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Insufficient fumarase contributes to hypertension by an imbalance of redox metabolism in Dahl salt-sensitive rats
Hypertension Research ( IF 4.3 ) Pub Date : 2019-06-24 , DOI: 10.1038/s41440-019-0290-y Xuewei Zheng 1 , Meng Chen 1 , Xiaoxue Li 1 , Pengfei Yang 1 , Xinrui Zhao 1 , Yanan Ouyang 1 , Zhe Yang 1 , Mingyu Liang 2 , Entai Hou 1 , Zhongmin Tian 1
Hypertension Research ( IF 4.3 ) Pub Date : 2019-06-24 , DOI: 10.1038/s41440-019-0290-y Xuewei Zheng 1 , Meng Chen 1 , Xiaoxue Li 1 , Pengfei Yang 1 , Xinrui Zhao 1 , Yanan Ouyang 1 , Zhe Yang 1 , Mingyu Liang 2 , Entai Hou 1 , Zhongmin Tian 1
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Fumarase insufficiencies can increase reactive oxygen species (ROS). This study will further dissect the imbalance of redox metabolism and the mechanism of ROS production using proteomic technology in fumarase knockdown HK-2 cells. The contribution of fumarase was further confirmed by supplementation of fumarate and malate in Dahl salt-sensitive rats. Proteomic analysis indicated that fumarase knockdown in HK-2 cells changed the expression or activity of NADPH oxidase (NOX), mitochondrial respiratory chain Complex I and III, ATP synthase subunits, and α-oxoglutarate dehydrogenase (OGDH). Meanwhile, the activities of key antioxidant enzymes, including glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, glutathione reductase, glutathione peroxidase, and glutathione S-transferase, increased significantly. The apparent activation of antioxidant defense appeared insufficient as the glutathione and GSH/GSSG ratio were decreased significantly. Dahl salt-sensitive rats exhibited changes in redox metabolism similar to HK-2 cells with fumarase knockdown. Supplementation with fumarate and malate increased and decreased, respectively, blood pressure and H2O2 and malondialdehyde in salt-sensitive rats. These results indicated that insufficient fumarase activity increased ROS by regulating NOX, Complex I and III, ATPase alpha, and OGDH and the imbalance of glutathione metabolism, which may be one of the main reasons for salt-sensitive hypertension. Malate may be a potentially effective drug for the prevention and treatment of salt-sensitive hypertension.
中文翻译：
延胡索酶不足导致达尔盐敏感大鼠氧化还原代谢失衡导致高血压
延胡索酶不足会增加活性氧 (ROS)。本研究将进一步剖析利用蛋白质组学技术在延胡索酶敲低HK-2细胞中氧化还原代谢失衡和产生ROS的机制。通过在 Dahl 盐敏感大鼠中补充延胡索酸盐和苹果酸盐进一步证实了延胡索酶的作用。蛋白质组学分析表明，敲低 HK-2 细胞中的延胡索酶改变了 NADPH 氧化酶 (NOX)、线粒体呼吸链复合物 I 和 III、ATP 合酶亚基和 α-氧戊二酸脱氢酶 (OGDH) 的表达或活性。同时，6-磷酸葡萄糖脱氢酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽S-转移酶等关键抗氧化酶的活性显着提高。由于谷胱甘肽和 GSH/GSSG 比值显着降低，抗氧化防御的表观激活似乎不足。Dahl 盐敏感性大鼠表现出与延胡索酶敲低的 HK-2 细胞相似的氧化还原代谢变化。补充富马酸盐和苹果酸盐分别增加和减少盐敏感大鼠的血压、H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。Dahl 盐敏感性大鼠表现出与延胡索酶敲低的 HK-2 细胞相似的氧化还原代谢变化。补充富马酸盐和苹果酸盐分别增加和减少盐敏感大鼠的血压、H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。Dahl 盐敏感性大鼠表现出与延胡索酶敲低的 HK-2 细胞相似的氧化还原代谢变化。补充富马酸盐和苹果酸盐分别增加和减少盐敏感大鼠的血压、H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。盐敏感大鼠的血压和 H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。盐敏感大鼠的血压和 H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。
更新日期：2019-06-24
中文翻译：
延胡索酶不足导致达尔盐敏感大鼠氧化还原代谢失衡导致高血压
延胡索酶不足会增加活性氧 (ROS)。本研究将进一步剖析利用蛋白质组学技术在延胡索酶敲低HK-2细胞中氧化还原代谢失衡和产生ROS的机制。通过在 Dahl 盐敏感大鼠中补充延胡索酸盐和苹果酸盐进一步证实了延胡索酶的作用。蛋白质组学分析表明，敲低 HK-2 细胞中的延胡索酶改变了 NADPH 氧化酶 (NOX)、线粒体呼吸链复合物 I 和 III、ATP 合酶亚基和 α-氧戊二酸脱氢酶 (OGDH) 的表达或活性。同时，6-磷酸葡萄糖脱氢酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽S-转移酶等关键抗氧化酶的活性显着提高。由于谷胱甘肽和 GSH/GSSG 比值显着降低，抗氧化防御的表观激活似乎不足。Dahl 盐敏感性大鼠表现出与延胡索酶敲低的 HK-2 细胞相似的氧化还原代谢变化。补充富马酸盐和苹果酸盐分别增加和减少盐敏感大鼠的血压、H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。Dahl 盐敏感性大鼠表现出与延胡索酶敲低的 HK-2 细胞相似的氧化还原代谢变化。补充富马酸盐和苹果酸盐分别增加和减少盐敏感大鼠的血压、H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。Dahl 盐敏感性大鼠表现出与延胡索酶敲低的 HK-2 细胞相似的氧化还原代谢变化。补充富马酸盐和苹果酸盐分别增加和减少盐敏感大鼠的血压、H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。盐敏感大鼠的血压和 H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。盐敏感大鼠的血压和 H2O2 和丙二醛。这些结果表明，延胡索酶活性不足通过调节 NOX、复合物 I 和 III、ATPase α 和 OGDH 以及谷胱甘肽代谢失衡来增加 ROS，这可能是盐敏感性高血压的主要原因之一。苹果酸可能是预防和治疗盐敏感性高血压的潜在有效药物。
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