Das Fortschreiten einer etablierten nicht-diabetischen chronischen Nierenerkrankung wird durch Metformin-Behandlung bei Ratten gestopptⅡ

Das Risiko einer Laktatazidose ist während der Behandlung mit Metformin bei bestehender chronischer Nierenerkrankung beherrschbar

Auch wenn die Behandlung mit Metformin gezeigt hat, dass sie das Fortschreiten der Krankheit bereits verlangsamen kannetablierte CKDEs ist zu beachten, dass bei diesen eine höhere Sterblichkeit festgestellt wurdee Metformin-behandelte Tiere(Abbildung 5). Um jedoch das Risiko einer Laktatazidose zu bekämpfen und zu mindern, d. h.erhöhte LaktatwerteEs wurde eine Anpassung der Metformin-Dosis durchgeführt (siehe Methoden), was zu einem Rückgang der Werte am Ende der Studie führte (Abbildung 6).

PFLANZLICHE FORMULIERUNG FÜR CNI-PATIENTEN

Metformin verursacht unterschiedliche proteomische Expressionsmuster im Zusammenhang mitStoffwechsel-, Entwicklungs- und Alterungspfade

Differenzielle proteomische Analyse vonMetformin-behandelte CKDTiere im Vergleich zu mit Vehikel behandelten CNE-Tieren zeigten in Woche 9 eine signifikante (P < 0,05) Veränderung von 195 Nierenproteinen (83 hochreguliert und 112 herunterreguliert) (Ergänzungstabelle S2). Um Signalwege zu identifizieren, die durch Metformin reguliert werden, wurde ein minimales Protein-Protein-Interaktionsnetzwerk erstellt (https://www. networkanalyst.ca/) und mithilfe der KEGG-Signalweg-Datenbank abgefragt. Dies führte zu einer Reihe von Signalwegen, die sowohl mit Entwicklungs- (z. B. Hippo-Signalisierung) und Alterungspfaden (z. B. FoxO-Signalisierung) als auch mit Stoffwechselaktivitäten (z. B. Pyruvatstoffwechsel, Adenosinmonophosphatkinase [AMPK]-Signalisierung) verknüpft sind.

In Bezug auf Anreicherungswerte undWahrscheinlichkeitenDie stärkste Annotation wurde für den Hippo-Signalweg gefunden (Abbildung 7). Um die Bedeutung des Hippo-Signalwegs bei den Metformin-assoziierten Veränderungen im CKD-Modell zu untermauern, wurde in einer Überrepräsentationsanalyse der primären differentiell exprimierten Proteine ​​(DEP) auch die Bedeutung des priorisierten Hippo-Signalwegs für die Metformin-Reaktion hervorgehoben. Daher wurde die signifikanteste Anreicherungswahrscheinlichkeit (unter Verwendung der WikiPathways-Analyse) für den HippoMerlin Signaling Dysregulation (WP4541)-Signalweg gefunden (Abbildung 8).35 Darüber hinaus wurde der Kynurenin-Signalweg im CKD-Modell auch signifikant durch Metformin-assoziierte proteomische Reaktionen bevölkert. Tatsächlich zeigten unsere Daten, dass Kynureninase, ein Enzym des Kynurenin-Weges, dem Hauptweg des Tryptophan-Katabolismus, das Protein mit dem am stärksten hochregulierten Expressionsverhältnis (normalisiert auf den Hintergrund und log2-transformiert) war, d. h. 9,55-mal höher in Metformin. behandelte Tiere im Vergleich zu mit Vehikel behandelten Ratten (Ergänzungstabelle S2).

Abbildung 3|Wirkung von Metformin auf den interstitiellen Flächenanteil, Col1a1 und die Tgfb-Expression. Periodsäure-Schiff-gefärbte Nierenschnitte (a). Prozentsatz der interstitiellen Fläche (b,c), Col1a1-Ausdruck (d,e) und Tgfb-Ausdruck (f,g) inchronische NierenerkrankungRatten, die ab 4 (b,d,f) bzw. 5 Wochen (c,e,g) nach Auslösung einer chronischen Nierenerkrankung mit Metformin oder Vehikel behandelt wurden. Die Daten werden als mittlere SEM dargestellt. Balken 0.05, **P < 0.01, ***P < {{10}}.{{17 }}01 und ****P < 0,0001 im Vergleich zum Fahrzeug. P < 0,05 und P < 0,01 im Vergleich zu Woche 4 und 5. #P < ¼ 100 mm. *P < 0,05 im Vergleich zu Kontrolltieren mit normaler Nierenfunktion. Um die Anzeige dieses Bildes zu optimieren, lesen Sie bitte die Online-Version dieses Artikels unter www.kidney-international.org.

Abbildung 4|Wirkung vonMetformin bei Entzündungen. (a) Mit Leukozyten-Common-Antigen (CD45) gefärbte Nierenschnitte. CD45-Positivität (Flächenprozentsatz) (b,c), TNFa-Expression (d,e) und CD68-Expression (f,g) inchronische NierenerkrankungRatten, die ab 4 (b,d,f) bzw. 5 Wochen (c,e,g) nach Auslösung einer chronischen Nierenerkrankung mit Metformin oder Vehikel behandelt wurden. Die Daten werden als mittlere SEM dargestellt. Balken ¼ 100 mm. *P < 0.05 und **P < 0,01 im Vergleich zum Fahrzeug. P < 0,05 gegenüber Woche 4 und 5. #P < 0,05 gegenüber Kontrolltieren mit normaler Nierenfunktion. Um die Anzeige dieses Bildes zu optimieren, lesen Sie bitte die Online-Version dieses Artikels unterwww.kidney-international.org

Abbildung 5|Überlebenskurve von Ratten mit chronischer Nierenerkrankung, die mit Metformin (a,b), Canagliflozin (c) oder Vehikel behandelt wurden, beginnend 4 (a,c) bzw. 5 Wochen (b) nach Auslösung der chronischen Nierenerkrankung.

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 Korrelationen und mindestens 4, 3, 2 oder 1 Korrelationen. Anschließend beurteilten wir mithilfe eines 6-set Edwards-Venn-Diagramms, ob signifikant besiedelte Signalwege in der gesamten DEP-Liste (195 Proteine) und den von diesen verschiedenen Korrelationslisten bevölkerten Signalwegen gemeinsam waren (Abbildung 9). Wir fanden heraus, dass allen Ebenen der Datensatzabfrage sieben Wege gemeinsam waren, darunter auch der HippoMerlin-Dysregulationsweg. Darüber hinaus zeigte der HippoMerlin Signaling Dysregulation Pathway die stärksten Anreicherungswerte in allen verschiedenen Skalen von Proteindatensätzen (Ergänzungstabelle S3). Diese Untersuchung zeigt unvoreingenommen, dass das Hippo-Signalsystem die Metformin-Reaktion bei chronischer Nierenerkrankung auf mehreren Ebenen der Befragung steuert. Bemerkenswerterweise fanden wir auf mRNA-Ebene, dass Yap1, eines der wichtigsten Signalproteine ​​des Hippo-Signalwegs, und zwei seiner nachgeschalteten Ziele, die früher als Bindegewebswachstumsfaktor (Ctgf) und Cystein-reicher angiogener Induktor 61 (Cyr61) bekannt waren ), wurden signifikant reduziert, wenn Metformin nach 4 Wochen Adenin-induzierter CKD verabreicht wurde (Abbildung 10).

Die Glykosurie-induzierende Dosis von Canagliflozin konnte den Nierenfunktions- und histopathologischen Verfall nicht abschwächen

Unsere vielversprechenden vorläufigen Ergebnisse an mit Metformin behandelten Ratten ermutigten uns, auch eine mit Canagliflozin behandelte Tierkohorte mit einer entsprechenden Vehikelgruppe in unsere aktuelle Studie einzubeziehen. Die Funktionalität von Canagliflozin hinsichtlich seiner Fähigkeit, die renale tubuläre Glukoserückreabsorption zu hemmen, wird durch seine Fähigkeit, die Glukoseausscheidung im Urin zu erhöhen, belegt. Hier fanden wir heraus, dass die Glukoseausscheidung im Urin bei mit Canagliflozin behandelten Ratten im Vergleich zu mit Vehikel behandelten Tieren in den Wochen 6 und 8 signifikant erhöht war (P < 0,0001; Abbildung 11). Allerdings gelang es der Canagliflozin-Behandlung im Vergleich zur Vehikelbehandlung bei etablierter nicht-diabetischer CKD nicht, den Anstieg des Serumkreatinins aufzuhalten, wie durch die Serumkreatininspiegel in Woche 8 angezeigt (Abbildung 12a). Folglich wurde die Abnahme der Kreatinin-Clearance mit fortschreitender chronischer Nierenerkrankung durch die Behandlung mit Canagliflozin nicht beeinflusst (Abbildung 12b). Im Gegensatz zur Metformin-Behandlung führte die Behandlung mit Canagliflozin unseren Daten zur funktionellen Nierenfunktion zufolge nicht zu einer Veränderung des interstitiellen Bereichs (Abbildung 12c und d). Darüber hinaus wurde kein signifikanter Unterschied in den mRNA-Spiegeln von Col1a1, Tnfa, Tgfb, Yap1, Ctgf oder Cyr61 zwischen mit Vehikel und Canagliflozin behandelten Tieren festgestellt (Abbildung 12e–j).

Abbildung 6|Wirkung von Metformin auf den Blutlaktatspiegel. Blutlaktatspiegel von Ratten mit chronischer Nierenerkrankung (CKD), die mit Metformin m(a,b), Canagliflozin (c) oder Vehikel behandelt wurden, beginnend 4 (a,c) bzw. 5 Wochen (b) nach Auslösung der chronischen Nierenerkrankung. Die Daten werden als mittlere SEM dargestellt. Die Laktatwerte in Woche 8 wurden nicht gemessen, da zur Tötung Blut verwendet wurde, das über den Plexus retroorbitalis statt über die Schwanzvene gewonnen wurde, was zu verfälschten Ergebnissen führte. *P < 0.05 gegen Fahrzeug; #P < 0.05 im Vergleich zu Woche 0.