nefrНефрологияNephrology (Saint-Petersburg)1561-62742541-9439Pavlov First Saint-Petersburg State Medical University10.24884/1561-6274-2012-16-4-75-83nefr-633Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯДИЕТАРНЫЙ СОЕВЫЙ ПРОТЕИН ЗАМЕДЛЯЕТ РАЗВИТИЕ ИНТЕРСТИЦИАЛЬНОГО ПОЧЕЧНОГО ФИБРОЗА У КРЫС С ОДНОСТОРОННЕЙ ОБСТРУКЦИЕЙ МОЧЕТОЧНИКА: ВВЕДЕНИЕ В НУТРИТИВНУЮ ЭПИГЕНОМИКУDIETARY SOYA PROTEIN SLOWS DOWN INTERSTITIAL RENAL FIBROSIS DEVELOPMENT IN RATS WITH UNILATERAL URETERAL OBSTRUCTION: INTRODUCTION TO NUTRITIONAL EPIGENOMICSСмирновА. В.SmirnovA. V.

кафедра пропедевтики внутренних болезней

КучерА. Г.KucherA. G.

кафедра пропедевтики внутренних болезней

ДобронравовВ. А.DobronravovV. A.

кафедра пропедевтики внутренних болезней

БересневаО. Н.BeresnevaO. N.ПарастаеваМ. М.ParastaevaM. M.СиповскийВ. Г.SipovskyiV. G.ЗарайскийМ. И.ZaraiskyiM. I.

кафедра клинической лабораторной диагностики с курсом молекулярной медицины

ИвановаГ. Т.IvanovaG. T.

лаборатория экспериментальной и клинической кардиологии

СиповскаяЕ. Б.SpovskayaE. B.КаюковИ. Г.KayukovI. G.

кафедра нефрологии и диализа 

197022, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 17, корп. 54. Тел.: (812)-346-39-26; факс: (812) 234- 91-91

 

kaukov@nephrolog.ruНаучно-исследовательский институт нефрологии, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. ПавловаRussian FederationСанкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. ПавловаRussian FederationИнститут физиологии им. И.П. Павлова РАНRussian Federation2012100420121647583Copyright © Смирнов А.В., Кучер А.Г., Добронравов В.А., Береснева О.Н., Парастаева М.М., Сиповский В.Г., Зарайский М.И., Иванова Г.Т., Сиповская Е.Б., Каюков И.Г., 20122012Смирнов А.В., Кучер А.Г., Добронравов В.А., Береснева О.Н., Парастаева М.М., Сиповский В.Г., Зарайский М.И., Иванова Г.Т., Сиповская Е.Б., Каюков И.Г.Smirnov A.V., Kucher A.G., Dobronravov V.A., Beresneva O.N., Parastaeva M.M., Sipovskyi V.G., Zaraiskyi M.I., Ivanova G.T., Spovskaya E.B., Kayukov I.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.nephrolog.ru/jour/article/view/633

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Проанализировать влияние рациона с высоким содержанием соевого белка на уровни экспрессии трансформирующего фактора роста (TGF-β1), нуклеарного фактора транскрипции (NFkB) и выраженность морфологических признаков фиброза и воспаления в почечной ткани крыс с односторонней обструкцией мочеточника (ООМ). МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ. Односторонняя перевязка мочеточника левой почки выполнена у 6 крыс линии Wistar, находящихся на стандартной диете (20% животного белка; контрольная группа) и 7 животных (опытная группа), которые сразу после наложения лигатуры на мочеточник переводились на рацион, включающий 50% соевого протеина (соевый изолят SUPRO 760, Solae Europe S.A., Швейцария). Срок наблюдения после ООМ составил 14 сут. У экспериментальных животных контролировалась величина среднего артериального давления (АД), было проведено светооптическое морфологическое исследование и определялись уровни экспрессии NFκB и TGFβ-1 в почечной ткани. РЕЗУЛЬТАТЫ. Не выявлено существенного изменения величины среднего АД у крыс через 2 нед. после операции по сравнению с дооперационным уровнем как в опытной, так и контрольной группе. Относительный уровень экспрессии нуклеарного фактора транскрипции NFκB в левых почках (с обструкцией мочеточника) в контрольной группе в 1,5 раза превышал таковой в контралатеральных органах. У крыс из опытной группы не наблюдалось существенных различий в уровнях относительной экспрессии NFκB в правой (здоровой) и левой (экспериментальной) почках. Иммуногистохимическая активность TGF-β1 в почках с перевязанным мочеточником отчетливо возрастала в обеих группах, но у крыс, находящихся на соевом рационе, она была достоверно ниже. Также в обеих группах в почках с перевязанным мочеточником обнаруживались явные морфологические признаки тубулоинтерстициального воспаления и фиброза. Однако распространенность этих изменений у крыс, получающих соевую диету, была существенно меньше. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты проведенной работы показали, что: (1) назначение рациона с 50% содержанием соевого белка существенно уменьшает выраженность воспалительно-фибротических изменений в интерстиции почек крыс после унилатеральной обструкции мочеточника; (2) снижение тяжести тубулоинтерстициальных повреждений в данной модели ассоциируется с уменьшением экспрессии TGFβ-1 и NFκB; (3) обсуждаются механизмы прямого влияния соевого белка на экспрессию генов TGFβ-1 и NFκB в почечной паренхиме.

AIM OF RESEARCH. To analyze effect of high soya protein diet on expression levels of transforming growth factor (TGFβ-1), nuclear transcription factor (NFkB) and intensity of morphological characteristics of fibrosis and inflammation in renal tissue of rats with unilateral ureteral obstruction (UUO). MATERIALS AND METHODS. Unilateral left kidney ureter ligature was performed in 6 Wistar rats keeping standard diet (20% of animal protein; control group) and 7 animals (experiment group) after ureter ligature were put on diet with 50% soya protein (soybean isolates SUPRO 760, Solae Europe S.A., Switzerland). Follow-up period after UUO was 14 days. In experimental animals checked mean arterial pressure (AP) value, was performed light-optic morphologic research and estimated expression levels of NFκB and TGFβ-1 in renal tissue. RESULTS. In both, experimental and control groups no significant changes of average AP value in rats in 2 weeks after operation in comparison with presurgical level was revealed. Relative expression level of nuclear transcription factor NFκB in left kidneys (with ureteral obstruction) in control group was 1,5 times higher than in contralateral organs. In rats from experimental group no significant differences in relative expression levels of NFκB observed in both, right (healthy) and left (experimental) kidneys. Immunohistochemical activity of TGFβ1 in kidneys with ligatured ureter distinctly increased in both groups, but in rats on soya diet it was lower. Also in both groups in kidneys with ligatured ureters revealed distinct morphological characteristics of tubulointerstitial inflammation and fibrosis. However popularity of these alterations in rats receiving soya diet was significantly lower. CONCLUSION. Results of the research testified that: (1) prescription of diet with 50% soya protein significantly reduces intensity of inflammatory-fibrotic alterations in renal interstitium of rats after unilateral ureteral obstruction; (2) decrease of tubulointerstitial damage severity in this model is associated with decrease of expression of TGFβ-1 and NFκB; (3) mechanisms of soya protein direct effect on expression of genes TGFβ-1 and NFκB in renal parenchyma are being discussed.

почкиодносторонняя обструкция мочеточникатубулоинтерстициальный фиброзтрансформирующий фактор роста TGFβ-1нуклеарный фактор транскрипции NFκBсоевый протеинkidneysunilateral ureteral obstructiontubulointerstitial fibrosistransformation growth factor TGFβ-1nuclear transcription factor NFκBsoya proteinРабота поддержана грантом Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова.ReferencesРатнер МЯ, Серов ВВ, Томилина НА. Ренальные дисфункции (клинико-морфологическая характеристика). Медицина, М., 1977; 296Ратнер МЯ, Серов ВВ, Томилина НА. Ренальные дисфункции (клинико-морфологическая характеристика). Медицина, М., 1977; 296Bohle A, Müller GA, Wehrmann M, Mackensen-Haen S, Xiao JC. Pathogenesis of chronic renal failure in the primary glomerulopathies, renal vasculopathies, and chronic interstitial nephritides. Kidney Int Suppl 1996; 54: S2-9Bohle A, Müller GA, Wehrmann M, Mackensen-Haen S, Xiao JC. Pathogenesis of chronic renal failure in the primary glomerulopathies, renal vasculopathies, and chronic interstitial nephritides. Kidney Int Suppl 1996; 54: S2-9Bohle A, Mackensen-Haen S, Wehrmann M. Significance of postglomerular capillaries in the pathogenesis of chronic renal failure. Kidney Blood Press Res 1996;19(3-4): 191-195Bohle A, Mackensen-Haen S, Wehrmann M. Significance of postglomerular capillaries in the pathogenesis of chronic renal failure. Kidney Blood Press Res 1996;19(3-4): 191-195Bohle A, Strutz F, Müller GA. On the pathogenesis of chronic renal failure in primary glomerulopathies: a view from the interstitium. Exp Nephrol 1994;2(4):205-210Bohle A, Strutz F, Müller GA. On the pathogenesis of chronic renal failure in primary glomerulopathies: a view from the interstitium. Exp Nephrol 1994;2(4):205-210Bohle A, Wehrmann M, Mackensen-Haen S, Gise H, Mickeler E, Xiao TC, Müller C, Müller GA. Pathogenesis of chronic renal failure in primary glomerulopathies. Nephrol Dial Transplant 1994; [suppl 3]: 4-12Bohle A, Wehrmann M, Mackensen-Haen S, Gise H, Mickeler E, Xiao TC, Müller C, Müller GA. Pathogenesis of chronic renal failure in primary glomerulopathies. Nephrol Dial Transplant 1994; [suppl 3]: 4-12Каюков ИГ, Есаян AM, Кучер АГ, Ермаков ЮА. Роль функционально-гемодинамических механизмов в прогрессировании хронического гломерулонефрита. Нефрология 1998; 2(1): 7-13Каюков ИГ, Есаян AM, Кучер АГ, Ермаков ЮА. Роль функционально-гемодинамических механизмов в прогрессировании хронического гломерулонефрита. Нефрология 1998; 2(1): 7-13Meng XM, Huang XR, Xiao J, Chen HY, Zhong X, Chung AC, Lan HY. Diverse roles of TGF-β receptor II in renal fibrosis and inflammation in vivo and in vitro. J Pathol 2012 227(2):175-188Meng XM, Huang XR, Xiao J, Chen HY, Zhong X, Chung AC, Lan HY. Diverse roles of TGF-β receptor II in renal fibrosis and inflammation in vivo and in vitro. J Pathol 2012 227(2):175-188Lan HY. Diverse roles of TGF-β/Smads in renal fibrosis and inflammation. Int J Biol Sci 2011;7(7):1056-1067Lan HY. Diverse roles of TGF-β/Smads in renal fibrosis and inflammation. Int J Biol Sci 2011;7(7):1056-1067Liu Y. Renal fibrosis: new insights into the pathogenesis and therapeutics. Kidney Int 2006;69(2):213-217Liu Y. Renal fibrosis: new insights into the pathogenesis and therapeutics. Kidney Int 2006;69(2):213-217Klahr S, Morrissey J. Obstructive nephropathy and renal fibrosis. Am J Physiol Renal Physiol 2002;283(5):F861-875Klahr S, Morrissey J. Obstructive nephropathy and renal fibrosis. Am J Physiol Renal Physiol 2002;283(5):F861-875Chevalier RL, Forbes MS, Thornhill BA. Ureteral obstruction as a model of renal interstitial fibrosis and obstructive nephropathy. Kidney Int 2009;75(11):1145-1152Chevalier RL, Forbes MS, Thornhill BA. Ureteral obstruction as a model of renal interstitial fibrosis and obstructive nephropathy. Kidney Int 2009;75(11):1145-1152Vieira JM Jr, Mantovani E, Rodrigues LT, Dellê H, Noronha IL, Fujihara CK, Zatz R. Simvastatin attenuates renal inflammation, tubular transdifferentiation and interstitial fibrosis in rats with unilateral ureteral obstruction. Nephrol Dial Transplant 2005;20(8):1582-1591Vieira JM Jr, Mantovani E, Rodrigues LT, Dellê H, Noronha IL, Fujihara CK, Zatz R. Simvastatin attenuates renal inflammation, tubular transdifferentiation and interstitial fibrosis in rats with unilateral ureteral obstruction. Nephrol Dial Transplant 2005;20(8):1582-1591Achar E, Maciel TT, Collares CF, Teixeira VP, Schor N. Amitriptyline attenuates interstitial inflammation and ameliorates the progression of renal fibrosis. Kidney Int 2009;75(6):596-604Achar E, Maciel TT, Collares CF, Teixeira VP, Schor N. Amitriptyline attenuates interstitial inflammation and ameliorates the progression of renal fibrosis. Kidney Int 2009;75(6):596-604Кучер АГ. Лечебное питание у больных с хронической почечной недостаточностью. Дисс. ….д-ра мед. наук. СПб., 2000; 376Кучер АГ. Лечебное питание у больных с хронической почечной недостаточностью. Дисс. ….д-ра мед. наук. СПб., 2000; 376Кучер АГ, Каюков ИГ, Есаян АМ, Ермаков ЮА. Влияние количества и качества белка в рационе на деятельность почек. Нефрология 2004; 8 (2): 14-34Кучер АГ, Каюков ИГ, Есаян АМ, Ермаков ЮА. Влияние количества и качества белка в рационе на деятельность почек. Нефрология 2004; 8 (2): 14-34Береснева ОН, Парастаева ММ, Кучер АГ и др. Ренопротективные эффекты соевой белковой диеты. Нефрология 2011; 15(3):26-34Береснева ОН, Парастаева ММ, Кучер АГ и др. Ренопротективные эффекты соевой белковой диеты. Нефрология 2011; 15(3):26-34Witzany G. Do we eat gene regulators? Commun Integr Biol 2012;5(3):230-232Witzany G. Do we eat gene regulators? Commun Integr Biol 2012;5(3):230-232Hardy TM, Tollefsbol TO Epigenetic diet: impact on the epigenome and cancer. Epigenomics 2011 3(4):503-518Hardy TM, Tollefsbol TO Epigenetic diet: impact on the epigenome and cancer. Epigenomics 2011 3(4):503-518Cабурова ИЮ, Слободнюк КЮ, Горчакова МВ и др. Исследование уровня экспрессии гена CEBPA у пациентов с острым миелобластным лейкозом лейкозом. Ученые записки СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова 2011;18(3): 76-77Cабурова ИЮ, Слободнюк КЮ, Горчакова МВ и др. Исследование уровня экспрессии гена CEBPA у пациентов с острым миелобластным лейкозом лейкозом. Ученые записки СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова 2011;18(3): 76-77Arocho A, Chen B, Ladanyi M, Pan Q. Validation of the 2-DDCt calculation as an alternate method of data analysis for quantitative PCR of BCR-ABL P210. Transcripts Diagn Mol Pathol 2006; 15 (1); 56-61Arocho A, Chen B, Ladanyi M, Pan Q. Validation of the 2-DDCt calculation as an alternate method of data analysis for quantitative PCR of BCR-ABL P210. Transcripts Diagn Mol Pathol 2006; 15 (1); 56-61Newman JH, Holt TN, Hedges LK et al. High-altitude pulmonary hypertension in cattle (brisket disease): Candidate genes and gene expression profiling of peripheral blood mononuclear cells. Pulm Circ 2011;1(4):462-469Newman JH, Holt TN, Hedges LK et al. High-altitude pulmonary hypertension in cattle (brisket disease): Candidate genes and gene expression profiling of peripheral blood mononuclear cells. Pulm Circ 2011;1(4):462-469Eddy AA, Neilson EG. Chronic kidney disease progression. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 2964–2966Eddy AA, Neilson EG. Chronic kidney disease progression. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 2964–2966Bottinger EP. TGF-beta in renal injury and disease. Semin Nephrol 2007; 27: 309-320Bottinger EP. TGF-beta in renal injury and disease. Semin Nephrol 2007; 27: 309-320Wang W, Koka V, Lan HY. Transforming growth factor-beta and Smad signalling in kidney diseases. Nephrology (Carlton) 2005;10(1):48-56Wang W, Koka V, Lan HY. Transforming growth factor-beta and Smad signalling in kidney diseases. Nephrology (Carlton) 2005;10(1):48-56Derynck R, Zhang YE. Smad-dependent and Smadindependent pathways in TGFbeta family signalling. Nature 2003;425: 577–584Derynck R, Zhang YE. Smad-dependent and Smadindependent pathways in TGFbeta family signalling. Nature 2003;425: 577–584Kavsak P, Rasmussen RK, Causing CG, Bonni S, Zhu H, Thomsen GH, Wrana JL. Smad7 binds to Smurf2 to form an E3 ubiquitin ligase that targets the TGF beta receptor for degradation. Mol Cell 2000; 6: 1365-1375Kavsak P, Rasmussen RK, Causing CG, Bonni S, Zhu H, Thomsen GH, Wrana JL. Smad7 binds to Smurf2 to form an E3 ubiquitin ligase that targets the TGF beta receptor for degradation. Mol Cell 2000; 6: 1365-1375Dobronravov V, Smirnov A, Parastaeva M et al. Influence of low- and high-soy protein diet on the progression of experimental chronic renal failure. Nephrol Dial Transplant 2005; 20 [Suppl 5]: 70Dobronravov V, Smirnov A, Parastaeva M et al. Influence of low- and high-soy protein diet on the progression of experimental chronic renal failure. Nephrol Dial Transplant 2005; 20 [Suppl 5]: 70Williams AJ, Baker F, Walls J. Effect of varying quantity and quality of dietary protein intake in experimental renal disease in rats. Nephron 1987;46(1):83-90Williams AJ, Baker F, Walls J. Effect of varying quantity and quality of dietary protein intake in experimental renal disease in rats. Nephron 1987;46(1):83-90Cahill LE, Peng CY, Bankovic-Calic N, Sankaran D, Ogborn MR, Aukema HM. Dietary soya protein during pregnancy and lactation in rats with hereditary kidney disease attenuates disease progression in offspring. Br J Nutr 2007;97(1):77-84Cahill LE, Peng CY, Bankovic-Calic N, Sankaran D, Ogborn MR, Aukema HM. Dietary soya protein during pregnancy and lactation in rats with hereditary kidney disease attenuates disease progression in offspring. Br J Nutr 2007;97(1):77-84Maddox DA, Alavi FK, Silbernick EM, Zawada ET. Protective effects of a soy diet in preventing obesity-linked renal disease. Kidney Int 2002;61(1):96-104Maddox DA, Alavi FK, Silbernick EM, Zawada ET. Protective effects of a soy diet in preventing obesity-linked renal disease. Kidney Int 2002;61(1):96-104Селиверстова ЕВ, Бурмакин МВ, Шахматова ЕИ и др. Акумуляция в почке экзогенного белка после его всасывания в кишечнике при развитии экспериментальной почечной недостаточности у крыс. Нефрология 2007; 11(1): 7-16Селиверстова ЕВ, Бурмакин МВ, Шахматова ЕИ и др. Акумуляция в почке экзогенного белка после его всасывания в кишечнике при развитии экспериментальной почечной недостаточности у крыс. Нефрология 2007; 11(1): 7-16Ong TP, Pérusse L. Impact of nutritional epigenomics on disease risk and prevention: introduction. J Nutrigenet Nutrigenomics 2011;4(5):245-247Ong TP, Pérusse L. Impact of nutritional epigenomics on disease risk and prevention: introduction. J Nutrigenet Nutrigenomics 2011;4(5):245-247Holliday R. Mechanisms for the control of gene activity during development. Biol Rev Camb Philos Soc 1990;65(4):431-471Holliday R. Mechanisms for the control of gene activity during development. Biol Rev Camb Philos Soc 1990;65(4):431-471Zhang C. MicroRNomics: a newly emerging approach for disease biology. Physiol Genomics 2008 22;33(2):139-147Zhang C. MicroRNomics: a newly emerging approach for disease biology. Physiol Genomics 2008 22;33(2):139-147Sato F, Tsuchiya S, Meltzer SJ, Shimizu K. MicroRNAs and epigenetics. FEBS J 2011; 278(10): 1598-1609Sato F, Tsuchiya S, Meltzer SJ, Shimizu K. MicroRNAs and epigenetics. FEBS J 2011; 278(10): 1598-1609Lan HY. Diverse roles of TGF-β/Smads in renal fibrosis and inflammation. Int J Biol Sci 2011;7(7):1056-1067Lan HY. Diverse roles of TGF-β/Smads in renal fibrosis and inflammation. Int J Biol Sci 2011;7(7):1056-1067Старокадомский П. Обо всех РНК на свете, больших и малых. 2010; http://biomolecula.ru/content/679/Старокадомский П. Обо всех РНК на свете, больших и малых. 2010; http://biomolecula.ru/content/679/Zhang L, Hou D, Chen X et al. Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of crosskingdom regulation by microRNA. Cell Res 2012;22(1):107-126Zhang L, Hou D, Chen X et al. Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of crosskingdom regulation by microRNA. Cell Res 2012;22(1):107-126Kulcheski FR, de Oliveira LF, Molina LG et al. Identification of novel soybean microRNAs involved in abiotic and biotic stresses. BMC Genomics 2011;12:307Kulcheski FR, de Oliveira LF, Molina LG et al. Identification of novel soybean microRNAs involved in abiotic and biotic stresses. BMC Genomics 2011;12:307

The authors declare that there are no conflicts of interest present.