Background:
Chronic kidney disease (CKD) has become a heavy burden globally with rising prevalence. Irrespective of the underlying etiology, renal fibrosis occurs in virtually every type of CKD. The transient receptor potential cation channel subfamily C member 6 (TRPC6) is widely expressed in renal tissues and has been implicated in renal fibrosis. The aims of this study were (i) to examine whether deletion of TRPC6 impacts on renal fibrosis and inflammatory cell infiltration in an early CKD model of unilateral ureter obstruction (UUO) in mice and (ii) whether TRPC6-deficiency as well as UUO affect the regulation of TRPC channel expression in murine kidneys.
Materials and Methods:
UUO- and sham-surgeries were performed in 9-12 weeks old male Trpc6-/- mice, wild-type (WT) controls and New Zealand obese (NZO) mice. Seven days after surgery, the mice were sacrificed and the kidneys were harvested for further analyses. Renal fibrosis and inflammatory cell infiltration were evaluated by histological and immunohistochemical staining. The mRNA expression of TRPC channels and markers of fibrosis and inflammation in kidney were assessed using real-time quantitative reverse transcription PCR.
Results:
Histological and immunohistochemical analyses revealed less fibrosis and inflammatory cell infiltration in UUO kidneys of Trpc6-/- mice compared to UUO kidneys of WT mice. Of note, genomic deletion of TRPC6 also affected the expression of pro-fibrotic genes in UUO Trpc6-/- kidneys compared to UUO WT kidneys while the expression of pro-inflammatory genes remained unchanged. Sham and UUO-operated kidneys of WT, Trpc6-/- and NZO mice were examined to compare the gene expression of TRPC members. It emerged that UUO caused marked up-regulation of Trpc6 mRNA in kidneys of WT and NZO mice. These studies also revealed that UUO caused profound changes in renal expression of multiple other TRPC genes in the presence and absence of TRPC6, which could also have contributed to the renal outcome.
Conclusions:
TRPC6 contributes to renal fibrosis and immune cell infiltration in the UUO mouse model. Therefore, inhibition of TRPC6 emerges as a promising novel therapeutic strategy for treatment of chronic kidney failure in chronic obstructive nephropathy, including in mice carrying susceptibility genes for obesity, diabetes and hypertension. However, confounding genomic and non-genomic effects of other TRPC channels should be taken into consideration to fully comprehend the renoprotective potential of targeting TRPC6 therapeutically under chronic kidney damaging conditions.
Chronische Nierenerkrankung (CKD) ist eine ernst zu nehmende Erkrankung mit weltweit steigender Inzidenz und Prävalenz, die eine Belastung der öffentlichen Gesundheitssysteme geworden ist. Nierenfibrose tritt unabhängig von der zugrunde liegenden Ätiologie bei jeder Art von CKD auf. Der TRPC6-Kanal (für „transient receptor potential cation channel subfamily C member 6“) wird in der Niere umfassend exprimiert und ist an der Pathogenese der Nierenfibrose beteiligt. Die Ziele dieser Arbeit waren (i) zu untersuchen, ob das Ausschalten von TRPC6 auf die Nierenfibrose und die Entzündungszellinfiltration in frühen Stadien der CKD im Mausmodell der unilateralen Ureterobstruktion (UUO) wirkt; und (ii) ob TRPC6-Mangel sowie UUO die Regulation der TRPC-Kanal-Expression in Mäusenieren beeinflussen. Materialien und Methoden: UUO- und Schein-Operationen wurden in 9-12 Wochen alten männlichen Trpc6-/- Mäusen, Wildtyp (WT) -Kontrollen und NZO (New Zealand obese) Mäusen durchgeführt. 7 Tage nach der Operation wurden die Mäuse getötet und die Nieren für weitere Analysen geerntet. Nierenfibrose und entzündliche Zellinfiltration wurden durch histologische und immunhistochemische Färbungen bewertet. Die mRNA-Expression von TRPC-Kanälen und Markern für Fibrose und Entzündung in der Niere wurde durch die quantitative Reverse-Transkriptase-Echtzeit-PCR bewertet. Ergebnisse: Histologische und immunhistochemische Analysen zeigten eine geringere Fibrose und entzündliche Zellinfiltration in UUO-Nieren von Trpc6-/- Mäusen im Vergleich zu UUO-Nieren von WT-Mäusen. Bemerkenswerterweise beeinflusste das genomische Ausschalten von TRPC6 auch die Expression der pro-fibrotischen Gene in UUO-Trpc6-/--Nieren im Vergleich zu UUO-WT-Nieren, während die Expression der pro-inflammatorischen Gene unverändert blieb. Schein- und UUO-operierte Nieren von WT-,Trpc6-/-- und NZO-Mäusen wurden auch untersucht, um die Genexpression von TRPC-Mitgliedern zu vergleichen. Es zeigte sich, dass UUO in den Nieren von WT- und NZO-Mäusen eine deutliche Hochregulierung der Trpc6-mRNA verursachte. Die Studie hat auch herausgestellt, dass UUO in Anwesenheit oder Abwesenheit von TRPC6-Veränderungen der renalen Expression mehrerer anderen TRPC-Gene verursacht, was zum Nierenergebnis beitragen könnte. Schlussfolgerungen: TRPC6 trägt im UUO-Mausmodell, einschließlich bei Mäusen, die die Empfindlichkeitsgene für Fettleibigkeit, Diabetes und Bluthochdruck tragen, zur Nierenfibrose und zur Infiltration von Immunzellen bei. Daher ist die Hemmung von TRPC6 eine vielversprechende neue Therapiestrategie für die Behandlung von chronischem Nierenversagen bei chronisch obstruktiver Nephropathie. Allerdings sollten umfassende genomische und nicht-genomische Wirkungen anderer TRPC-Kanäle berücksichtigt werden, um das renoprotektive Potenzial der therapeutischen Behandlung von TRPC6 unter chronischen Nierenschäden vollständig zu verstehen.
