Eine Diät mit hohem Phosphorgehalt induziert eine Hochregulierung der Bmp2- und Spp1-mRNA-Expression in der RattenniereⅡ

Diskussion

Eine der bekannten physiologischen Auswirkungen einer Diät mit hohem Phosphorgehalt ist dieEntwicklung einer Nephrokalzinose. In der vorliegenden Studie,Niere Caund die P-Konzentrationen waren in der Gruppe mit hohem P-Gehalt im Vergleich zur Kontrollgruppe erhöht, was mit den Ergebnissen früherer Studien übereinstimmt1-6). Frühere Studien berichteten, dass die histologischen Werte der Nephrokalzinose positiv warenkorreliert mit Nieren-Caund P-Konzentrationen4, 21). Obwohl in der vorliegenden Studie keine histologische Beobachtung der Niere durchgeführt wurde,erhöhtes Nieren-Caund P-Konzentrationen deuten darauf hinNephrokalzinosewurde durch die P-reiche Ernährung induziert.

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Abb. 1 Renale mRNA-Expression von Bmp2 (A) und Spp1 (B) in Kontrollgruppen (offener Balken) und Gruppen mit hohem P-Wert (durchgezogener schwarzer Balken). Der Wert der Kontrollgruppe wurde mit 1,00 angenommen. Die Werte sind Mittelwerte ± SEM (n ＝ 6). * Signifikant unterschiedlich zur Kontrollgruppe (P ＜ 0,05).

Da Ca-Ablagerungen, die durch eine Ernährung mit hohem P-Gehalt verursacht werden, im Allgemeinen als eine Form von Hydroxylapatit angesehen werden6, 7), stellten wir die Hypothese auf, dass die Entwicklung einer Nephrokalzinose durch einen Mechanismus gesteuert wird, der dem von ähneltOsteogenese. Daher untersuchten wir die Auswirkungen einer Diät mit hohem Phosphorgehalt auf die Bmp2-mRNA-Expression in der Niere. Das zeigten die Ergebnisserenales Bmp2Die mRNA-Expression war in der Gruppe mit hohem P-Gehalt erhöht und eine Ernährung mit hohem P-Gehalt induziert eine Hochregulierung der Bmp2-mRNA-Expression in der Niere. Dieser Befund könnte dazu beitragen, den Mechanismus der Entwicklung einer Nephrokalzinose zu erklären, die durch eine Ernährung mit hohem P-Gehalt hervorgerufen wird. Obwohl definitive Beweise für unsere Hypothese fehlen, besteht eine Möglichkeit darin, dass die Expression osteogener Transkriptionsfaktoren in verkalkten Regionen der Niere erhöht ist. BMP2 induziert die Differenzierung von Osteoblasten und die Knochenbildung, indem es osteogene Transkriptionsfaktoren wie Osterix, Runx2 und Msx28, 9) reguliert; Daher kann BMP2 die Nephrokalzinose über die Regulierung dieser Erkrankung fördernosteogene TranskriptionFaktoren. Derzeit ist die detaillierte Rolle von BMP2 bei der Entstehung von Nephrokalzinose noch unklar. Da in dieser Studie außerdem nur die Bmp2-mRNA-Expression gemessen wurde, ist nicht bekannt, ob es einen Unterschied in der BMP2-Proteinexpression gibt. Unsere Ergebnisse deuten jedoch auf einen möglichen Mechanismus hin, durch den Veränderungen in der BMP2-Expression eine wichtige Rolle bei der Pathogenese der durch eine Ernährung mit hohem P-Gehalt verursachten Nephrokalzinose spielen.

Die vorliegende Studie konzentrierte sich zusätzlich zur Bmp2-mRNA-Expression auf die Spp1-mRNA-Expression. Unsere vorherige Studie mithilfe einer immunhistochemischen Analyse zeigte ein hohes Maß an OPN-Expression in den Nierentubuli von Ratten, denen eine Diät mit hohem P-Gehalt verabreicht wurde12). Die vorliegende Studie ergab, dass die Spp1-mRNA-Expression in der Gruppe mit hohem P-Gehalt um etwa das 10--Fache erhöht war. Die Ergebnisse der vorliegenden und früherer Studien zeigen, dass eine Ernährung mit hohem Phosphorgehalt die OPN-Expression in der Niere induziert. Andererseits haben andere Forscher gezeigt, dass OPN als Steinmatrix ein wichtiger Faktor bei der Bildung von Harnsteinen ist22, 23); Daher deutete unser vorheriger Bericht darauf hin, dass OPN als Matrixkomponente eine Rolle bei der Bildung von Ca-Ablagerungen spielen könnte, die durch eine Ernährung mit hohem P-Gehalt induziert werden12). Paloian et al. berichteten kürzlich, dass OPN eine Rolle bei der Prävention der durch eine Ernährung mit hohem P-Gehalt verursachten Nephrokalzinose bei OPN-KO-Mäusen spielt24). Die physiologische Rolle von OPN bei Nephrokalzinose, die durch eine Ernährung mit hohem Phosphorgehalt verursacht wird, scheint nämlich eher in der Unterdrückung als in der Förderung der Verkalkung in der Niere zu bestehen. Darüber hinaus wird in früheren Berichten beschrieben, dass die OPN-Spiegel ansteigen, um eine weitere pathologische ektopische Verkalkung in der Niere und im Gefäßsystem auszugleichen, da OPN an der Stelle hochreguliert wirdpathologische Verkalkung24, 25).

Wie oben erwähnt, legt die vorliegende Studie die Bedeutung von BMP2 und OPN nahedurch ernährungsbedingte Nephrokalzinose mit hohem Phosphorgehalt. Es ist bemerkenswert, dass angenommen wird, dass die Auswirkungen von BMP2 und OPN auf die Entwicklung einer Nephrokalzinose durch unterschiedliche Mechanismen reguliert werden. Diese mechanistischen Unterschiede könnten darauf hinweisen, dass der zugrunde liegende Mechanismus der Nephrokalzinose kompliziert ist.

Der nächste zu berücksichtigende Punkt ist, dass die Wachstumshemmung möglicherweise die Bmp2- und Spp1-mRNA-Expression in der Niere beeinflusst hat, da in der vorliegenden Studie eine Verringerung des endgültigen Körpergewichts in einer Gruppe mit hohem P beobachtet wurde. Beobachtungen in unseren früheren12) und aktuellen Studien könnten zur Erklärung dieses Punktes beitragen. Wir haben zuvor über eine erhöhte OPN-Proteinexpression in Nierentubuli von Ratten berichtet, deren Wachstum nicht durch eine Diät mit hohem P-Gehalt gehemmt wurde12). Darüber hinaus zeigte die vorliegende Studie eine Wachstumshemmung in der Gruppe mit hohem P-Gehalt, aber ein hohes Maß an Spp1-mRNA-Expression in der Niere. Basierend auf diesen Beobachtungen scheint die vorliegende Studie nur einen geringen Einfluss der Wachstumshemmung auf die Bmp2- und Spp1-mRNA-Expression zu haben. Die Einzelheiten des Zusammenhangs zwischen Wachstumshemmung und Bmp2- und Spp1-Genexpression bleiben jedoch unklar. Daher sind weitere Untersuchungen erforderlich, um diesen Punkt zu klären. Um den Mechanismus der Entwicklung von Nephrokalzinose zu klären, die durch eine Diät mit hohem P-Gehalt hervorgerufen wird, wurden in der vorliegenden Studie abschließend die Auswirkungen einer Diät mit hohem P-Gehalt auf die Bmp2- und Spp1-mRNA-Expression in der Niere ermittelt. Die Ca- und P-Konzentrationen in den Nieren waren in der Gruppe mit hohem P-Gehalt im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht. Darüber hinaus war die mRNA-Expression von Bmp2 und Spp1 in der Gruppe mit hohem P-Gehalt im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Diät mit hohem P-Gehalt die Hochregulierung der Bmp2- und Spp1-mRNA-Expression in der Niere fördert.

Verweise

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