Snakes' venom is a mixture of biologically active substances, containing proteins and peptides. A number of these proteins interact with haemostasis system components. Activators and inhibitors affecting blood coagulation and fibrinolysis systems are of special interest. Venom components can be classified into three main groups, such as procoagulants, anticoagulants and fibrinolytic enzymes according to their action. This review is focused on enzymes from Agkistrodon halys halys venom. They are thrombine-like enzyme, named Ancystron-H, flbrinogenolytic enzyme, protein C activator and platelet aggregation inhibitor. Ancystron-H is used for determination of fibrinogen level in blood plasma of patients undergoing heparin treatment and blood coagulation inhibitors accumulation. The fibrinogenolytic enzyme can be used as the instrument for protein-protein interactions in fibrinogen-fibrin system. The protein C activator is used for protein C level determination in blood plasma with different pathologies. Functions of the platelet aggregation inhibitor, belonging to disintegrins group, can be used for development of antithrombotic preparations. Information about the use of snake venoms in science and medicine is presented.

Abstract Autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) is a life-long disease and caused by mutations in PKD1 or PKD2 gene. Fibrosis is a hallmark of chronic kidney disease and is positively correlated with renal cyst growth, however the role of fibrosis in ADPKD is still controversial. In this study, we established renal fibrosis by toxic or surgical injuries in adult mice, and Pkd gene was inactivated at different time point before or after renal injury according to the pattern of fibrosis progression in different injury models. Here we showed that renal injury before or after Pkd gene inactivation can both induce renal cysts in adult Pkd1 or Pkd2 mice, and the extent of cystic burden was tightly correlated with the baseline levels of fibrosis when three hits (injury and gene inactivation) occurred. Inactivation of Pkd1 gene at the recovery stage after surgery induced less renal cysts in adult Pkd1 mice. Enhanced renal fibrosis by repeated toxic injuries before gene inactivation accelerated renal cyst growth in Pkd1 mice. We further showed that the rate of cyst formation at the early stage in adult Pkd1 mice was positively correlated with the baseline levels of renal fibrosis. Finally, we showed that conditional knockout of Ezh2 gene attenuated renal fibrosis and cyst growth in adult Pkd1 mice with pre-existing renal fibrosis. We conclude that the fibrotic response after renal injury is a driving force for renal cyst formation and growth in adult kidneys and inhibition of renal fibrosis through targeting EZH2 might be new therapeutic strategy for adult ADPKD. Importantly, our study suggests that there is a time window for intervention upon acute kidney injury in adult ADPKD patients. Translational Statement Autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) is a life-long disease and caused by mutations in PKD1 or PKD2 gene. Fibrosis is a hallmark of chronic kidney disease and is positively correlated with renal cyst growth, however the role of renal fibrosis in ADPKD is controversial. In this study, we found that renal cysts were formed in adult Pkd1 or Pkd2 mice with established renal fibrosis induced by toxic or ischemia reperfusion injuries. Cyst formation or growth in adult ADPKD mice was tightly correlated with baseline levels of renal fibrosis after third hits. Enhanced renal fibrosis before Pkd1 gene deletion in adult mice accelerated cyst growth. Inhibition of renal fibrosis through targeting EZH2 delayed cyst growth in adult ADPKD mice. Thus, renal fibrosis is a trigger of cyst formation and growth in adult ADPKD mice, and therapeutically targeting EZH2 might be new strategy to treat adult patients with ADPKD. Our study suggests that there is a time window for intervention upon acute kidney injury in adult ADPKD patients.

Aim: Kidney impairment is observed in patients with COVID-19. We aimed to demonstrate the effect of anti-COVID-19 agent remdesivir on renal fibrosis. Methods: Remdesivir and its active nucleoside metabolite GS-441524 were used to treat TGF-beta stimulated renal fibroblasts (NRK-49F) and human renal epithelial cells (HK2). Cell viability was determined by CCK8 assay, and fibrotic markers were measured by Western blotting. Vehicle or remdesivir were given by intraperitoneal injection or renal injection through the left ureter in unilateral ureteral obstruction (UUO) mice. Serum and kidneys were harvested. The concentrations of remdesivir and GS-441524 were measured using LC-MS/MS. Renal and liver function were assessed. Renal fibrosis was evaluated by Massons trichrome staining and Western blotting. Results: Remdesivir and GS-441524 inhibited cell proliferation and the expression of fibrotic markers (fibronectin, pSmad3, and aSMA) in NRK-49F and HK2 cells. Intraperitoneal injection or renal injection of remdesivir attenuated renal fibrosis of UUO kidneys. Renal and liver function were not changed in remdesivir treated UUO mice. Remdesivir can not be detected, but two remdesivir metabolites were detected after injection. Conclusion: Remdesivir inhibits renal fibrosis in obstructed kidneys.

Abstract Renal fibrosis is the common pathological pathway of various chronic kidney diseases (CKD) in progression to the end stage of renal failure. Impaired renal gluconeogenesis has been recently identified as a hallmark of CKD. The role of gluconeogenesis in renal fibrosis is currently unknown. Through RNA sequencing and cleavage under targets and tagmentation (CUT&Tag) sequencing analysis, we found that the phosphoenolpyruvate carboxykinase 1 (PCK1), a critical enzyme in gluconeogenesis, is negatively regulated by the methyltransferase enhancer of zeste homolog 2 (EZH2) in fibrotic kidneys, which was further confirmed by quantitative PCR, CUT&Tag and Western blotting analysis in unilateral ureteral obstruction (UUO) kidneys and renal cells. We further showed that pharmaceutical inhibition or conditional knockout of EZH2 increased PCK1 expression and attenuated renal fibrosis in two other mouse models. Moreover, the concentration of lactate, a glucogenic metabolic intermediate, was increased in mouse fibrotic kidneys, which was reduced by EZH2 inhibition. We further showed that glucose production was impaired in folic acid induced nephrotic mice and restored by EZH2 inhibition as assessed by pyruvate tolerance test. Importantly, the direct anti-gluconeogenesis effect of EZH2 on renal proximal epithelial cells was shown in human HK2 cells by analysis of gluconeogenic gene expression and production of glucose or lactate. Finally, inhibition of PCK1 by 3-mercaptopropionic acid abrogated the anti-fibrotic effect of EZH2 inhibitor in UUO kidneys. We conclude that EZH2 promotes renal tubulointerstitial fibrosis through epigenetic inhibition of PCK1. Our study suggests that therapeutic restoration of the impaired renal gluconeogenesis is beneficial to CKD patients. Translational Statement Renal fibrosis is the common pathological pathway of various chronic kidney diseases (CKD) in progression to the end stage of renal failure. Impaired renal gluconeogenesis has been recently identified as a hallmark of CKD. In this study, we found that the methyltransferase EZH2 is negatively correlated with the expression of the gluconeogenic enzyme PCK1 in fibrotic kidneys. Epigenetic inhibition of PCK1 by EZH2 promotes renal tubulointerstitial fibrosis. Our study indicates that renal gluconeogenesis in CKD can be epigenetically regulated and therapeutically targeted. Epigenetic restoration of renal gluconeogenesis is a potential therapeutic strategy to treat CKD patients with tubulointerstitial fibrosis.

Abstract Renal fibrosis is the final pathological pathway of various kidney disease in progression to the end stage of renal failure. Recent studies showed that the histone methyltransferase enhancer of zeste homolog 2 (EZH2) is an important epigenetic regulator of renal fibrosis by promoting epithelial-mesenchymal transition (EMT) and activation of TGF-β/Smad3 signaling pathway in fibrotic kidneys. Triptolide is component extracted from radix tripterygium wilfordii, which provides renal benefits to patients with renal diseases in China. Recently, triptolide was identified as an inhibitor of EZH2. Thus, we hypothesized that triptolide inhibits renal fibrosis through EZH2. In this study, we found that triptolide reduced the deposition of extracellular matrix in the kidney of unilateral ureteral obstruction (UUO) mice. The anti-fibrotic effect of triptolide was further confirmed in TGF-β stimulated HK2 cells, a human renal epithelial cell line. Moreover, treatment of triptolide blocked the up-regulation of EZH2 in UUO kidneys and reduced the expression of EZH2 in TGF-β stimulated HK2 cells. Down-regulation of EZH2 by triptolide was correlated with reduced expression of EMT markers and phosphorylation of Smad3 in UUO kidneys and TGF-β stimulated HK2 cells. Finally, we showed that inhibition of EZH2 by 3-DZNep attenuated the inhibitory effect of triptolide on the expression of extracellular matrix protein, EMT markers and activation of Smad3 in TGF-β stimulated HK2 cells. In conclusion, triptolide inhibits renal tubulointerstitial fibrosis through EZH2 in obstructive kidneys.

Abstract Mutations in PKD1 (encoding polycystin-1) or PKD2 (encoding polycystin-2) gene cause autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD), however high levels of polycystins are detected in renal tissues of ADPKD patients. Animal studies showed that loss and gain of function of polycystins are both pathogenic and can induce cystic phenotype in the kidney, which are associated with enhanced renal fibrosis. Recent studies showed that increased expression of polycystins contributes to organ fibrosis. However, the role of polycystins in renal tubulointerstitial fibrosis remains unclear. In this study, we demonstrated that polycystin-1 or polycystin-2 was highly expressed in the kidney of two different fibrotic mouse models and positively correlated with expression of collagen-I. Pharmaceutical inhibition of polycystin-2 with triptolide or genetic knockout of polycystin-2 reduced the expression of epithelial-mesenchymal transition (EMT) markers and deposition of extracellular matrix proteins in fibrotic kidneys. Similarly, conditional knockout of Pkd1 gene also attenuated renal fibrosis in mouse models. Thus, we further hypothesized that inhibition of polycystins delays cyst growth by mitigating renal fibrosis. Here, we showed that polycystin-1 or polycystin-2 was up-regulated in Pkd2 or Pkd1 mice respectively and tightly correlated with the growth of renal cysts and fibrosis development. Genetic deletion of both polycystin-1 and polycystin-2 retarded cyst growth in Pkd1 or Pkd2 mice. Finally, we deleted pkd1 gene in a fibrosis triggered adult ADPKD mouse model at different time point before or after the fibrotic injury. We showed that early and long-term inactivation of Pkd1 delayed fibrosis triggered renal cyst growth in adult Pkd1 mice as compared with mice with late and short-term inactivation of Pkd1 gene. We conclude that tubular obstruction induced polycystin up-regulation is pro-fibrotic and accelerates cyst growth through enhancing renal interstitial fibrosis in ADPKD mice. Our study indicates that ADPKD is caused by both loss and gain function of polycystins. Reduction of the aberrant upregulation of polycystins in cystic kidneys is a therapeutic option for ADPKD patients. Research highlights Polycystin1 and polycystin-2 are up-regulated in fibrotic kidneys Inhibition or deletion of polycystins inhibits EMT and attenuates renal tubulointerstitial fibrosis Upregulation of polycystin1 or polycystin-2 is positively correlated with fibrosis progression and renal cyst growth in ADPKD mice Double knockout of Pkd1 and Pkd2 gene inhibits renal cyst growth in ADPKD mice Long-term deletion of Pkd1 gene delayed fibrosis triggered renal cyst growth in ADPKD mice