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Nov 01, 2023

Activación de HIF

Volumen Muerte celular y enfermedad

Cell Death & Disease volumen 14, Número de artículo: 339 (2023) Citar este artículo

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El factor de transcripción factor inducible por hipoxia-1α (HIF-1α), como regulador principal de las respuestas adaptativas a la hipoxia, posee dos dominios de activación transcripcional [TAD, N-terminal (NTAD) y C-terminal (CTAD)]. Aunque se han reconocido las funciones de HIF-1α NTAD en enfermedades renales, los efectos exactos de HIF-1α CTAD en enfermedades renales son poco conocidos. Aquí, se establecieron dos modelos de ratón independientes de lesión renal inducida por hipoxia utilizando ratones knockout para HIF-1α CTAD (HIF-1α CTAD-/-). Además, la hexocinasa 2 (HK2) y la ruta de la mitofagia se modulan mediante métodos genéticos y farmacológicos, respectivamente. Demostramos que HIF-1α CTAD-/- agravó la lesión renal en dos modelos de ratón independientes de lesión renal inducida por hipoxia, incluida la lesión renal inducida por isquemia/reperfusión y la nefropatía inducida por obstrucción ureteral unilateral. Mecánicamente, encontramos que HIF-1α CTAD podría regular transcripcionalmente HK2 y, posteriormente, mejorar la lesión del túbulo inducida por hipoxia. Además, se encontró que la deficiencia de HK2 contribuyó a la lesión renal grave a través de la inhibición de la mitofagia, mientras que la activación de la mitofagia con urolitina A podría proteger significativamente contra la lesión renal inducida por hipoxia en ratones HIF-1α C-TAD-/-. Nuestros hallazgos sugirieron que la vía HIF-1α CTAD-HK2 representa un nuevo mecanismo de respuesta renal a la hipoxia, que proporciona una estrategia terapéutica prometedora para la lesión renal inducida por hipoxia.

La hipoxia, una de las condiciones fisiopatológicas más prevalentes, es un instigador crucial de una variedad de enfermedades renales [1, 2]. Aunque pruebas convincentes han indicado que la gravedad y la duración de la hipoxia determinan el pronóstico renal [2, 3], las respuestas moleculares exactas del riñón a la hipoxia siguen siendo en gran parte enigmáticas.

Es bien sabido que el factor de transcripción factor 1 inducible por hipoxia (HIF-1) es esencial para las adaptaciones celulares a la hipoxia [4], que está estrechamente regulada por modificaciones postraduccionales por al menos dos mecanismos independientes dependientes del oxígeno: hidroxilación de residuos de prolina por el dominio prolil hidroxilasa (PHD) y la hidroxilación de asparagina por el factor inhibidor HIF-1 (FIH-1) [5]. Los estudios de biología estructural revelaron que HIF-1, como factor maestro de transcripción, posee dos dominios de activación transcripcional [TAD; N-terminal (NTAD) y C-terminal (CTAD)], que están regulados por PHD y FIH-1, respectivamente [6]. Además, estudios convincentes han demostrado que NTAD y CTAD podrían transcribir genes distintos, realizando su propia función [6, 7]. Aunque las funciones de HIF-1 se han estudiado en varias enfermedades renales, como lo demuestra la modulación genética y farmacológica, las funciones separadas de CTAD y NTAD en las enfermedades renales hipóxicas siguen sin estar claras.

Actualmente, las personas con anemia renal han sido tratadas con un inhibidor específico de PHD, que estimula la función de HIF-1α NTAD [8]. Curiosamente, los estudios preclínicos han demostrado que la activación de HIF-1α NTAD inducida por el inhibidor de PHD protege contra la lesión renal aguda (IRA) y la enfermedad renal crónica. Por ejemplo, Wu et al. [9] demostraron que la activación de HIF-1α NTAD protege a los riñones de la isquemia/hipoxia. Mientras tanto, se confirmó que la activación de HIF-1 NTAD tiene efectos renoprotectores sobre la nefropatía diabética [10]. Estos datos sugirieron fuertemente que HIF-1α NTAD podría proporcionar un efecto protector contra las enfermedades renales. Sin embargo, el papel preciso de HIF-1α CTAD en las enfermedades renales hipóxicas no se comprende bien.

Aquí, establecimos los ratones knockout HIF-1α CTAD (HIF-1α CTAD-/-) para evaluar la posible función fisiopatológica de HIF-1α CTAD en la enfermedad renal hipóxica. Curiosamente, demostramos que HIF-1α CTAD protege contra la lesión renal inducida por hipoxia a través de la mitofagia mediada por hexoquinasa 2 (HK2). Nuestros hallazgos representan una perspectiva novedosa sobre la señalización de la respuesta a la hipoxia en el riñón, lo que proporciona una estrategia terapéutica prometedora para la lesión renal hipóxica.

Todos los experimentos con animales se realizaron de acuerdo con las pautas estándar para el cuidado y uso de animales de laboratorio y fueron aprobados por el Comité de Ética de la Universidad del Sureste. Se generaron ratones HIF-1α CTAD-/- utilizando un enfoque basado en CRISPR/Cas9. El gen HIF-1α fue editado por recombinación homóloga. Brevemente, el ARNm y el ARNg de Cas9 se obtienen mediante transcripción in vitro. El vector de recombinación homóloga (vector donante) se construyó usando clonación In-Fusion, que contiene un brazo homólogo 5' de 3,0 kb y un brazo homólogo 3' de 3,0 kb. Luego, el ARNm, el ARNg y el vector donante de Cas9 se microinyectaron en los óvulos fertilizados de ratones C57BL/6J para obtener ratones de la generación F0. Finalmente, los ratones de la generación F0, que fueron identificados por amplificación y secuenciación de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), se aparearon con ratones C57BL/6J normales para obtener los ratones de la generación F1. Cruzando líneas parentales heterocigóticas, se obtuvieron compañeros de camada homocigóticos y de tipo salvaje (WT). Se utilizaron ratones macho (de 6 a 8 semanas de edad, con un peso de 20 a 22 g) para los experimentos, y los modelos de ratón de lesión por isquemia/reperfusión renal (I/R) y nefropatía por obstrucción ureteral unilateral (UUO) se establecieron como se informó anteriormente [11 , 12]. Para la lesión I/R bilateral, se pinzaron ambos pedículos renales con pinzas para microaneurismas durante 35 min. Las operaciones simuladas se sometieron a los mismos procedimientos quirúrgicos sin pinzar los pedículos renales. La temperatura corporal se controló entre 36,5 °C y 37,0 °C mediante una sonda rectal sensible durante todo el procedimiento. Para la UUO, se ligó el uréter izquierdo del ratón justo debajo de la pelvis renal. Los ratones falsos se sometieron a procedimientos quirúrgicos idénticos, excepto que no se ligó el uréter. Los ratones se sacrificaron el día 1 después de la lesión por I/R o el día 3 después de la UUO bajo anestesia general, y se extrajeron sus riñones.

Antes de establecer el modelo de lesión I/R, los ratones se sometieron a la administración oral diaria de urolitina A (MedChemExpress, Monmouth Junction, NJ, EE. UU.) a una dosis de 50 mg/kg de peso corporal durante dos días consecutivos para inducir la mitofagia. Para la transferencia de genes lentivirales, se obtuvieron lentivirus que expresan HK2 (Lv-HK2) o control negativo (Lv-NC) de GenePharma (Shanghai, China). El día 3, antes de la cirugía I/R o UUO, se realizó la transferencia de genes mediada por Lv en los riñones de ratones I/RI mediante inyección en la vena de la cola (5 × 108 TU/ratón). Los ratones fueron sacrificados el día 1 después de I/RI o el día 3 después del pinzamiento de los pedículos renales. Posteriormente, se recogieron suero y tejido renal.

Caracterizamos los patrones de expresión de los genes de ARNm en la corteza renal después de una lesión por I/R mediante la secuenciación de ARN. Los análisis de vías basados ​​en las bases de datos Gene Ontology (GO) y Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG; https://www.genome.jp/kegg/kegg1.html) se emplearon para predecir la función de los genes expresados ​​diferencialmente.

Se recolectaron riñones de ratones de 6 semanas de edad y se aislaron sus células epiteliales tubulares (TEC) para cultivo primario utilizando métodos establecidos [13]. Los TEC se cultivaron en una atmósfera humidificada de 5% CO2 y 95% O2 a 37 °C. Para inducir la lesión hipóxica, las células se cultivaron durante 12 h en condiciones hipóxicas (1 % O2, 94 % N2 y 5 % CO2) en medio sin glucosa. Después del tratamiento hipóxico, las células se devolvieron a un medio de cultivo regular con oxígeno durante 2 horas para reoxigenarlas (hipoxia/reoxigenación, H/R). Las células de control se incubaron con un medio regular en una incubadora regular (5% CO2 y 21% O2). Para la transfección adenoviral (Ad), las células que crecieron hasta un 70 % de confluencia se transdujeron con Ad-NC o Ad-CTAD que contenían el dominio bHLH-PAS durante 24 h de acuerdo con las instrucciones del fabricante y luego se expusieron a condiciones H/R durante 24 h. Ad-NC se utilizó como control negativo.

El ensayo de inmunoprecipitación de cromatina (ChIP) se realizó con el kit de IP de cromatina enzimática Simple ChIP Plus (Magnetic Beads, #9003, Cell Signaling Technology) de acuerdo con las descripciones anteriores [12]. La IP se realizó utilizando un anticuerpo contra HIF-1α (ab2185, Abcam) o IgG como control negativo. Se utilizó PCR con cebadores específicos de la región promotora de HK2 para detectar los fragmentos de ADN precipitados.

GenePharma ( Shanghai, China). HIF-1α NTAD-Gal4 y HIF-1α CTAD-Gal4 se construyeron insertando las secuencias del plásmido Addgene #18955 en la columna vertebral del plásmido Addgene #24887 como se describió anteriormente [14]. Los plásmidos correspondientes se transfectaron en células objetivo usando Lipofectamine 3000 de acuerdo con las instrucciones del fabricante (Invitrogen Corp., Carlsbad, CA, EE. UU.). Se han establecido métodos detallados para el ensayo indicador de luciferasa, como se informó anteriormente [12].

La corteza renal se sumergió en un fijador que contenía glutaraldehído al 2,5 % y paraformaldehído al 4 %. El manejo y la detección de muestras fueron realizados por el laboratorio central de microscopía electrónica de la Universidad del Sudeste (H-7650, Hitachi, Japón). Se cuantificó la mitofagia en TEC.

Las mitocondrias se aislaron utilizando el kit de aislamiento mitocondrial (BioVision, Inc. CA, EE. UU.) de acuerdo con el protocolo del fabricante. En resumen, después de lavar con PBS helado, las células se centrifugaron a 600 g durante 5 min y se resuspendieron en tampón de extracción de citosol 1x. Luego, la homogeneización se centrifugó a 1200 g durante 10 min a 4 °C para eliminar los núcleos y las células intactas. El sobrenadante recogido se centrifugó a 10.000 g durante 30 min a 4 °C. Finalmente, los sedimentos se resuspendieron en tampón de extracción de citosol 1x y se centrifugaron a 10 000 g durante 30 min a 4 °C para obtener las mitocondrias.

El ARN total se extrajo con TRIzol (Takara, Japón), después de lo cual se sintetizó el ADNc con un kit de reactivos PrimeScript RT (Takara) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Utilizando un sistema de PCR en tiempo real ABI PRISM 7300 (Applied Biosystems, EE. UU.), se realizó la PCR en tiempo real (RT-PCR). La expresión relativa de ARNm se normalizó a β-actina. Todos los cebadores para RT-PCR se enumeran en la Tabla complementaria 1.

Para la tinción inmunohistoquímica, después de la recuperación del antígeno utilizando el tampón de recuperación de antígeno EDTA a pH 9,0 y calentamiento durante 15 min a 100 °C, las secciones de tejido de riñón fijadas en formalina e incluidas en parafina se incubaron con anticuerpos primarios contra la lesión renal molecular-1 ( KIM-1, MA5–28211, Invitrogen), F4/80 (ab6640, Abcam, Cambridge, MA), HK2 (ab209847, Abcam), quinasa putativa 1 inducida por PTEN (PINK1, ab23707, Abcam), Bcl-2 19- kDa que interactúa con la proteína 3 (BNIP3, ab109362, Abcam), o la subunidad I de la citocromo C oxidasa (ab14705, Abcam), y luego se analizó utilizando un sistema de detección de estreptavidina peroxidasa (Maixin Biotech, Fuzhou, China) de acuerdo con el protocolo del fabricante. Se usó diaminobencidina (Maixin) como sustrato específico de peroxidasa de rábano picante (HRP).

Para el análisis de inmunotransferencia, la corteza renal, las TEC primarias o las mitocondrias se prepararon como se describió anteriormente [11]. Anti-HIF-1α (ab1, Abcam), anti-HIF-1α-C-terminal (ab228649, Abcam), anti-LC3 (ab192890, Abcam), anti-p62 (ab109012, Abcam), anti-HK2 (ab209847, Abcam), PINK1 (ab23707, Abcam), BNIP3 (ab109362, Abcam), anti-COX IV (ab16056, Abcam) y anti-β-actina (AY0573, Abways, China) se emplearon como anticuerpos primarios. Se emplearon anticuerpos anti-inmunoglobulina G (IgG) de conejo o anti-IgG de ratón (Abcam) conjugados con peroxidasa de rábano picante como anticuerpos secundarios. Se utilizó un reactivo ECL Plus para detectar las señales (Thermo Fisher Scientific). Los valores de intensidad expresados ​​como expresión relativa de proteína se normalizaron a β-actina o COX IV.

Los datos se presentan como media ± SEM. Los datos se analizaron mediante la prueba t de Student o la prueba U de Mann-Whitney por SPSS versión 20.0 (IBM Corp., Armonk, NY, EE. UU.). Se consideró significativo un valor de p bilateral de <0,05.

Se generaron ratones HIF-1α C-TAD-/- para explorar la función fisiopatológica de HIF-1α CTAD (Fig. 1a), y en la Fig. 1b se proporciona una ilustración esquemática de la desactivación de HIF-1α CTAD. Además, se utilizó un anticuerpo anti-HIF-1α CTAD específico para corroborar los resultados de la desactivación de HIF-1α CTAD (Figura complementaria S1). Notamos que los niveles de creatinina sérica (SCr) y nitrógeno ureico en sangre (BUN) aumentaron significativamente en ratones HIF-1α CTAD-/- (Fig. 1c). En el riñón de ratones HIF-1α CTAD-/-, también aumentó la expresión de KIM-1, un marcador de lesión de los túbulos (Fig. 1d, e). Mientras tanto, como se ilustra en la Fig. 1f, la lesión renal bilateral en el grupo WT resultó en un aumento de necrosis y desprendimiento de túbulos, acumulación de desechos celulares y formación de cilindros; mientras que estos parámetros de lesión se agravaron significativamente en el grupo HIF-1α CTAD-/-. Además, las expresiones de ARNm para el factor de necrosis tumoral-α (TNF-α), la interleucina-1β (IL-1β) y la proteína 1 quimioatrayente de monocitos (MCP-1) aumentaron en esos ratones (Fig. 1g). Al mismo tiempo, se observó más infiltración de macrófagos en los riñones lesionados de ratones HIF-1α CTAD-/- (Fig. 1h). Estos datos demostraron que la inactivación de HIF-1α CTAD agrava la lesión renal en la LRA isquémica.

una estrategia de construcción para el ratón HIF-1α CTAD-/-. b Representación esquemática del HIF-1α CTAD KO propuesto. c Niveles de CrS y BUN el día 1 después de 35 min de lesión renal inducida por isquemia/reperfusión (I/RI) (n = 6). d Análisis cuantitativo de la expresión de KIM-1 mediante la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (qRT-PCR). Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). e Imágenes representativas de la tinción de KIM-1 (n = 6). Barras de escala, 50 µm. f Cambios histológicos representativos (tinción con ácido peryódico de Schiff [PAS]) el día 1 después de 35 min de I/RI (izquierda, n = 6). Barra de escala, 100 µm. La cuantificación de la lesión tubular basada en la tinción PAS (derecha, n = 6). g Expresión de ARNm de factores inflamatorios (proteína quimioatrayente de monocitos-1 [MCP-1], factor de necrosis tumoral-α [TNF-α] e interleucina-1β [IL-1β]) en el riñón lesionado I/R evaluada por qRT- PCR. Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). H. Secciones de riñón teñidas con F4/80 representativas de ratones lesionados por I/R (izquierda). Barras de escala, 50 µm. La población semicuantitativa de macrófagos F4/80+ que se infiltran en el riñón lesionado por I/R (derecha). Los datos se muestran como media ± SEM de 6 ratones. **valor p < 0,01 frente a los ratones WT (prueba t).

La función fisiopatológica de HIF-1α CTAD se evaluó más a fondo en UUO, un modelo de lesión renal hipóxica irreversible. De manera similar al modelo I / RI, observamos que la expresión de KIM-1 aumentó significativamente en la lesión renal inducida por UUO de ratones HIF-1α CTAD-/- (Fig. 2a, b). Histológicamente, se observó necrosis severa y desprendimiento de túbulos, acumulación de desechos celulares y formación de cilindros en riñones HIF-1α CTAD-/- con OUU (Fig. 2c). Mientras tanto, la expresión de ARNm de citoquinas inflamatorias (ARNm de MCP-1, TNF-α e IL-1β) aumentó significativamente en los riñones obstruidos de ratones HIF-1α CTAD-/- (Fig. 2d). Paralelamente, también se observó un aumento significativo en la acumulación de macrófagos en ese grupo (Fig. 2e). Estos resultados demostraron que la inactivación de HIF-1α CTAD aumenta la lesión renal en modelos de riñón hipóxico.

un análisis qRT-PCR de la expresión de KIM-1. Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). b Las imágenes representativas de la expresión de KIM-1 en tejidos renales de ratones UUO se evaluaron mediante inmunohistoquímica (n = 6). Barras de escala, 50 µm. c Cambios histológicos (tinción PAS) el día 3 después de OUU (izquierda, n = 6). Barra de escala, 100 µm. La cuantificación de la lesión tubular basada en la tinción PAS (derecha, n = 6). d Expresión de ARNm de factores inflamatorios (MCP-1, TNF-α e IL-1β) en el riñón UUO evaluada por qRT-PCR. Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). e Secciones de riñón teñidas con F4/80 representativas de ratones UUO (izquierda). Barras de escala, 50 µm. La población semicuantitativa de macrófagos F4/80+ que se infiltran en el riñón UUO (derecha). Los datos se muestran como media ± SEM de 6 ratones. **valor p < 0,01 frente a los ratones WT (prueba t).

Para investigar los mecanismos exactos de los posibles efectos perjudiciales inducidos por la desactivación de CTAD de HIF-1α, se realizó un análisis de expresión génica en todo el genoma (Fig. 3a). Los genes regulados hacia arriba y hacia abajo que se muestran en el gráfico del volcán (Fig. 3b). Para identificar las características inherentes del transcriptoma y predecir la función de los genes expresados ​​​​diferencialmente, aplicamos los análisis GO (Fig. 3c) y KEGG (Fig. 3d) para la selección de características. Curiosamente, se descubrió que los genes expresados ​​diferencialmente estaban asociados con la señalización, el metabolismo y la replicación del ADN de MAPK. Teniendo en cuenta la función transcripcional de HIF-1, nos centramos en los genes expresados ​​​​diferencialmente que estaban específicamente regulados a la baja.

un agrupamiento jerárquico muestra un perfil de expresión de ARNm distinto entre los riñones HIF-1α CTAD KO y WT con I/RI. Los tonos rojo y verde indican la expresión por encima y por debajo de la expresión relativa, respectivamente, en todas las muestras. b Gráfica de volcán que muestra genes expresados ​​​​diferencialmente. Los genes regulados al alza (rojo) y los genes regulados a la baja (verde) con un cambio de veces <0,6 y con p <0,05. c El análisis de categorías de ontología génica de genes expresados ​​diferencialmente. d El análisis de enriquecimiento de vías de genes expresados ​​diferencialmente. e, f Expresión del ARNm de HK2 en el riñón con I/RI (e) o UUO (f) detectado por qRT-PCR. Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). g, h Análisis de transferencia Western de la expresión de HK2 en el riñón con I/RI (g) o UUO (h) (n = 6). i, j Análisis inmunohistoquímico de la expresión de HK2 en el riñón con I/RI (i) o UUO (j) (n = 6). Barras de escala, 50 µm para I/RI; 100 µm para UUO. Los datos se muestran como media ± SEM de 6 ratones. **valor p < 0,01 frente a los ratones WT (prueba t).

Curiosamente, encontramos que la expresión de HK2, una enzima limitante de la velocidad de la glucólisis esencial, parecía estar significativamente regulada a la baja en ratones HIF-1α CTAD-/- (Fig. 3a). Por lo tanto, los resultados del análisis de secuenciación del genoma completo se validaron tanto in vivo como in vitro. Encontramos que la expresión de HK2 a nivel transcripcional disminuyó significativamente en los riñones de ratones HIF-1α CTAD-/- con I/R (Fig. 3e) y UUO (Fig. 3f). Mientras tanto, su expresión de proteínas también se confirmó mediante transferencia de Western (Fig. 3g, h). Además, el análisis inmunohistoquímico reveló que HK2 se expresaba predominantemente en los túbulos; sin embargo, la expresión de HK2 disminuyó considerablemente en ratones HIF-1α CTAD-/- con I/R (Fig. 3i) y UUO (Fig. 3j). Estos datos indicaron que HK2 está involucrado en los efectos renoprotectores mediados por HIF-1α CTAD.

Teniendo en cuenta que HK2 se expresó predominantemente en los túbulos, posteriormente exploramos su mecanismo regulador y su función en los TEC. Observamos que la expresión de ARNm de HK2 (Fig. 4a) y proteína (Fig. 4b y Fig. S2a complementaria) se redujo significativamente en TEC tratados con hipoxia de ratones HIF-1α CTAD-/-. Mientras tanto, también se observó un marcado aumento en la expresión de KIM-1 (un marcador sensible y específico para la lesión de los túbulos) (Fig. 4c). Más intrigante, descubrimos que la sobreexpresión de HIF-1α CTAD indujo significativamente la expresión de ARNm de HK2 (Fig. 4d) y proteína (Fig. 4e y Fig. S2b complementaria) en TEC. Como era de esperar, KIM-1 disminuyó significativamente (Fig. 4f). Al mismo tiempo, se encontró una disminución de la expresión de ARNm de citoquinas inflamatorias (ARNm de MCP-1, TNF-α e IL-1β) en este grupo (Fig. 4g). Estos resultados sugirieron que la inhibición de HK2 inducida por HIF-1α CTAD podría ser un mecanismo importante para la lesión tubular grave.

a, c qRT-PCR análisis de la expresión de HK2 y KIM-1 en las células tubulares con H/R. El nivel relativo se normalizó a β-actina (n = 4). b Análisis de transferencia Western de la expresión de HK2 en las células tubulares con H/R (n = 4). d, f La expresión de ARNm de HK2 y KIM-1 se analizó en TEC primarios con H/R antes de que HIF-1α CTAD se sobreexpresara con adenovirus (Ad-CTAD). El nivel relativo se normalizó a β-actina (n = 4). e Análisis de transferencia Western de la expresión de HK2 en los TEC primarios con H/R antes de que HIF-1α CTAD se sobreexpresara con adenovirus (Ad-CTAD) (n = 4). g Expresión de ARNm de factores inflamatorios (MCP-1, TNF-α e IL-1β) en los TEC primarios con H/R después de que HIF-1α CTAD se sobreexpresara con adenovirus (Ad-CTAD). Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 4). h Los resultados del ensayo de luciferasa corregidos para la eficiencia de transfección usando β-galactosidasa se muestran como un promedio de 4 experimentos separados ± SEM. El ensayo i ChIP muestra la unión de HIF-1 al promotor HK2 (n = 4). j La expresión de ARNm de KIM-1 se analizó en TEC primarios con H/R después de que HK2 se sobreexpresara con adenovirus (Ad-HK2). El nivel relativo se normalizó a β-actina (n = 4). k expresión de ARNm de factores inflamatorios (MCP-1, TNF-α e IL-1β) en los TEC primarios con H/R después de que HK2 se sobreexpresara con adenovirus (Ad-HK2). Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 4). **valor p < 0,01 frente al grupo NC (prueba t o prueba U de Mann-Whitney).

Posteriormente, se investigó el mecanismo subyacente de HK2 regulado a la baja inducido por la desactivación de CTAD de HIF-1α. Se utilizó el análisis in silico para determinar si HK2 fue estimulado directamente por el HIF-1. Curiosamente, se encontró la existencia de un supuesto motivo de unión a HIF-1 (5′-RCGTG-3′) ubicado dentro de la región promotora del locus HK2 (archivo complementario 1), lo que indica que HK2 podría estar regulado transcripcionalmente por HIF-1α. De acuerdo con el ensayo del indicador de luciferasa, HIF-1α CTAD indujo significativamente la actividad de HK2 en comparación con los controles (Fig. 4h), lo que indica la regulación transcripcional de HK2 por HIF-1α CTAD. Para establecer la presencia de HIF-1α CTAD en la región promotora de HK2 in vivo, se realizaron ensayos de ChIP. Como era de esperar, encontramos que la unión de HIF-1α CTAD podría enriquecerse en este promotor en los riñones de ratones WT pero no en los riñones de ratones HIF-1α CTAD-/- (Fig. 4i), lo que confirma la interacción directa entre HIF- 1α y HK2 en respuesta a la lesión hipóxica.

A partir de entonces, también se determinó la función potencial de HK2 en TEC hipóxicos. El HK2 se sobreexpresó usando vectores de adenovirus. Curiosamente, se observó una disminución significativa de la expresión de ARNm de KIM-1 (Fig. 4j) y proteína (Fig. S3 complementaria). Al mismo tiempo, la expresión de ARNm de citoquinas inflamatorias (ARNm de MCP-1, TNF-α e IL-1β) también se atenuó significativamente cuando se sobreexpresó HK2 (Fig. 4k). En conjunto, la vía HIF-1α CTAD-HK2 juega un papel crucial en la protección contra la lesión del túbulo inducida por hipoxia.

Para comprender el papel de HK2 en la lesión renal inducida por I/R en condiciones de desactivación de HIF-1α C-TAD, se realizó la sobreexpresión de HK2 en ratones HIF-1α C-TAD-/- con I/RI utilizando Lv-HK2 inyección. Sorprendentemente, encontramos que los ratones que recibieron la inyección de Lv-HK2 habían reducido considerablemente los niveles de SCr y BUN (Fig. 5a). La expresión de KIM-1 se redujo en los riñones de ese grupo (Figs. 5b y 5c). Mientras tanto, la tinción con ácido peryódico de Schiff (PAS) también demostró una lesión renal mejorada (Fig. 5d). Además, la sobreexpresión de HK2 redujo la expresión de los ARNm de MCP-1, TNF-α e IL-1β en los tejidos de la corteza renal, como lo indica la transferencia de Western (Fig. 5e). Además, como se ilustra en la Fig. 5f, hubo una disminución notable en el número de infiltración de macrófagos. Estos datos revelaron claramente que la sobreexpresión de HK2 podría proteger contra la lesión renal inducida por I/R en condiciones de desactivación de HIF-1α CTAD.

a Nivel de Scr y BUN en ratones HIF-1α CTAD-/- sometidos a 35 min de I/RI después de la administración de Lv-HK2 (n = 6). b Análisis qRT-PCR de la expresión de KIM-1 en ratones HIF-1α CTAD-/- sometidos a 35 min de I/RI después de la administración de Lv-HK2. Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). c Se evaluaron imágenes representativas de la expresión de KIM-1 en tejidos renales mediante inmunohistoquímica (n = 6). Barras de escala, 50 µm. d Cambios histológicos representativos (tinción PAS) (izquierda, n = 6). Barras de escala, 100 µm. La cuantificación de la lesión tubular basada en la tinción PAS (derecha, n = 6). e Expresión de ARNm de factores inflamatorios (MCP-1, TNF-α e IL-1β) en tejidos renales de ratones HIF-1α CTAD-/- inyectados con Lv-HK2 (n = 6). F. Inmunohistoquímica y población semicuantitativa de macrófagos F4/80+ infiltrados en los riñones (n = 6). Barras de escala, 100 µm. **valor p < 0,01 frente a Lv-NC. Los datos se presentan como media ± SEM de 6 ratones. Lv-NC sirvió como control (prueba t).

La función de HK2 también se estudió en la lesión renal inducida por UUO. Como se esperaba, la expresión de KIM-1 disminuyó en los riñones de ratones UUO con sobreexpresión de HK2 (Fig. 6a, b). La tinción PAS reveló una lesión renal mejorada (Fig. 6c). Mientras tanto, las expresiones de ARNm de MCP-1, TNF-α e IL-1β también se regularon a la baja en tejidos de la corteza renal de ratones con sobreexpresión de HK2 (Fig. 6d). Además, como se ilustra en la Fig. 6e, hubo una reducción considerable en el número de macrófagos infiltrantes. Por lo tanto, estos datos revelaron que la sobreexpresión de HK2 podría prevenir la lesión renal inducida por I/R en condiciones de desactivación de HIF-1α CTAD.

un análisis qRT-PCR de la expresión de KIM-1 en el riñón UUO de ratones HIF-1α CTAD-/- inyectados con Lv-HK2. Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). b. Las imágenes representativas de la expresión de KIM-1 en tejidos renales se evaluaron mediante inmunohistoquímica (n = 6). Barras de escala, 50 µm. c Cambios histológicos representativos (tinción PAS) (izquierda, n = 6). Barras de escala, 100 µm. La cuantificación de la lesión tubular basada en la tinción PAS (derecha, n = 6). d Expresión de ARNm de factores inflamatorios (MCP-1, TNF-α e IL-1β) en tejidos renales UUO de ratones HIF-1α CTAD-/- con administración de Lv-HK2 (n = 6). e Inmunohistoquímica y población semicuantitativa de macrófagos F4/80+ infiltrados en los riñones (n = 6). Barras de escala, 50 µm. **valor p < 0,01 frente a Lv-NC. Los datos se presentan como media ± SEM de 6 ratones. Lv-NC sirvió como control (prueba t).

A continuación, se investigó más a fondo el mecanismo de la lesión renal hipóxica inducida por la deficiencia de HK2 en condiciones de desactivación de HIF-1α CTAD. Como HK2 es una enzima glucolítica crucial en el metabolismo energético, primero detectamos los metabolitos glucolíticos importantes. Curiosamente, encontramos que no hubo diferencia en los niveles de lactato y piruvato entre los dos grupos (Figura complementaria S4). Un estudio reciente descubrió que HK2 funciona como un regulador clave en la vinculación del metabolismo y la autofagia. Por lo tanto, propusimos que la lesión renal hipóxica grave inducida por la deficiencia de HK2 podría estar asociada con una mitofagia defectuosa. Curiosamente, se observó una disminución significativa en la expresión de LC3-II en la corteza renal de ratones HIF-1α CTAD-/- con I/RI (Fig. 7a y Fig. Suplementaria S5a) y UUO (Fig. 7b y Fig. Suplementaria S5b ), lo que concordaba con el aumento de la expresión de p62, que es un marcador de alteración de la mitofagia. Mientras tanto, la eliminación de HIF-1α CTAD indujo niveles reducidos de autofagosomas y autolisosomas en TEC en comparación con el grupo WT, así como la cantidad de autofagosomas/autolisosomas que encierran mitocondrias, según el análisis TEM de la corteza renal de ratones con I/RI (Fig. .7c) y UUO (Fig. 7d). Paralelamente, se observó la reducción en la expresión de la subunidad I de la citocromo C oxidasa (Fig. 7e, f) y la actividad enzimática del complejo I de la cadena respiratoria mitocondrial (Fig. S6 complementaria). Luego, utilizando vectores de lentivirus, se estimuló la expresión de HK2 para determinar el papel potencial de HK2 en la regulación de la mitofagia. Curiosamente, se atenuó una disminución notable en la expresión de LC3-II y un aumento en la expresión de p62 en la corteza renal sujeta a Lv-HK2 (Fig. S7 complementaria). Como se anticipó, los cambios en la mitofagia también fueron confirmados por TEM, como se muestra en la Fig. 7g, h.

a, b Análisis de transferencia Western de la expresión de LC3 y p62 en el riñón con I/RI o UUO (n = 6). c, d Imágenes TEM representativas de mitocondrias en túbulos renales de ratones con I/RI o UUO (n = 6). Barras de escala, 1 µm. e, f Análisis inmunohistoquímico de la expresión de la subunidad I de la citocromo c oxidasa (MT-CO1) en secciones de riñón (n = 6). Barras de escala, 50 µm. g, h Imágenes TEM representativas de mitocondrias en túbulos renales de ratones HIF-1α CTAD KO con I/RI o UUO después de la administración de Lv-HK2 (n = 6). Barras de escala, 1 µm. i, j Imágenes representativas de BNIP3 de mitocondrias en túbulos renales de ratones con I/RI o UUO (n = 6). Barras de escala, 50 µm. k, l Imágenes PINK1 representativas de mitocondrias en túbulos renales de ratones con I/RI o UUO (n = 6). Barras de escala, 50 µm para I/RI; 100 µm para UUO. El grupo WT o Lv-NC sirvió como control.

A continuación, se exploró el mecanismo exacto de la mitofagia mediada por HK2. Es bien sabido que la mitofagia se logra principalmente a través de las vías de iniciación dependientes de ubiquitina (Ub) (PINK1/parkin) o independientes de Ub (HIF-1/BNIP3). Por lo tanto, las dos vías se detectaron en nuestro estudio. Curiosamente, descubrimos que el nivel de BNIP3, un objetivo directo aguas abajo de HIF-1α, no se vio afectado cuando se eliminó HIF-1α CTAD (Fig. 7i, j). Sin embargo, la expresión de PINK1 disminuyó significativamente en los riñones de ratones HIF-1α CTAD-/- con I/RI (Fig. 7k) y UUO (Fig. 7l). Mientras tanto, también se examinaron los niveles de PINK1 y BNIP3 en las mitocondrias. De manera constante, el nivel de PINK1 disminuyó significativamente en las mitocondrias aisladas de los riñones de ratones HIF-1α CTAD-/- con I/RI y UUO, mientras que el nivel de BNIP3 no se vio afectado (Figura complementaria S8). Además, para determinar que PINK1 estaba regulado por HK2, se detectó PINK1 cuando se sobreexpresaba HK2. Curiosamente, se observó un aumento significativo en la expresión de PINK1 (Fig. S9 complementaria). En conjunto, estos datos indicaron que la inhibición de la mitofagia inducida por la deficiencia de HK2 promueve la lesión inducida por hipoxia en las TEC.

La urolitina A (UA), un activador específico de la mitofagia que se ha demostrado que induce la mejora de la salud mitocondrial al estimular la mitofagia en humanos [15], se utilizó para activar la mitofagia en ratones HIF-1α CTAD-/- con I/RI para confirmar los efectos funcionales de la mitofagia en la lesión renal inducida por hipoxia in vivo. En primer lugar, se confirmó la activación exitosa de la mitofagia en las células tubulares (Fig. S10 complementaria). Descubrimos que los ratones a los que se administró UA tenían niveles reducidos de SCr y BUN (Fig. 8a). De acuerdo con el efecto protector renal, también se observó una expresión disminuida de KIM-1 (Fig. 8b). Mientras tanto, como se ilustra en la Fig. 8c, la necrosis y el desprendimiento de los túbulos, la acumulación de desechos celulares y la formación de cilindros se atenuaron notablemente en la lesión renal inducida por I/R con el tratamiento con AU. Además, la expresión de ARNm de citocinas inflamatorias (ARNm de TNF-α, IL-1β y MCP-1) también se reguló a la baja en esos ratones (Fig. 8d). Al mismo tiempo, se observó una infiltración reducida de macrófagos en los riñones lesionados tratados con AU (Fig. 8e). Estos datos indicaron que la activación de la mitofagia previene la lesión renal inducida por hipoxia en las condiciones de desactivación de HIF-1α CTAD.

Niveles de SCr y BUN en ratones HIF-1α CTAD-/- sometidos a 35 min de I/RI con administración de UA (n = 6). b Análisis qRT-PCR de la expresión de KIM-1. Los niveles relativos se normalizaron a β-actina (n = 6). c Cambios histológicos representativos (tinción PAS) (izquierda, n = 6). Barras de escala, 100 µm. La cuantificación de la lesión tubular basada en la tinción PAS (derecha, n = 6). d Expresión de ARNm de factores inflamatorios (MCP-1, TNF-α e IL-1β) en tejidos renales de ratones HIF-1α CTAD-/- tratados con AU (n = 6). e Inmunohistoquímica y población semicuantitativa de macrófagos F4/80+ infiltrados en los riñones (n = 6). Barras de escala, 100 µm. **valor p < 0,01 frente al vehículo. Los datos se presentan como media ± SEM de 6 ratones. El vehículo sirvió como control (prueba t).

Aunque HIF-1, un factor de transcripción maestro para las adaptaciones celulares a la hipoxia, juega un papel crítico en la protección contra las enfermedades renales inducidas por la hipoxia [16], los efectos precisos de HIF-1α CTAD en las enfermedades renales hipóxicas siguen sin estar claros. En este estudio, primero demostramos que HIF-1α CTAD podría ejercer un papel protector contra las enfermedades renales inducidas por hipoxia a través de la regulación transcripcional de HK2. Además, descubrimos que la vía HIF-1α CTAD-HK2 previene la lesión renal inducida por hipoxia al mantener la mitofagia mediada por PINK1, un mecanismo previamente no reconocido para las respuestas del riñón a la hipoxia.

La hipoxia es uno de los instigadores más importantes en el desarrollo de enfermedades renales y está estrechamente asociada con la subsiguiente inflamación y fibrosis renal [1, 17]. HIF-1 se activó rápidamente en respuesta a la hipoxia y determinó los resultados de la lesión renal inducida por hipoxia [18]. Más interesante aún, se ha demostrado que la activación de la señalización tubular HIF-1 a través de un enfoque genético o estrategias farmacológicas podría proporcionar renoprotección [19,20,21]. Sin embargo, cada vez más estudios encontraron que la activación de HIF-1 exhibe efectos pleiotrópicos sobre la lesión renal y las reparaciones al regular los genes diana directamente [22]. Mientras tanto, nuestro estudio anterior también reveló los efectos bifásicos de HIF-1 en las enfermedades renales [23]. Recientemente, se ha reconocido que existe heterogeneidad fisiológica en la vía de señalización de riñón a hipoxia, lo que podría proporcionar una nueva comprensión de las enfermedades renales [24]. Por lo tanto, es de suma importancia aclarar la patogenia exacta de la HIF en las enfermedades renales hipóxicas.

En un estudio anterior, Chowdhury et al. [25] sugirió que la activación de diferentes dominios de HIF-1α podría regular finamente las funciones de HIF-1. Estudios de biología estructural han demostrado que HIF-1α posee dos dominios de activación transcripcional (NTAD y CTAD), que podrían transcribir diferentes genes, realizando sus propias funciones [6, 7, 26]. Recientemente, Ito et al. [27] indicaron que la activación de HIF-1α NTAD inducida por el inhibidor de PDH protege a los riñones de la isquemia a través de la regulación positiva del almacenamiento de glucógeno. Sin embargo, las funciones de HIF-1α CTAD en enfermedades renales siguen siendo inciertas. En el presente estudio, se investigaron las funciones de HIF-1α CTAD en enfermedades renales inducidas por hipoxia empleando ratones HIF-1α CTAD-/-. Curiosamente, se descubrió que HIF-1α CTAD-/- exacerbaba la lesión renal en modelos de ratones de lesión renal inducida por I/R- y UUO. Además, la lesión renal inducida por hipoxia se atenuó significativamente por la sobreexpresión de HIF-1α CTAD. Por lo tanto, la activación de HIF-1α CTAD es una de las respuestas cruciales del riñón a la hipoxia, y HIF-1α CTAD tubular desempeña un papel fundamental en la prevención de la lesión renal inducida por hipoxia.

Previamente fue informado por Baumann et al. [14] que HIF-1α NTAD podría regular transcripcionalmente COL1A2 uniéndose a un elemento sensible a la hipoxia funcional en su promotor para promover la glomeruloesclerosis. Mientras tanto, evidencia convincente ha revelado que HIF CTAD knockout no tiene impacto en la función de activación transcripcional dependiente de HIF [28]. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que HIF-1 CTAD desempeña un papel renoprotector en las enfermedades renales mediante la transcripción de genes diana específicos. Curiosamente, se observó que HK2 disminuyó significativamente en los ratones HIF-1α CTAD-/- mediante secuenciación de ARNm. Además, encontramos que HIF-1α CTAD regula la respuesta transcripcional de HK2, que desempeña un papel vital en la prevención de la lesión renal inducida por hipoxia. En relación con nuestros hallazgos, Chan et al. [7] también identificaron que HK2 está regulado principalmente por HIF-1α CTAD en células tumorales hipóxicas. En consecuencia, la vía HIF-1α CTAD-HK2 podría ser la respuesta molecular crítica del riñón a la lesión hipóxica. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que caracteriza el papel de HIF-1α CTAD en el contexto de la lesión renal inducida por hipoxia, lo que enriquece la comprensión de las respuestas del riñón a la hipoxia.

Entonces, ¿cuál es el mecanismo exacto que subyace al agravamiento de la lesión renal causada por la deficiencia de HK2? Teniendo en cuenta que HK2 es la enzima esencial limitante de la velocidad en la vía glucolítica, que desempeña un papel extremadamente importante en el metabolismo energético [29], planteamos la hipótesis de que la reprogramación del metabolismo energético mediada por HK2 podría ser el mecanismo potencial preciso subyacente a la activación mediada por HIF-1α CTAD. renoprotección Sorprendentemente, encontramos que la deficiencia de HK2 resultante de la desactivación de CTAD de HIF-1α no provocó cambios en el metabolismo energético. Estudios previos sugirieron que HK2 integraba la glucólisis y la autofagia para conferir protección celular en los cardiomiocitos [30], y es necesaria para el reclutamiento de parkina en las mitocondrias despolarizadas [31]. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que la renoprotección inducida por HIF-1α CTAD podría estar mediada por la mitofagia, que es crucial para el mantenimiento de la homeostasis renal [32]. De hecho, se observó una reducción significativa en la mitofagia en ratones HIF-1α CTAD-/-. Mientras tanto, el hallazgo se confirmó mediante la administración de un activador de mitofagia específico. Estos fueron consistentes con los resultados de estudios anteriores de que la activación de la mitofagia previene la lesión renal isquémica/hipóxica [33, 34]. Curiosamente, Tan et al. [35] también encontraron que HK2 podría funcionar como un sensor para desencadenar la mitofagia en un modelo de I/R miocárdica aguda. Por lo tanto, se demuestra que la inhibición de la mitofagia mediada por la deficiencia de HK2 es el mecanismo crítico en la lesión renal inducida por la inactivación de HIF-1α CTAD.

En particular, HK2 se reconoce cada vez más como un componente de un nexo de señalización de supervivencia además de su papel fundamental en el metabolismo energético, específicamente la glucólisis [36]. Aquí, encontramos que la mitofagia mediada por HK2 alivia la lesión renal inducida por hipoxia, lo que implica que HK2 confiere protección celular durante la fisiopatología de las enfermedades renales hipóxicas al integrar el metabolismo energético y la mitofagia. Sin embargo, no está claro qué desencadena el cambio entre los efectos glucolíticos y autofágicos de HK2. Cierta evidencia reveló que la HK2 muerta en quinasa en células endógenas sin HK2 estimula la autofagia en presencia de glucosa [37], lo que indica que el efecto autofágico de HK2 es suprimido por su actividad catalítica. Sin embargo, se requiere más investigación para determinar su mecanismo exacto.

Colectivamente, a pesar de los esfuerzos considerables de muchos investigadores y médicos dedicados, las respuestas moleculares precisas de HIF-1 a la hipoxia en las enfermedades renales aún no se han dilucidado. En este estudio, demostramos que la CTAD HIF-1α tubular previene la lesión renal inducida por hipoxia al regular transcripcionalmente HK2, lo que mejora la mitofagia y, posteriormente, desempeña un papel crucial en la renoprotección (Fig. 9). Estos hallazgos sugieren una nueva visión de los mecanismos moleculares del riñón ante la hipoxia, lo que enriquece la señalización de la respuesta a la hipoxia y podría proporcionar un objetivo de intervención emocionante para la lesión renal hipóxica.

Durante la lesión renal inducida por hipoxia, la CTAD HIF-1α tubular previene la lesión renal al activar la mitofagia mediada por HK2.

Los autores confirman que los datos que respaldan las conclusiones del documento se presentan en el artículo y su material complementario. Los datos adicionales relacionados con este documento están disponibles del autor correspondiente.

Wang B, Li ZL, Zhang YL, Wen Y, Gao YM, Liu BC, et al. Hipoxia y enfermedad renal crónica. EBioMedicine. 2022;77:103942.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ullah MM, Basile DP. Papel de la hipoxia renal en la progresión de la lesión renal aguda a la enfermedad renal crónica. Semin Nephrol. 2019;39:567–80.

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Schodel J, Ratcliffe PJ. Mecanismos de señalización de hipoxia: nuevas implicaciones para la nefrología. Nat Rev Nephrol. 2019;15:641–59.

Artículo PubMed Google Académico

Lee P, Chandel NS, Simon MC. Adaptación celular a la hipoxia a través de factores inducibles por hipoxia y más allá. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21:268–83.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li Z, You Q, Zhang X. Moduladores de moléculas pequeñas de la vía del factor inducible por hipoxia: desarrollo y aplicaciones terapéuticas. J Med Chem. 2019;62:5725–49.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Dayan F, Roux D, Brahimi-Horn MC, Pouyssegur J, Mazure NM. El factor 1 inducible por hipoxia que inhibe el factor sensor de oxígeno controla la expresión de distintos genes a través del carácter transcripcional bifuncional del factor 1 alfa inducible por hipoxia. Cáncer Res. 2006;66:3688–98.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Chan MC, Ilott NE, Schödel J, Sims D, Tumber A, Lippl K, et al. Ajuste de la respuesta transcripcional a la hipoxia mediante la inhibición del factor inducible por hipoxia (HIF) prolil y asparaginil hidroxilasas. J Biol Chem. 2016;291:20661–73.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Locatelli F, Vecchio LD. La búsqueda del agente perfecto para el manejo de la anemia en la enfermedad renal crónica. J Am Soc Nephrol. 2022;33:662–4.

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Wu M, Chen W, Miao M, Jin Q, Zhang S, Bai M, et al. El fármaco antianémico FG4592 retrasa la transición de AKI a CKD al mejorar la regeneración vascular y la capacidad antioxidante. Clin Sci (Londres). 2021;135:1707–26.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Sugahara M, Tanaka S, Tanaka T, Saito H, Ishimoto Y, Wakashima T, et al. El inhibidor del dominio prolil hidroxilasa protege contra los trastornos metabólicos y la enfermedad renal asociada en ratones obesos diabéticos tipo 2. J Am Soc Nephrol. 2020;31:560–77.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang TT, Wang B, Wu M, Li ZL, Feng Y, Cao JY, et al. IL-10 encapsulada en vesículas extracelulares como nuevos nanoterapéuticos contra la LRA isquémica. ciencia avanzada 2020;6:eaaz0

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li ZL, Lv LL, Tang TT, Wang B, Feng Y, Zhou LT, et al. HIF-1α que induce la expresión de microARN-23a exosomal media la interacción entre las células epiteliales tubulares y los macrófagos en la inflamación tubulointersticial. Riñón Int. 2019;95:388–404.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Luo C, Zhou S, Zhou Z, Liu Y, Yang L, Liu J, et al. Wnt9a promueve la fibrosis renal al acelerar la senescencia celular en las células epiteliales tubulares. J Am Soc Nephrol. 2018;29:1238–56.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Baumann B, Hayashida T, Liang X, Schnaper HW. El factor 1α inducible por hipoxia promueve la glomeruloesclerosis y regula la expresión de COL1A2 a través de interacciones con Smad3. Riñón Int. 2016;90:797–808.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Andreux PA, Blanco-Bose W, Ryu D, Burdet F, Ibberson M, Aebischer P, et al. El activador de la mitofagia, la urolitina A, es seguro e induce una firma molecular de salud celular y mitocondrial mejorada en humanos. Nat Metab. 2019;1:595–603.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Kapitsinou PP, Haase VH. Mecanismos moleculares del precondicionamiento isquémico en el riñón. Soy J Physiol Physiol renal. 2015;309:F821–834.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Heyman SN, Gorelik Y, Zorbavel D, Rosenberger C, Abassi Z, Rosen S, et al. Casi ahogamiento: nuevas perspectivas para la lesión renal aguda hipóxica humana. Trasplante de Nephrol Dial. 2020;35:206–12.

CAS PubMed Google Académico

Li ZL, Wang B, Wen Y, Wu QL, Lv LL, Liu BC. Alteración de la respuesta a la hipoxia y sus implicaciones en las enfermedades renales. Señal antioxidante redox. 2022;37:936–55.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Weidemann A , Bernhardt WM , Klanke B , Daniel C , Buchholz B , Campean V , et al. La activación de HIF protege contra la lesión renal aguda. J Am Soc Nephrol. 2008;19:486–94.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Schley G, Klanke B, Schödel J, Forstreuter F, Shukla D, Kurtz A, et al. La estabilización de los factores de transcripción inducibles por hipoxia en la rama ascendente gruesa protege contra la lesión renal aguda isquémica. J Am Soc Nephrol. 2011;22:2004–15.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hill P, Shukla D, Tran MG, Aragones J, Cook HT, Carmeliet P, et al. La inhibición de las hidroxilasas del factor inducible por hipoxia protege contra la lesión renal por isquemia-reperfusión. J Am Soc Nephrol. 2008; 19: 39–46.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Maxwell PH, Eckardt KU. Inhibidores de la prolil hidroxilasa HIF para el tratamiento de la anemia renal y más allá. Nat Rev Nephrol. 2016;12:157–68.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Li ZL, Lv LL, Wang B, Tang TT, Feng Y, Cao JY, et al. Los efectos profibróticos de MK-8617 sobre la fibrosis tubulointersticial mediada por la vía reguladora KLF5. FASEB J. 2019;33:12630–43.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Scholz H, Boivin FJ, Schmidt-Ott KM, Bachmann S, Eckardt KU, Scholl UI, et al. Fisiología renal y susceptibilidad a la lesión renal aguda: implicaciones para la renoprotección. Nat Rev Nephrol. 2021;17:335–49.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Chowdhury R, ​​Leung IK, Tian YM, Abboud MI, Ge W, Domene C, et al. Base estructural para la selectividad del dominio de degradación de oxígeno de las prolil hidroxilasas HIF. Nat Comun. 2016;7:12673.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tal R, Shaish A, Bangio L, Peled M, Breitbart E, Harats D. La activación del dominio de transactivación C es esencial para los efectos transcripcionales y angiogénicos mediados por HIF-1 alfa óptimos. Microvasc Res. 2008;76:1–6.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ito M, Tanaka T, Ishii T, Wakashima T, Fukui K, Nangaku M. La inhibición de la prolil hidroxilasa protege los riñones de la isquemia a través de la regulación positiva del almacenamiento de glucógeno. Riñón Int. 2020;97:687–701.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Yan Q, Bartz S, Mao M, Li L, Kaelin WG Jr. Los dominios de transactivación N-terminal y C-terminal del factor 2 alfa inducible por hipoxia cooperan para promover la tumorigénesis renal in vivo. Mol Cell Biol. 2007;27:2092–102.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lan R, Geng H, Singha PK, Saikumar P, Bottinger EP, Weinberg JM, et al. Patología mitocondrial y cambio glucolítico durante la atrofia del túbulo proximal después de AKI isquémica. J Am Soc Nephrol. 2016;27:3356–67.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tan VP, Miyamoto S. HK2/hexokinase-II integra la glucólisis y la autofagia para conferir protección celular. Autofagia. 2015;11:963–4.

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

McCoy MK, Kaganovich A, Rudenko IN, Ding J, Cookson MR. Se requiere actividad de hexoquinasa para el reclutamiento de parkina a las mitocondrias despolarizadas. Hum Mol Genet. 2014;23:145–56.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Tang C, Livingston MJ, Liu Z, Dong Z. Autofagia en la homeostasis y la enfermedad renal. Nat Rev Nephrol. 2020;16:489–508.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang C, Han H, Yan M, Zhu S, Liu J, Liu Z, et al. La ruta PINK1-PRKN/PARK2 de la mitofagia se activa para proteger contra la lesión renal por isquemia-reperfusión. Autofagia. 2018;14:880–97.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang C, Han H, Liu Z, Liu Y, Yin L, Cai J, et al. La activación de la mitofagia mediada por BNIP3 protege contra la lesión renal por isquemia-reperfusión. Enfermedad de muerte celular. 2019;10:677.

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Tan VP, Smith JM, Tu M, Yu JD, Ding EY, Miyamoto S. La disociación de HK-II mitocondrial provoca mitofagia y confiere cardioprotección contra la isquemia. Enfermedad de muerte celular. 2019;10:730.

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Roberts DJ, Miyamoto S. Hexokinase II integra el metabolismo energético y la protección celular: Actting on mitochondria and TORCing to autophagy. La muerte celular difiere. 2015;22:248–57.

Artículo CAS PubMed Google Académico

Roberts DJ, Tan-Sah VP, Ding EY, Smith JM, Miyamoto S. Hexokinase-II regula positivamente la autofagia inducida por el hambre de glucosa a través de la inhibición de TORC1. Célula Mol. 2014;53:521–33.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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Este estudio fue apoyado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (82000648); el Programa Clave de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (82030024 y 82230022); la Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Jiangsu (BK20200363), la Fundación de Cultivo Juvenil Sobresaliente de la Universidad del Sudeste (2021ZDYYYQPY07), el Talento Innovador y Empresarial (Doctor) de la provincia de Jiangsu, la Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Shandong (ZR2022MH161) y la Medicina Clínica + X Proyecto de Hospital Afiliado de la Universidad de Qingdao (3390). Los autores correspondientes confirman tener la responsabilidad final por la decisión de someter a publicación.

Instituto de Nefrología, Hospital Zhong Da, Facultad de Medicina de la Universidad del Sudeste, Nanjing, Jiangsu, China

Zuo-Lin Li, Yue Zhang, Yi-Lin Zhang, Wei-Jie Ni, Tao-Tao Tang, Gui-Hua Wang, Bin Wang, Lin-Li Lv, Qiu-Li Wu, Yi Wen y Bi-Cheng Liu

Departamento de Nefrología, Hospital Afiliado de la Universidad de Qingdao, Qingdao, Shandong, China

Lin Ding y Rui-Xia Ma

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ZLL, RXM y BCL diseñaron el estudio, realizaron experimentos, analizaron datos y redactaron y editaron el artículo; LD, YZ, YLZ, WJN y TTT realizaron experimentos y analizaron los datos; y GHW, BW, LLL, QLW y YW analizaron los datos, hicieron las cifras y editaron el documento; todos los autores aprobaron la versión final del artículo.

Correspondencia a Rui-Xia Ma o Bi-Cheng Liu.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Editado por el profesor Boris Zhivotovsky

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Li, ZL., Ding, L., Ma, RX. et al. La activación del dominio de transactivación C-terminal de HIF-1α protege contra la lesión renal inducida por hipoxia a través de la mitofagia mediada por hexoquinasa 2. Muerte celular Dis 14, 339 (2023). https://doi.org/10.1038/s41419-023-05854-5

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Recibido: 18 diciembre 2022

Revisado: 07 abril 2023

Aceptado: 05 mayo 2023

Publicado: 24 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41419-023-05854-5

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