Role of the kidney androgen-regulated protein in the development of the metabolic syndrome

Abstract

El síndrome metabólico (SM) incluye síntomas tales como la obesidad, la resistencia a la insulina, hiperinsulinemia compensatoria, dislipidemia (DLP) y la hipertensión arterial (HTA) en conjunto que lleva a la diabetes mellitus (DM) y la enfermedad cardiovascular (ECV) . HTA, DM y DLP son los principales factores de riesgo para la disfunción endotelial (disminución de la tasa de filtración glomerular y aumento de la permeabilidad vascular), la respuesta inflamatoria, el estrés oxidativo, la activación del sistema renina-angiotensina-aldosterona (RAAS) y la arteriosclerosis. Todos estos son signos comunes a las enfermedades cardiovasculares, SM y la enfermedad renal crónica (ERC). La ERC (función renal disminuida expresado como tasa de filtración glomerular (TFG) o el aclaramiento de creatinina inferior a 60 ml/min/1.73 m2) es causada principalmente por la HTA, ECV y DM. La ERC se asocia con un riesgo importante de morbilidad y mortalidad cardiovascular y es la principal causa de muerte (mediada por HT) en los individuos diabéticos. Esto sugiere que el riñón puede estar jugando un papel clave en el SM basado en la existencia de una relación entre la enfermedad renal crónica y SM. El objetivo general de este trabajo es el estudio de los mecanismos moleculares que subyacen a la MS, basado en el estudio de la función de la proteína regulada por andrógenos riñón (KAP), una proteína de función desconocida que se expresa exclusivamente en el túbulo proximal del riñón de ratón y está regulada principalmente por los andrógenos, en el desarrollo de la hipertensión y MS. El ratón transgénico (Tg) que sobre expresa KAP, es un modelo de HTA con una predisposición genética evidente para DLP y resistencia a la insulina, muestra alteraciones cardiovasculares y renales que responden a algunas de las que definen la EM (HT, la disfunción endotelial, el estrés oxidativo y la activación del RAAS ), que está destinado a aclarar las circunstancias ambientales y moleculares que desencadenan la SM suponiendo que KAP podría estar implicada o relacionada con el desarrollo de la EM . Estas tres líneas de estudio fueron seguidos en el presente trabajo: 1. Fisiología de la EM en todo el cuerpo en los controles (C) y ratones machos Tg alimentados con una dieta de control (Chow) o dieta alta en grasas (HFD) que contiene 45 % de calorías en forma de lípidos (comúnmente utilizado para inducir la obesidad , la hipertensión y la insulina resistencia) . 2. Los análisis histológicos y moleculares (tanto proteómica y la expresión diferencial de genes) de estudio de órganos y tejidos diana. 3. Comparación de resultados "in vivo" con los sistemas celulares aisladas: a) Efectos de la expresión inducida por CAP en los túbulos proximales cultivos de células aisladas murinos. b) Efectos de KAP recombinante procariota y oleato de hígado humano aislado cultivos celulares. Todos los resultados fueron analizados estadísticamente a través de t-tests estándar. Estos resultados demostraron una implicación de la proteína KAP en el desarrollo del SM opuesta a lo que estaba inicialmente planteado la hipótesis, ya que las consecuencias de HFD analizaron en las formas descritas anteriormente aparecerá atenuada en la sobre expresión de KAP. Por otra parte, las alteraciones asociadas al SM se manifiestan más fuertemente en presencia de HFD que en la sobre expresión de KAP y parecen estar disminuido en presencia de los dos factores juntos.

The metabolic syndrome (MS) includes signs such as obesity, insulin resistance, compensatory hyperinsulinemia, dyslipidemia (DLP) and hypertension (HT) together leading to diabetes melitus (DM) and cardiovascular disease (CVD). HT, DM and DLP are the main risk factors for endothelial dysfunction (decreased GFR and increased vascular permeability), inflammatory response, oxidative stress, activation of the rennin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) and arteriosclerosis. These are all common signs to CVD, MS and chronic kidney disease (CKD). CKD (decreased renal function expressed as glomerular filtration rate (GFR) or creatinine clearance less than 60 mL/min/1.73 m2) is mainly caused by HT, CVD and DM. CKD is associated with a significant increased risk of cardiovascular morbidity and mortality and is the major cause of death (mediated by HT) in diabetic individuals. This suggests that the kidney may be playing a key role in the MS based on the existence of a relationship between CKD and MS. The general aim of this work is to study the molecular mechanisms underlying the MS, based on the study of the role of the kidney androgen-regulated protein (KAP), a protein of unknown function that is expressed exclusively in proximal tubule of mouse kidney and is regulated mainly by androgens, in the development of hypertension and MS. The transgenic mouse (Tg) over-expressing KAP, a HT model with an apparent genetic predisposition to DLP and insulin resistance, shows cardiovascular and renal alterations that match some of those defining the MS (HT, endothelial dysfunction, oxidative stress and activation of RAAS), it is intended to clarify the environmental and molecular circumstances which trigger the MS assuming that KAP could be involved or related to the development of MS. These three lines of study were followed in the present work: 1. Physiology of MS in whole body in controls (C) and Tg male mice fed on a control diet (chow) or high fat diet (HFD) containing 45% of calories in the shape of lipids (commonly used to induce obesity, hypertension and insulin resistance). 2. Histological and molecular (both proteomic and differential gene expression) analyses of study target organs and tissues. 3. Comparison of "in vivo" results with isolated cell systems: a) Effects of induced KAP expression on murine proximal tubule isolated cell cultures. b) Effects of prokaryotic recombinant KAP and oleate on human liver isolated cell cultures. All results were statistically analyzed through standard t-tests. These results demonstrated an involvement of the protein KAP in the development of MS opposite to what was initially hypothesized, since the consequences of HFD analyzed in the ways described above appear attenuated in over-expression of KAP. On the other hand, alterations associated with MS are manifested most strongly in the presence of HFD than in over-expression of KAP and appear to be diminished in the presence of both factors together.