Ziel der Studie ist es, Änderungen des Fettsäurestoffwechsels und deren Auswirkungen in folsäureinduzierten Nierenschädigungs- und diabetischer Nephropathie-Modellen (DN) zu untersuchen. Methode: Ein Modell der folsäureinduzierten Nierenschädigung wurde durch intraperitoneale Injektion von Folsäure erstellt. Neun erwachsene C57BL/6J-Mäuse wurden zufällig in zwei Gruppen aufgeteilt: Kochsalzlösung-Kontrollgruppe (Saline, n=5) und Folsäure-Interventionsgruppe (FA, n=4). Die FA-Gruppe erhielt eine einmalige intraperitoneale Injektion von Folsäure (250 mg/kg), die Saline-Gruppe erhielt ein entsprechendes Volumen Kochsalzlösung. Das DN-Modell wurde durch eine fettreiche Diät kombiniert mit Streptozotocin-Injektion erstellt. Elf erwachsene C57BL/6J-Mäuse wurden zufällig in zwei Gruppen eingeteilt: Kontrollgruppe (ND, n=6) und Modellgruppe (DN, n=5). Die ND-Gruppe wurde während der gesamten Versuchszeit mit normalem Futter gefüttert; die DN-Gruppe wurde 8 Wochen lang mit fettreichem Futter gefüttert, erhielt danach eine einmalige intraperitoneale Injektion von Streptozotocin (100 mg/kg) und erhielt weiterhin fettreiches Futter bis zur 16. Woche. (1) Pathologische Veränderungen in den Nieren der vier Mäusegruppen wurden mittels HE- und Sirius-Red-Färbung untersucht. (2) Nierengewebe der Mäuse wurde mittels RNA-Seq analysiert, differentiell exprimierte Gene (DEGs) wurden ausgewählt und GO-, KEGG- und GSEA-Analysen durchgeführt. Die mRNA-Spiegel von Fettsäuresynthesegenen und fibrosebezogenen Genen wurden mittels RT-qPCR bestimmt; gefrorene Nierenschnitte wurden für Oil-Red-O-Färbung zur Beurteilung der Lipidtropfenakkumulation vorbereitet. (3) Die mRNA-Spiegel von Fettsäuresynthesegenen und fibrosebezogenen Genen wurden in humanen proximalen Nierentubulus-Epithelzellen (HK-2), die mit 10 ng/mL rekombinantem TGF-β1 behandelt oder unter hohen Glukosebedingungen kultiviert wurden, mittels RT-qPCR analysiert; die Lipidtropfenakkumulation in HK-2-Zellen und gleich behandelteten primären proximalen Nierentubulus-Epithelzellen (PTECs) wurde mittels Bodipy 493/503-Färbung bewertet. (4) Die Lipidtropfenakkumulation in mit 100 µmol/L Palmitinsäure (PA) behandelten HK-2-Zellen wurde durch Bodipy 493/503-Färbung beurteilt. (5) Das Altern wurde in Nierengeweben der vier Gruppen mittels SA-β-gal-Färbung untersucht. Das Altern und die Expression alterungsassoziierter sekretorischer Phänotypfaktoren in PA-behandelten HK-2-Zellen wurden mittels SA-β-gal-Färbung, Western Blot und RT-qPCR bewertet; die Auswirkungen der PA-Behandlung auf die Aktivierung renalischer Fibroblasten in PTECs wurden durch Immunfluoreszenz analysiert. Ergebnisse: (1) Nierengewebe der FA- und DN-Gruppen zeigten pathologische Veränderungen der Tubulusstruktur und Kollagenfaserablagerungen. (2) Die differentiell exprimierten Gene der FA- und DN-Gruppen waren signifikant in Stoffwechselwegen, besonders solchen des Lipidstoffwechsels, angereichert. Im Vergleich zur Saline-Gruppe waren die Expressionslevel der Fettsäuresynthesegene Srebp1 und Fasn in der FA-Gruppe signifikant erhöht (Srebp1: t=2,445, P=0,0444; Fasn: t=2,571, P=0,0370); im Vergleich zur ND-Gruppe waren die Expressionslevels von Srebp1, Acc1 und Fasn in der DN-Gruppe erhöht (Srebp1: t=3,354, P=0,0100; Acc1: t=2,602, P=0,0315; Fasn: t=2,358, P=0,0461). Das fibrosebezogene Gen Col1a1 war in beiden Gruppen FA und DN hochreguliert (FA: t=2,628, P=0,0340; DN: t=3,602, P=0,0070) und ging mit pathologischen Anzeichen lipidärer Ablagerungen einher. (3) In mit TGF-β1 oder hohen Glukosebedingungen behandelten HK-2-Zellen waren die mRNA-Spiegel von SREBP1 (F=15,41, P=0,0043; TGFβ-Gruppe: P=0,0029; HG-Gruppe: P=0,0452), ACC1 (F=30,30, P=0,0007; HG-Gruppe: P=0,0014) und FASN (F=18,76, P=0,0026; TGFβ-Gruppe: P=0,0017; HG-Gruppe: P=0,0310) signifikant erhöht; beide Behandlungen induzierten Lipidakkumulation in HK-2-Zellen und PTECs. (4) In den Nieren der FA- und DN-Gruppen nahm die Anzahl seneszenter Zellen zu, und die PA-Behandlung induzierte lipidäre Akkumulation in tubulären Epithelzellen, beschleunigte das Zellaltern und die Aktivierung von Fibroblasten. Fazit: Die Transkription von Genen, die mit dem Lipidstoffwechsel in den Nieren der Modelle der Folsäurenephropathie und diabetischen Nephropathie verbunden sind, ist gestört; eine übermäßige Fettsäuresynthese führt zur Lipidakkumulation, induziert die Seneszenz von PTECs und fördert letztendlich die Entwicklung der Fibrose.

Folsäurenephropathie; diabetische Nephropathie; Fettsäurestoffwechsel; Lipidakkumulation; Zellalterung; Fibrose