Ukr.Biochem.J. 2023; Том 95, № 6, листопад-грудень, c. 40-49

doi: https://doi.org/10.15407/ubj95.06.040

Фенобарбітал послаблює індукований гіперглікемією ангіогенез за діабетичної нефропатії: можливе втручання на рівні HIF-1α/VEGF

04.01.2024   Uncategorized   No comments

M. M. Mohammed1*, S. R. A. Rehim1, A. M. M. Okasha1,
H. El-Mezayen2, D. G. A. N. Mohammed2,
W. Gomaa3, F. Mourad4, E. G. Ayad2

1Department of Biochemistry, Faculty of Medicine, Minia University, El-Minia, Egypt;
2Department of Chemistry, Faculty of Science, Helwan University, Helwan, Egypt;
3Department of Pathology, Faculty of Medicine, Minia University, El-Minia, Egypt;
4MSP, Faculty of Pharmacy, Deraya University, El-Minia, Egypt;
*e-mail: mostafa.mohamed@mu.edu.eg

Отримано: 17 вересня 2023; Виправлено: 17 листопада 2023;
Затверджено: 01 грудня 2023; Доступно онлайн: 18 грудня 2023

Гіперглікемія сприяє каскаду запальних реакцій у нирках, які призводять до розвитку ниркової гіпоксії та ангіогенезу з подальшою хронічною нирковою недостатністю. Оскільки система гіпоксія-індукований фактор-1α (HIF‑1α)/судинний ендотеліальний фактор росту (VEGF) є ключовим шляхом неоваскуляризації, пригнічення цієї системи є мішенню для терапії ниркового ангіогенезу. Ми припускаємо, що фенобарбітал (ФБ), який має потенціал для зменшення васкуляризації, може впливати на розвиток ангіогенезу в нирках за діабету. Метою дослідження було вивчення впливу ФБ на експресію HIF-1α і VEGF та ангіогенез у тканині нирок щурів із гіперглікемією та діабетичною нефропатією. Шістдесят чотири щури-самці лінії Вістар було розділено на 4 групи: контрольна група отримувала в/о одноразову ін’єкцію фізіологічного розчину; група ФБ отримувала 0,05% ФБ перорально з питною водою; група тварин із діабетом отримувала в/о одноразову ін’єкцію стрептозоцину (СТЗ) (65 мг/кг); група ФБ-СТЗ отримувала 0,05% ФБ перорально за два тижні до введення СТЗ. Наприкінці експерименту (8 тижнів), нирки було видалено і використано для біохімічних аналізів. Досліджено рівні глюкози, сечовини та креатиніну в сироватці крові, рівень IL-6 в гомогенаті нирок та зміни експресії генів HIF-1α та VEGF. Для гістопатологічного дослідження використовували забарвлення гематоксилін-еозином. Показано, що експресія генів HIF-1α та VEGF, а також рівень IL-6 у групі хворих на діабет щурів були значно підвищені порівняно з контрольною групою, тоді як у ФБ та ФБ-СТЗ групах, ці показники були значно знижені порівняно з діабетичною групою. У тканині нирок діабетичних щурів виявлено­ гломерулярні скупчення та мезангіальну проліферацію. Однак у діабетичній групі, які отримували ФБ, кількість новоутворених судин помітно зменшилася. Одержані результати підтверджують, що фенобарбітал впливає на сигнальний шлях HIF-1α/VEGF, зменшуючи ангіогенез за гіперглікемічного пошкодження нирок.

Ключові слова: , , , , ,

Посилання:

  1. Fu Z, Chen D, Cheng H, Wang F. Hypoxia-inducible factor-1α protects cervical carcinoma cells from apoptosis induced by radiation via modulation of vascular endothelial growth factor and p53 under hypoxia. Med Sci Monit. 2015;21:318-325. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Lou Z, Li Q, Wang C, Li Y. The effects of microRNA-126 reduced inflammation and apoptosis of diabetic nephropathy through PI3K/AKT signalling pathway by VEGF. Arch Physiol Biochem. 2022;128(5):1265-1274. PubMed, CrossRef
  3. Borgohain MP, Lahkar M, Ahmed S, Chowdhury L, Kumar S, Pant R, Choubey A. Small Molecule Inhibiting Nuclear Factor-kB Ameliorates Oxidative Stress and Suppresses Renal Inflammation in Early Stage of Alloxan-Induced Diabetic Nephropathy in Rat. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2017;120(5):442-449. PubMed, CrossRef
  4. Ahmed MA, Alzokaky AA, Raslan NA, Abdelbaky NA. Comparative study on the influence of L carnitine and/or fenofibrate against streptozotocin induced diabetic nephropathy: role of TGFβ1/Smad Signaling Pathway. Azhar Int J Pharm Med Sci. 2022;2(1):48-57. CrossRef
  5. DCCT/EDIC Research Group, de Boer IH, Sun W, Cleary PA, Lachin JM, Molitch ME, Steffes MW, Zinman B. Intensive diabetes therapy and glomerular filtration rate in type 1 diabetes. N Engl J Med. 2011;365(25):2366-2376. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  6. Ichinose K, Maeshima Y, Yamamoto Y, Kitayama H, Takazawa Y, Hirokoshi K, Sugiyama H, Yamasaki Y, Eguchi K, Makino H. Antiangiogenic endostatin peptide ameliorates renal alterations in the early stage of a type 1 diabetic nephropathy model. Diabetes. 2005;54(10):2891-2903. PubMed, CrossRef
  7. Yamamoto Y, Maeshima Y, Kitayama H, Kitamura S, Takazawa Y, Sugiyama H, Yamasaki Y, Makino H. Tumstatin peptide, an inhibitor of angiogenesis, prevents glomerular hypertrophy in the early stage of diabetic nephropathy. Diabetes. 2004;53(7):1831-1840. PubMed, CrossRef
  8. Pourshabanan P, Momeni A, Mahmoudnia L, Kheiri S. Effect of pioglitazone on decreasing of proteinuria in type 2 diabetic patients with nephropathy. Diabetes Metab Syndr. 2019;13(1):132-136. PubMed, CrossRef
  9. Declèves AE, Mathew AV, Cunard R, Sharma K. AMPK mediates the initiation of kidney disease induced by a high-fat diet. J Am Soc Nephrol. 2011;22(10):1846-1855. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Zhang X, Ma L, Dong H, Lv Z, Liu Y, Gao J, Wang R. Effect of HIF-1α, VEGF and MVD expression on angiogenesis in diabetic nephropathy. Int J Clin Exp Med. 2018;11(2):1247-1253.
  11. Xu Y, Kong X, Li J, Cui T, Wei Y, Xu J, Zhu Y, Zhu X. Mild Hypoxia Enhances the Expression of HIF and VEGF and Triggers the Response to Injury in Rat Kidneys. Front Physiol. 2021;12:690496. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Yang K, Zhang Z, Li Y, Chen S, Chen W, Ding H, Tan Z, Ma Z, Qiao Z. Expression and distribution of HIF-1α, HIF-2α, VEGF, VEGFR-2 and HIMF in the kidneys of Tibetan sheep, plain sheep and goat. Folia Morphol (Warsz). 2020;79(4):748-755. PubMed, CrossRef
  13. Kazmi Z, Zeeshan S, Khan A, Malik S, Shehzad A, Seo EK, Khan S. Anti-epileptic activity of daidzin in PTZ-induced mice model by targeting oxidative stress and BDNF/VEGF signaling. Neurotoxicology. 2020;79:150-163. PubMed, CrossRef
  14. Yan Y, Cheng X, Yang RH, Li H, Chen JL, Ma ZL, Wang G, Chuai M, Yang X. Exposure to Excess Phenobarbital Negatively Influences the Osteogenesis of Chick Embryos. Front Pharmacol. 2016;7:349. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  15. Lowe SA. Drugs in pregnancy. Anticonvulsants and drugs for neurological disease. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2001;15(6):863-876. PubMed, CrossRef
  16. Furman BL. Streptozotocin-Induced Diabetic Models in Mice and Rats. Curr Protoc Pharmacol. 2015;70:5.47.1-5.47.20. PubMed, CrossRef
  17. Holsapple MP, Pitot HC, Cohen SM, Boobis AR, Klaunig JE, Pastoor T, Dellarco VL, Dragan YP. Mode of action in relevance of rodent liver tumors to human cancer risk. Toxicol Sci. 2006;89(1):51-56. PubMed, CrossRef
  18. VanGuilder HD, Vrana KE, Freeman WM. Twenty-five years of quantitative PCR for gene expression analysis. Biotechniques. 2008;44(5):619-626.
    PubMed,CrossRef
  19. Introductory Chapter: Histological Microtechniques. Eds. Shields VD, Heinbockel T. In: Histology. 2018, IntechOpen. 148 p. CrossRef
  20. Zhang D, Lv FL, Wang GH. Effects of HIF-1α on diabetic retinopathy angiogenesis and VEGF expression. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2018;22(16):5071-5076. PubMed, CrossRef
  21. Cha DR, Kim NH, Yoon JW, Jo SK, Cho WY, Kim HK, Won NH. Role of vascular endothelial growth factor in diabetic nephropathy. Kidney Int Suppl. 2000;77:S104-S112. PubMed, CrossRef
  22. Araldi E, Schipani E. Hypoxia, HIFs and bone development. Bone. 2010;47(2):190-196. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  23. Araújo LS, Torquato BGS, da Silva CA, Dos Reis Monteiro MLG, Dos Santos Martins ALM, da Silva MV, Dos Reis MA, Machado JR. Renal expression of cytokines and chemokines in diabetic nephropathy. BMC Nephrol. 2020;21(1):308. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  24. Catar R, Witowski J, Zhu N, Lücht C, Derrac Soria A, Uceda Fernandez J, Chen L, Jones SA, Fielding CA, Rudolf A, Topley N, Dragun D, Jörres A. IL-6 Trans-Signaling Links Inflammation with Angiogenesis in the Peritoneal Membrane. J Am Soc Nephrol. 2017;28(4):1188-1199. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  25. Klemis V, Ghura H, Federico G, Würfel C, Bentmann A, Gretz N, Miyazaki T, Gröne HJ, Nakchbandi IA. Circulating fibronectin contributes to mesangial expansion in a murine model of type 1 diabetes. Kidney Int. 2017;91(6):1374-1385. PubMed, CrossRef
  26. Baccora MHA, Cortes P, Hassett C, Taube DW, Yee J. Effects of long-term elevated glucose on collagen formation by mesangial cells. Kidney Int. 2007;72(10):1216-1225. PubMed, CrossRef
  27. Young BA, Johnson RJ, Alpers CE, Eng E, Gordon K, Floege J, Couser WG, Seidel K. Cellular events in the evolution of experimental diabetic nephropathy. Kidney Int. 1995;47(3):935-944. PubMed, CrossRef
  28. Liu H, Feng J, Tang L. Early renal structural changes and potential biomarkers in diabetic nephropathy. Front Physiol. 2022;13:1020443. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.