Teil 2: Homoarginin lindert diabetische Nephropathie unabhängig von der Stickoxid-Synthase-3

Für mehr Information. Kontakttina.xiang@wecistanche.com

3. ERGEBNISSE

3.1 Mauseigenschaften

Diabetische Wildtyp- und NOS3--Mäuse hatten nach 24 Wochen im Vergleich zu nicht-diabetischen Mäusen ein signifikant geringeres Körpergewicht, das durch Homoarginin bei diabetischen NOS3-7-Mäusen signifikant erhöht war. Der Blutzucker war bei allen diabetischen Wildtypen und NOS3-7-Mäusen höher. Das Nieren-/Körpergewichtsverhältnis war bei diabetischen NOS3-7-Mäusen signifikant höher, während die Homoargininbehandlung das Herz-/Körpergewichtsverhältnis bei diabetischen NOS3--Mäusen signifikant reduzierte. Der systolische Blutdruck war bei NOS3-7-Mäusen im Vergleich zum Wildtyp signifikant erhöht und zeigte einen Rückgangstendenz; wenn auch nicht signifikant durch Homoarginin-Behandlung bei diabetischen NOS3-/Mäusen. (Tabelle 1).

3.2 Homoarginin reduziert die Albuminurie bei diabetischen NOS3-/- Mäusen

Diabetes erhöhte die Albuminurie sowohl bei Wildtyp- als auch bei NOS3-/-Mäusen im Vergleich zu normalen Mäusen signifikant, ein Effekt, der durch die Behandlung mit Homoarginin signifikant verringert wurde (Abbildung 1). Da die bei Wildtyp-Mäusen beobachteten Ergebnisse mit unserer früheren Studie (Wetzel et al., 2019) über die Schutzwirkung von Homoarginin bei DN übereinstimmten, analysierten wir für den Rest dieser Studie nur NOS3-/Mäuse.

3.3 Homoarginin reduziert die Plasma-BUN-Spiegel bei diabetischen NOS3-7--Mäusen

Als nächstes bewerteten wir die Wirkungen der Verabreichung von Homoarginin auf die Plasma-BUN-Spiegel bei NOS3--Mäusen. Plasma-BUN-Spiegel waren bei diabetischen Mäusen erhöht und durch Homoarginin-Behandlung reduziert (Abbildung 2).

Klicken Sie hier, um mehr über die Verwendung von Bio-Cistanche und Cistanche zu erfahren

3.4 NOS1- und NOS2-Expressionen sind in diabetischen NOS3--Mäusen nicht verändert

Als nächstes bestimmten wir, ob Diabetes und/oder Homoarginin die Expression anderer NOS-Isoformen in den Nieren von NOS3 --Mäusen veränderten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass weder Diabetes noch Homoarginin die NOS1- oder NOS2-Genexpression in NOS3-7-Mäusen beeinflussten (Abbildung 3).

3.5 Homoarginin reduziert glomeruläre Pathologie und Fibrose bei diabetischen NOS3--Mäusen

Die Analyse von PAS-gefärbten glomerulären Schnitten zeigte, dass diabetische NOS3---Mäuse im Vergleich zu nicht-diabetischen NOS3α-Mäusen mit einem erhöhten glomerulären Volumen, einer glomerulären Zellularität, einer Dicke der glomerulären Basalmembran (GBM) und einem glomerulären Verletzungsindex assoziiert waren; ein Effekt, der durch die Behandlung mit Homoarginin signifikant verringert wurde (Tabelle 2 und Abbildung 4a). Darüber hinaus zeigten diabetische NOS3-Mäuse 24 Wochen nach Diabetes einen erhöhten Prozentsatz an Fibrose (unter Verwendung von ImageJ) in Masson-Trichrom (Abbildung 4b, c)-gefärbten Schnitten, der durch Behandlung mit Homoarginin reduziert wurde.

3.6 Homoarginin reduziert Nierenfibrose-Marker bei diabetischen NOS3-/--Mäusen

Echtzeit-PCR-Analysen zeigen deutliche Anstiege von Nierenfibronektin (Abbildung 5a), TGF (Abbildung 5b), Aktin der glatten Muskulatur (Abbildung 5c) und E-Cadherin (Abbildung 5d) nach Diabetes bei NOS3-/Mäusen. Die Homoarginin-Supplementierung dämpfte den Anstieg dieser Fibrose-Marker signifikant.

3.7 Homoarginin reduziert die glomeruläre Makrophagen-Infiltration bei diabetischen NOS3-/Mäusen

Diabetische NOS3-/Mäuse zeigten im Vergleich zu nicht-diabetischen Mäusen einen deutlichen Anstieg an infiltrierenden Nierenmakrophagen nach Diabetes (Abbildung 6). Die Homoarginin-Behandlung reduzierte die Makrophagen-Infiltration 24 Wochen nach Diabetes signifikant.

3.8 Homoarginin reduziert die Herzfibrose und verbessert die Herzfunktion bei NOS3-7-r-Diabetikern

Diabetische NOS3-/-Mäuse zeigten 24 Wochen nach Diabetes einen erhöhten Prozentsatz an Fibrose (unter Verwendung von ImageJ) in Masson-Trichrom (Abbildung 7a,b)-gefärbten Schnitten, der durch Behandlung mit Homoarginin reduziert wurde. Darüber hinaus hatten diabetische NOS3-7-Mäuse eine signifikante Verringerung der Ejektionsfraktion (EF) und des fraktionierten Schrumpfens (FS) (Abbildung 7c-e) im Vergleich zu nicht-diabetischen Kontrollen nach 22 Wochen Diabetes, ein Effekt, der durch Verwendung von Homoarginin signifikant wiederhergestellt wurde Behandlung.

3.9 Homoarginin stellt den MCU-Komplex und seine Regulatoren bei diabetischen Ins2Akita-Mäusen wieder her

Nierenproben aus unserer vorherigen Veröffentlichung (Wetzel et al., 2019) wurden auf den MCU-Komplex und seine Regulatoren analysiert. Diabetische Mäuse hatten einen signifikanten Anstieg der Nieren-MCU und seines positiven Regulators, der MCUR1-Expression, zusammen mit einer Verringerung der Nieren-MCU-negativen Regulators, der MICU1-Expression (Abbildung 8), verglichen mit nicht-diabetischen Kontrollen im Alter von 18 Wochen bei Ins2Ak-Mäusen, wohingegen diabetische Mäuse, die mit Homoarginin-Supplementierung behandelt wurden, stellten den MCU-Komplex und seine Regulatoren auf normale Werte wieder her.

3.10 Homoarginin stellt den MCU-Komplex von Mäusen und seinen Regulatoren bei diabetischen NOS wieder her3-7-

Diabetische NOS3-/Mäuse zeigten nach 24 Wochen Diabetes einen signifikanten Anstieg der Nieren-MCU (Abbildung 9a) zusammen mit einer signifikanten Verringerung ihres negativen Regulators, der MICU1-Expression (Abbildung 9b, c), im Vergleich zu nicht-diabetischen Kontrollen , während diabetische NOS3--Mäuse, die mit Homoarginin-Supplementierung behandelt wurden, den MCU-Komplex und seinen negativen Regulator auf normale Werte zurückführten.

4. DISKUSSION

Diabetische Nephropathie bleibt eine wichtige und ungelöste Komplikation von Diabetes. Unsere frühere Veröffentlichung hat gezeigt, dass eine Supplementierung mit Homoarginin wirktNiereSchutz in diabetischen Mausmodellen (Wetzel et al., 2019). Der genaue Mechanismus, durch den Homoarginin diese Wirkungen vermittelt, war jedoch nicht klar. Die aktuelle Studie zeigt, dass eine Supplementierung mit Homoarginin vermitteltNieren-Gewebeschutz bei DN unabhängig von NOS3, was letztendlich unser Verständnis des/der Mechanismus(se) verändern wird, durch die Homoarginin Nieren- und Herzschutz bei DN induziert. Die Schutzwirkung von Homoarginin bei DN könnte über eine Verbesserung der mitochondrialen Funktion vermittelt werden.

Eine endotheliale Dysfunktion, die durch eine verringerte Bioverfügbarkeit von NO und erhöhten oxidativen Stress gekennzeichnet ist, ist ein charakteristisches Merkmal von Diabetes (Creager et al., 2003) und DN (Goligorsky et al., 2001). Die Rolle der Expression und Wirkung von NOS3 bei DN ist umstritten; Obwohl gezeigt wurde, dass ein niedriger oder Mangel an NOS3 die DN verschlimmert (Wang et al., 2011; Zhao et al., 2006), zeigte eine kürzlich erschienene Veröffentlichung (Natarajan et al., 2019), dass eine Überexpression von NOS3 in Ins2Aki-Mäusen die DN wahrscheinlich verschlimmert über eine erhöhte NOS3-Entkopplung und oxidativen Stress statt durch eine erhöhte renale NO-Produktion/-Wirkung. Da Homoarginin ein Substrat für NOS sein könnte, indem es L-Arginin erhöht (Hecker et al., 1991; Moali et al., 1998), könnte es seine Wirkung auch über die Wirkung/Produktion von NO vermitteln. Unsere vorherige Veröffentlichung zeigte jedoch, dass eine orale Arginin-Supplementierung überraschenderweise keine Marker für Nierenschäden in diabetischen Mausmodellen verhinderte oder reduzierte, obwohl die Argininspiegel im Plasma und in den Nieren erfolgreich erhöht wurden (You et al., 2014). Die direkte Wechselwirkung zwischen Homoargininspiegel und NO-Produktion ist umstritten. Homoarginin könnte die NO-Synthese aus Arginin reduzieren durch (a) Konkurrenz von Arginin und Homoarginin um die zelluläre Aufnahme durch kationische Aminosäuretransporter (CAT) (Chafai et al., 2017; Hagos et al., 2006); (b) durch Transstimulation von CAT, das wiederum den zellulären Ausfluss von Arginin erhöhen könnte; und (c) durch Konkurrenz von Homoarginin und Arginin um NOS (Pilz et al., 2015), obwohl Homoarginin ein weniger effizientes Substrat für dieses Enzym ist (Moali et al., 1998; Zwan et al., 2013). Obwohl Homoarginin die Verfügbarkeit von Arginin und damit die NO-Synthese durch Hemmung der Arginase erhöhen kann, ist dies aufgrund der schwachen Affinität von Homoarginin für Arginase unwahrscheinlich (Marz et al., 2010). Dennoch kann Homoarginin zur NO-Synthese beitragen, indem es als Substrat für NOS dient, da Homoarginin trotz seiner im Vergleich zu Arginin schwächeren Affinität zu NOS zu NO und Homocitrullin metabolisiert werden kann (Drechsler et al., 2011).

Um den Mechanismus der Schutzwirkung von Homoarginin bei DN zu untersuchen, untersuchten wir die Wirkungen einer Homoarginin-Supplementierung auf Nierenfunktionsstörungen, glomeruläre histopathologische Veränderungen und die Rekrutierung von Makrophagen bei NOS3-/- und ihrem Wildtyp-Wurfgeschwister-Diabetes-Mausmodell. Die Homoarginin-Supplementierung verbesserte signifikant die diabetische Albuminurie bei diabetischen Wildtyp- und NOS3-7-Mäusen, was unsere früheren Ergebnisse bestätigte (Wetzel et al., 2019), und war mit einer verringerten Expression von glomerulären Pathologien und Nierenfibrosemarkern bei diabetischen NOS{{ 5}} Mäuse.

Zusammengenommen weisen unsere Ergebnisse auf eine direkte Rolle der Schutzwirkung von Homoarginin bei DN hin und unterstützen das Konzept, dass Homoarginin den Schutz von Nierengewebe unabhängig von NOS3 vermittelt. Sowohl die kardiovaskuläre Morbidität als auch die Mortalität sind bei Patienten mit DN erhöht. Im Herzen hängen niedrigere Homoargininspiegel mit einer erhöhten linksventrikulären Verdickung, niedrigerem EF und höherem NTproBNP zusammen (Bahls et al., 2018). Umgekehrt erhält die Homoarginin-Supplementierung die Herzfunktion im Mausmodell der Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt (Atzler et al., 2017). In der aktuellen Studie zeigen wir auch, dass die protektive Wirkung von Homoarginin zur Verbesserung der Herzfunktion und Verringerung der Herzfibrose ähnlich wie seine Wirkung auf die Niere unabhängig von der NOS3-Expression ist. Wir können jedoch die hämodynamische Wirkung von Homoarginin bei DN aufgrund seiner blutdrucksenkenden Wirkung nicht ausschließen; wenn auch nicht signifikant.

Der Mechanismus der Homoarginin-Schutzwirkung scheint mit Modulationen der mitochondrialen Funktion verbunden zu sein, die durch den MCU-Komplex und seine Regulatoren reguliert werden. Mitochondriale Dysfunktion spielt eine entscheidende Rolle bei Nierenschäden (Brooks et al., 2009; Coughlan & Sharma, 2016; Hallan & Sharma, 2016; Long et al., 2016; Sharma, 2015; Sun et al., 2008; Wang et al .,2012; You et al., 2016; Yu et al., 2006; Zhan et al., 2013). anhaltender Energiemangel, Beeinträchtigung energieabhängiger Reparaturmechanismen und Zelltod bei Nierenschädigung (Funk et al., 2010; Funk & Schnellmann, 2012). MCU ist ein multimerer Komplex, der an der schnellen Ca'-Aufnahme in Mitochondrien beteiligt ist und nachgewiesen wurde in der Herzpathologie fehlreguliert sein (Liao et al.,2015; Luongo et al.,2015; Nemaniet al.,2018; Tomar et al.,2019; Woods et al.,2019). Die durch den MCU-Komplex vermittelte mitochondriale Ca2-Plus-Aufnahme spielt eine entscheidende Rolle bei der Signalübertragung, der Bioenergetik und dem Zelltod, und ihre Dysregulation ist mit mehreren menschlichen Krankheiten verbunden. Obwohl die Podozyten-Apoptose mit einer MCU-Dysregulation in Verbindung gebracht wurde (Xu et al., 2018; Yuan et al., 2017), sind die Rolle des MCU-Komplexes und seine Wechselwirkung mit der Homoarginin-Supplementierung bei DN nicht bekannt. Unsere aktuellen Daten bei diabetischen Mäusen zeigten, dass die Verabreichung von Homoarginin die Expression von MCU signifikant reduzierte, den MCU-negativen Regulator (MICU1) erhöhte und den MCU-positiven Regulator (MCUR1) in DN reduzierte, und dieser Effekt ist unabhängig von der NOS3-Expression. Daher spekulieren wir, dass es einen Zusammenhang zwischen der mitochondrialen Ca'-Signalgebung und nachteiligen klinischen Ergebnissen bei DN gibt. Die Normalisierung der mitochondrialen Funktion ist notwendig, um den oxidativen Stoffwechsel während DN wiederherzustellen. Zusätzliche Studien sind erforderlich, um die direkte Wirkung von Homoarginin auf die Mitochondrienfunktion zu bestätigen.

Zusammenfassend zeigt unsere Studie zum ersten Mal, dass der Mechanismus des Schutzes von Nieren- und Herzgewebe durch Homoarginin-Supplementierung bei DN unabhängig von NOS3 ist und wahrscheinlich durch die Verbesserung der mitochondrialen Dysfunktion vermittelt wird. Die Ergebnisse unserer Studie könnten letztendlich zu neuartigen therapeutischen Interventionen führen, die darauf ausgelegt sind, Homoarginin bei der Behandlung von DN zu verstärken.

Vorteile vonCistanche

1. Cistanche ist eine sehr gute traditionelle chinesische Medizin zur Tonisierung der Niere. Es kann nicht nur das Yin der Niere tonisieren, sondern auch das Yang der Niere, und seine pharmakologische Wirkung ist relativ mild. Dann ist es eine gute Nachricht für Männer.

2. Cistanche ist reich an Alkaloiden,Echinacosidund kristalline Neutralstoffe sowie einige Spurenelemente und Vitamine, die Niere, Yang und Blut wirksam beleben können. Es hat eine gute Wirkung auf die Symptome eines Yang-Mangels und kann dem Phänomen des Gewichtsverlusts wirksam vorbeugen.

3. Cistanche kann nicht nur Männer behandelnImpotenz, nächtlicher Emission und vorzeitiger Ejakulation, kann es auch zur Behandlung von unregelmäßiger Menstruation, Amenorrhoe und anderen gynäkologischen Erkrankungen bei Frauen eingesetzt werden.

Wer sonst kann keine Cistanche essen

1. Menschen mit Nieren-Yin-Mangel. Aufgrund der wärmenden und nährenden Wirkung von Cistanche auf das Nieren-Yang verschlimmern Menschen mit Nieren-Yin-Mangel die Symptome des Yin-Mangels, wie z. B. Hitzegefühl, unruhiger Schlaf und Liegen, mehr Träume, rote Zunge und weniger Belag mit Nieren-Yin-Mangel sollte Cistanche nicht gegessen werden.

2. Menschen mit Durchfall aufgrund von Milzmangel. Cistanche hat die Wirkung, Trockenheit zu befeuchten und den Darm zu glätten. Menschen mit Milzmangel und Durchfall können die Symptome von Durchfall und weichem Stuhl verschlimmern. Daher sollten Menschen mit Milzmangel und Durchfall keine Cistanche essen.

3. Minderjährige. Cistanche ist ein starkes Stärkungsmittel. Minderjährige befinden sich noch in der körperlichen und geistigen Entwicklungsphase. Das Essen von Cistanche ist ihrem eigenen Wachstum und ihrer eigenen Entwicklung nicht förderlich. Wenn es nicht notwendig ist, wird daher empfohlen, dass Minderjährige keine Cistanche essen.

Wenn Sie also Ihre Nieren beleben müssen, ist Cistanche eine gute Ergänzung, und wenn Sie andere Erkrankungen haben, verwenden Sie es bitte auf Anraten Ihres Arztes.