Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Araştırma makalesi

Kordiseps polisakkaridlerinin D-Galaktoz kaynaklı böbrek yaşlanması üzerindeki etkileri

430 görüntüleme

DOI:

10.3791/69579

3 Nisan 2026

Bu makalede

Özet

D-galaktoz kullanarak farelerde ve HK-2 hücrelerinde bir yaşlanma modeli oluşturuldu. Cordyceps polisakkaridlerinin (CCP) böbrek yaşlanması üzerindeki etkileri, western blotting ve immünoflüoresans kullanılarak değerlendirildi; mitokondriyal değişiklikler ise reaktif oksijen türleri tespiti ve JC-1 boyama ile değerlendirildi.

Özet

Kronik böbrek hastalığı (KBB), önemli bir küresel sağlık sorunu oluşturur. Böbrek tübüler epitel hücrelerinin (RTEC'ler) yaşlanması, böbrek yenilenmesini ve onarımını zayıflatır ve yaşlanmaya bağlı sekretör fenotipin (SASP) salınımıyla KBD ilerlemesini teşvik eder. Cordyceps sinensis, temel biyoaktif bileşenleri arasında Cordyceps polisakkaridleri (CCP) yer almakta, KBD için birçok klinik preparata dahil edilmiş ve terapötik faydalar göstermiştir. CCP'nin böbrek yaşlanmasındaki rolünü incelemek için, farelerde D-galaktoz kaynaklı böbrek yaşlanması modeli oluşturuldu ve CCP müdahale olarak uygulandı. Tedavi sonuçları, yaşlanmaya bağlı boyama ve böbrek fonksiyonu değerlendirmeleri kullanılarak değerlendirildi. HK-2 hücrelerinde D-galaktoz kaynaklı bir yaşlanma modeli, altta yatan hücresel mekanizmaları incelemek için daha da geliştirildi. JC-1 boyama ve reaktif oksijen türleri (ROS) tespiti, yaşlı koşullarda CCP tedavisi sonrası mitokondriyal değişiklikleri değerlendirmek için kullanıldı. İmmünfloresans, western blotting ve nicel PCR (RT-PCR) uygulanarak CCP'nin MAPK fosforilasyonu, NF-κB nükleer translokasyonu ve NLRP3 inflammazom aktivasyonu üzerindeki etkilerini değerlendirdi. Sonuçlar, CCP'nin tubulointerstisial hücre yaşlanmasını, böbrek hasarını ve fibrozisi zayıflattığını ve hem hücresel hem de hayvansal modellerde D-galaktoz kaynaklı yaşlanma modellerinde mitokondriyal fonksiyonu iyileştirdiğini göstermektedir. Bu etkiler, ROS/MAPK/NF-κB/NLRP3 sinyal yolunun modülasyonuyla ilişkilidir.

Giriş

Kronik böbrek hastalığı (KBB), en yaygın böbrek hastalıklarından biridir ve dünya çapında büyük bir nüfusu etkiler. Görülmesi yaşlanmayla yakındanilişkilidir 1. Böbrek tübülleri böbreğin birincil fonksiyonel birimleridir ve böbrek tübüler epitel hücrelerindeki (RTEC'ler) hücresel yaşlanma, böbrek fonksiyonel gerilemesinin başlıcanedenlerinden biridir 2. İlaç maruziyeti ve diğer stres faktörleri, tübüler stresle ilişkili yaşlanmaya neden olabilir; bu da böbrek fonksiyonunun ilerleyici kaybına ve sonunda son evre böbrek hastalığına (ESKD) ilerlemeye yol açar. Bu nedenle, RTEC'lerde yaşlanmayı hedeflemek, böbrek yaşlanmasını geciktirmek ve KBH'yi önlemek veya tedavi etmek için etkili bir strateji olabilir.

Kronik iltihap, yaşlanmanın birözelliğidir ve birçok yaşa bağlı hastalığın önemli bir nedenidir. Yaşlanan hücreler tarafından salınan pro-inflamatuar sitokinler, yaşlanma ile ilişkili sekretör fenotip (SASP) olarak topluca bilinir. SASP, sürekli iltihabı teşvik eder, komşu hücrelerde yaşlanmayı tetikler ve ilerleyici fonksiyoneldüşüşe katkıda bulunur 5. D-galaktoz (D-gal) kaynaklı yaşlanma modeli, en yaygın kullanılan deneysel yaşlanma modellerinden biridir. Önceki çalışmalar, D-gal tedavisinin hücre içi reaktif oksijen türlerinin (ROS) birikimine, mitokondriyal işlev bozukluğuna, redoks homeostazının bozulmasına ve stresle ilişkili hücresel yaşlanmanın indüklenmesine yolaçtığını göstermiştir 6. Zaman alıcı ve yüksek bireylerarası değişkenlik gösteren doğal yaşlanma modelleriyle karşılaştırıldığında, D-galaktoz kaynaklı model basitlik, hızlı indüksiyon ve nispeten düşük grup içi değişkenlik gibi avantajlar sunar. Bu model hem in vivo hem de in vitro çalışmalar için geçerlidir. Yavaş ve patolojisiz doğal yaşlanmayı tam olarak yansıtmasa da, böbreğin yüksek metabolik aktivitesi ve oksidatif strese yatkınlığı göz önüne alındığında böbrek yaşlanmasını modellemek için oldukça uygundur. Mekanik açıdan bakıldığında, D-galaktoz hücresel yaşlanmayı esas olarak oksidatif stres yoluyla destekler; bu, yaşlanma sırasında ROS oluşumu ve mitokondriyal işlev bozukluğuna odaklanan araştırmalarla uyumludur.

Cordyceps sinensis, böbrek kaynaklı hastalıkların tedavisinde yaygın olarak kullanılan geleneksel bir Çin tıbbimantarıdır 7. Polisakkaridler, adenozin, amino asitler, kordisepin ve ergosterol dahil olmak üzere birçok biyoaktif bileşen içerir. Cordyceps sinensis'in özleri ve fermente edilmiş preparatları, anti-inflamatuar, antioksidan ve yaşlanma karşıtı özellikler gösterir 8,9,10,11. Örneğin, Cordyceps polisakkaridlerinin, astım fare modelinde TGF-β1/Smad sinyal yolu12'yi inhibile ederek inflamatuar infiltrasyonu azalttığı gösterilmiştir. Ayrıca, Cordyceps polisakkaridleri MAPK yolu fosforilasyonunu baskılayabilir ve RAW264.7 hücrelerinde IL-6 ve IL-1β gibi inflamatuar sitokinlerin ekspresyonunuazaltabilir. Önceki çalışmalar, Cordyceps sinensis'in ana biyoaktif bileşeni olan Cordyceps polisakkaridlerinin (CCP) otofajiyi düzenleyip SASP üretimini bastırarak böbrek tübüler epitel hücrelerinde yaşlanmayı azaltabildiğini göstermiştir. Ancak, CCP'nin ROS aracılı hasarı nasıl önlediği moleküler mekanizmalar henüz tam olarak tanımlanmamıştır.

Mevcut çalışma, farelerde CCP'nin böbrek yaşlanmasına karşı koruyucu etkilerini inceliyor ve D-galaktoz kaynaklı böbrek tübüler epitel hücre yaşlanması modeli kullanılarak iltihaplanma, oksidatif stres ve yaşlanma üzerindeki etkilerini inceliyor. CCP'nin ROS üretimini, mitokondriyal fonksiyonu ve MAPK fosforilasyonu, NF-κB nükleer translokasyonu ve NLRP3 inflammazom aktivasyonu gibi aşağı akış sinyal yollarını modüle edip etmediğini daha da inceliyoruz. Bu çalışmanın amacı böbrek yaşlanması ve yaşa bağlı böbrek yaralanması çalışmalarında CCP'nin kullanımını destekleyen deneysel kanıtlardır. Genel deneysel iş akışı ve önerilen mekanizma Şekil 1'de özetlenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Tüm hayvan prosedürleri kurumsal yönergelere uygun olarak yürütüldü ve Nanjing Çin Tıp Üniversitesi Hayvan Etik Komitesi tarafından onaylandı (Etik Onay No. 202108A006). Hücre kültürü ve boyama işlemleri sırasında oluşan tüm atıklar, kapalı kaplar ve biyolojik tehlike torbalarında toplanıp lisanslı bir tıbbi atık yönetim servisi tarafından bertaraf edilmiştir.

Hayvan modeli ve terapötik müdahaleler

Bireyler arası varyasyonu en aza indirmek için, 40 fare rastgele olarak beş gruba (n = 8 grup başına yerleştirildi) ve aşağıdaki müdahalelere tabi tutuldu: (1) Kontrol grubu: Fare başına 0,2 mL salin intragastrik verildi; (2) Model grubu: Günlük deri altı D-galaktoz (250 mg/kg) enjeksiyonları alındı, fare başına 0,2 mL 25 mg/mL çözelti olarak verildi; (3) Düşük dozlu CCP grubu: D-galaktoz enjeksiyonları ve CCP'nin intragastrik uygulaması ile 50 mg/kg (fare başına 0,2 mL 5 mg/mL çözelti olarak) alındı; (4) Yüksek dozlu CCP grubu: D-galaktoz enjeksiyonları ve CCP'nin intragastrik uygulaması ile birlikte 100 mg/kg (fare başına 0,2 mL 10 mg/mL çözelti olarak) alındı; (5) E vitamini grubu: D-galaktoz enjeksiyonları ve 100 mg/kg (fare başına 0,2 mL 10 mg/mL çözelti olarak 10 mg/mL çözeltisi) intragastrik E verilmesiyle birleştirildi. 8 haftalık tedavinin ardından fareler ötenazi edildi ve sonraki analizler için serum, idrar ve böbrek dokusu örnekleri alındı.

Böbrek fonksiyonu analizi

Böbrek fonksiyonu, üreticilerin talimatlarına göre kreatinin (ürik asit) ve idrar proteini ölçmek için ticari test kitleri kullanılarak değerlendirildi. Absorbans değerleri kreatinin için 505 nm, ürik asit için 510 nm ve idrar protein için 585 nm olarak çok fonksiyonlu mikroplaka okuyucu kullanılarak ölçüldü.

Doku kesitleri boyama

Parafinle gömülü böbrek dokuları 4 μm kalınlıkta kesitlenmiştir. Bölümler deparafinize edildi, hematoksilin ile 5 dakika kuluçka içinde kullanıldı, akan suyla durulandı, %1 asit alkol ile 5 saniye boyunca farklılaştırıldı ve bir kez daha durulandı. 1 dakikalık fosfat-tamponlu tuzlu (PBS) yıkamadan sonra, bölümler 3 dakika boyunca eosin ile karşı boyandı, kurutuldu ve monte edildi. Masson'ın trikrom boyamasında, bölümler yukarıda tarif edildiği gibi deparafinize edilip hematoksilin ile boyandı, ardından 5 dakika Ponceau S ve 5 dakika anilin mavisi uygulandı. Bölümler daha sonra susuz bırakıldı ve monte edildi.

Hücre canlılık testi

HK-2 hücreleri, her kuyu başına 1 × 10⁵ hücre bulunan 12 delikli plakalara tohumlanmıştır. D-galaktoz ve Cordyceps polisakkaritlerine 24 saat maruz kaldıktan sonra, her14 kuyuya %10 CCK-8 çözeltisi eklendi. 37 °C'de 30 dakika kuluçkadan sonra, mikroplaka okuyucu kullanılarak 450 nm'de soğukkanlık kaydedildi. Cordyceps polisakkaridleri için kalite kontrol dokümantasyonu ve HK-2 hücrelerinin STR doğrulaması Ek Dosya 1'de sağlanmıştır.

Ters transkripsiyon niceliksel polimeraz zincir reaksiyonu

24 saat hücre kültüründen sonra kültür ortamı çıkarıldı ve toplam RNA ekstraksiyon reaktifiyle çıkarıldı. RNA konsantrasyonu mikroplaka spektrofotometresi kullanılarak belirlendi ve RNA bütünlüğü %2 agaroz jel elektroforezi ile doğrulandı. Genomik DNA çıkarıldı ve cDNA ters transkripsiyonla sentezlendi. Astar dizileri, Materyaller Tablosu'nda listelenmiştir.

Hücre içi ROS seviyelerinin ölçümü

HK-2 hücreleri, her kuyu başına 1 × 10⁵ hücre bulunan 12 delikli plakalara tohumlanmıştır. %60-70 birleşime ulaşıldığında, hücreler 12 saat boyunca D-galaktoz ile ön tedavi gördü. 24 saat ilaç maruziyetinden sonra, ortam atıldı ve hücreler bir kez PBS ile durulandı. Hücre içi ROS, 37 °C'de 20 dakika boyunca ROS'a duyarlı floresan probla inkubasyon yoluyla tespit edildi ve floresan görüntüleri 488/525 nm15 uyarılma/emisyon dalga boylarında çekildi.

Western Blot

Hücresel proteinler RIPA tamponu kullanılarak lizize edildi ve 13.000 × g sıcaklıkta 4 °C'de 15 dakika boyunca santrifüjle aranşaldı. Proteinler 10 dakika kaynatarak denatüre edildi ve eşit miktarda protein (örnek başına 20 μg) elektroforetik ayrıma ile geçirilerek PVDF membranlarına aktarıldı. 1 saat bloklamadan sonra, membranlar primer antikorlarla gece boyunca kuluçka edildi. Sonraki PBST yıkamalarının ardından HRP ile konjuge ikincil antikorlarla kuluçka yapıldı ve tespit artırılmış kemilyüminsans (ECL)substratı 16 kullanılarak gerçekleştirildi. Antikor detayları ve reaktif tanımlayıcıları Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.

SA-β-gal yaşlanma boyama

HK-2 hücreleri, 12 delikli plakalarda 1 × 10⁵ hücre yoğunluğunda kaplanmıştır. Hücreler %60-70 birleşime ulaştığında, 12 saat boyunca D-galaktoz ile önceden işlendiler. Üretici protokolüne göre SA-β-gal boyama yapıldı ve boyalı hücreler optik mikroskop17 kullanılarak gözlemlendi.

Mitokondriyal zar potansiyelinin ölçümü

Mitokondriyal zar potansiyeli, tedarikçinin talimatlarına uygun olarak JC-1 floresan prob kullanılarak değerlendirildi. JC-1 monomerleri 490/530 nm uyarılma/emisyon dalga boylarında tespit edilirken, JC-1 agregaları 525/590 nm aralığında tespit edildi. Görüntüler, net kırmızı veya yeşil floresan sinyalleri gözlemlendiğinde alındı.

İstatistiksel analiz

Veriler çubuk veya nokta grafikleri olarak sunulmuş ve referans edilen yazılım kullanılarak analiz edilmiştir. Western blot bandı yoğunlukları ImageJ kullanılarak nicele edildi. Veriler, gruplar arası karşılaştırmalar için varyans analizi (ANOVA) ve ardından t-testleriyle analiz edildi. İstatistiksel anlamlılık, P değeri < 0.05 olarak tanımlandı. Semboller, kontrol grubu (*) veya D-gal grubu (#) ile karşılaştırmaları gösterir (*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

D-galaktoz, fare yaşlanma modeli oluşturmak için kullanıldı; E vitamini ise yaygın olarak kullanılan bir anti-yaşlanma pozitif kontrol olarak kullanıldı. Yaşlanan fareler farklı dozlarda Cordyceps polisakkaridleri (CCP) ile tedavi edildi. Yaşlı farelerde önemli böbrek yetkisi gösterdi; bu, artan idrar proteini, serum ürik asit ve kreatinin seviyeleriyle kanıtlandı (Şekil 2B-D). Hem E vitamini hem de CCP takviyesi bu anormallikleri azalttı. S...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Bu çalışma, Cordyceps polisakkaridlerinin böbrek tübüler epitel hücreleri üzerindeki koruyucu etkilerini göstermekte ve ROS/MAPK/NF-κB/NLRP3 sinyal yolunu modüle ederek HK-2 hücrelerinde inflamatuar yaşlanmayı azalttıklarına dair kanıtlar sunmaktadır. Bu bulgular, akut ve kronik böbrek hastalıklarının tedavisinde Cordyceps sinensis-türevli bileşiklerin etkilerinin altında yatan potansiyel mekanizmaları daha da netleştirir ve gelecekteki anti-agin...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların beyan edecek çıkar çatışmaları yoktur.

Teşekkürler

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No.8217150545, 82575032) tarafından desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Kazepaz1/Bölünmüş Tavşan pAbWL03450Wanlei, Shengyang, Çin
CCK-8 KitiC0037Biyotime, Şanghay, Çin
ÇKPB21296Yuanye Bio, Shengyang, Çin
Kreatinin Test KitiC011-2-1Jiancheng, Nanjing, Çin
D-gal  HY-N0210MCE, ABD
ERK Tavşan pAb4695CST, ABDAB_390779
gapdh Tavşan pAbac033Abclonal, Wuhan, Çin
H & E boyama kitiG1120Solarbio, Pekin, Çin
JC-1 Kiti  C2003SBiyotime, Şanghay, Çin
Masson'ın boyama kitiG1340Solarbio, Pekin, Çin
NLRP3 Tavşan pAbWLH3383Wanlei, Shengyang, Çin
P21 Tavşan pAb64016sCST, ABDAB_2892063
p38 Tavşan pAb9212CST, ABDAB_330713
p50 Tavşan pAb3035CST, ABDAB_330564
p65 Tavşan pAb8242CST, ABDAB_10859369
p-ERK Tavşan pAb4370CST, ABDAB_2315112
Fosfo-SAPK/JNK mAntikor4668CST, ABDAB_823588
p-p38 Tavşan pAb4511CST, ABDAB_2139682
ROS Boyama KitiS0033SBiyotime, Şanghay, Çin
SAPK/JNK Antikor9256CST, ABDAB_2250373
SA-β-gal KitC0602Biyotime, Şanghay, Çin
Ürik Asit Test KitiC012-2-1Jiancheng, Nanjing, Çin
İdrar Protein Tespit KitiC035-2-1Jiancheng, Nanjing, Çin
E vitaminiS27812Yuanye Bio, Shengyang, Çin
pcr
Gen adıÖn PrimerTers Astar
Caspase-15'-TACAGACAAGGGTGCTGAACAA-3'5'-CGGAATAACGGAGTCAATCAAA-3'
GAPDH5'-AGAAGGTGGTGAAGCAGGCGTC-3'5'-AAAGGTGGAGGAGTGGGTCG-3'
NLRP35'-GATCTTCGCTGCGATCAAG-3'5'-CGTGCATTATCTGAACCCCAC-3'

Kaynaklar

  1. Rex, N., et al. Cellular senescence and kidney aging. Clin Sci (Lond). 137, 1805-1821 (2023).
  2. Huang, W., et al. Cellular senescence: the good, the bad and the unknown. Nat Rev Nephrol. 18, 611-627 (2022).
  3. Pawelec, G. Aging as an inflammatory disease and possible reversal strategies. J Allergy Clin Immunol. 145, 1355-1356 (2020).
  4. Zhang, J., et al. Aging in the dermis: fibroblast senescence and its significance. Aging Cell. 23, e14054(2024).
  5. Li, X., et al. Inflammation and aging: signaling pathways and intervention therapies. Signal Transduct Target Ther. 8 (1), 239(2023).
  6. Azman, K. F., Zakaria, R. D-galactose-induced accelerated aging model: an overview. Biogerontology. 20, 763-782 (2019).
  7. Zhang, H. W., et al. Cordyceps sinensis for treating chronic kidney disease. Cochrane Database Syst Rev. 2014, CD008353(2014).
  8. Krishna, K. V., Ulhas, R. S., Malaviya, A. Bioactive compounds from Cordyceps and their therapeutic potential. Crit Rev Biotechnol. 44, 753-773 (2024).
  9. Das, G., et al. Cordyceps spp.: a review on its immune-stimulatory and other biological potentials. Front Pharmacol. 11, 602364(2020).
  10. Wu, X., et al. New insights into the biosynthesis of typical bioactive components in Cordyceps militaris. Front Bioeng Biotechnol. 9, 801721(2021).
  11. Shevchuk, Y., Kuypers, K., Janssens, G. E. Fungi as a source of bioactive molecules for longevity medicine development. Ageing Res Rev. 87, 101929(2023).
  12. Zheng, Y., Li, L., Cai, T. Cordyceps polysaccharide ameliorates airway inflammation via TGF-β1/Smad signaling. Respir Physiol Neurobiol. 276, 103412(2020).
  13. Liu, Y., Li, Q. Z., Li, L. D. J., Zhou, X. W. Immunostimulatory effects of intracellular polysaccharides from Ophiocordyceps sinensis. J Ethnopharmacol. 275, 114130(2021).
  14. Shao, N., Cai, K., Hong, Y., Wu, L., Luo, Q. USP9X suppresses ferroptosis in diabetic kidney disease by deubiquitinating Nrf2 in vitro. Ren Fail. 47 (1), 2458761(2025).
  15. Lee, S., et al. ROS-responsive graphene-hyaluronic acid nanomedicine for renal ischemia/reperfusion injury. Theranostics. 16, 618-636 (2026).
  16. Zhang, J., et al. Artesunate-nanoliposome-TPP attenuates cisplatin-induced acute kidney injury. Int J Nanomed. , 1385-1408 (2024).
  17. Rattananinsruang, P., Noonin, C., Yoodee, S., Thongboonkerd, V. Markers of H2O2-induced senescence in renal tubular cells. Environ Toxicol Pharmacol. 97, 104039(2023).
  18. Ram, C., et al. Biochanin A ameliorates diabetic nephropathy via NF-κB/NLRP3 axis. Antioxidants (Basel). 12, 1052(2023).
  19. Chen, J., et al. Cellular senescence of renal tubular epithelial cells in acute kidney injury. Cell Death Discov. 10, 62(2024).
  20. Luo, P., et al. Pentraxin 3 induces tubular cell senescence and renal fibrosis via β-catenin signaling. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 1869, 166807(2023).
  21. Yang, S., Yang, X., Zhang, H. Extracellular polysaccharide biosynthesis in Cordyceps. Crit Rev Microbiol. 46, 359-380 (2020).
  22. Wu, N., et al. Polysaccharide biosynthesis in Cordyceps militaris. Int J Biol Macromol. 260, 129336(2024).
  23. Qi, W., et al. Cordyceps sinensis polysaccharide inhibits colon cancer via mTOR signaling. Carbohydr Polym. 237, 116113(2020).
  24. Ahmad, S., et al. Fisetin rescues mice brains against D-galactose-induced oxidative stress. Front Pharmacol. 12, 612078(2021).
  25. Hajam, Y. A., et al. Oxidative stress in human pathology and aging. Cells. 11, 552(2022).
  26. Papaconstantinou, J. Inflammation and oxidative stress signaling in senescence and aging phenotypes. Cells. 8, 1383(2019).
  27. Afonina, I. S., Zhong, Z., Karin, M., Beyaert, R. Limiting inflammation: negative regulation of NF-κB and NLRP3 inflammasome. Nat Immunol. 18, 861-869 (2017).
  28. Zhang, M., Wei, W., Zu, H. DHCR24 knockdown-induced cholesterol deficiency triggers tau hyperphosphorylation. Cell Signal. 138, 112254(2026).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

D Galaktoz ModeliKronik B brek HastalRenal T b ler Epitel H creleriSenesansla li kili Sekresyonel FenotipMitokondriyal FonksiyonReaktif Oksijen T rleriMAPK FosforilasyonuNLRP3 nflamazomu