Порівняльне дослідження натрій-залежних котранспортерів глюкози в нирках страусових куриць
Анотація
У змінних внутрішніх та зовнішніх умовах підтримання постійної внутрішньої середовища — гомеостазу — грає головну роль правильному функціонуванні організму. В організмі нирки відіграють важливу роль у гомеостазі глюкози, при цьому натрійзалежні котранспортери глюкози сприяють реабсорбції глюкози у нирках. Хоча локалізація котранспортерів Na+-глюкози у нирках тварин широко охарактеризована, досі недостатньо інформації про локалізації транспортерів у нирках птахів. Метою цього дослідження була імунолокалізація натрійзалежних котранспортерів SGLT1 і SGLT2 у нирках курчат страусів різного віку. Під час дослідження нирковий матеріал отримано від 15 страусів, розділених порівну на три вікові групи — 1-добові, 7-денні та 14-денні страусові курчата. Матеріал діаметром 0,5−1,0 см фіксували в 10% забуференому нейтральному формаліні, зневоднювали, заливали в парафін; після цього вирізали і депарафінізували зрізи товщиною 6 мкм з подальшим імуногістохімічним забарвленням поліклональними первинними антитілами Rabbit anti-SGLT1 і Rabbit anti-SGLT2 (Abcam, Великобританія) відповідно до рекомендацій виробника (IHC kit, Abcam, UK). Фотографії препаратів були зроблені мікроскопом Zeiss Axioplan‑2 Imaging (Німеччина) та збережені на комп’ютер для аналізу під візуальним контролем за допомогою камери (AxioCam HRc, Німеччина), підключеної до мікроскопа. У нашому дослідженні виявлена імуногістохімічна локалізація SGLT1 у епітеліальних клітинах прямих проксимальних канальців мозкових променів та SGLT2 у проксимальних звивистих канальцях нефрону. Виявлено подібність імуногістохімічної локалізації натрійзалежних котранспортерів глюкози у нирках страусів усіх вікових груп. Відзначено, що фарбування SGLT2 було більш інтенсивним, ніж фарбування SGLT1. Оскільки нирки птахів мають унікальні морфологічні та функціональні особливості в порівнянні з тваринами, рекомендується проводити подальші дослідження ниркової тканини різних видів птахів
Ключові слова
SGLT1, SGLT2, курка, імуногістохімія, проксимальні канальці нирок
[1] Bonora, B.M., Avogaro, A., & Fadini, G.P. (2020). Extraglycemic effects of SGLT2 inhibitors: A review of the evidence. Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity, 13, 161-174. doi: 10.2147/DMSO.S233538.
[2] Carson, F.L. (1997). Histotechnology: A self-instructional text (2nd ed.). Chicago: ASCP Press.
[3] Casotti, G., & Braun, E.J. (2000). Renal anatomy in sparrows from different environments. Journal of Morphology, 243, 283-291. doi: 10.1002/(SICI)1097-4687(200003)243:3<283::AID-JMOR5>3.0.CO;2-B.
[4] Cazimir, I., Cornila, N., Predoi, S., Marta, D., & Constantinescu, C. (2008). Histo- and ultrastructural aspects concerning renal corpuscle in corturnix coturnix Japonica. Lucrari Stiintifice Medicina Veterinara, 41, 64-72.
[5] Cramer, S.C., Pardridge, W.M., Hirayama, B.A., & Wright, E.M. (1992). Colocalization of GLUT2 glucose transporter, sodium/glucose cotransporter, and gamma-glutamyl transpeptidase in rat kidney with double-peroxidase immunocytochemistry. Diabetes, 41, 766-770. doi: 10.2337/diab.41.6.766.
[6] El-Bakary, N.E., Abd-Allah, R.G., & Bassiony, S. (2015). Comparative morphological, histological and ultrastructural study of the kidney of Cattle egret (Bubulcus ibis) and Squacco heron (Ardeola ralloides) birds. International Journal on Environmental Sciences, 12, 37-47.
[7] Ghezzi, C., Loo, D.D.F., & Wright, E.M. (2018). Physiology of renal glucose handling via SGLT1, SGLT2 and GLUT2. Diabetologia, 61(10), 2087-2097. doi: 10.1007/s00125-018-4656-5.
[8] Hruby, V.J. (1997). Glucagon: Molecular biology and structure-activity. Principles of medical biology. In E. Bittar, & N. Bittar (Eds.), Molecular and cellular endocrinology (pp. 387-401). Stamford: JAI Press Inc.
[9] Imenez Silva, P.H., & Mohebbi, N. (2022). Kidney metabolism and acid-base control: Back to the basics. Pflügers Archiv — European Journal of Physiology. doi: 10.1007/s00424-022-02696-6.
[10] Kanai, Y., Lee, W.S., You, G., Brown, D., & Hediger, M.A. (1994). The human kidney low affinity Na+/glucose cotransporter SGLT2. Delineation of the major renal reabsorptive mechanism for D-glucose. Journal of Clinical Investigation, 93(1), 397-404. doi: 10.1172/JCI116972.
[11] Kim, K.-S. (2019). Sodium-glucose cotransporter 2 inhibitors: Mechanisms of action and various effects. The Journal of Korean Diabetes, 20(2), 74-80. doi: 10.4093/jkd.2019.20.2.74.
[12] Koenig, H.E., Korbel, R., & Liebich, H.-G. (2016). Avian anatomy: Textbook and colour atlas (2nd ed). Great Easton: 5M Publishing Ltd.
[13] Koepsell, H., & Vallon, V. (2020). A special issue on glucose transporters in health and disease. Pflügers Archiv — European Journal of Physiology, 472, 1107-1109. doi: 10.1007/s00424-020-02442-w.
[14] Liang, H., Ge, X., Ren, M., Zhang, L., Xia, D., Ke, J., & Pan, L. (2021). Molecular characterization and nutritional regulation of sodium-dependent glucose cotransporter 1 (Sglt1) in blunt snout bream (Megalobrama amblycephala). Scientific Reports, 11, article number 13962. doi: 10.1038/s41598-021-93534-9.
[15] Liebich, H.-G. (2019). Veterinary histology of domestic mammals and birds (5th ed.). Great Easton: 5M Publishing Ltd.
[16] Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., & Martin, K.C. (2016). Molecular cell biology (8 ed.). New York: W.H. Freeman.
[17] Mota, M., Mota, E., & Dinu, I.-R. (2015). The role of the kidney in glucose homeostasis. In C. Croniger (Ed.), Treatment of type 2 diabetes (pp. 3-21). Croatia: IntechOpen. doi: 10.5772/59173.
[18] Nespoux, J., Patel, R., Hudkins, K.L., Huang, W., Freeman, B., Kim, Y.C., Koepsell, H., Alpers, C.E., & Vallon, V. (2019). Gene deletion of the Na+ glucose cotransporter SGLT1 ameliorates kidney recovery in a murine model of acute kidney injury induced by ischemia-reperfusion. American Journal of Physiology-Renal Physiology, 316, article number 6. doi: 10.1152/ajprenal.00111.2019.
[19] Nickel, R., Schummer, A., Seiferle, E., Augsburger, H., & Vollmerhaus, B. (2004). Lehrbuch der anatomie der haustiere (3rd ed.). Berlin: Parey.
[20] Official website of Abcam. (2022). Retrieved from http://www.abcam.com.
[21] Rieg, T., Masuda, T., Gerasimova, M., Mayoux, E., Platt, K.A., Powell, D.R., Thomson, S.C., Koepsell, H., & Vallon, V. (2014). Increase in SGLT1-mediated transport explains renal glucose reabsorption during genetic and pharmacological SGLT2 inhibition in euglycemia. American Journal of Physiology Renal Physiology, 306, 188-193. doi: 10.1152/ajprenal.00518.2013.
[22] Sano, R., Shinozaki, Y., & Ohta, T. (2020). Sodium-glucose cotransporters: Functional properties and pharmaceutical potential. Journal of Diabetes Investigation, 11, 770-782. doi: 10.1111/jdi.13255.
[23] Sędzikowska, A., & Szablewski, L. (2021). Human glucose transporters in renal glucose homeostasis. International Journal of Molecular Sciences, 22(24), article number 13522. doi: 10.3390/ijms222413522.
[24] Sen, T., & Heerspink, H.J.L. (2021). A kidney perspective on the mechanism of action of sodium glucose co-transporter 2 inhibitors. Cell Metabolism, 33(4), 732-739. doi: 10.1016/j.cmet.2021.02.016.
[25] Sjaastad, O.V., Sand, O., & Hove, K. (2016). Physiology of domestic animals- third edition. Oslo: Scandinavian Veterinary Press.
[26] Uehara-Watanabe, N., Okuno-Ozeki, N., Minamida, A., Nakamura, I., Nakata, T., Nakai, K., Yagi-Tomita, A., Ida, T., Ikeda, K., Kitani, T., Yamashita, N., Kamezaki, M., Kirita, Y., Matobe, S., Tamagaki, K., & Kusaba, T. (2022). Direct evidence of proximal tubular proliferation in early diabetic nephropathy. Scientific Reports, 12, article number 778. doi: 10.1038/s41598-022-04880-1.
[27] Umino, H., Hasegawa, K., Minakuchi, H., Muraoka, H., Kawaguchi, T., Kanda, T., Tokuyama, H., Wakino, S., & Itoh, H. (2018). High basolateral glucose increases sodium-glucose cotransporter 2 and reduces sirtuin‑1 in renal tubules through glucose transporter-2 detection. Scientific Reports, 8, article number 6791. doi: 10.1038/s41598-018-25054-y.
[28] Vallon, V., Platt, K.A., Cunard, R., Schroth, J., Whaley, J., Thomson, S.C., Koepsell, H., & Rieg, T. (2011). SGLT2 mediates glucose reabsorption in the early proximal tubule. Journal of the American Society of Nephrology, 22, 104-112. doi: 10.1681/ASN.2010030246.
[29] Vrhovac, I., Balen Eror, D., Klessen, D., Burger, C., Breljak, D., Kraus, O., Radović, N., Jadrijević, S., Aleksic, I., Walles, T., Sauvant, C., Sabolić, I., & Koepsell, H. (2015). Localizations of Na(+)-D‑glucose cotransporters SGLT1 and SGLT2 in human kidney and of SGLT1 in human small intestine, liver, lung, and heart. Pflügers Archiv — European Journal of Physiology, 467(9), 1881-1898. doi: 10.1007/s00424-014-1619-7.
[30] Wright, E.M. (2021). SGLT2 inhibitors: Physiology and pharmacology. Kidney360, 2(12), 2027-2037. doi: 10.34067/KID.0002772021.
[31] Yang, Y., & Nishimura, H. (2021). Bird aquaporins: Molecular machinery for urine concentration. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Biomembranes, 1863(10), article number 183688. doi: 10.1016/j.bbamem.2021.183688.