ラットにおけるメトホルミン治療により、確立された非糖尿病性慢性腎臓病の進行が停止する Ⅱ
Jul 11, 2024
乳酸アシドーシスのリスクは、確立されたCKDに対するメトホルミン治療中に管理可能である
メトホルミン治療はすでに進行を遅らせる能力を示したにもかかわらず、CKD設立、より高い死亡率が見つかったことに注意する必要があります。メトホルミンで治療された動物(図5)。それにもかかわらず、乳酸アシドーシスのリスクと闘い、そのリスクを軽減するには、乳酸値の増加、メトホルミン用量調整が実行されました (「方法」を参照)。その結果、研究終了時の値が減少しました (図 6)。
メトホルミンは、以下に関連する異なるプロテオミクス発現パターンを引き起こします。代謝的な、発達、老化の経路
ディファレンシャルプロテオーム解析メトホルミン治療を受けたCKD動物対ビヒクル処理CKD動物では、9週目に195個の腎臓タンパク質（83個が上方制御され、112個が下方制御）の有意な（P < 0.05）変化が明らかになりました（補足表S2）。メトホルミンによって調節されるシグナル伝達経路を同定するために、最小限のタンパク質間相互作用ネットワークが生成され (https://www.networkanalyst.ca/)、KEGG シグナル伝達経路データベースを使用して調べられました。これにより、発生経路（Hippo シグナル伝達など）と老化経路（FoxO シグナル伝達など）の両方、ならびに代謝活動（ピルビン酸代謝、アデノシン一リン酸キナーゼ [AMPK] シグナル伝達など）に関連する一連の経路が生じました。
エンリッチメントスコアと確率、最も強いアノテーションが Hippo シグナル伝達経路で見つかりました (図 7)。 CKD モデルにおけるメトホルミン関連変化における Hippo シグナル伝達の重要性を裏付けるために、主要な示差発現タンパク質 (DEP) の過剰表現分析により、リストはメトホルミン応答に対する優先順位付けされた Hippo シグナル伝達経路の重要性も強調しました。したがって、(WikiPathways 分析を使用した) 最も有意な濃縮確率は、HippoMerlin Signaling Dysregulation (WP4541) 経路で見られました (図 8)。 さらに、CKD モデルでは、キヌレニン経路にもメトホルミン関連プロテオミクス応答が顕著に存在していました。実際、我々のデータは、トリプトファン異化作用の主要な経路であるキヌレニン経路の酵素であるキヌレニナーゼが、最も高度に上方制御された発現比（バックグラウンドに対して正規化され、log2 変換されたもの）を持つタンパク質であること、つまりメトホルミンの 9.55 倍であることを実証しました。ビヒクル処理ラットと比較した処理動物（補足表S2）。
図 3 |間質領域パーセンテージ、Col1a1、および Tgfb 発現に対するメトホルミンの影響。過ヨウ素酸シッフ染色腎臓切片 (a)。間質領域パーセンテージ (b、c)、Col1a1 発現 (d、e)、および Tgfb 発現 (f、g)慢性腎臓病慢性腎臓病の誘導後4週間(b、d、f)または5週間(c、e、g)から開始してメトホルミンまたはビヒクルで治療したラット。データは平均値の SEM として表示されます。バー 0.05、**P < 0.01、***P < {{10}}.{{17 }}01、および ****P < 0.0001 対車両。 4 週目および 5 週目と比較して、P < 0.05 および P < 0.01。#P < 100 mm。 *正常な腎機能を有する対照動物に対して P < 0.05。この画像の表示を最適化するには、www.kidney-international.org でこの記事のオンライン版を参照してください。
図4 |の影響炎症に対するメトホルミン。 (a) 白血球共通抗原 (CD45) で染色した腎臓切片。 CD45 陽性率 (面積パーセンテージ) (b、c)、TNFa 発現 (d、e)、および CD68 発現 (f、g)慢性腎臓病慢性腎臓病の誘導後4週間(b、d、f)または5週間(c、e、g)から開始してメトホルミンまたはビヒクルで治療したラット。データは平均値の SEM として表示されます。バー 1/4 100 mm。 *P < 0.05 および **P < 0.01 対車両。 4週目および5週目に対してP < 0.05。正常な腎機能を有する対照動物に対して#P < 0.05。この画像の表示を最適化するには、この記事のオンライン版を参照してください。www.kidney-international.org
図5 |慢性腎臓病の誘発後4週間(a、c)または5週間(b)からメトホルミン(a、b)、カナグリフロジン(c)、またはビヒクルで治療した慢性腎臓病ラットの生存曲線。
One of the key features found within functional networks is the aspect of persistent homology,36 in which repeating patterns are seen at multiple levels of network interrogation. To generate a multilevel interrogation of the initial metformin-associated DEP list (195 proteins), we assessed the latent text association of these proteins with concept terms aligned with the physiology of CKD and metformin treatment (i.e., glucose metabolism, proliferation, senescence, fibrosis, macrophage, aging, cytokine, filtration, inflammation, diabetes, tubule, kidney failure, immune function; Supplementary Figure S4). To investigate the presence of a persistent homology at the signaling level for these different groups of proteins (based on their number of concept correlations) we performed WikiPathways analysis for the protein groups defined by >6 つの相関と少なくとも 4、3、2、または 1 つの相関。次に、6-set Edwards-Venn 図を使用して、有意に多く含まれるシグナル伝達経路が完全な DEP リスト (195 タンパク質) とこれらの異なる相関リストに含まれる経路に共通するかどうかを評価しました (図 9)。 HippoMerlin 調節不全経路を含む 7 つの経路が、これらすべてのレベルのデータセット調査に共通していることがわかりました。さらに、HippoMerlin シグナル伝達異常経路は、さまざまなスケールのタンパク質データセットすべてにわたって最も強い濃縮スコアを示しました (補足表 S3)。この調査は、Hippo シグナル伝達系が複数のレベルの尋問において CKD におけるメトホルミン応答の制御因子であることを公平な方法で実証しています。注目すべきことに、我々は、Hippo シグナル伝達経路の最も重要なシグナル伝達タンパク質の 1 つである Yap1 と、その下流の 2 つの標的、以前は結合組織増殖因子 (Ctgf) およびシステインに富んだ血管新生誘導因子 61 (Cyr61) として知られていたものであることを mRNA レベルで発見しました。 ）、アデニン誘発性CKDの4週間後にメトホルミンを投与すると、有意に減少した（図10）。
糖尿を誘発する用量のカナグリフロジンは腎機能および組織病理学的衰弱を軽減できなかった
メトホルミン処置ラットに関する我々の有望な予備結果は、我々が現在の研究にカナグリフロジン処置動物コホートと対応するビヒクル群も含めることを奨励した。腎尿細管グルコース再吸収を阻害する能力に関するカナグリフロジンの機能性は、尿中グルコース排泄を増加させる能力によって証明されています。ここで我々は、６週目および８週目で、ビヒクル処置動物と比較して、カナグリフロジン処置ラットの尿中グルコース排泄が有意に増加したことを見出した（Ｐ＜｛｛６｝．０００１；図１１）。しかしながら、確立された非糖尿病性ＣＫＤのカナグリフロジン治療は、ビヒクル治療と比較して、８週目の血清クレアチニンレベルによって示されるように、血清クレアチニンの増加を阻止できなかった（図１２ａ）。その結果、CKDの進行に伴うクレアチニンクリアランスの減少は、カナグリフロジン治療の影響を受けませんでした（図12b）。メトホルミン治療とは対照的に、我々の腎機能データによれば、カナグリフロジン治療は間質領域を変化させることができなかった（図１２ｃおよびｄ）。これに加えて、ビヒクル処理動物とカナグリフロジン処理動物の間で、Col1a1、Tnfa、Tgfb、Yap1、Ctgf、または Cyr61 の mRNA レベルに有意差は認められませんでした（図 12e-j）。
図6 |血中乳酸濃度に対するメトホルミンの影響。慢性腎臓病の誘導後 4 週間 (a、c) または 5 週間 (b) に開始してメトホルミン m(a、b)、カナグリフロジン (c)、またはビヒクルで治療した慢性腎臓病 (CKD) ラットの血中乳酸濃度。データは平均値の SEM として表示されます。 8週目の乳酸値は測定されなかった。これは、尾静脈ではなく後眼窩神経叢から採取した血液を殺傷に使用したため、歪んだ結果が得られたためである。 *P < 0.05 対車両; #P < 0.05 対 0 週目。
