Conceivably, upregulation of myo-inositol oxygenase (MIOX) is associated with altered cellular redox. Its promoter includes oxidant-response elements, and we also discovered binding sites for XBP1, a transcription factor of endoplasmic reticulum (ER) stress response. Previous studies indicate that MIOX’s upregulation in acute tubular injury is mediated by oxidant and ER stress. Here, we investigated whether hyperglycemia leads to accentuation of oxidant and ER stress while these boost each other’s activities, thereby augmenting tubulointerstitial injury/fibrosis. We generated MIOX-overexpressing transgenic (MIOX-TG) and MIOX knockout (MIOX-KO) mice. A diabetic state was induced by streptozotocin administration. Also, MIOX-KO were crossbred with Ins2Akita to generate Ins2Akita/KO mice. MIOX-TG mice had worsening renal functions with kidneys having increased oxidant/ER stress, as reflected by DCF/dihydroethidium staining, perturbed NAD-to-NADH and glutathione-to-glutathione disulfide ratios, increased NOX4 expression, apoptosis and its executionary molecules, accentuation of TGF-β signaling, Smads and XBP1 nuclear translocation, expression of GRP78 and XBP1 (ER stress markers), and accelerated tubulointerstitial fibrosis. These changes were not seen in MIOX-KO mice. Interestingly, such changes were remarkably reduced in Ins2Akita/KO mice and, likewise, in vitro experiments with XBP1 siRNA. These findings suggest that MIOX expression accentuates, while its deficiency shields kidneys from, tubulointerstitial injury by dampening oxidant and ER stress, which mutually enhance each other’s activity.

中文翻译：

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肌醇氧化酶 (MIOX) 过度表达驱动糖尿病肾小管间质损伤的进展

可以想象，肌醇加氧酶 (MIOX) 的上调与细胞氧化还原的改变有关。它的启动子包括氧化反应元件，我们还发现了 XBP1 的结合位点，XBP1 是一种内质网 (ER) 应激反应的转录因子。先前的研究表明 MIOX 在急性肾小管损伤中的上调是由氧化剂和内质网应激介导的。在这里，我们研究了高血糖是否会导致氧化剂和内质网应激加剧，而这些会增强彼此的活动，从而增加肾小管间质损伤/纤维化。我们生成了过表达 MIOX 的转基因 (MIOX-TG) 和 MIOX 敲除 (MIOX-KO) 小鼠。通过链脲佐菌素给药诱导糖尿病状态。此外，MIOX-KO 与 Ins2Akita 杂交以产生 Ins2Akita/KO 小鼠。MIOX-TG 小鼠肾功能恶化，肾脏具有增加的氧化剂/ER 应激，如 DCF/二氢乙锭染色所反映，NAD 与 NADH 和谷胱甘肽与谷胱甘肽二硫化物的比例紊乱，NOX4 表达增加，细胞凋亡及其执行分子， TGF-β 信号传导、Smads 和 XBP1 核易位、GRP78 和 XBP1（内质网应激标志物）的表达以及肾小管间质纤维化加速。在 MIOX-KO 小鼠中未观察到这些变化。有趣的是，这种变化在 Ins2Akita/KO 小鼠中显着减少，同样，在 XBP1 siRNA 的体外实验中。这些发现表明，MIOX 表达增强，而其缺乏通过抑制氧化剂和内质网应激来保护肾脏免受肾小管间质损伤，这两者相互增强。DCF/二氢乙锭染色反映，扰乱 NAD 与 NADH 和谷胱甘肽与谷胱甘肽二硫化物的比例，增加 NOX4 表达，细胞凋亡及其执行分子，TGF-β 信号增强，Smads 和 XBP1 核易位，GRP78 和XBP1（内质网应激标志物）和加速的肾小管间质纤维化。在 MIOX-KO 小鼠中未观察到这些变化。有趣的是，这种变化在 Ins2Akita/KO 小鼠中显着减少，同样，在 XBP1 siRNA 的体外实验中。这些发现表明，MIOX 表达增强，而其缺乏通过抑制氧化剂和内质网应激来保护肾脏免受肾小管间质损伤，这两者相互增强。DCF/二氢乙锭染色反映，扰乱 NAD 与 NADH 和谷胱甘肽与谷胱甘肽二硫化物的比例，增加 NOX4 表达，细胞凋亡及其执行分子，TGF-β 信号增强，Smads 和 XBP1 核易位，GRP78 和XBP1（内质网应激标志物）和加速的肾小管间质纤维化。在 MIOX-KO 小鼠中未观察到这些变化。有趣的是，这种变化在 Ins2Akita/KO 小鼠中显着减少，同样，在 XBP1 siRNA 的体外实验中。这些发现表明，MIOX 表达增强，而其缺乏通过抑制氧化剂和内质网应激来保护肾脏免受肾小管间质损伤，这两者相互增强。NOX4 表达增加、细胞凋亡及其执行分子、TGF-β 信号增强、Smads 和 XBP1 核易位、GRP78 和 XBP1（内质网应激标志物）的表达，以及加速肾小管间质纤维化。在 MIOX-KO 小鼠中未观察到这些变化。有趣的是，这种变化在 Ins2Akita/KO 小鼠中显着减少，同样，在 XBP1 siRNA 的体外实验中。这些发现表明，MIOX 表达增强，而其缺乏通过抑制氧化剂和内质网应激来保护肾脏免受肾小管间质损伤，这两者相互增强。NOX4 表达增加、细胞凋亡及其执行分子、TGF-β 信号增强、Smads 和 XBP1 核易位、GRP78 和 XBP1（内质网应激标志物）的表达，以及加速肾小管间质纤维化。在 MIOX-KO 小鼠中未观察到这些变化。有趣的是，这种变化在 Ins2Akita/KO 小鼠中显着减少，同样，在 XBP1 siRNA 的体外实验中。这些发现表明，MIOX 表达增强，而其缺乏通过抑制氧化剂和内质网应激来保护肾脏免受肾小管间质损伤，这两者相互增强。在 MIOX-KO 小鼠中未观察到这些变化。有趣的是，这种变化在 Ins2Akita/KO 小鼠中显着减少，同样，在 XBP1 siRNA 的体外实验中。这些发现表明，MIOX 表达增强，而其缺乏通过抑制氧化剂和内质网应激来保护肾脏免受肾小管间质损伤，这两者相互增强。在 MIOX-KO 小鼠中未观察到这些变化。有趣的是，这种变化在 Ins2Akita/KO 小鼠中显着减少，同样，在 XBP1 siRNA 的体外实验中。这些发现表明，MIOX 表达增强，而其缺乏通过抑制氧化剂和内质网应激来保护肾脏免受肾小管间质损伤，这两者相互增强。