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Inhibition of the NLRP3/caspase-1 signaling cascades ameliorates ketamine-induced renal injury and pyroptosis in neonatal rats - 18/06/22

Doi : 10.1016/j.biopha.2022.113229 
Hui Bai a, b, 1, Zhiheng Zhang a, b, 1, Xiangying Ma a, b, Meilun Shen a, b, Rouqian Li a, b, Siyao Li a, b, Di Qiu a, b, Li Gao a, b,
a College of Veterinary Medicine, Northeast Agricultural University, Harbin, China 
b Heilongjiang Key Laboratory of Animals Disease Pathogenesis and Comparative Medicine, Harbin, China 

Corresponding author at: College of Veterinary Medicine, Northeast Agricultural University, Harbin, China.College of Veterinary Medicine, Northeast Agricultural UniversityHarbinChina

Abstract

Ketamine is a widely-used anesthetic in the field of pediatrics and obstetrics. Multiple studies have revealed that ketamine causes neurotoxicity in developing animals. However, further studies are needed to determine whether clinical doses of ketamine (20 mg/kg) are able to cause kidney damage in developing animals. Herein, we investigated the effects of continuous ketamine exposure on kidney injury and pyroptosis in seven-day-old rats. Serum renal function indicators, renal histopathological analysis, pyroptosis, as well as oxidative stress indicators, were tested. Additionally, the NLRP3 inhibitor MCC950 and the Caspase-1 inhibitor VX765 were used to evaluate the role of the NLRP3/Caspase-1 axis in ketamine-induced kidney injury among developing rats. Our findings indicate that ketamine exposure causes renal histopathological injury, increased the levels of blood urea nitrogen (BUN) and creatinine (Cre), and led to upregulation in the levels of pyroptosis. Furthermore, we found that ketamine induced an increase in levels of reactive oxygen species (ROS) and malonaldehyde (MDA), as well as a decrease in the content of glutathione (GSH) and catalase (CAT) in the kidneys of neonatal rats. Moreover, targeting NLRP3 and caspase-1 with MCC950 or VX765 improved pyroptosis and reduced renal damage after continuous ketamine exposure. In conclusion, this study suggested that continued exposure to ketamine caused kidney damage among neonatal rats and that the NLRP3/Caspase-1 axis-related pyroptosis may be involved in this process.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Continuous ketamine exposure caused renal injury in neonatal rats.
Ketamine exposure caused NLRP3/caspase-1-related pyroptosis in neonatal rat kidneys.
Both MCC950 and VX765 inhibited NLRP3/caspase-1 signal pathway induced pyroptosis and reduced renal damage after ketamine exposure.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Ketamine, Renal injury, Neonatal rats, NLRP3, Caspase-1

Abbreviations : NMDAR, NLRP3, ASC, GSDMD, HRP, DAB, BUN, Cre, GSH, MDA, ELISA, qPCR, ROS, AKI, BBB, H&E, PND


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Vol 152

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