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Erschienen in: Urolithiasis 1/2024

01.12.2024 | Research

N-acetylcysteine regulates oxalate induced injury of renal tubular epithelial cells through CDKN2B/TGF-β/SMAD axis

verfasst von: Wei Cao, Jingbo Zhang, Shiliang Yu, Xiuguo Gan, Ruihua An

Erschienen in: Urolithiasis | Ausgabe 1/2024

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Abstract

This study was aimed to investigate the preventive effects of N-acetyl-l-cysteine (NAC) against renal tubular cell injury induced by oxalate and stone formation and further explore the related mechanism. Transcriptome sequencing combined with bioinformatics analysis were performed to identify differentially expressed gene (DEG) and related pathways. HK-2 cells were pretreated with or without antioxidant NAC/with or silencing DEG before exposed to sodium oxalate. Then, the cell viability, oxidative biomarkers of superoxidase dismutase (SOD) and malondialdehyde (MDA), apoptosis and cell cycle were measured through CCK8, ELISA and flow cytometry assay, respectively. Male SD rats were separated into control group, hyperoxaluria (HOx) group, NAC intervention group, and TGF-β/SMAD pathway inhibitor group. After treatment, the structure changes and oxidative stress and CaOx crystals deposition were evaluated in renal tissues by H&E staining, immunohistochemical and Pizzolato method. The expression of TGF-β/SMAD pathway related proteins (TGF-β1, SMAD3 and SMAD7) were determined by Western blot in vivo and in vitro. CDKN2B is a DEG screened by transcriptome sequencing combined with bioinformatics analysis, and verified by qRT-PCR. Sodium oxalate induced declined HK-2 cell viability, in parallel with inhibited cellular oxidative stress and apoptosis. The changes induced by oxalate in HK-2 cells were significantly reversed by NAC treatment or the silencing of CDKN2B. The cell structure damage and CaOx crystals deposition were observed in kidney tissues of HOx group. Meanwhile, the expression levels of SOD and 8-OHdG were detected in kidney tissues of HOx group. The changes induced by oxalate in kidney tissues were significantly reversed by NAC treatment. Besides, expression of SMAD7 was significantly down-regulated, while TGF-β1 and SMAD3 were accumulated induced by oxalate in vitro and in vivo. The expression levels of TGF-β/SMAD pathway related proteins induced by oxalate were reversed by NAC. In conclusion, we found that NAC could play an anti-calculus role by mediating CDKN2B/TGF-β/SMAD axis.
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Literatur
5.
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Zurück zum Zitat Oksidatif SOR (2020) The efficacy of N-acetylcysteine against renal oxidative stress after extracorporeal shock wave treatment: an experimental rat model. J Urol Surg 7(1):8–15CrossRef Oksidatif SOR (2020) The efficacy of N-acetylcysteine against renal oxidative stress after extracorporeal shock wave treatment: an experimental rat model. J Urol Surg 7(1):8–15CrossRef
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Zurück zum Zitat Peng Z, Chen W, Wang L, Ye Z, Gao S, Sun X et al (2015) Inhalation of hydrogen gas ameliorates glyoxylate-induced calcium oxalate deposition and renal oxidative stress in mice. Int J Clin Exp Pathol 8(3):2680–2689PubMedPubMedCentral Peng Z, Chen W, Wang L, Ye Z, Gao S, Sun X et al (2015) Inhalation of hydrogen gas ameliorates glyoxylate-induced calcium oxalate deposition and renal oxidative stress in mice. Int J Clin Exp Pathol 8(3):2680–2689PubMedPubMedCentral
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30.
Metadaten
Titel
N-acetylcysteine regulates oxalate induced injury of renal tubular epithelial cells through CDKN2B/TGF-β/SMAD axis
verfasst von
Wei Cao
Jingbo Zhang
Shiliang Yu
Xiuguo Gan
Ruihua An
Publikationsdatum
01.12.2024
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Urolithiasis / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 2194-7228
Elektronische ISSN: 2194-7236
DOI
https://doi.org/10.1007/s00240-023-01527-2

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