Xanthine Oxidoreductase Inhibitors Suppress the Onset of Exercise-induced AKI in High HPRT Activity Urat1-Uox Double Knockout Mice

2021 ◽  
pp. ASN.2021050616
Author(s):  
Takuji Hosoya ◽  
Shunya Uchida ◽  
Shigeru Shibata ◽  
Naoko Tomioka ◽  
Koji Matsumoto ◽  
...  

Background Hereditary renal hypouricemia type-1 (RHUC1) is caused by URAT1/SLC22A12 dysfunction, resulting in urolithiasis and exercise-induced acute kidney injury (EIAKI). Because, however, there is no useful experimental RHUC1 animal model, the precise pathophysiological mechanisms underlying EIAKI have yet to be elucidated. We established a high HPRT activity Urat1-Uox double knockout (DKO) mouse as a novel RHUC1 animal model for investigating the cause of EIAKI as well as the potential therapeutic effect of xanthine oxidoreductase inhibitors (XOIs). Methods The novel Urat1-Uox DKO mice were used in a forced swimming test as loading exercise to explore the onset mechanism of EIAKI and evaluate related purine metabolism and renal injury parameters. ResultsUrat1-Uox DKO mice had uricosuric effects and elevated levels of plasma creatinine (Cr) and blood urea nitrogen (BUN) as renal injury markers, and decreased Cr clearance (CLCr) observed in a forced swimming test. In addition, Urat1-Uox DKO mice had increased NLRP3 inflammasome activity and downregulated levels of Na+-K+-ATPase (NKA) protein in the kidney, as Western blot analysis showed. Finally, we demonstrated that topiroxostat and allopurinol, XOIs, improved renal injury and functional parameters of EIAKI. ConclusionsUrat1-Uox DKO mice are a useful experimental animal model for human RHUC1. The pathogenic mechanism of EIAKI was found to be due to increased levels of IL-1β via NLRP3 inflammasome signaling and NKA dysfunction associated with excessive urinary UA excretion. In addition, XOIs appear to be a promising therapeutic agent for the treatment of EIAKI.

Author(s):  
Н.Н. Хлебникова ◽  
Н.А. Крупина

В наших предыдущих исследованиях было показано, что ингибитор пролинспецифической пептидазы дипептидилпептидазы-IV (ДП-IV, EC 3.4.14.5) трипептид дипротин А, введенный крысам в 5-18 постнатальные дни, приводит к развитию у крыс подросткового возраста и взрослых животных эмоционально-мотивационных расстройств. Такие расстройства можно рассматривать как модель смешанного тревожно-депрессивного состояния. Однако специальных исследований по валидности данной модели проведено не было. Цель настоящей работы состояла в проверке влияния трициклического антидепрессанта имипрамина (ИМИ) на депрессивноподобное поведение крыс и уровень кортикостерона в сыворотке крови животных на модели смешанного тревожно-депрессивного состояния. Методика. У крыс в возрасте одного и двух мес. определяли уровень тревожности в автоматизированном тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» и оценивали депрессивноподобное поведение в тесте принудительного плавания. ИМИ вводили взрослым животным в течение 10 дней (20 мг/кг/день, интрагастрально). Уровень кортикостерона в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа. Результаты. Неонатальное действие дипротина А приводило к повышению тревожности у крыс в возрасте 1 мес. Депрессивноподобное поведение обнаружено у животных в возрасте одного и двух мес. ИМИ нормализовал поведение животных в тесте принудительного плавания и снижал уровень кортикостерона в сыворотке крови крыс. Кроме того, ИМИ снижал вес крыс. Заключение. Результаты исследования свидетельствуют в пользу адекватности модели смешанного тревожно-депрессивного расстройства, возникающего у крыс вследствие действия ингибитора ДП-IV дипротина А на второй-третьей неделях постнатального развития, клиническому прообразу заболевания по критериям «внешней схожести», прогностической и конструкционной валидности. Previously, we have shown that the inhibitor of proline-specific peptidase, dipeptidyl peptidase-IV (DP-IV, EC 3.4.14.5), tripeptide diproptin A administered on postnatal days 5-18 induced emotional and motivational disorders in adolescent and adult rats. These disorders can be considered a model of a mixed anxiety-depression-like disorder. However, validation studies of this model are not available. The aim of this work was to test the effect of the tricyclic antidepressant, imipramine (IMI), on depressive-like behavior in rats and the level of serum corticosterone using the model of mixed anxiety-depressive state. Methods. The level of anxiety was assessed by the automated Elevated Plus Maze test and the depressive-like behavior was evaluated by the forced swimming test in one- and two-month old rats. IMI was administered to adult animals for ten days (20 mg/kg a day, intragastrically). Serum corticosterone concentrations were measured using ELISA. Results. The neonatal exposure to diprotin A increased anxiety in one-month old rats. The depressive-like behavior was observed in animals aged one and two months. IMI normalized behavior of animals in the forced swimming test and reduced serum levels of corticosterone. Also, IMI reduced body weight of rats. Conclusion. The results of the study evidenced adequacy of the model of mixed anxiety-depressive state induced by the DP-IV inhibitor, diprotin A, on the second and third postnatal weeks to the clinical prototype of disease according to criteria of face validity, predictive and construct validity.


Planta Medica ◽  
2010 ◽  
Vol 77 (04) ◽  
pp. 334-339 ◽  
Author(s):  
Juliana Schulte Haas ◽  
Eveline Dischkaln Stolz ◽  
Andresa Heemann Betti ◽  
Ana Stein ◽  
Jan Schripsema ◽  
...  

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document