Pin1 aggravates renal injury induced by ischemia and reperfusion in rats via Nrf2/HO-1 mediated endoplasmic reticulum stress

Purpose: To investigate the role of peptidyl-prolyl cis/trans isomerase 1 (Pin1) on renal ischemia-reperfusion (I/R) injury and underlying mechanism. Methods: By establishing the in vitro and in vivo models of renal I/R, the role of Pin1 was explored by using molecular assays. Results: In renal I/R, endogenous Pin1 level was up-regulated in I/R-impaired kidney. Suppression of Pin1 with juglone afforded protection against I/R-mediated kidney dysfunction, and reduced I/R-induced endoplasmic reticulum (ER) stress in vivo. Consistent with the in vivo results, repression of Pin1 with juglone or gene knockdown with si-Pin1 conferred cytoprotection and restricted hypoxia/reoxygenation (H/R)-driven ER stress in HK-2 cells. Simultaneously, further study uncovered that Nrf-2/HO-1 signals was the association between Pin1 and ER stress in response to renal I/R. In addition, Nrf-2/HO-1 signal pathway was inactivated after kidney exposed to I/R, as indicated by the down-regulation of Nrf-2/HO-1 levels. Furthermore, inhibition of Pin1 remarkably rescued the inactivation ofNrf-2/HO-1. Conclusions: Pin1 modulated I/R-mediated kidney injury in ER stress manner dependent on Nrf2-HO-1 pathway in I/R injury.

Brief topical and intraluminal use of Carolina rinse solution does not attenuate experimental ischemia and reperfusion injury in rabbit jejunum / [O uso tópico breve e intraluminal da solução de Carolina rinse não atenua a injúria de isquemia e reperfusão experimental no jejuno de coelhos ]

Fifteen New Zealand adult rabbits were randomly allocated into three groups: Sham-operated (group A), Ischemia and Reperfusion (group B) and Carolina Rinse Solution (CRS) (group C). Groups B and C were subjected to one hour of ischemia and two hours of reperfusion. In group C, ten minutes before reperfusion, the bowel lumen was filled with CRS, and the segment immersed in CRS. Necrosis and loss of integrity of the villi were visible in groups B and C. Edema of the submucosa and circular muscle was observed in all groups. Hemorrhage was observed in different layers for groups B and C, but group C showed more severe hemorrhage in different layers during reperfusion. All groups showed polymorphonuclear leukocyte infiltration on the base of the mucosa, submucosa, and longitudinal muscle, in addition to polymorphonuclear leukocytes margination in the mucosal and submucosal vessels. Necrosis of enterocytes, muscles, crypts of Lieberkühn and myenteric plexus was observed in groups B and C during reperfusion. Topical and intraluminal Carolina Rinse Solution did not attenuate the effects of ischemia and reperfusion in the small intestine of rabbits.(AU)

Quinze coelhos da raça Nova Zelândia foram alocados em três grupos: instrumentado (grupo A), isquemia e reperfusão (grupo B) e solução de Carolina rinse (CRS) (grupo C). Os grupos B e C foram submetidos a uma hora de isquemia e a duas horas de reperfusão. No grupo C, 10 minutos antes da reperfusão, o segmento isolado foi imerso e teve seu lúmen preenchido com CRS. Os grupos B e C apresentaram necrose e perda progressiva da integridade das vilosidades. Foi observado edema na submucosa e na camada muscular circular em todos os grupos. Nos grupos B e C, foi observada hemorragia em diferentes camadas, mas, no grupo C, a hemorragia foi mais intensa durante a reperfusão. Todos os grupos apresentaram infiltrado de PMN na base da mucosa, na submucosa e na camada muscular longitudinal e marginação de PMN nos vasos da mucosa e da submucosa. Durante a reperfusão, foi observada necrose dos enterócitos, das camadas musculares, das criptas de Lieberkühn e do plexo mioentérico nos grupos B e C. O uso tópico e intraluminal de CRS não atenuou os efeitos da isquemia e da reperfusão no intestino delgado de coelhos.(AU)

Allogenic mesenchymal stem cell intravenous infusion in reparation of mild intestinal ischemia/reperfusion injury in New Zealand rabbits / Infusão intravenosa de células tronco mesenquimais alógenas na reparação da lesão branda de isquemia/reperfusão intestinal em coelhos Nova Zelândia

The present study aimed to evaluate the efficacy of mesenchymal stem cell (MSC) infusion, derived from adipose tissue, on reduction of local and remote tissue damage caused by the event of experimental intestinal I/R in New Zealand breed rabbits. For obtaining, characterization, and cultivation of MSC derived from adipose tissue (MSC-Adp), 3 juvenile animals (four months old) were used. The cells were considered to be viable for therapy after the fourth passage (in vitro phase). For the in vivo stage, 24 young adult animals (six months old) were used, weighing approximately 3.5 kg, in which were randomly divided into two groups, called: IR treated with MSC (I2H/R5H MSC 3D; I2H/R5H MSC 7D); IR treated with PBS (I2H/R5H PBS 3D; I2H/R5H PBS 7D). The animals were anesthetized and submitted to pre-retro-umbilical midline celiotomy. The extramural peri-intestinal marginal artery was located and clamped (predetermined and standardized region) with the aid of a vascular clip, promoting a 2 hour blood flow interruption. After this period, blood flow was reestablished, inhalatory anesthesia was suspended, and the animals awaken. After 5 hours of reperfusion, the treatments were performed by intravenous infusion according to the experimental groups. The animals were evaluated 72 hours and seven days after the treatment as for the macroscopic appearance (color and peristaltism) of the jejunal segment, and by histological evaluation of the ischemic segment for the presence or absence of destruction of the intestinal mucosa, edema, bleeding, dilation of lymph vessels, and presence of polymorphonuclear inflammatory cells, both in the mucosa and submucosa. The observed results revealed that the groups treated with MSC-Adp obtained smaller mucosal and submucosal lesions when compared to the groups treated with PBS. Also, MSC-Adp treated groups obtained controlled inflammatory response and higher mitotic rate, outcomes related to the therapeutic potential of MSC. Infusion of stem cells attenuated the lesions caused by intestinal I/R in both MSC groups when compared to the group treated with PBS.(AU)

O presente estudo teve como principal objetivo avaliar a eficácia da infusão células tronco mesenquimais (CTM) derivada de tecido adiposo sobre diminuição das lesões teciduais locais e remotas, causadas pelo evento de I/R intestinal experimental, em coelhos da raça Nova Zelândia. Para obtenção, cultivo e caracterização das CTM provenientes de tecido adiposo (ADCTM) foram utilizados 3 animais jovens. As células foram consideradas viáveis para terapia a partir da quarta passagem (fase in vitro). Para etapa in vivo foram utilizados 24 animais, adulto-jovens, pesando aproximadamente 3,5kg, divididos aleatoriamente em dois grupos experimentais, denominados IR Tratado com CTM (I2H/R5H CTM 3D; I2H/R5H CTM 7D); IR Tratado PBS (I2H/R5H PBS 3D; I2H/R5H PBS 7D). Os animais foram anestesiados e submetidos à celiotomia mediana pré-retroumbilical. A artéria marginal peri-intestinal extramural foi localizada e clampeada (região predeterminada e padronizada) com auxílio de um clipe vascular, promovendo uma interrupção do fluxo sanguíneo durante 2 horas. Após esse período, o fluxo sanguíneo foi restabelecido, a anestesia inalatória suspendida e os animais despertados. Após 5 horas de reperfusão realizou-se os tratamentos por infusão endovenosa, conforme grupos experimentais. Os animais foram avaliados 72 horas e sete dias após o tratamento quanto ao aspecto macroscópico (coloração e peristaltismo) do segmento jejunal e por meio de avaliação histológica do segmento isquemiado quanto à presença ou ausência de destruição de mucosa intestinal, edema, hemorragia, dilatação de vasos linfáticos e presença de células inflamatórias polimorfornucleares, tanto em mucosa quanto submucosa. Os resultados observados revelaram que os grupos tratados com ADCTM obtiveram menores lesões em mucosa e submucosa quando comprados aos grupos tratados com PBS. Ainda os grupos tratados com ADCTM obtiveram resposta inflamatória controlada e maior taxa mitótica, resultados relacionados ao potencial terapêutico das CTM.(AU)

Histological evaluation and E-cadherin and ß-catenin expression in kidney of dogs submitted to renal ischemia and reperfusion after chlorpromazine administration / Avaliação histológica e imunomarcação de E-caderina e ß-catenina em rins de cães submetidos a isquemia e referfusão renal após administração de clorpromazina

Renal ischemia can be associated with some urological procedures, such as renovascular surgery or kidney transplantation, that are often followed by acute renal failure. The aim of this study was to verify the E-cadherin and ß-catenin localization in canine kidney in different times of renal ischemia and reperfusion after chlorpromazine application. Twelve dogs were randomly distributed equally into two groups. GroupA with ischemia and reperfusion without chlorpromazine and groupB with ischemia and reperfusion treated by chlorpromazine. GroupB received intravenous chlorpromazine, 15 min before the artery obstruction, which lasted 1 hour. After this period, the clamps in the renal arteries were released and the organ remained in reperfusion for 2 hours. In each group, anti-E-cadherin and anti-ß-catenin antibodies were made in six tissue samples from renal parenchyma. E-cadherin and ß-catenin are differentially expressed in segments from cortex and medulla in dog's kidneys and the use of chlorpromazine did not alter the expression of both proteins. Occlusion of the left renal artery in dogs causes morphological alterations mainly in proximal convoluted tubules, beginning 30min after the start of ischemia and being aggravated after two hours of reperfusion. These results reveal that chlorpromazine did not change kidneys' histological aspect nor E-cadherin and ß-catenin expression.(AU)

A lesão renal isquêmica pode estar associada a procedimentos urológicos, tais como cirurgia renovascular, cirurgia renal extracorpórea ou transplante renal. Essa injúria, muitas vezes, é seguida de insuficiência renal aguda. O objetivo deste trabalho foi observar a localização da E-caderina e da ß-catenina em rim de cães, além de relacionar a expressão dessas proteínas das junções de aderência em diferentes tempos de isquemia e reperfusão com ou sem a aplicação de clorpromazina. Para tanto, foram utilizados 12 cães, distribuídos aleatoriamente em dois grupos de seis indivíduos: grupo A, com isquemia e reperfusão sem tratamento por clorpromazina, e o grupo B, com isquemia e reperfusão tratado por clorpromazina. No procedimento cirúrgico, foi realizada uma incisão paracostal esquerda para identificação e isolamento do rim esquerdo e da artéria renal esquerda. Após o isolamento da artéria, os animais de todos os grupos tiveram o vaso ocluído. Os animais do grupo B receberam clorpromazina via endovenosa, na dose de 5mg/kg, 15min antes da clampagem do vaso, que durou uma hora. Após este período, as artérias renais foram desobstruídas e os órgãos permaneceram em reperfusão por duas horas. Em cada grupo, foram extraídas seis amostras de parênquima renal, com utilização de agulha tru-cut, para marcação com anticorpos anti-E-caderina e anti-ß-catenina por meio de imunoistoquímica. E-caderina e ß-catenina são diferencialmente expressas em segmentos do córtex e da medula em rim de cães e o uso da clorpromazina não alterou a expressão das duas proteínas.(AU)

Laminar lesions in horses with systemic oxidative stress, committed by experimentally induced or naturally occurring gastrointestinal disorders / Lesões laminares em cavalos com estresse oxidativo sistêmico, acometidos por doenças gastrintestinais experimentalmente induzidas ou de ocorrência natural

Laminitis in horses can be associated with lesions in multiple organs secondary to sepsis. Twenty-one horses suffering from gastrointestinal disorders were used in the experiment; 7 horses with experimentally induced endotoxemia and intestinal ischaemia, and 14 horses suffering from naturally occurring colic syndrome. Tissue samples of lungs, liver, heart, brain, cerebellum and hoof laminar tissue were collected for histopathological and oxidative stress evaluation using nitrotyrosine and superoxide dismutase (SOD2) immunostaining. The horses were divided into two groups: the non-oxidative lesions group (NOLG), with 7 horses showing weak immunostaining in lungs, liver and kidney, and the oxidative lesions group (OLG), with 14 horses showing immunostaining indicating systemic oxidative stress in multiple organs. The horses from OLG showed increase of laminar lesions and SOD2 immunostaining in multiple organs when compared to the horses from the NOLG. No differences were found ln regard to laminar immunostaining by nitrotyrosine and SOD2 between experimental groups. It was concluded that systemic oxidative stress can be associated with the development of laminar lesions, and that the laminar tissue does not respond to oxidative stress with increase of SOD as occurs in other organs.(AU)

A laminite em equinos pode estar associada à lesão em múltiplos órgãos secundária a sepse. Foram utilizados 21 cavalos com afecções gastrintestinais, sendo sete com endotoxemia e isquemia intestinal induzidos experimentalmente, e 14 cavalos com síndrome cólica de origem natural. Amostras teciduais de pulmão, rim, fígado, coração, cérebro e cerebelo e de tecido laminar do casco foram coletadas para avaliação de lesão histopatológica e estresse oxidativo, pela imunomarcação de nitrotirosina e superóxido dismutase (SOD2). Os animais foram divididos em dois grupos: grupo sem lesão oxidativa (NOLG), com sete cavalos com fraca imunomarcação em pulmão, fígado e rim, e grupo lesão oxidativa (OLG), contendo 14 cavalos com imunomarcação indicando estresse oxidativo em múltiplos órgãos. Os cavalos do grupo OLG apresentaram aumento de lesões laminares e imunomarcação para SOD2 em múltiplos órgãos, quando comparados ao NOLG. Não houve diferença sobre a imunomarcação laminar para nitrotirosina e SOD2 entre os grupos experimentais. Conclui-se que o estresse oxidativo sistêmico está associado ao desenvolvimento de lesões laminares, e que o tecido laminar não responde ao estresse oxidativo com aumento de SOD como ocorre nos outros órgãos.(AU)

Hydrocortisone decreases apoptosis in jejunum of horses subjected to experimental ischemia and reperfusion / Hidrocortisona diminui a apoptose no jejuno de equinos sujeitos a isquemia e reperfusão experimentais

In order to evaluate the effect of hydrocortisone on apoptosis in the jejunum of horses subjected to ischemia and reperfusion, ten horses were paired and grouped into two groups - treated (n=5) and non treated (n=5). Segments of the jejunum were used as controls (C), or as venous ischemia (VIsc), which were subjected to 2h of ischemia followed by 2 or 12h of reperfusion. C samples were collected at time zero (prior to ischemia) and VIsc samples were collected at 2h of ischemia and at 2 and 12h of reperfusion. TUNEL positive apoptotic cells were counted in 10 microscopical fields in deep mucosa from each horse throughout the time course. After 12h of reperfusion, the number of apoptotic cells in treated group were significantly lower than in untreated animals, indicating that hydrocortisone inhibits apoptosis. These results indicate that hydrocortisone has a beneficial effects favoring the maintenance of jejunal integrity in horses with ischemia and reperfusion injuries by preventing apoptotic cell death.

Com o objetivo de avaliar o efeito da hidrocortisona sobre a apoptose no jejuno de equinos submetidos à is-quemia e reperfusão, dez cavalos foram agrupados em dois grupos: tratado (n=5) e não-tratado (n=5). Foi utilizado um segmento do jejuno como controle (C) e outro foi submetido a isquemia venosa (VIsc) por 2h seguida de 2 ou 12 h de re-perfusão. Amostras de C foram coletadas no tempo zero (antes da isquemia) e amostras de VIsc foram coletadas após 2h de isquemia e a 2 e 12h de reperfusão. Células apoptóticas TUNEL positivas foram contadas em 10 campos microscópicos da mucosa na região das criptas de cada animal em cada tempo. Após 12h de reperfusão, o número de células apoptóticas no grupo tratado foram significativamente menores do que no grupo não-tratado, indicando que a hidrocortiso-na inibe a apoptose. Esses resultados mostram que a hidro-cortisona tem efeito benéfico favorecendo a manutenção da integridade do jejuno em cavalos com lesão de isquemia e reperfusão por prevenir a morte celular por apoptose.

Hemograma e hemogasometria de eqüinos submetidos à obstrução experimental de jejuno / Hemogram and blood gas analysis of equines submitted to jejuni experimental obstruction

Foram utilizados oito eqüinos distribuídos em dois grupos, submetidos ou não à obstrução experimental do jejuno mediante a colocação de um balão intraluminal. Os animais do grupo 1 foram submetidos à enterotomia com colocação do balão sem distensão suficiente para provocar isquemia e os do grupo 2 à isquemia por obstrução do jejuno durante quatro horas. Para determinação do hemograma e da hemogasometria foram obtidas amostras de sangue venoso em quatro momentos: uma hora antes do procedimento cirúrgico (M1), ao final da obstrução/isquemia (M2) e uma hora (M3) e 18 horas (M4) após o início da reperfusão/desobstrução. Não houve diferença entre grupos nas contagens de hemácias, leucócitos totais, neutrófilos bastonetes, neutrófilos segmentados, linfócitos e monócitos, bem como no teor de hemoglobina. Houve diferença no volume globular em M2 e na contagem de eosinófilos em M3. Na hemogasometria, em ambos os grupos, registrou-se diminuição dos teores de sódio, potássio, cálcio ionizado e cloro, da pressão parcial de oxigênio e da saturação de oxiemoglobina. Os resultados indicam que o hemograma, isoladamente, não fornece informações conclusivas, enquanto a hemogasometria possibilita determinar, precocemente, o volume de reposição hidroeletrolítica a ser administrado em eqüino com abdômen agudo decorrente de obstrução de jejuno, auxiliando no tratamento e no melhor prognóstico da afecção intestinal.

Eight equines were distributed into two different groups. Those groups were submitted or not to an experimental jejunal obstruction. Animals from group 1 were submitted to an enterotomy with placement of an intraluminal balloon, without enough distention to cause ischemia; animals from group 2 were submitted to ischemia by jejunal obstruction during four hours. In order to determine the hemogram and blood gas analysis, blood samples from peripheral vein were obtained at four moments: one hour before the surgical procedure (M1); at the end of obstruction/ischemia (M2); one hour (M3) and 18 hours (M4) after the beginning of reperfusion/deobstruction. There was no difference among the groups related to the counting of erythrocytes, hemoglobin, total white cells, neutrophils (band), neutrophils (segmented), lymphocytes, and monocytes. There was difference in the globular volume in M2 and in the eosinophils counting in M3. In both groups, the blood gas analysis identified diminished of sodium, potassium, ionized calcium, and chloride amounts, and partial pressure of oxygen and oxihemoglobin saturation. The results indicate that the hemogram alone, do not give conclusive information while the blood gas analysis allows an early determination of the volume of hydroelectrolytic replacement to be given to one equine with acute abdomen due to jejunal obstruction, providing additional support to the treatment and a better prognosis to an intestinal affection.

Perfil eletroforético do proteinograma sérico de eqüinos com obstrução experimental do cólon menor / Eletrophoretic profile of serum proteinogram of equines with small colon experimental obstruction

Avaliaram-se as alterações do proteinograma sérico de eqüinos submetidos à isquemia e reperfusão do cólon menor por distensão intraluminal. Foram utilizados 10 animais submetidos à laparotomia pelo flanco, em posição quadrupedal, para a indução de obstrução no cólon menor durante um período de quatro horas. Cinco animais foram instrumentados, mas sem distensão (grupo controle - G1). Em cinco outros animais, foi realizada isquemia mural por distensão do cólon menor via manguito inflado com 40mmHg (grupo distendido - G2). Foram colhidas amostras de sangue antes da intervenção cirúrgica (M1), com 4 horas da colocação do manguito (M2) e com 3 horas (M3) e 12 horas (M4) de reperfusão. Após centrifugação e fracionamento das amostras, as proteínas de fase aguda foram separadas por eletroforese em gel de poliacrilamida contendo SDS-PAGE, e suas concentrações determinadas por densitometria computadorizada. Foram encontradas 19 proteínas no fracionamento eletroforético, com peso molecular variando de 185.000 a 14.000 Daltons (Da). Os pesos moleculares encontrados, correspondentes às proteínas mais conhecidas, foram ceruloplasmina, 130.000 Da; proteína C-reativa, 122.000 Da; transferrina, 85.000 Da; α1-antitripsina, 61.000 Da; haptoglobina, 47.000 Da; e glicoproteína ácida, 40.000 Da. Os resultados mostram que proteínas de fase aguda se alteram após o trauma cirúrgico.

The changes in the serum proteinogram of equines submitted to ischemia and reperfusion of small colon by intraluminal distension were evaluated. Ten horses were submitted to standing laparotomy to induce a small colon obstruction for four hours. Five animals were instrumented without distention (control group - G1). In another five animals, mural ischemia was promoted placing a latex balloon distended with 40mmHg into the small colon (distended group - G2). Blood samples were collected before the surgical procedures (M1) and 4h after the balloon placement (M2) and 3h (M3) and 12h (M4) after reperfusion. After centrifugation and fractioning of the samples, the acute phase proteins were separated by SDS-PAGE and their concentrations were determined by computer densitometry. Nineteen proteins were separated by eletrophoresis and the molecular weights ranged from 185,000 to 14,000 Dalton (Da). The found molecular weights, related to the most known proteins, were: ceruloplasmin, 130,000 Da; C-reactive protein, 122,000 Da; transferrin, 85,000 Da; α1-antitripsin, 61,000 Da; haptoglobin, 47,000 Da; and acid glycoprotein, 40,000 Da. The results showed that acute phase proteins changed after surgical injury.