Show simple item record

AdvisorMunusamy, Shankar
AuthorEl Gamal, Heba
Available date2015-10-01T09:50:31Z
Publication Date2015
Submission Date 2015-06
URIhttp://hdl.handle.net/10576/3396
AbstractDiabetic nephropathy (DN) is the leading cause of end stage renal disease, and one of the most serious microvascular complications of diabetes mellitus. Increase in the shift of glucose into the aldose reductase pathway during diabetes leads to accumulation of sorbitol and fructose in the cells, and causes an imbalance in the associated cofactors, which in turn cause deleterious events such as oxidative stress, endoplasmic reticulum (ER) stress and cell death in the kidney. The objective of this study was to investigate the effects of high glucose on renal tubular cells cultured in vitro and evaluate the protective effects of inhibiting the aldose reductase pathway. Normal rat kidney (NRK-52E) cells were exposed to high glucose (30 mM) or normal glucose (5 mM) media for 24 to 72 hours, and then assessed for changes in cell viability using MTT assay. The expression of aldose reductase, markers of ER stress such as GRP78 and CHOP, and activation of Akt and ERK1/2 signaling has been measured using western blotting. In addition, mitochondrial membrane potential has been assessed using JC-1 assay. Exposing NRK-52E cells to 30 mM glucose containing media decreased cell viability after 48 h (84%) with further decline in viability at 72 h (64%). Aldose reductase expression was increased at 48 h, and this was associated with slight depolarization in mitochondrial membrane potential. In addition, high glucose exposure caused acute activation of both Akt and ERK pathways. In contrast, no induction of the ER stress markers has been identified in the model. Interestingly, co-incubating cells with 1 μM of an aldose reductase inhibitor epalrestat has reversed the cellular injury and signaling changes induced by high glucose. These findings suggest that high glucose conditions trigger cell death and depolarize mitochondrial membrane in renal tubular cells. Moreover, hyperglycemia was able to induce Akt and ERK pathways, which are actively involved in the mechanisms contributing to DN. Inhibition of the aldose reductase pathway has reversed the hyperglycemia-induced deleterious effects on renal cells, and hence, represents a potential therapeutic strategy to improve renal cell function during diabetes.
Languageen
SubjectKidney Failure, Chronic
SubjectDiabetic Nephropathies
SubjectSorbitol
SubjectFructose
TitleSTANDARDIZATION OF AN IN VITRO MODEL OF DIABETIC NEPHROPATHY IN RENAL TUBULAR CELLS AND INVESTIGATION OF THE ROLE OF ALDOSE REDUCTASE PATHWAY IN HIGH GLUCOSE-INDUCED RENAL CELL INJURY
Alternative Titleمعايرة نموذج مخبري لاعتلال الكلية السكري باستخدام خلايا الكلية الأنبوبية والبحث في دور مسار انزيم الألدوز ريداكتيز في إصابة الخلايا الكلوية التي يسببها ارتفاع الجلوكوز
TypeMaster Thesis
Alternative Abstractاعتلال الكلية السكري هو السبب الرئيسي للفشل الكلوي وواحد من اخطرالمضاعافات التي تحدث للأوعية الدموية بسبب مرض السكري. زيادة تحول الجلوكوز إلى مسار الألدوز ريداكتاز أثناء مرض السكري يؤدي إلى تراكم السوربيتول والفركتوز في الخلايا، ويسبب اختلالا في العوامل المساعدة المرتبطة بها، والتي بدورها تسبب الأحداث الضارة مثل الإجهاد التأكسدي، و إجهاد الشبكة الإندوبلازمية مع إصابة خلايا الكلى. وكان الهدف من هذه الدراسة هو التعرف على آثار ارتفاع نسبة الجلوكوز على خلايا الكلية الأنبوبية في نموذج مختبري، وتقييم الآثار الوقائية لتثبيط مسار انزيم الألدوز ريداكتيز في هذا النموذج. لتحقيق هذا فقد تعرضت خلايا NRK-52Eلتركيز مرتفع من الجلوكوز (٣٠ مللي مولار) أو تركيز الجلوكوز العادي (٥ مللي مولار) لمدة ٢٤ إلى ٧٢ ساعة ومن ثم تقييمها لقياس التغييرات في قابلية الخلايا للحياة و النمو باستخدام فحص الMTT. و قد تم استخدام فحص الwestern blot لقياس مستوى الانزيم ألدوز ريداكتيز، و مستوى البروتينات المرتبطة بإجهاد الشبكة الإندوبلازمية مثل GRP78 و CHOP و أيضاً تفعيل مسارات الAKT و ERK. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم جهد غشاء الميتوكوندريا باستخدام فحص JC-1. و قد أظهرت النتائج أن تعرض خلايا NRK-52E إلى٣٠ مللي مولار من الجلوكوز قد خفض قابلية الخلية للحياة و النمو إلى % ٨٤ بعد ٤٨ ساعة مع مزيد من الإنخفاض بعد ٧٢ ساعة (%٦٤(. و قد زادت مستويات الألدوز ريداكتيز بعد ٤٨ ساعة و كان هذا مصاحباً بانخفاض طفيف في جهد غشاء الميتوكوندريا. بالإضافة إلى ذلك، تسبب التعرض لارتفاع نسبة الجلوكوزإلى تفعيل حاد في كلا مسارات AKT و ERK. في المقابل، لم يتم تحديد أي زيادة في بروتينات إجهاد الشبكة الإندوبلازمية في النموذج. ومن المثير للاهتمام، أن إضافة ١ ميكرو مولار من مثبط الانزيم ألدوز ريداكتيز (Epalrestat) قد نجح في تحسين صحة الخلايا و عكس تفعيل مسارات الإشارات التي يسببها ارتفاع الجلوكوز. وتشير هذه النتائج إلى أن ارتفاع نسبة الجلوكوز يؤدي إلى موت خلايا الكلية الأنبوبية وخفض جهد غشاء الميتوكوندريا. وعلاوة على ذلك، يؤدي ارتفاع السكر إلى تنشيط مسارات AKT و ERK و التي تعتبر ضمن الآليات المهمة المؤدية إلى اعتلال الكلية السكري. تثبيط مسار الألدوز ريداكتيز قد عكس الآثار الضارة التي يسببها ارتفاع السكر في الدم على خلايا الكلى، وبالتالي، يمثل استراتيجية علاجية محتملة لتحسين وظائف الخلايا الكلوية أثناء مرض السكري.
DepartmentPharmacy


Files in this item

Icon

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record