستم اندام اصلی تأثیر می گذارد، پیشرفت بیماری مزمن کلیوی را تسریع می کند و با افزایش مرگ و میر ارتباط دارد (17-19).

مطالعات ما نشان داده است که اثرات جنسی مهمی بر متابولیسم آمونیاک و ساختار کلیوی دارد. کلیه مردان نسبت به کلیه زنان آمونیاک کمتری دفع می کند و این کار را با وجود بزرگتر بودن کلیه مردان و داشتن حجم قشر بیشتر از کلیه زنان انجام می دهد (20). این تفاوت در دفع آمونیاک با تغییرات در چندین جنبه کلیوی، از جمله چندین آنزیم درگیر در تولید و بازیافت آمونیاک، در اندازه لوله پروگزیمال، در اندام صعودی ضخیم حلقه Henle (TAL) Naþ -Kþ ​​- 2Cl مرتبط است. - بیان cotransporter (NKCC2)، و در جمع آوری مجرای intercalated اندازه سلول و Rhesus (Rh) بیان گلیکوپروتئین (20). در نهایت، تفاوت های جنسی در پاسخ به بارگذاری اسید وجود دارد (21). بسیاری از این تفاوت‌های جنسی با ارکیکتومی از طریق مکانیسمی که توسط فیزیولوژیک لغو شده است، معکوس می‌شوندتستوسترونجایگزینی، نشان می دهد که آنها درگیر هستندتستوسترونمسیرهای سیگنالینگ وابسته (22).

مسیر شرعی که از طریق آنتستوسترونواسطه اثرات بیولوژیکی شامل اتصال به گیرنده آندروژن (AR) است (23، 24). بیان پروتئین AR و mRNA برای چندین دهه در کلیه های مرد و زن مشاهده شده است (25-28). ما اخیراً نشان دادیم که پروتئین AR به طور خاص در لوله پروگزیمال بیان می شود و این بیان در TAL یا مجرای جمع آوری قابل تشخیص نیست (22)، که در آن تفاوت های جنسی شناخته شده در پروتئین های دخیل در حمل آمونیاک وجود دارد. مطالعات ما بیشتر نشان داد که بیان AR پروگزیمال توبول در کلیه‌های مرد و زن وجود دارد، با بیان تقریباً دو برابر در کلیه مردان نسبت به کلیه زنان (22). این مشاهدات نشان می دهد که AR ممکن است برخی، اما نه همه، اثرات جنسی را بر ساختار کلیه و تولید و انتقال آمونیاک واسطه کند. آنها همچنین این سوال را در مورد نقش AR در کلیه زنان مطرح می کنند.

بنابراین، هدف از مطالعه حاضر تعیین نقش AR کلیه در میانجی‌گری این دوشکلی‌های جنسی شناسایی‌شده در متابولیسم آمونیاک کلیوی و ساختار کلیوی بود. از آنجایی که فعال‌سازی AR اثرات بیولوژیکی متعددی دارد، که ممکن است به طور غیرمستقیم هموستاز اسید-باز و در نتیجه مدیریت آمونیاک را تغییر دهد، تفسیر مطالعات با استفاده از مهار دارویی AR و/یا حذف جهانی AR پیچیده است. بنابراین، مطالعه حاضر از موش‌هایی با حذف AR خاص کلیه [KS-AR-knockout (KO)] تولید شده با استفاده از تکنیک‌های Cre-loxP استفاده کرد. ما موش‌های Cre-positive را با همزادهای Cre-منفی آنها مقایسه کردیم تا تأثیر KS-AR-KO را تعیین کنیم. موش‌های نر و ماده هر دو مورد ارزیابی قرار گرفتند تا بتوانند نقش AR را در هر دو جنس درک کنند.

ریشه های cistanche tubulosa

مواد و روش ها

حیوانات

ما از موش‌هایی با سایت‌های loxP در کنار اگزون 2 ژن AR (ARflfl/flfl)، که قبلاً توضیح داده شده‌اند (29-31) استفاده کردیم. ما با پرورش موش‌هایی که Cre-recombinase را تحت کنترل پروموتور Pax{4}} بیان می‌کردند، حذف AR کل کلیه را القا کردیم (Pax8Cre؛ 32). موشهای KS-AR-KO ARflfl/flfl، Pax8-Cre þ; موش‌های کنترل ARflfl/flfl، Pax{10}}کر بودند. همه موش ها در سویه پس زمینه C57/Bl6 بودند. ما همه موش‌ها را با استفاده از DNA استخراج‌شده از نمونه‌های کلیپ دم ژنوتیپ کردیم. موش‌های مورد استفاده در این آزمایش‌ها موش‌های نر و ماده بالغ با سن -4 ماه بودند. موش ها در یک رژیم غذایی استاندارد جوندگان (18 درصد پروتئین، هارلان تکلاد، مدیسون، WI) با دسترسی آزاد به آب نگهداری شدند. دانشگاه فلوریدا و کمیته های مراقبت و استفاده از حیوانات سیستم بهداشتی کهنه سربازان فلوریدا شمالی/جنوب جورجیا همه پروتکل های حیوانات را تأیید کردند. اصلاح نژاد حیوانات در دانشگاه فلوریدا کالج پزشکی سرطان و ژنتیک مرکز حیوانات تراریخته توسط پرسنل آموزش دیده انجام شد.

آزمایشات متابولیک قفس

موش‌ها به مدت 3 روز در قفس‌های متابولیک قرار گرفتند و با یک رژیم غذایی معمولی پودری (18 درصد پروتئین، Harlan Teklad) مخلوط 1:1 با آب تغذیه شدند. مصرف روزانه غذا اندازه گیری شد و نمونه ادرار روزانه 24- ساعت جمع آوری شد. نمونه های ادرار در لوله های حاوی روغن معدنی متعادل با آب جمع آوری شد تا از تبخیر و از بین رفتن مولکول گاز جلوگیری شود. حجم ادرار و pH روزانه ثبت شد. نمونه‌های ادرار در درجه {6}} تا تجزیه و تحلیل بیشتر نگهداری شدند.

آنالیز خون

خون با کانولاسیون آئورت شکمی در موش‌هایی که با ایزوفلوران بیهوش شده بودند، به داخل یک سرنگ هپارینیزه شده کشیده شد و بلافاصله برای غلظت Naþ، K þ و بی کربنات با استفاده از آنالایزر گازهای خون میکروآنالیتیک زیمنس (RAPIDLab 348 Much, Siemens) آنالیز شد. ). تستوسترون سرم در مرکز تحقیقات پزشکی دانشگاه ویرجینیا برای آزمایش هسته آزمایشی و تجزیه و تحلیل لیگاند (IBL America mouse testosterone ELISA, Minneapolis, MN) اندازه گیری شد.

آنالیز ادرار

آمونیاک ادرار با استفاده از اصلاح یک کیت تجاری موجود (A7553، Pointe Scientific، Canton، MI)، همانطور که قبلاً توضیح داده شد (20، 33) اندازه گیری شد. pH ادرار با استفاده از الکترود میکرو pH (ROSS semi-micro pH، Orion 8103BN، Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA) اندازه گیری شد. دفع اسید قابل تیتراسیون با استفاده از تکنیک های استانداردی که قبلاً توضیح داده شده بود تعیین شد (20، 33).

آنتی بادی ها

جدول 1 آنتی بادی های مورد استفاده در این مطالعه، تامین کنندگان آنها و شماره کاتالوگ/شناسایی آنها را نشان می دهد.

عصاره cistanche tubulosa باعث افزایش تستوسترون و افزایش توانایی جنسی می شود

آماده سازی پروتئین

حیوانات با ایزوفلوران استنشاقی بیهوش شدند و کلیه ها با پرفیوژن قلبی درون تنی با PBS (pH 7.4) حاوی 6،{3}} U/L Na-هپارین و 120 میلی گرم در لیتر لیدوکائین شستشو داده شدند. کلیه راست به سرعت برداشته شد و قشر، مدولای بیرونی و مدولای داخلی در مرحله سرد زیر میکروسکوپ تشریح جداسازی شد. نمونه ها به صورت فوری در نیتروژن مایع منجمد شدند و تا زمان استفاده در دمای - 80 درجه منجمد نگهداری شدند. بافت ها در معرف استخراج پروتئین بافتی T-PER (Pierce Biotechnology, Rockford, IL) با استفاده از میکرولوله ها (USA Scientific, Ocala, FL) همگن شدند و پروتئین طبق توصیه های سازنده استخراج شد. مقدار کمی برای تعیین کمیت پروتئین کل با استفاده از روش بیسینکونیک اسید (BCA) استفاده شد و باقیمانده تا زمان استفاده در دمای 80 درجه منجمد نگهداری شد.

روش‌های بلات ایمونولات ده میکروگرم پروتئین کلیوی بر روی 10 درصد PAGE ReadyGel (Bio-Rad, Hercules, CA) الکتروفورز شد. ژل ها به صورت الکتروفورز به غشاهای نیتروسلولزی منتقل شدند، با 5 گرم در دسی لیتر شیر خشک بدون چربی رقیق شده در بافر Blotto (50 میلی مولار تریس، 150 میلی مولار NaCl، 5 میلی مولار Na2EDTA و 0.05 درصد توئین 20، pH 7.6) مسدود شدند و یک شب در دمای C4 انکوبه شدند. با آنتی بادی اولیه در شیر خشک بدون چربی. بارگذاری و هم ارزی انتقال با رنگ آمیزی Ponceau S و با ارزیابی بیان پروتئین خانه داری b-actin ارزیابی شد. غشاها پس از شستن در معرض آنتی بادی ثانویه (Gat anti-rabbit IgG, Cell Signaling Technology, Beverly, MA) کونژوگه با پراکسیداز ترب کوهی با رقت 1:5 قرار گرفتند{17}}. مکان‌های واکنش آنتی‌بادی-آنتی‌ژن با استفاده از لومینسانس شیمیایی (SuperSignal West Pico Substrate، Pierce) و سیستم تصویربرداری دیجیتال Kodak Image Station 440CF مشاهده شد. در آزمایش‌های انتخابی، لکه‌ها پاک شدند. تراکم باند نرمال شد به طوری که میانگین تراکم در یک ناحیه (قشر یا مدولای خارجی) در بافت نوع وحشی (WT) نر 100 بود. هر دو جنس (نر و ماده) و هر دو ژنوتیپ (WT و KO) روی یکسان بارگذاری شدند. ژل برای این آزمایش ها عدم اشباع با بررسی توزیع شدت پیکسل در همه بلات‌های ایمنی تایید شد.

مراحل ایمونوبلات

ده میکروگرم پروتئین کلیوی بر روی 10 درصد PAGE ReadyGel (BioRad, Hercules, CA) الکتروفورز شد. ژل ها به صورت الکتروفورز به غشاهای نیتروسلولزی منتقل شدند، با 5 گرم در دسی لیتر شیر خشک بدون چربی رقیق شده در بافر بلوتو (50 میلی مولار تریس، 150 میلی مولار NaCl، 5 میلی مولار Na2EDTA و 0.05 درصد توئین 20، pH 7.6) مسدود و در 4 انکوبه شدند.یک شبه با آنتی بادی اولیه در شیر خشک بدون چربی مصرف کنید. بارگذاری و هم ارزی انتقال با رنگ آمیزی Ponceau S و با ارزیابی بیان پروتئین خانه داری b-actin ارزیابی شد. غشاها پس از شستن در معرض آنتی بادی ثانویه (IgG ضد خرگوش بز، فناوری سیگنالینگ سلولی، بورلی، MA) کونژوگه به ​​پراکسیداز ترب کوهی با رقت 1:5 قرار گرفتند{4}}. مکان‌های واکنش آنتی‌بادی-آنتی‌ژن با استفاده از لومینسانس شیمیایی (SuperSignal West Pico Substrate، Pierce) و سیستم تصویربرداری دیجیتال Kodak Image Station 440CF مشاهده شد. در آزمایش‌های انتخابی، لکه‌ها پاک شدند. تراکم باند نرمال شد به طوری که میانگین تراکم در یک ناحیه (قشر یا مدولای خارجی) در بافت نوع وحشی (WT) نر 100 بود. هر دو جنس (نر و ماده) و هر دو ژنوتیپ (WT و KO) روی یکسان بارگذاری شدند. ژل برای این آزمایش ها عدم اشباع با بررسی توزیع شدت پیکسل در همه بلات‌های ایمنی تایید شد.

آماده سازی بافت برای ایمونوهیستوشیمی

موش ها با ایزوفلوران استنشاقی بیهوش شدند. کلیه ها با پرفیوژن قلبی درون تنی با PBS (pH 7.4) حاوی 6،{3}} U/L Na-هپارین و 120 میلی گرم در لیتر لیدوکائین و به دنبال آن پریودات-لیزین-2 درصد پارافورمالدئید حفظ شدند. به صورت عرضی به چند برش به ضخامت 2- تا 3- میلی‌متر برش دهید و سپس به مدت 24 تا 30 ساعت در دمای 4 درجه در همان فیکساتور غوطه‌ور شوید. نمونه های کلیه از هر حیوان در موم پلی استر ساخته شده با پلی اتیلن گلیکول 400 دی استئارات (Polysciences, Warrington, PA) با 10 درصد 1-هگزادکانول و مقاطع به ضخامت 2- میلی متر برش داده شد و بر روی پوشش ژلاتینی نصب شد. اسلایدها

مزیت cistanche tubulosa: افزایش توانایی جنسی

ایمونوهیستوشیمی

ایمونولوکالیزه‌سازی برای گلیکوپروتئین B خانواده Rh (Rhbg)، گلیکوپروتئین C خانواده Rh (Rhcg)، ایزوفرم مبدل Naþ / Hþ (NHE3)، گلوتامین سنتتاز (GS)، NKCC2 و AR با استفاده از روش‌های ایمونوپروکسیداز که قبلاً توضیح داده شده بود، انجام شد (20، 20 34-37). به طور خلاصه، بخش ها در اتانول موم زدایی شدند، هیدراته شدند، در Trilogy (Cell Marque, Rocklin, CA) تا 88 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه و سپس تا دمای 96 درجه به مدت 30 دقیقه حرارت داده شدند، به مدت 30 دقیقه خنک شدند و در PBS شستشو داده شدند. فعالیت پراکسیداز درون زا با انکوباسیون مقاطع در 3 درصد H2O2 در آب مقطر به مدت 45 دقیقه مسدود شد. بخش ها به مدت 15 دقیقه با بلوک پروتئینی بدون سرم (Dako Cytomation) مسدود شدند و سپس به مدت یک شب در دمای 4 درجه سانتیگراد با آنتی بادی اولیه انکوبه شدند. بخش ها در PBS شسته شدند، به مدت 30 دقیقه با IgG ضد خرگوش اسب متصل به پلیمر و پراکسیداز کونژوگه (ImmPRESS، Vector Laboratories، Burlingame، CA)، انکوبه شدند، دوباره با PBS شسته شدند، و سپس به مدت 5 دقیقه در معرض دی آمینو بنزیدین قرار گرفتند. مقاطع با آب مقطر شسته شدند، با زایلن آبگیری شدند، سوار شدند و با میکروسکوپ نوری مشاهده شدند. مقایسه‌های برچسب‌گذاری بین بخش‌هایی از همان آزمایش ایمونوهیستوشیمی انجام شد. مقاطع بر روی میکروسکوپ Zeiss Axio Imager A2 مجهز به اپتیک DIC بررسی و با استفاده از دوربین دیجیتال رنگی Axiocam 305 و نرم افزار Zen 2.3 (Zeiss) عکسبرداری شد.

ایمونولوکالیزه کردن فسفونولپیروات کربوکسی کیناز (PEPCK) با استفاده از روش‌های ایمونوپرواکسیداز اصلاح‌شده همانطور که قبلاً توضیح داده شد انجام شد (2{11}}، 22، 38-4{16}}). به طور خلاصه، بخش ها در اتانول موم زدایی شدند، هیدراته شدند، در Trilogy (Cell Marque, Rocklin, CA) تا دمای 96 درجه سانتیگراد به مدت 6{18}} دقیقه حرارت داده شدند، به مدت 30 دقیقه خنک شدند و در PBS شستشو داده شدند. فعالیت پراکسیداز درون زا با انکوباسیون مقاطع در 3 درصد H2O2 در متانول به مدت 45 دقیقه مسدود شد. برش ها با 0.5 درصد تریتون ایکس-100 در PBS به مدت 15 دقیقه تحت درمان قرار گرفتند. سپس بخش‌ها تحت چندین شستشو در PBS حاوی 1 درصد BSA، 0}.05 درصد ساپونین، و 0.2 درصد ژلاتین قرار گرفتند و سپس به مدت 15 دقیقه با بلوک پروتئینی بدون سرم (DAKO Cytomation) مسدود شد و سپس یک شب در دمای 4 درجه سانتی‌گراد انکوبه شدند. با آنتی بادی اولیه بخش ها در PBS حاوی 0.1 درصد BSA، 0.05 درصد ساپونین، و 0.2 درصد ژلاتین و سپس PBS شسته شدند و به مدت 60 دقیقه با IgG ضد خرگوش بز متصل به پلیمر، کونژوگه با پراکسیداز (MACH2، Biocare Medical، Concord، CA) انکوبه شدند. دوباره در PBS شسته شد و سپس به مدت 5 دقیقه در معرض دی آمینو بنزیدین قرار گرفت.

کنترل منفی

هر آزمایش ایمونوهیستوشیمی شامل بخشی بود که بدون آنتی‌بادی اولیه در معرض روش‌های برچسب‌گذاری ایمنی قرار می‌گرفت تا اطمینان حاصل شود که برچسب فقط به دلیل اتصال آنتی‌بادی اولیه است.

تجزیه و تحلیل مورفومتریک

چگالی حجم لوله پروگزیمال در قشر و نوار بیرونی مدولای خارجی و همچنین مجرای جمع‌آوری در قشر و نوار داخلی مدولای خارجی با استفاده از تکنیک‌های استاندارد شمارش نقطه همانطور که قبلاً توضیح داده شد تعیین شد (20-22، 41). ).

ایمونوهیستوشیمی کمی

ایمونوهیستوشیمی کمی همانطور که قبلاً توصیف و تأیید کردیم انجام شد (20، 22، 33، 37، 42). بخش‌های لوله پروگزیمال در بخش‌هایی که تحت شرایط یکسان در همان آزمایش علامت‌گذاری ایمنی توسط ناظری که به گروه درمان کور شده بود، مورد مطالعه قرار گرفتند. بخش‌های خاص لوله پروگزیمال اندازه‌گیری‌شده عبارت بودند از لوله پیچیده اولیه پروگزیمال (PCT)، که به‌عنوان بخش‌های PCT پیوسته با کپسول بومن، لوله مستقیم پروگزیمال (PST) در پرتو مدولاری، و PST در نوار بیرونی بصل‌الصلاح خارجی تعریف می‌شود. ما با استفاده از میکروسکوپ زایس Axio Imager A2 مجهز به دوربین دیجیتال رنگی Axiocam 305 و نرم‌افزار Zen 2.3 (Zeiss) و بدون تکنیک‌های بهبود تصویربرداری، از میکروگراف‌های دیجیتالی با وضوح بالا که از میدان‌های انتخابی تصادفی قشر کلیوی و نوار بیرونی مدولای خارجی گرفته شده‌اند، استفاده کردیم. . با استفاده از نرم‌افزار ImageJ (v, 1.34j, National Institutes of Health, Bethesda, MD)، ما شدت پیکسل را در یک خط مستقیم که از لومن توبول در یک سلول جداگانه کشیده شده است اندازه‌گیری کردیم. سپس این داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار نوشته‌شده سفارشی اجرا شده در Microsoft Excel 2016 تجزیه و تحلیل شدند. سپس شدت خالص در هر پیکسل روی خط به عنوان تفاوت بین شدت مطلق و میانگین شدت پیکسل پس‌زمینه اندازه‌گیری شده در خارج از سلول تعیین شد. بیان کل سلولی با ادغام شدت پیکسل خالص در کل سلول تعیین شد. ارتفاع سلول به عنوان فاصله بر حسب پیکسل بین لبه های آپیکال و قاعده جانبی سلول ها تعیین شد و با استفاده از تعیین کالیبره شده اندازه پیکسل فردی به طول مطلق تبدیل شد. حداقل 15 سلول مجزا از حداقل چهار فتومیکروگراف از هر کلیه مورد بررسی قرار گرفت. داده‌ها از تمام سلول‌های مورد بررسی از یک نوع قطعه لوله پروگزیمال معین برای به دست آوردن یک نقطه داده به ازای هر حیوان برای تجزیه و تحلیل آماری میانگین شدند.

ما تعیین کردیم که اندازه سلول و بیان پروتئین اختصاصی سلول نوع A را همانطور که قبلاً توضیح دادیم (20، 22). به طور خلاصه، ما میکروگراف‌های دیجیتالی با قدرت بالا از نوار داخلی مدولای خارجی بخش‌های بافتی که برای نشانگر اختصاصی سلولی Rhbg یا Rhcg تحت ایمونوهیستوشیمی قرار گرفته بودند، به دست آوردیم. سلول‌های تکی با استفاده از نرم‌افزار ImageJ (نسخه 1.34j، مؤسسه ملی بهداشت) محدود شدند. اندازه سلول به عنوان تعداد پیکسل ها در مناطق مشخص شده تعیین شد و با استفاده از اندازه گیری کالیبره شده پیکسل در هر میکرومتر به منطقه تبدیل شد. شدت برچسب ایمنی در هر پیکسل به عنوان تفاوت بین شدت پیکسل مطلق و شدت میانگین پس‌زمینه تعیین شد و شدت برچسب ایمنی تک سلولی با ادغام شدت پیکسل خالص در داخل سلول با استفاده از نرم‌افزار سفارشی نوشته شده در Microsoft Excel 2016 تعیین شد.

سیستانچ بیماری کلیوی را درمان می کند تا توانایی جنسی را افزایش دهد

نتایج

تأیید حذف AR خاص کلیه

انسداد دارویی AR یا حذف جهانی باعث ایجاد طیف گسترده ای از تغییرات فنوتیپی (43) می شود که می تواند به طور غیرمستقیم ساختار کلیوی و پاسخ های آمونیاکی را تغییر دهد. برای جلوگیری از این مشکلات، ما موش‌های KS-AR-KO را با استفاده از تکنیک‌های Cre loxP تولید کردیم. ما اثربخشی حذف AR کلیه را با استفاده از ایمونوهیستوشیمی تأیید کردیم (شکل 1). در موش‌های WT، ایمونوهیستوشیمی نشان‌دهنده ایمنی هسته‌ای AR محدود به لوله پروگزیمال را نشان داد. این مشابه یافته های ما در کلیه طبیعی موش بود (22). در کلیه KO، هیچ برچسب ایمنی AR قابل تشخیصی در هر دو جنس وجود نداشت (شکل 1). این یافته ها نسل موش هایی با حذف AR کلیوی را نشان می دهد.

تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS (26.2) و Microsoft Excel 2016.

از آنجایی که تستوسترون اثرات خارج کلیوی متعددی دارد، که احتمالاً می تواند به طور غیرمستقیم مکانیسم های اسید-باز کلیوی را تغییر دهد، ما این احتمال را در نظر گرفتیم که KS-AR-KO بتواند سطح تستوسترون یا استرادیول پلاسما را تغییر دهد. با این حال، غلظت تستوسترون و استرادیول پلاسما بین موش های WT و KO در هر دو جنس تفاوت معنی داری نداشت (جدول 2).

خصوصیات فیزیولوژیکی حذف AR ویژه کلیه وزن بدن در موشهای نر WT بیشتر از موشهای ماده WT بود، علیرغم عدم تفاوت جنسیتی در مصرف غذا، همانطور که قبلاً گزارش شده بود (22)، مطابق با اثرات شناخته شده خارج کلیوی جنسی بر وزن بدن. با این حال، KS-AR-KO مصرف روزانه غذا یا وزن بدن را در هر دو جنس تغییر نداد (جدول 2).

وزن کلیه در موش‌های نر WT به‌طور معنی‌داری بیشتر از موش‌های ماده WT بود (شکل 2)، مشابه آنچه قبلاً در موش‌های معمولی گزارش کرده‌ایم (22). KS-AR-KO به طور قابل توجهی وزن کلیه را در موش های نر KS-AR-KO کاهش داد، تا جایی که وزن کلیه نر KS-AR-KO تفاوت معنی داری با وزن کلیه ماده WT یا KS-AR-KO نداشت (شکل 2). . در موش ماده، KS-AR-KO وزن کلیه را به طور قابل توجهی تغییر نداد. بنابراین، تأثیر جنسیت بر وزن کلیه نیاز به بیان AR در کلیه مردان دارد.

غلظت های Naþ، K þ و بی کربنات پلاسما بین موش های WT و KS-AR-KO برای هر دو جنس تفاوت معنی داری نداشت (جدول 2). کلیرانس اوره، که به عنوان نشانگر میزان فیلتراسیون گلومرولی استفاده می شود، بین موش های WT و KS-AR-KO در هر دو جنس تفاوت معنی داری نداشت (جدول 2).

دفع خالص اسید

دفع خالص اسید شامل دو فرآیند است: دفع آمونیوم (NH4þ) و دفع اسید قابل تیتراسیون. در موش های نر، KS-AR-KO دفع آمونیاک را به طور قابل توجهی افزایش داد، که تفاوت جنسی در دفع آمونیاک را از بین برد (شکل 2). دفع آمونیاک به طور قابل توجهی در موش ماده توسط KS-AR-KO تغییر داده نشد. دفع اسید قابل تیتراسیون به طور قابل توجهی توسط KS-AR-KO در هر دو جنس تغییر نکرد (جدول 2). pH ادرار به طور قابل توجهی توسط KS-AR-KO در موش های نر کاهش یافت اما در موش های ماده کاهش یافت (جدول 2). با این حال، اثر KS-AR-KO بر دفع آمونیاک پس از در نظر گرفتن آماری pH ادرار (001.001 < 0="" با="" anova)="" همچنان="" ادامه="" داشت.="" بنابراین،="" لوله="" پروگزیمال="" ar="" میانجی="" تفاوت‌های="" جنسی="" در="" دفع="" آمونیاک="" در="" موش‌های="" نر="" است،="" اما="" حذف="" آن="" تأثیر="" معنی‌داری="" بر="" دفع="" آمونیاک="" در="" موش‌های="" ماده="">

اثر حذف AR ویژه کلیه بر ساختار لوله پروگزیمال

توبول های پروگزیمال نسبت بیشتری از حجم قشر در کلیه مردان را نسبت به کلیه زنان تشکیل می دهند و این به تستوسترون وابسته است (20، 22). بنابراین، ما اثرات حذف KS-AR را در موش‌های نر و ماده بر ساختار لوله پروگزیمال تعیین کردیم. با استفاده از برچسب ایمنی PEPCK به عنوان یک نشانگر اختصاصی توبول پروگزیمال، ایمونوهیستوشیمی به صورت کیفی نشان داد که KS-AR-KO نسبت قشر که توبول پروگزیمال بود را کاهش داد (شکل 3A). تجزیه و تحلیل کمی، با استفاده از تکنیک های شمارش نقطه رسمی (41)، نشان داد که KS-AR-KO به طور قابل توجهی تراکم حجم لوله پروگزیمال را در قشر نرها کاهش داد، که به موازات تغییر وزن کلیه است (شکل 3B). در مقابل، در نوار بیرونی مدولای بیرونی، KS-AR-KO تراکم حجم لوله پروگزیمال را در موش‌های نر به طور قابل توجهی تغییر نداد (شکل 3B). در موش‌های ماده، KS-AR-KO از نظر کیفی نسبت قشر را که توبول پروگزیمال بود تغییر نداد (شکل 3A) و از نظر کمی چگالی حجم لوله پروگزیمال را در قشر یا مدولای بیرونی تغییر نداد (شکل 3B). تفاوت جنسی در تراکم حجم لوله پروگزیمال قشر موجود در موش WT در موش KS-AR-KO وجود نداشت. بنابراین، در کلیه مردان، AR واسطه تفاوت های جنسیتی در تراکم حجم لوله پروگزیمال در قشر است. در بصل النخاع خارجی، به نظر نمی رسد بیان AR بر تراکم حجم لوله پروگزیمال در هر دو جنس تأثیر بگذارد.

به نظر می رسد این تغییرات در ساختار لوله پروگزیمال در موش های نر KS AR-KO شامل تغییراتی در اندازه سلول باشد. در موش های نر، KS-AR-KO ارتفاع سلول های لوله پروگزیمال را به طور قابل توجهی در هر دو PCT و PST قشر، یعنی در سراسر قشر کاهش داد (شکل 3C). ارتفاع سلول در PST در مدولای خارجی به طور قابل توجهی تغییر نکرد (شکل 3C). این نتایج به موازات یافته های چگالی حجمی است. حذف AR ویژه کلیه در موش های ماده باعث تغییر ارتفاع سلول های توبول پروگزیمال در PCT، PST قشر مغز یا PST در بصل النخاع خارجی نمی شود، که به موازات عدم تأثیر بر تراکم حجم و اندازه کلی کلیه در کلیه ماده است (شکل 2). 2B).

وزن کلیه، تراکم حجم لوله پروگزیمال قشر مغز، و ارتفاع سلول در PCT و PST قشر همگی در کلیه مردان WT بیشتر از کلیه زنان WT بود، که به موازات مشاهدات قبلی ما است (20، 22). در موش‌های نر KS-AR-KO، این تفاوت جنسیتی دیگر وجود نداشت، و هر یک از این پارامترها با آنچه در موش‌های ماده WT یا KS-AR-KO مشاهده شد تفاوت معنی‌داری نداشت. بنابراین، تفاوت جنسی در وزن کلیه، تراکم حجم لوله پروگزیمال قشر و ارتفاع سلول در PCT و PST قشر به بیان AR بستگی دارد.

اثر حذف AR ویژه کلیه بر ساختار مجرای جمع کننده

تفاوت‌های جنسی مهمی در مجرای جمع‌آوری وجود دارد، به طوری که چگالی حجم مجرای جمع‌آوری در نسبت قشر یا مدولای بیرونی که مجرای جمع‌آوری کننده آن در موش‌های نر یا ماده بیشتر بود (شکل 4A). تجزیه و تحلیل مورفومتریک کمی نشان داد که KS-AR-KO تراکم حجم مجرای جمع آوری را به طور قابل توجهی در قشر یا مدولای بیرونی در هر دو جنس تغییر نمی دهد (شکل 4B). بنابراین، AR کلیه باعث ایجاد دوشکلی جنسی در جمع آوری تراکم حجم مجرای نمی شود.

بیان آنزیم آمونیاژیک نتایج در دفع خالص اسید نشان می‌دهد که حذف AR ویژه کلیه، دفع آمونیاک را در موش‌های نر افزایش می‌دهد، حتی اگر تراکم حجم لوله پروگزیمال و ارتفاع سلول در قشر را کاهش دهد. این نشان می دهد که اثرات بر دفع آمونیاک را نمی توان صرفاً به هیپرتروفی لوله پروگزیمال که منجر به افزایش تولید آمونیاک می شود نسبت داد و در عوض نتیجه اثرات جداگانه و خاص بر تولید آمونیاک و / یا انتقال آمونیاک است. بنابراین، ما در مرحله بعد پروتئین های کلیدی را که در پیدایش آمونیاک و انتقال آمونیاک دخیل هستند بررسی کردیم.

PEPCK یک آنزیم کلیدی لوله پروگزیمال مورد نیاز برای تولید آمونیاک است و منحصراً در لوله پروگزیمال کلیه یافت می شود (16، 44). در موش های نر، KS-AR-KO بیان PEPCK قشر مغز را به طور قابل توجهی افزایش داد. هیچ اثر KS-AR-KO در موش ماده وجود نداشت (شکل 5A). افزایش بیان PEPCK در موش‌های نر KS-AR-KO باعث حذف تفاوت جنسی در موش‌های WT شد (شکل 5A). بررسی بیان نشان‌های ایمنی PEPCK نشان داد که موش‌های نر KS-AR-KO نسبت به موش‌های WT، شدت برچسب ایمنی PEPCK بیشتری در PCT و PST قشر مغز داشتند (شکل 5B). در نوار بیرونی بصل النخاع خارجی، هیچ تفاوت قابل تشخیصی در شدت نشانگر ایمنی PEPCK وجود نداشت (شکل 5B). ایمونوهیستوشیمی کمی موش‌های نر نشان داد که KS-AR-KO شدت برچسب ایمنی PEPCK را به‌طور قابل‌توجهی در PCT و PST قشر مغز افزایش داد، اما نه در نوار بیرونی بصل‌الصلاح خارجی (شکل 5C). بنابراین، در موش‌های نر، اما نه در موش‌های ماده، بیان توبول پروگزیمال AR بیان PEPCK را در بخش‌های لوله پروگزیمال قشر مغز کاهش می‌دهد، اما در PST در بصل‌الصلاح بیرونی.

لوله پروگزیمال دارای قابلیت بازیافت آمونیاک شامل GS است (37، 42، 45، 46). در هیچ یک از موش های نر و ماده، KS-AR-KO به طور قابل توجهی بیان GS را تغییر نداد (شکل 5D). بنابراین، AR کلیه به نظر نمی رسد بیان GS را تعدیل کند.

اثر حذف AR خاص کلیه بر بیان NBCe1

NBCe1 یک پروتئین غشایی انتگرال لوله پروگزیمال با نقش عمده در بازجذب بی کربنات فیلتر شده است که متابولیسم آمونیاک را نیز تنظیم می کند (47-49). دو نوع پیوند NBCe1، NBCe{4}}A، و NBCe1-B، در کلیه موش وجود دارد (50، 51). با استفاده از یک آنتی بادی pan-NBCe1، که هر دو نوع NBCe1 را شناسایی می کند، دریافتیم که KS-AR-KO به طور قابل توجهی بیان NCBe1 قشر مغز را در کلیه مردان، اما نه زنانه، کاهش داد (شکل 6A).

اثر حذف AR ویژه کلیه بر ناقلین آمونیاک دفع آمونیاک کلیوی شامل انتقال هماهنگ NH3/NH4þ توسط پروتئین های غشایی خاص است (10، 16، 52). این شامل ناقلین در لوله پروگزیمال (NHE3)، TAL حلقه هنله (NKCC2) است و برچسب ایمنی مجرای جمع‌آوری در بخش‌های لوله پروگزیمال مدولاری بیرونی (شکل 6C) قابل تشخیص نبود، همانطور که قبلاً گزارش شد (48). سپس از تجزیه و تحلیل کمی ایمونوهیستوشیمی برای تعیین کمیت تغییرات خاص بخش در بیان NBCe{11}} استفاده کردیم. این نشان داد که KS-AR KO در موش‌های نر باعث کاهش بیان NBCe در PCT و PST قشر مغز می‌شود (شکل 6D). بنابراین، بیان AR، NBCe توبول پروگزیمال قشری را تنظیم می‌کند1-یک بیان را در کلیه مردان و نه در کلیه زنان.

(Rhbg و Rhcg). تفاوت های جنسی در دفع آمونیاک با تفاوت در بیان هر یک از آنها ارتباط دارد (6، 20)، و تستوسترون بیان هر دو NHE3 و NKCC2 را تنظیم می کند (22). NKCC2 واسطه جذب مجدد آمونیاک TAL است (10، 16، 52). در موش های نر، KS-AR-KO بیان پروتئین NKCC2 را با استفاده از تجزیه و تحلیل immunoblot به طور قابل توجهی افزایش داد. در موش های ماده، هیچ تغییر قابل توجهی وجود نداشت (شکل 8). این تغییر در بیان در موش‌های نر احتمالاً به تغییر شنت آمونیاک مدولاری کمک می‌کند و در نتیجه اثر KS-AR-KO را برای افزایش دفع آمونیاک در موش‌های نر تسهیل می‌کند.

گلیکوپروتئین‌های Rh Rhbg و Rhcg پروتئین‌های اولیه‌ای هستند که ترشح آمونیاک مجرای جمع‌آوری‌کننده را واسطه می‌کنند و بیان آن‌ها به طور کلی به موازات تغییرات در دفع آمونیاک است (10، 16، 52). با این حال، KS-AR-KO به طور قابل توجهی بیان پروتئین Rhbg را در موش‌های نر یا ماده KS-AR-KO در قشر یا نوار داخلی مدولای بیرونی تغییر نداد (شکل 9). اثرات بر بیان Rhcg مشابه بود. ایمونوهیستوشیمی Rhcg که به صورت کیفی و با استفاده از ایمونوهیستوشیمی کمی ارزیابی شد، هیچ تغییر قابل‌توجهی در شدت برچسب ایمونوهیستوشیمی Rhcg در سلول‌های درونی نوار بیرونی مدولای خارجی در هر دو جنس نشان نداد (شکل 10). بنابراین، AR کلیه به نظر نمی رسد بیان Rhbg یا Rhcg را تعدیل کند.

بحث

مطالعه حاضر اطلاعات مهم جدیدی را در مورد مکانیسم چگونگی تعدیل AR دیمورفیسم های جنسی در کلیه ارائه می دهد. از آنجایی که AR دارای نقش های خارج کلیوی متعددی است که می تواند درک نقش آن در کلیه را پیچیده کند، ما اولین موش KS-AR-KO را ایجاد کردیم. KS-AR-KO در موش‌های نر باعث افزایش دفع آمونیاک شد، در عین حال اندازه کلی کلیه، تراکم حجم لوله پروگزیمال و ارتفاع سلول‌های لوله پروگزیمال را کاهش داد و تفاوت‌های جنسی قبلاً شناسایی شده را حذف کرد. بیان پروتئین های کلیدی متعدد (PEPCK و NKCC2) درگیر در حمل آمونیاک توسط KS-AR-KO افزایش یافت، که احتمالاً در افزایش دفع آمونیاک نقش دارد. به طور همزمان، بیان سایر پروتئین‌ها (NHE3 و NBCe{9}}A) کاهش یافت که منجر به کاهش تغییرات در دفع آمونیاک می‌شود. KS-AR-KO هیچ اثر قابل تشخیصی در موش های ماده یا مجرای جمع آوری هر دو جنس نداشت. جدول 3 این اثرات را نشان می دهد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که مدیریت آمونیاک کلیوی و ساختار لوله پروگزیمال شامل مسیرهای سیگنالینگ وابسته به AR کلیه در قشر کلیه مردانه است، اما نه کلیه زنان و نه در بصل النخاع خارجی هر دو جنس.

اولین یافته اصلی در این مطالعه این است که بیان AR میانجی تفاوت جنسی در اندازه کلیه است. مطالعات قبلی بر روی انسان، موش و موش نشان داده است که کلیه نر بزرگتر از کلیه ماده است (3، 56، 57). اولین شواهد مبنی بر اینکه این شامل یک مسیر سیگنالینگ وابسته به تستوسترون است، مشاهده این بود که تجویز بیش از حد آندروژن به طور کیفی اندازه لوله پروگزیمال موش را افزایش می‌دهد (57). شواهد بیشتر در مردان بالغ حاکی از آن است که افزایش وابسته به دوز در حجم کلیه وجود دارد که به ازای هر 100 میلی گرم مکمل تستوسترون در هفته، 4.{7}}cm3 افزایش می‌یابد (58). ما اخیراً نشان داده‌ایم که موش‌های نر کلیه و اندازه لوله پروگزیمال بیشتری نسبت به موش‌های ماده دارند (20، 22) و این تفاوت‌ها وابسته به تستوسترون هستند (22). مطابق با این یافته‌های قبلی، مطالعه حاضر نشان می‌دهد که در موش‌های نر، بیان AR کلیوی هم اندازه کل کلیه و هم اندازه توبول پروگزیمال را تنظیم می‌کند. علاوه بر این، KS-AR-KO باعث می شود که اندازه کلیه مردان با بیان AR دست نخورده یکسان باشد. بنابراین، در موش‌های نر، تستوسترون که از طریق مسیرهای سیگنال‌دهی وابسته به AR کلیوی عمل می‌کند، می‌تواند به طور کامل علت دوشکلی جنسی در کلیه و اندازه لوله پروگزیمال باشد.

دومین یافته اصلی این است که تفاوت‌های مبتنی بر جنسیت در دفع آمونیاک از طریق مسیرهای وابسته به AR در موش‌های نر انجام می‌شود. مطالعات قبلی ما نشان داد که موش‌های ماده تقریباً دو برابر موش‌های نر آمونیاک ادراری دفع می‌کنند (20-22)، از مسیرهای پاسخ متفاوتی برای پاسخ به بارگیری اسید استفاده می‌کنند (21) و اینکه تفاوت در دفع آمونیاک پایه وابسته به تستوسترون است. مکانیسم (22). مطالعه حاضر با نشان دادن اینکه KS-AR-KO دیمورفیسم جنسی در دفع آمونیاک را از بین می برد این یافته ها را گسترش می دهد. تغییرات در بارهای اسید ثابت جیره می تواند دفع آمونیاک را تغییر دهد، اما تغییرات در دفع آمونیاک در موش های با حذف AR را نمی توان به این مکانیسم نسبت داد زیرا KS-AR-KO مصرف غذا را تغییر نداد. بیشتر تغییراتی که در متابولیسم آمونیاک رخ می دهد، مانند اسیدوز متابولیک یا هیپوکالمی، منجر به تغییراتی در اندازه کلیه و لوله پروگزیمال می شود که موازی با دفع آمونیاک است (59-61). با این حال، موش‌های نر با حذف AR کلیوی، دفع آمونیاک را افزایش داده‌اند، اما کل کلیه و اندازه توبول پروگزیمال را کاهش داده‌اند، که نشان می‌دهد اثر بر دفع آمونیاک یک پاسخ غیر اختصاصی به تغییرات توده کلیوی نیست. این اندازه ناهماهنگ کلیه و پاسخ آمونیاک در پاسخ به حذف AR کلیوی با یافته های مطالعات قبلی ما با استفاده از مدل گنادکتومی که اثر تستوسترون را ارزیابی می کرد، مشابه است (22). بنابراین، در موش‌های نر، تستوسترون که از طریق AR کلیوی در نرها عمل می‌کند، دفع آمونیاک را از طریق مسیرهایی تنظیم می‌کند که به تأثیرات روی اندازه کلیه، اندازه لوله پروگزیمال، و بارهای اسید درون‌زا مربوط به مصرف غذا مربوط نمی‌شود.

اکثر تولید آمونیاک در لوله پروگزیمال رخ می دهد. کار قبلی ما دوشکلی های جنسی را در تولید آمونیاک لوله پروگزیمال که به تستوسترون مشتق شده از بیضه وابسته است شناسایی کرده است (22). نتایج مطالعه حاضر این یافته‌ها را با نشان دادن اینکه AR کلیه در موش‌های نر بیان آنزیم تولیدکننده آمونیاک PEPCK را تنظیم می‌کند، اما نه آنزیم بازیافت آمونیاک GS را گسترش می‌دهد. این اثر بر بیان PEPCK یک اثر غیر اختصاصی مربوط به تغییرات در اندازه توبول پروگزیمال نیست، زیرا اثرات حذف AR کلیه بر اندازه لوله پروگزیمال برعکس اثرات آن بر بیان PEPCK است. علاوه بر این، یافته‌ها که حذف AR کلیوی بیان GS را تغییر نمی‌دهد نشان می‌دهد که GS از طریق مکانیسم‌هایی متمایز از مکانیسم‌هایی که برای PEPCK استفاده می‌شود تنظیم می‌شود.

آمونیاک تولید شده در لوله پروگزیمال ترجیحاً از طریق یک مکانیسم وابسته به NHE{0}}در مایع مجرا ترشح می‌شود (54، 55). مطالعات قبلی نشان داده اند که از دست دادن تستوسترون بیان NHE3 را کاهش می دهد (22، 62). یافته‌های مطالعه حاضر این یافته‌ها را با نشان دادن اینکه حذف AR کلیوی در موش‌های نر بیان NHE3 را کاهش می‌دهد، بیشتر گسترش می‌دهد. بنابراین، به نظر می رسد تستوسترون که از طریق فعال سازی AR عمل می کند، بیان NHE3 توبول پروگزیمال قشر مغز را افزایش می دهد. با این حال، مهم است که بدانیم این اثرات موازی با دفع آمونیاک نیستند و در عوض پیش‌بینی می‌شود که تغییرات مشاهده شده در دفع آمونیاک را به حداقل برساند. در عوض، از آنجایی که NHE3 برای جذب مجدد NaCl فیلتر شده و آب نیز حیاتی است، این اثرات ممکن است به بازجذب بیشتر NaCl در لوله پروگزیمال موجود در مردان کمک کند (6، 7).

بازجذب آمونیاک در TAL، گرادیان آمونیاک بینابینی لازم برای جمع آوری ترشح آمونیاک مجرای را ایجاد می کند (63، 64). مطالعات قبلی از گروه ما نشان داده است که بیان NKCC2 در موش‌های ماده بیشتر از موش‌های نر است (20-22)، که در پاسخ NKCC2 به بارگیری اسید، دوشکلی جنسی وجود دارد (21)، و تفاوت در بیان پایه NKCC2 شامل یک مکانیسم وابسته به تستوسترون است (22). مطالعه حاضر نشان می دهد که از دست دادن AR کلیه در موش های نر بیان NKCC2 را افزایش می دهد. بزرگی این اثر تقریباً با تفاوتی که ما بین موش‌های نر و ماده شناسایی کرده‌ایم یکسان بود (20، 21) و در مطالعه حاضر، دوشکلی جنسی بیان NKCC2 را حذف کرد. علاوه بر این، تفاوت شناسایی‌شده بین موش‌های نر با حذف AR و AR دست‌نخورده کلیوی با تفاوت‌های شناسایی‌شده قبلی ما بین موش‌های نر با ارکیکتومی در مقایسه با گروه‌های کنترل دست‌نخورده و تحت عمل شبیه‌سازی شده است (24). بنابراین، به نظر می‌رسد که تستوسترون که از طریق AR عمل می‌کند، میانجی دوشکلی جنسی در بیان NKCC2 است. با این حال، به نظر می رسد این مقررات غیرمستقیم باشد، زیرا هیچ بیان AR قابل تشخیص در TAL در گزارش قبلی ما (22) و یا در مطالعه حاضر وجود نداشت. یکی از مکانیسم‌های غیرمستقیم ممکن که این مشاهدات را توضیح می‌دهد این است که در مردان، حذف AR منجر به کاهش اندازه توبول پروگزیمال می‌شود که در ترکیب با کاهش بیان NHE3 لوله پروگزیمال، افزایش تحویل املاح به TAL را افزایش می‌دهد که بیان NKCC2 را تحریک می‌کند.

ترشح آمونیاک مجرای جمع‌آوری عامل تعیین‌کننده اصلی دفع آمونیاک ادراری است و گلیکوپروتئین‌های Rh Rhbg و Rhcg ناقل آمونیاک مجرای جمع‌آوری اولیه هستند (16، 65-68). ما قبلاً دوشکلی‌های جنسی را در جمع‌آوری تراکم حجم مجرای و بیان گلیکوپروتئین‌های Rh نشان داده‌ایم، با موش‌های ماده دارای تراکم حجم مجرای جمع‌آوری‌کننده، اندازه سلول درون‌آمیزی و بیان Rhbg و Rhcg (20). مطالعه حاضر هیچ تغییر قابل تشخیصی در چگالی حجم مجرای جمع‌آوری یا بیان Rhbg و Rhcg در پاسخ به KS-AR-KO در موش‌های نر یا ماده پیدا نکرد. این به موازات فقدان اثر کمبود تستوسترون، ناشی از ارکیکتومی، بر تراکم حجم مجرای جمع‌آوری‌کننده، اندازه سلول‌های درونی و بیان Rhbg و Rhcg است (22). نتیجه می گیریم که دوشکلی جنسی در مجرای جمع کننده از طریق مکانیسم هایی رخ می دهد که شامل تستوسترون و مسیرهای سیگنالینگ وابسته به AR نیست.

به نظر می رسد که بصل النخاع خارجی نسبت به قشر مغز به جنسیت، تستوسترون و AR پاسخ متفاوتی می دهد. برخلاف قشر کلیوی، در بصل النخاع خارجی، هیچ دوشکلی جنسی در تراکم حجم لوله پروگزیمال یا ارتفاع لوله پروگزیمال وجود ندارد (20)، هیچ اثری از کمبود تستوسترون ناشی از ارکیکتومی بر این پارامترها وجود ندارد (22)، و هیچ اثری از کلیه وجود ندارد. حذف AR (مطالعه حاضر). این عدم تأثیر جنسیت، تستوسترون و بیان AR به دلیل عدم وجود بیان AR نیست، زیرا ما بیان AR را در کل لوله پروگزیمال، از جمله در مدولای خارجی نشان داده‌ایم (22). درک مکانیسم های زیربنایی این تفاوت محوری در پاسخ توبول پروگزیمال به جنسیت، تستوسترون و AR یک راه مهم برای تحقیقات آینده خواهد بود.

مشاهده نهایی این است که حذف AR اثرات قابل تشخیصی بر کلیه زنان ندارد. AR در کل توبول پروگزیمال در هر دو جنس وجود دارد و اگرچه در زنان در سطوح پایین‌تر بیان می‌شود، تفاوت مطلق در بیان تنها - 50 درصد بود (22). تا حدی، فقدان اثر حذف AR می‌تواند نشان‌دهنده کاهش فعال‌سازی AR توسط تستوسترون در گردش باشد، که همانطور که در مطالعه حاضر نشان داده شد، در زنان به‌طور قابل‌توجهی کمتر از مردان است. با این حال، ایمونوهیستوشیمی محلی سازی AR هسته ای قابل توجهی را در کلیه زنان نشان می دهد (مرجع 22 و مطالعه حاضر)، که به طور معمول فعال شدن فرآیندهای سیگنال دهی وابسته به AR را نشان می دهد. این مشاهدات این احتمال را مطرح می‌کند که سایر تفاوت‌های وابسته به جنس، مکانیسم‌های سیگنالینگ وابسته به AR را در لوله پروگزیمال زن مختل می‌کنند.

چشم اندازها و اهمیت

درک بهتر مکانیسم و ​​پیامدهای بیولوژیکی تأثیر جنسیت بر ساختار کلیه و متابولیسم آمونیاک برای بهینه‌سازی توانایی ما در مراقبت از مردان و زنان مبتلا به اختلالات اسید-باز ضروری است. علیرغم پیشرفت‌های اخیر در درک ما از تأثیر رابطه جنسی بر متابولیسم آمونیاک و نقش AR کلیه، مطالعات بیشتری مورد نیاز است. مطمئناً اثرات مستقل از تستوسترون در رابطه جنسی وجود دارد که مکانیسم آن در حال حاضر به طور کامل شناخته نشده است. این که آیا این شامل اثرات مستقیم سایر هورمون‌های استروئیدی جنسی مانند استروژن یا پروژسترون باشد، اثرات غیرمستقیم فعال‌سازی توبول پروگزیمال AR یا اثرات کروموزوم‌های جنسی که مستقل از هورمون‌های غدد جنسی هستند، مسائل مهمی برای مطالعات آینده خواهد بود.

سیستانچ مشکلات کلیوی را برطرف کرده و کعملکرد idney

قدردانی

ما از دکتر شارون دبلیو. متیوز و چائو چن (دانشگاه فلوریدا، کالج پزشکی آزمایشگاه هسته میکروسکوپ الکترونی) برای پردازش بافت عالی برای آزمایش های ایمونوهیستوشیمی ما تشکر می کنیم. ما از مرکز تحقیقات پزشکی دانشگاه ویرجینیا برای سنجش و تجزیه و تحلیل لیگاند برای اندازه گیری سطح تستوسترون سرم تشکر می کنیم. ما از دکتر گیل پرینس برای تهیه آنتی بادی های ضد AR و تخصص آنها در AR تشکر می کنیم.

افشاگری ها

هیچ تضاد منافع، مالی یا غیر آن، توسط نویسندگان اعلام نشده است.

مشارکت های نویسنده

ANH و IDW ایده و طراحی تحقیق کردند. ANH، RAC، H.-WL، و JWV آزمایش‌ها را انجام دادند. ANH، RAC، H.-WL، JWV، و IDW تجزیه و تحلیل داده ها. ANH، RAC، JWV، و IDW نتایج آزمایش‌ها را تفسیر کردند. ANH ارقام تهیه کرد. ANH نسخه خطی را تهیه کرد. ANH، RAC، H.-WL، JWV، و IDW نسخه خطی را ویرایش و اصلاح کردند. ANH، RAC، H.-WL، JWV، و IDW نسخه نهایی نسخه خطی را تایید کردند.

منابع

1. مؤسسه پزشکی کمیته درک زیست شناسی جنسیت و جنسیت D; Wizemann TM، Pardue ML (ویراستاران). بررسی نقش بیولوژیکی در سلامت انسان: آیا جنسیت مهم است؟ واشنگتن، دی سی: انتشارات آکادمی ملی، 2001. doi: 10.17226/ 10028.

2. Karp NA، Mason J، Beaudet AL، Benjamini Y، Bower L، Braun RE، و همکاران. شیوع دوشکلی جنسی در صفات فنوتیپی پستانداران. Nat Commun 8: 15475، 2017. doi:10.1038/ncomms15475.

3. Sabolić I، Asif AR، Budach WE، Wanke C، Bahn A، Burckhardt G. تفاوت های جنسیتی در عملکرد کلیه. Pflugers Arch 455: 397-429, b2007. doi:10.1007/s00424-007-0308-1.

4. Ramirez LA، Sullivan JC. تفاوت های جنسی در فشار خون بالا: جایی که بوده ایم و به کجا می رویم. Am J Hypertens 31: 1247-1254,2018. doi:10.1093/ajh/hpy148.

5. Layton AT، Sullivan JC. پیشرفت های اخیر در تفاوت های جنسی در عملکرد کلیه. Am J Physiol Renal Physiol 316: F328–F331، 2019. doi:10.1152/ajprenal.00584.2018.

6. Veritas LC، Girardi ACC، Curry J، Pei L، Ralph DL، Tran A، Castelo-Branco RC، Pastor-Soler N، Arranz CT، Yu ASL، McDonough AA. الگوی دوشکلی جنسی ناقلان کلیه و هموستاز الکترولیت ها J Am Soc Nephrol 28: 3504–3517، 2017. doi:10.1681/ASN.

7. لی کیو، مک‌دوناف AA، لیتون HE، لیتون AT. پیامدهای عملکردی دوشکلی جنسی الگوهای ناقل همراه با لوله پروگزیمال موش: مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل Am J Physiol Renal Physiol 315: F692–F700، 2018. doi:10.1152/ajprenal.00171.2018.

8. میچ ما. پیامدهای متابولیک و بالینی اسیدوز متابولیک J Nephrol 19 Suppl 9: S70–S75، 2006.

9. Hamm LL، Nakhoul N، Hering-Smith KS. هموستاز اسید-باز. Clin J Am Soc Nephrol 10: 2232–2242، 2015. doi:10.2215/ CJN.07400715.

10. وینر آیدی، میچ وی، ساندز جی ام. متابولیسم اوره و آمونیاک و کنترل دفع نیتروژن کلیوی. Clin J Am Soc Nephrol 10: 1444–1458، 2015. doi:10.2215/CJN.10311013.

11. اشتباه ای، دیویس HE. دفع اسید در بیماری کلیوی QJ Med 28: 259-313، 1959.

12. Baertl JM، Sancetta SM، Gabuzda GJ. ارتباط کاهش حاد پتاسیم با متابولیسم آمونیوم کلیه در بیماران مبتلا به سیروز J Clin Invest 42: 696-706، 1963. doi:10.1172/JCI104761.

13. Maher T, Schambelan M, Kurtz I, Hunter HN, Jones JW, Sebastian A. بهبود اسیدوز متابولیک با محدودیت پتاسیم رژیم غذایی در بیماران هیپرکالمیک با نارسایی مزمن کلیوی. J Lab Clin Med 103: 432-445، 1984.

14. Shear L, Gabuzda GJ. کمبود پتاسیم و اضافه بار آمونیوم درون زا از کلیه. Am J Clin Nutr 23: 614–618، 1970. doi:10.1093/acne/23.5.614. F642 AJP-Renal Physiol doi:10.1152/ajprenal.00260.2021 www.ajprenal.org

15. Tannen RL، McGill J. تأثیر پتاسیم بر تولید آمونیاک کلیه. Am J Physiol 231: 1178-1184، 1976. doi:10.1152/ajplegacy. 1976.231.4.1178.

16. وینر آیدی، Verlander JW. انتقال دهنده های آمونیاک و نقش آنها در تعادل اسید و باز Physiol Rev 97: 465–494، 2017. doi:10.1152/ physrev.00011.2016.

17. Kovesdy CP, Anderson JE, Kalantar-Zadeh K. ارتباط سطوح بی کربنات سرم با مرگ و میر در بیماران مبتلا به CKD غیر وابسته به دیالیز. Nephrol Dial Transplant 24: 1232-1237، 2009. doi:10.1093/ndt/gfn633.

18. Navaneethan SD، Schold JD، Arrigain S، Jolly SE، Wehbe E، Raina R، Simon JF، Srinivas TR، Jain A، Schreiber MJ Jr، Nally JV Jr. بی کربنات سرم و مرگ و میر در مرحله 3 و مرحله 4 بیماری مزمن کلیه . Clin J Am Soc Nephrol 6: 2395–2402، 2011.

19. Raphael KL, Murphy RA, Shlipak MG, Satterfield S, Huston HK, Sebastian A, Sellmeyer DE, Patel KV, Newman AB, Sarnak MJ, Ix JH, Fried LF; مطالعه ABC سلامت. غلظت بی کربنات، وضعیت اسید-باز، و مرگ و میر در مطالعه سلامت، پیری و ترکیب بدن Clin J Am Soc Nephrol 11: 308–316، 2016.

20. Harris AN، Lee HW، Osis G، Fang L، Webster KL، Verlander JW، Weiner ID. تفاوت در متابولیسم آمونیاک کلیه در کلیه های مردانه و زنانه Am J Physiol Renal Physiol 315: F211–F222, 2018. doi:10.1152/ajprenal.00084.2018.