若い犬の異形成腎臓における神経型一酸化窒素シンターゼとレニンの発現
Dec 06, 2021
概要：
腎臓のレニンと神経型一酸化窒素シンターゼは、レニン-アンギオテンシンと尿細管糸球体フィードバックシステムを制御します。 本研究では、レニンと神経型一酸化窒素シンターゼの発現を調査しました。異形成腎臓3匹の若い犬の。 の傍糸球体および尿細管細胞で発生するレニン免疫反応性異形成腎臓、若い犬の正常な腎臓のそれと異ならなかった。 正常な腎臓の緻密斑細胞は神経型一酸化窒素シンターゼ免疫反応性を示したが、形成異常の腎臓の緻密斑細胞は明らかなシグナルを示さなかった。 この観察は、の病理学的メカニズムと相関している可能性があります腎不全若い犬で。
キーワード: 慢性腎臓病、異形成腎臓、免疫組織化学、神経型一酸化窒素シンターゼ、レニン
詳細については、以下にお問い合わせください。joanna.jia@wecistanche.com
腎不全若い犬に時々発生します。 そのような場合、組織学的検査は頻繁に実証します異形成腎臓病変。 ただし、で発生する病態生理学的メカニズム異形成腎臓犬の数は不明なままです。 最近、シクロオキシゲナーゼ（COX）-2の減衰を慢性腎臓病と若い犬で異形成腎臓免疫組織化学的分析を使用する[19]。
COX -2は、胎児および新生児期の正常な腎臓の発達に不可欠な誘導性炎症酵素です[12、15]。 出生後、COX -2は腎臓で構成的に発現し、太い上肢の緻密斑（MD）の制限された領域に集中します[1、4、22]。 MDは、糸球体の血管極に隣接する特殊な領域です。 レニン分泌と尿細管糸球体フィードバック（TGF）システムを制御します。 MD細胞で発現するCOX-2は、これらのメカニズムを調節します[6、8]。 COX -2に加えて、MD細胞でも発現する神経型一酸化窒素合成酵素（nNOS）は、TGFシステムの主要な調節因子であることが知られています[3、18]。 MDで共発現するこれらの2つの分子は、互いに相互作用することが知られています[2、5、9]。 本研究では、レニンとnNOSの発現を調べた異形成腎臓免疫組織化学により、COX-2の減衰が異形成腎臓若い犬のレニン-アンギオテンシン系とTGF系の破壊を誘発します。
のホルマリン固定パラフィンブロック異形成腎臓若い犬から（n {{{{1 0}}}}）、若い犬からの正常な腎臓（n =3）、および成犬からの正常な腎臓（n =4）は病歴と組織の準備が以前に説明された以前の研究で使用されたものと同じです[19]。 この研究は、鹿児島大学の動物実験委員会（VM15020）によって承認されました。 切片は3-µmの厚さで調製され、レニンとnNOSの免疫組織化学的分析は以下のプロトコルに従って実行されました。 （2）nNOS用の10 mMクエン酸バッファー（pH 6.0）でのマイクロ波加熱による抗原回復。 （3）3％H2O2との30分間のインキュベーション。 （4）リン酸緩衝生理食塩水で希釈したレニンの場合は3％ウシ血清アルブミン（Sigma-Aldrich、ミズーリ州セントルイス）、nNOSの場合は0.25％カゼイン（Sigma-Aldrich）で30分間ブロッキングします。 （5）ウサギ抗組換えレニンポリクローナル抗血清（筑波大学村上博士提供）の1：3、000希釈液または1：3、{{31 }}ブロッキング溶液でのウサギ抗nNOSポリクローナル抗血清（Cayman Chemical、Ann Arbor、MI、USA）の希釈。 （6）ペルオキシダーゼ-ポリマー結合ユニバーサル抗体（抗マウス免疫グロブリン（Ig）Gおよび抗ウサギIgG;単純染色MAX-PO [MULTI]; Nichirei Biosciences、Tokyo、Japan）と室温で30分間インキュベートします。 ; （7）3,3'-ジアミノベンジジンシステム（3,3'-ジアミノベンジジン緩衝液錠剤; Merck、ダルムシュタット、ドイツ）を使用した免疫シグナル検出。 ネガティブコントロールセクションでは、一次抗体の代わりに通常のウサギIgG（Lab Vision、Fremont、CA、USA）を使用しました。
レニン免疫反応性のランダム化形態計測分析は、以前に記載された方法[20]に従って実行されました。 簡単に言えば、レニン指数は、糸球体の総数に対するレニン陽性細動脈の総数の比率として定義され、糸球体100個あたりで表された。 グループ間の差異は、SPSSバージョン24（IBM SPSS Statistics、米国ニューヨーク州アーモンク）を使用したボンフェローニの多重比較法を使用して分析されました。
組織病理学的診断は、PicutとLewisによる犬の腎異形成の顕微鏡基準に従って実施されました[14]。 3つの症例すべての組織学的セクションは非同期分化を示し、これは胎児/未成熟糸球体を伴う病変の存在を示しています。 尿細管損傷、間質性線維症、および硬化性糸球体などのさまざまな重症度の二次的変化が、成熟した腎組織内で観察された。
の中に異形成腎臓、レニン免疫反応性シグナルは傍糸球体細胞（JGC）で観察され（図1A）、尿細管細胞は遠位ネフロンに位置していた（図1B）。 一部の糸球体では、いくつかの細胞が血管極の近くでレニン陽性のシグナルを示しました（図1A）。 若い対照腎臓では、レニン信号は、JGCとMD細胞を含む遠位尿細管の両方で検出されました。 成人の対照腎臓では、レニン陽性シグナルはJGCに限定されていました。 統計的に、異形成腎臓のレニン陽性領域の数は、若年および成人の腎臓のそれと有意差を示さなかった。
レニン産生の刺激はCOX-2シグナル伝達に役割を果たすことが知られており、以前の研究では、COX -2阻害剤の投与後、またはCOXのノックアウト時に血漿レニン活性と濃度が低下したことが示されています。 -2遺伝子[10、11]。 として異形成腎臓本研究で調べたところ、腎COX -2 [19]の発現は見られず、JGCにおけるレニンの免疫シグナルの低下は、形成異常の腎臓における生理学的異常の可能性として最初に疑われました。 しかし、現在の免疫組織化学的分析ではこの仮説を確認できず、JGCではレニンの明らかな減少は示唆されていませんでした。 尿細管レニンの生理学的役割はこれまで明らかにされていませんが、ラットの減塩食給餌後に遠位ネフロンでレニン発現の増強が誘導されたため、ナトリウムの腎処理が尿細管レニンの役割の可能性があります[16]、そして本研究で調べた犬の形成異常の腎臓は、この尿細管機能を維持していた可能性があります。
COX -2は、糸球体濾過率を維持するために重要なTGFシステムの調節にも重要です。 マイクロパンクチャ法を使用したラットでの研究は、COX-2阻害剤による治療後のTGF応答の抑制を示しました[2]。 のTGF応答異形成腎臓腎臓のCOX-2発現がないために弱毒化する可能性があります。 ただし、関連する調査結果はこれまでに報告されていません。 腎臓では、nNOSはMD細胞で発現し、TGFシステムの調節を助けます[18]。
現在のnNOS分析では、すべてのケースのMD領域で明らかなシグナルは検出されませんでした（図2）。 このnNOSの減少は、異形成腎臓後に取得したものではなく腎不全ケースの。 実際、2型糖尿病のモデルとしてOLETF（Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty）ラットを使用した以前の研究では、糖尿病性腎症の後期にMDとその周辺の尿細管細胞でnNOSが過剰発現することが示されました[21]。 TGFシステムの調節では、nNOSの機能はCOX -2の機能と類似しており、相互作用します。 いくつかの研究は、nNOSがシグナル伝達経路の上流に位置し、COX -2の発現を刺激することを示唆しています[5、9]。 一方、他の研究では、COX -2が当時のNOSの上流に位置しているという反対のことが示唆されています[2、13]。 シグナル伝達経路の違いに関係なく、MD細胞におけるnNOS免疫シグナルの欠如は、腎COX-2発現のダウンレギュレーションを引き起こす可能性があります。異形成腎臓.
いくつかの尿細管は、2つのケースでnNOSの陽性シグナルを示しました。 残りのケースでは、おそらく遠位ネフロンにある多くの拡張および平坦化された尿細管が、明確な正の信号を示しました（図3）。 この場合、顕著なnNOS陽性尿細管で、
腎臓組織の発達は最も未成熟でした。 若年および成人の正常な腎臓では、nNOS陽性のシグナルが太い上肢、特にMD細胞で観察されました（図4）。 nNOSの分布は、腎臓の発達過程で変化します。 ブタの発達中の腎臓では、nNOSは広く分布し、緻密斑につながる太い上肢の部分で観察されます[17]。 ラットでは、発達中の遠位尿細管におけるnNOSの存在は、腎形成の初期段階からS字型の体ですでに発生しています[7]。 犬の発達中の腎臓におけるnNOSの分布はこれまで調査されていませんが、尿細管の顕著なnNOSシグナルは、異形成腎臓損傷した成熟した尿細管ではなく。
結論として、レニンとnNOSの発現異形成腎臓現在の研究では、3匹の若い犬のうちの1匹が免疫組織化学的に調査されました。 これは、一定のレニン発現を伴うMD細胞におけるnNOSの劣化を示した。 MD細胞におけるnNOS発現の低下は、腎臓のTGFシステムを弱める可能性があり、これは根底にある病理学的メカニズムの1つである可能性があります。腎不全と若い犬で異形成腎臓.
潜在的な利害の対立
著者は何も開示していません。
了承
この研究の一部は、日本学術振興会の科学研究費補助金（助成番号19K06385）によって支援されました。
著者
薮木晃1,2）*、古澤悠2）、宮城典明3）、谷口和幸4）、山戸修1）
1）鹿児島大学獣医学部共同獣医学部獣医臨床病理学研究室、鹿児島890-0065、日本
2）鹿児島大学獣医教育病院、鹿児島大学獣医学部共同、1-21-24鹿児島郡元890-0065、日本
3）鹿児島大学獣医学部共同獣医組織病理学研究室、鹿児島890-0065、日本
4）岩手大学農学部獣医解剖学研究室、盛岡020-8550、日本
参考文献
1. Adegboyega、PAおよびOlolade、O.2004.正常な腎臓におけるシクロオキシゲナーゼ-2の免疫組織化学的発現。 Appl。 免疫組織化学。 モル。 モルホル。 12：71–74。 [Medline] [CrossRef]
2. Araujo、M. and Welch、WJ 2009.シクロオキシゲナーゼ2阻害は、尿細管糸球体フィードバックを抑制します：トロンボキサン受容体と一酸化窒素の役割。 午前。 J.生理学。 腎臓の生理。 296：F790–F794。 [Medline] [CrossRef]
3. Blantz、RC、Deng、A.、Lortie、M.、Munger、K.、Vallon、V.、Gabbai、FB and Thomson、SC2002.糸球体限外濾過の調節における一酸化窒素の複雑な役割。 KidneyInt。 61：782–785。 [Medline] [CrossRef]
4.Câmpean、V。、Theilig、F.、Paliege、A.、Breyer、M. and Bachmann、S. 2003.腎プロスタグランジン合成の主要酵素：げっ歯類の腎臓（ラット、マウス）における部位特異的発現。 午前。 J.生理学。 腎臓の生理。 285：F19–F32。 [Medline] [CrossRef]
5. Cheng、HF、Zhang、MZおよびHarris、RC2006。一酸化窒素は、ap38-依存経路を介して培養CTAL細胞のシクロオキシゲナーゼ-2を刺激します。 午前。 J.生理学。 腎臓の生理。 290：F1391〜F1397。 [Medline] [CrossRef]
6. Deng、A.、Wead、LMおよびBlantz、RC2004。尿細管糸球体フィードバックの時間的適応：COX-2の影響。 KidneyInt。 66：2348–2353。[Medline] [CrossRef]
7. Fischer、E.、Schnermann、J.、Briggs、JP、Kriz、W.、Ronco、PMおよびBachmann、S.1995。ラット腎臓の傍糸球体装置におけるNOシンターゼおよびレニンの個体発生。 午前。 J.生理学。 268：F1164〜F1176。 [メドライン]
8. Hao、CMおよびBreyer、MD2008。腎臓におけるプロスタグランジンの生理学的調節。 アンヌ。 生理学牧師。 70：357–377。 [Medline] [CrossRef]
9. Ichihara、A.、Imig、JD、Inscho、EW and Navar、LG 1998. Cyclooxygenase -2は、尿細管の流れに依存する輸入細動脈の緊張に関与します：ニューロンのNOSとの相互作用。 午前。 J.生理学。 275：F605–F612。 [メドライン]
10. Kim、SM、Chen、L.、Mizel、D.、Huang、YG、Briggs、JP and Schnermann、J.2007.意識のあるCOX-2-欠損症における急性刺激に対する低血漿レニンおよびレニン分泌反応の低下マウス。 午前。 J.生理学。 腎臓の生理。 292：F415F422。 [Medline] [CrossRef]
11. Matzdorf、C.、Kurtz、A.andHöcherl、K。2007. COX -2活性はレニン発現のレベルを決定しますが、ラット腎臓におけるレニン発現の急性アップレギュレーションには不可欠です。 午前。 J.生理学。 腎臓の生理。 292：F1782〜F1790。 [Medline] [CrossRef]
12. Norwood、VF、Morham、SGおよびSmithies、O.2000。シクロオキシゲナーゼ-2ヌルマウスにおける出生後の発達および腎異形成の進行。 KidneyInt。 58：2291〜2300。 [Medline] [CrossRef]
13. Paliege、A.、Mizel、D.、Medina、C.、Pasumarthy、A.、Huang、YG、Bachmann、S.、Briggs、JP、Schnermann、JB and Yang、T.2004.でのnNOS発現の阻害COX-2-由来のプロスタグランジンE2による緻密斑。 午前。 J.生理学。 腎臓の生理。 287：F152–F159。 [Medline] [CrossRef]
14. Picut、CAおよびLewis、RM1987。犬の腎異形成の顕微鏡的特徴。 獣医。 病理学。 24：156–163。 [Medline] [CrossRef]
15. Seta、F.、Chung、AD、Turner、PV、Mewburn、JD、Yu、Y、and Funk、CD 2009.COX-2ノックダウンマウスの腎臓および心臓血管の特性。 午前。 J.生理学。 Regul。 整数。 コンプ。 生理。 296：R1751〜R1760。 [Medline] [CrossRef]
16. Shao、W.、Seth、DM、Prieto、MC、Kobori、H. and Navar、LG 2013.減塩食によるレニン-アンギオテンシン系の活性化は、ラットの尿細管内アンギオテンシノーゲンおよびアンギオテンシンIIを増強しません。 午前。 J.生理学。 腎臓の生理。 304：F505F514。 [Medline] [CrossRef]
17. Solhaug、MJ、Ballèvre、LD、Guignard、JP、Granger、JPおよびAdelman、RD1996。発達中の腎臓における一酸化窒素。 小児科。 ネフロール。 10：529–539。 [Medline] [CrossRef]
18. Wilcox、CS1998.細管糸球体フィードバックにおける緻密斑NOSの役割。 Curr。 意見。 ネフロール。 高血圧。 7：443–449。 [Medline] [CrossRef]
19. Yabuki、A.、Miyazaki、A.、Ichii、O.、Kohyama、M.、Sawa、M. and Yamato、O.2016.若い犬の慢性腎臓病におけるシクロオキシゲナーゼ-2の低発現。 解像度 獣医。 科学 109：71–73。 [Medline] [CrossRef]
20. Yabuki、A.、Suzuki、S.、Matsumoto、M.、Taniguchi、K. and Nishinakagawa、H. 2002.Ren-1レニンの特異的検出のための簡単な方法。 KidneyInt。 62：2294–2299。 [Medline] [CrossRef]
21. Yabuki、A.、Tahara、T.、Taniguchi、K.、Matsumoto、M. and Suzuki、S.2006.2型糖尿病OLETFラットの糖尿病性腎症における神経性一酸化窒素シンターゼおよびシクロオキシゲナーゼ-2。 Exp。 アニメーション。 55：17–25[CrossRef]。 [メドライン]
22. Zhang、MZ、Wang、JL、Cheng、HF、Harris、RCおよびMcKanna、JA1997。ラットネフロン発生におけるシクロオキシゲナーゼ-2。 午前。 J.生理学。
23：F994–F1002。 [メドライン]
