Evidence for FGF23 Involvement in a Bone-Kidney Axis Regulating Bone Mineralization and Systemic Phosphate and Vitamin D Homeostasis

Martin, Aline; Quarles, L. Darryl

doi:10.1007/978-1-4614-0887-1_4

Cited by 35 publications

(27 citation statements)

References 112 publications

(178 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…HCD has an important role in the bone-kidney axis and the regulation of calcium homeostasis in CKD (24,25). The Ca content in serum, urine and bone was measured in CKD mice.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

High calcium diet alleviates 5/6 nephrectomy-induced bone deteriorations of lumbar vertebrae in mice

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. Dietary calcium (Ca) supplementation has beneficial effects on bone health. However, it is not clear whether a high calcium diet (HCD) following 5/6 nephrectomy (5/6 Nx) is beneficial to bone health. The aim of the present study was to examine the effects of an HCD on bone metabolism using a chronic kidney disease (CKD) mouse model. Male C57BL/6J mice were divided into three groups: Sham group, 5/6 Nx group and 5/6 Nx + HCD group. Mice were sacrificed 12 weeks post-surgery. Calcium (Ca) and creatinine (Cr) were measured using standard colorimetric methods and picric acid methods, respectively. Bone metabolism-associated markers, FGF-23, PTH, ALP-b and TRAP-5b were measured using ELISA kits. Lumbar vertebrae histomorphological analysis was performed using hematoxylin and eosin staining. The expression of osteoprotegerin (OPG) and receptor activator of nuclear factor κB ligand (RANKL) mRNA was detected using reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction. Impaired renal function and histopathological damage was indicated in 5/6 Nx mice. However, HCD had no significant effects on these changes in 5/6 Nx mice. Notably, mineral metabolism disorder and histopathological damage to lumbar vertebrae were markedly improved in HCD-treated 5/6 Nx mice. Compared with 5/6 Nx mice, HCD supplementation significantly elevated the ratio of OPG/RANKL and inhibited RANKL mRNA expression in lumbar vertebrae. To conclude, the present findings indicated that increased Ca intake is effective in increasing bone mineral content of the lumbar vertebrae in 5/6 Nx mice. These results may provide a basis for the clinical use of dietary Ca supplementation as a therapeutic approach to treat CKD-induced disturbance of mineral metabolism and bone loss.

show abstract

“…HCD has an important role in the bone-kidney axis and the regulation of calcium homeostasis in CKD (24,25). The Ca content in serum, urine and bone was measured in CKD mice.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

High calcium diet alleviates 5/6 nephrectomy-induced bone deteriorations of lumbar vertebrae in mice

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…ФРФ23 вместе с ФРФ19 и ФРФ21 образуют груп-пу белков, которые имеют слабое сродство к гепарансуль-фату [9], что предотвращает их захват внеклеточным ма-триксом. Для осуществления биологического эффекта они связываются с альтернативным ко-фактором -Клото, и в № 1/2015 Остеопороз и остеопатии ОбзОРЫ ЛИТЕРАТуРЫ таком виде связываются с рецепторами в других органах и тканях, реализуя эндокринную функцию [10].…”

Section: общие сведения о фрф23unclassified

“…Еще одним потенциальным органом-мишенью ФРФ23 яв-ляется гипофиз, где выявлено повышение экспрессии генов раннего реагирования в ответ на введение ФРФ23 при ис-следовании на мышах. В отсутствие ФРФ23 у мышей на-блюдают тяжелую задержку роста, что может быть связано с регулирующим воздействием ФРФ23 на гипофиз [10].…”

Section: общие сведения о фрф23unclassified

“…Его развитие связано с инактивирующей мутацией в PHEX (фос-фат-регулирующем гене), локализованном в Х-хромосоме [31]. Мутация в гене PHEX у мышей с гипофосфатемией (го-мологична для Х-связанного гипофосфатемического рахита у человека) приводит к дефектной минерализации костей, ассо-циированной с повышением ФРФ23 и гипофосфатемией [10]. Механизм, посредством которого снижение уровня PHEX приводит к увеличению ФРФ23, остается неясным.…”

Section: генетические нарушения секреции фрф23unclassified

“…Биологическая ось [10]. Таким образом, способ-ность ФРФ23 увеличивать экскрецию фосфатов и снижать образование активного 1,25(Oh) 2 D, возможно, защищает организм от избытка витамина D [42].…”

Section: регуляция эффектов фрф23unclassified

See 2 more Smart Citations

The Endocrine Function of the Bone Tissue

Grebennikova¹,

Белая²,

Tsoriev³

et al. 2015

Osteopor Bone Dis

View full text Add to dashboard Cite

ВВеДениеВ эндокринологии принято рассматривать кость в качестве органа-мишени для таких гормо-нов, как половые гормоны, гормон роста, парати-реоидный гормон (ПТГ), D-гормон, кальцитонин, а также целый ряд других гормонов, осуществля-ющих регуляцию костного обмена [1,2]. Однако исследо-вания последних лет показывают, что кость обладает само-стоятельной эндокринной функцией, секретируя, по мень-шей мере, два гормона -фактор роста фибробластов 23 и остеокальцин.Фактор роста фибробластов 23 (ФРФ23) синтезирует-ся остеоцитами и является основным регулятором обмена фосфора в организме. Остеокальцин секретируется преиму-щественно остеобластами и в декарбоксилированном виде, способен связываться с собственным рецептором на бета-клетках поджелудочной железы и клетках Лейдига яичек. Таким образом, декарбоксилированная форма остеокальци-на участвует в регуляции энергетического обмена и половой функции у мужчин [3]. регуляция фосфорно-кальциевого обменаТрадиционно считается, что за регуляцию фосфорно-кальциевого обмена отвечает биологическая ось ПТГ/ви-тамин D. В ответ на снижение уровня кальция в сыворотке крови в околощитовидных железах увеличивается продук-ция ПТГ. Воздействуя на почечные канальцы, ПТГ активи-рует фермент 1a-гидроксилазу, в результате чего 25-гидрок-сиколекальциферол превращается в активный 1,25-дигидро-колекальциферол (1,25(ОН)2D), или D-гормон. D-гормон увеличивает всасывание кальция и фосфора в желудочно-кишечном тракте. Кроме того, за счет влияния на рецепторы остеобластов и остеокластов, ПТГ стимулирует ремодели-рование кости, в процессе которого из костной ткани высво-бождаются соли кальция (Рисунок 1).Открытие ФРФ23 позволило расширить современные представления о фосфорно-кальциевом обмене и включить данный гормон в ось ПТГ/витамин D в качестве контр-регулирующего элемента, приводящего к снижению уровня 1,25(ОН)2D и увеличению выведения фосфатов почками (Рисунок 2). Кроме ФРФ23 обнаружены и другие новые . В настоящее время биологическая роль ФРФ23 активно изучается в связи с его влиянием на метаболизм фосфатов при хронической болезни почек (ХБП) и развитие вторич-ного гиперпаратиреоза. ФРФ23 рассматривается как воз-можный предиктор развития минерально-костных осложне-ний ХБП на доклинической стадии для ранней коррекции нарушений и замедления их прогрессирования. Возможно, ФРФ23 и его ко-рецептор Клото вовлечены в механизмы раз-вития атеросклероза у пациентов с почечной недостаточно-стью. Соответственно изучаются перспективы фармаколо-гического влияния на ФРФ23, которое может открыть новые перспективы в лечении осложнений ХБП [5,6]. Проводятся исследования влияния ФРФ23 на процессы, не связанные с фосфорно-кальциевым обменом, так, на данный момент, из-вестно об участии гормона в развитии гипертрофии левого желудочка [7]. Общие сведения о ФрФ23ФРФ23 в основном секретируется остеоцитами в кости, однако, в небольшом количестве экспрессируется в слюн-ных железах, желудке, скелетных мышцах, головном мозге, молочных железах, печени и сердце. На молекулярном уров-не ФРФ23 представляет собой белок молекуля...

show abstract

Cytochrome P450 ( CYP ) Gene Superfamily

Nelson

Nebert

2018

Encyclopedia of Life Sciences

View full text Add to dashboard Cite

Cytochrome P450, named in the 1960s as a ‘chromatic (coloured) pigment in the cell’ having an absorption maximum of 450 nm when reduced and bound to carbon monoxide, was originally thought to be a single enzyme. P450 was correlated with drug and steroid metabolism; eventually, P450 was recognised to comprise an ancient gene superfamily encoding numerous ubiquitous enzymes that participate in countless essential life processes. Almost 55 000 P450 genes have now been named across all kingdoms of life. Nearly all eukaryotes require sterols in their membranes for essential fluidity and lipid‐packing properties; CYP51 (sterol 14α‐demethylase) synthesises these sterols and, therefore, is fundamental to eukaryotic life and most likely the ancestral P450 gene from which all others were derived. Cytochromes P450 evolved novel functions in chordates, leading to the beginning of steroid hormones. In conjunction with steroid hormone receptors, these novel regulatory pathways distinguish chordates from other animals. Among human's 57 functional CYP genes, DNA variants can cause a number of inborn errors of metabolism, other clinical diseases, and important differences in drug response. Key Concepts Cytochromes P450 (CYPs) are haem‐containing membrane proteins in the endoplasmic reticulum (ER) or mitochondrial inner membrane. Most CYPs require a source of electrons from an electron transfer chain to function: NADPH‐cytochrome P450 oxidoreductase (POR) in ER and ferredoxin (FDX) plus ferredoxin reductase (FDXR) in mitochondria. CYP functions can be divided into oxidation/reduction of endogenous compounds and foreign chemicals (e.g. drugs, environmental pollutants). Endogenous P450 substrates include mostly lipids (steroids, lanosterol, bile acids, vitamin D, retinoic acid, eicosanoids and other lipid mediators), fatty acids and haem breakdown products. As of 2017, at least six of 57 human P450s still remain ‘orphans’ without agreed‐upon identifiable substrates. Cytochromes P450 in humans (and most vertebrates) are divided into 18 CYP gene families – based on amino acid sequence similarity. CYP gene polymorphisms can alter a person's ability to metabolise drugs (poor, intermediate, efficient or ultrarapid metabolisers). Human CYP3A4 and CYP2D6 are the two major drug‐metabolising enzymes. Removal of mouse Cyp genes and replacement with their human CYP orthologous genes will lead to a better understanding of P450 metabolism that is relevant to clinical pharmacology. Alterations in CYP drug metabolism are often responsible for adverse drug reactions – especially when multiple drugs are taken. Triazole antifungal drugs (ketoconazole, fluconazole and itraconazole) target the CYP51 required for fungal sterol biosynthesis; mutations in this gene can lead to triazole drug resistance.

show abstract

Evidence for FGF23 Involvement in a Bone-Kidney Axis Regulating Bone Mineralization and Systemic Phosphate and Vitamin D Homeostasis

Cited by 35 publications

References 112 publications

High calcium diet alleviates 5/6 nephrectomy-induced bone deteriorations of lumbar vertebrae in mice

High calcium diet alleviates 5/6 nephrectomy-induced bone deteriorations of lumbar vertebrae in mice

The Endocrine Function of the Bone Tissue

Cytochrome P450 ( CYP ) Gene Superfamily

Contact Info

Product

Resources

About