Temporal changes in renal endoglin and TGF-β1 expression following ureteral obstruction in rats

Abstract

Chronic renal disease is characterized by the accumulation of extracellular matrix proteins in the kidney and a loss of renal function. Tubulointerstitial fibrosis has been reported to play an important role in the progression of chronic renal diseases. Transforming growth factor-beta1 (TGF-β1) is a profibrotic cytokine playing a major contribution to fibrotic kidney disease. Endoglin is a membrane glycoprotein of the TGF-β1 receptor system. The aim of this work was to determine the time-course expression of renal type I and IV collagens, endoglin and TGF-β1 in a rat model of induced tubulointerstitial fibrosis at 1, 3, 10 and 17 days after unilateral ureteral obstruction (UUO). In 17 days-ligated (L)-renal samples, a marked interstitial fibrosis was detected by Masson’s trichromic and Sirius red staining, accompanied by an increase in type I collagen expression as shown by immunohistochemical analysis. Northern blot studies revealed a progressive increase in collagen α2(I), TGF-β1 and endoglin mRNA expression in L kidneys when compared with the corresponding non-ligated (NL) kidneys from the animals subjected to left UUO. Seventeen days after UUO, significant increases in collagen α2(I), collagen α1(IV), TGF-β1 and endoglin mRNA levels were detected in L kidneysvs NL kidneys. Significantly higher levels of the protein endoglin were found in L kidneys than in NL kidneys 10 and 17 days following obstruction. A marked increase expression for endoglin and TGF-β1 was localized in renal interstitium by immunohistochemical studies 17 days after obstruction. In conclusion, this work reports the upregulation of endoglin coincident to that of its ligand TGF-β1 in the kidneys of rats with progressive tubulointerstitial fibrosis induced by UUO. La acumulación de proteínas de matriz extracelular en el riñón y la pérdida de la función renal son características de la enfermedad renal crónica. La fibrosis túbulointersticial juega un papel fundamental en la progresión de las enfermedades renales. El factor de crecimiento transformante-beta1 (TGF-β1) es una citoquina profibrótica fundamental para el inicio y desarrollo de la fibrosis renal. La endoglina es una glicoproteína de membrana del sistema de receptores del TGF-β1. El objetivo de este trabajo es determinar la curva de expresión temporal de colágeno I y IV, endoglina y TGF-β1 en riñón de ratas con fibrosis túbulointersticial inducida por 1, 3, 10 y 17 días de obstrucción ureteral unilateral (OUU). En los riñones ligados (L), las tinciones con tricrómico de Masson y rojo Sirio permitieron detectar una marcada fibrosis túbulointersticial a los 17 días de la OUU, acompañada de un incremento de colágeno I detectado por inmunohistoquímica. Los análisis de Northern blot revelaron un incremento progressivo de la expresión de ARNm de colágeno α2(I), TGF-β1 y endoglina en los riñones L comparados con los no ligados (NL). A los 17 días de la OUU, se observó un incremento significativo en los niveles de ARNm de colágeno α2(I), colágeno α1(IV), TGF-β1 y endoglina en los riñones L con respecto a los NL. Se detectó un aumento significativo de endoglina en los riñones L frente a los NL a partir de los 10 días de la obstrucción. Los estudios immunohistoquímica localizaron el aumento de expresión de endoglina y TGF-β1 en el intersticio de los riñones L a los 17 días de la obstrucción. Como conclusión, este estudio demuestra que la expresión renal de endoglina aumenta de forma progresiva y paralela a la de su ligando TGF-β1 en el modelo de fibrosis túbulointersticial inducida por OUU.