Коагулација, рецептори активирани протеазом и дијабетесна болест бубрега: лекције мишева са недостатком ЕНОС-а

Ендотелна синтаза азот оксидаПознато је да дисфункција (еНОС) погоршава прогресију и прогнозудијабетесна болест бубрега(ДКД). Један од механизама помоћу којих се то постиже је да су ниски нивои еНОС-а повезани са хиперкоагулабилношћу, што промовише повреду бубрега. У каскади екстринзичне коагулације, ткивни фактор (фактор ИИИ) и низводни фактори коагулације, као што је активни фактор Кс (ФКСа), погоршавају упалу активацијом рецептора активираних протеазом (ПАР). Недавно је показано да недостатак или смањена експресија еНОС код дијабетичких мишева, као модел узнапредовале ДКД, повећава нивое фактора бубрежног ткива и експресију ПАР1 и 2 у њиховим бубрезима. Штавише, фармацеутска инхибиција или генетска делеција фактора коагулације или ПАР-апобољшано запаљењеу ДКД код мишева којима недостаје еНОС. У овом прегледу сумирамо однос између еНОС-а, коагулације и ПАР-а и предлажемо нову терапијску опцију за лечење пацијената са ДКД.

Кључне речи:дијабетичка гломерулосклероза; фактор Кса;упала; ткивни фактор

КЛИКНИТЕ ОВДЕ ДА ДОБИЈЕТЕ ПРИРОДНИ ОРГАНСКИ ЕКСТРАКТ ЦИСТАНЦХЕ СА 25% ЕХИНАКОЗИДА И 9% АКТЕОЗИДА ЗА ФУНКЦИЈУ БУБРЕГА

Увод

Број пацијената садијабетесна болест бубрега(ДКД) расте широм света (де Боер ет ал. 2011; Каинз ет ал. 2015; Огуртсова ет ал. 2017). ДКД је један од главних узрока морталитета код пацијената са дијабетичким компликацијама (Афкариан ет ал. 2013). Штавише, ДКД је прогресиван и главни је узрок завршног стадијума болести бубрега који захтева терапију замене бубрега (Грегг ет ал. 2014; Лиианаге ет ал. 2015). У Јапану, дијабетичка нефропатија чини више од 39% нових пацијената на дијализи (Нитта ет ал. 2020). Стога, развој однове терапеутскепотребне су опције за управљање пацијентима са ДКД.

систем у патогенези ДКД. Хиперкоагулабилност је повезана са ДКД (Голдберг 2009; Домингуети ет ал. 2016). Показало се да је повишен ниво фибриногена у крви повезан са ниском процењеном брзином гломеруларне филтрације, високом протеинуријом и тешком хистолошком повредом, и био је предиктор прогресије у завршној фази болести бубрега (Далла Вестра ет ал. 2005; Пан ет ал. други 2018; Зханг и други 2018). Неке студије су показале корелацију између нивоа Д-димера, производа разградње фибрина, и бубрежне дисфункције код ДКД (Домингуети ет ал. 2018; Пан ет ал. 2018). Хиперкоагулабилност код ДКД је вероватно одређена више фактора. На пример, систем ренин-ангиотензин-алдостерон активира ткивни фактор (ТФ, фактор ИИИ) и повећава тромботичке догађаје (Диелис ет ал. 2005). Иначе, хипергликемија, дислипидемија, запаљење или ендотелна дисфункција су укључени у протромботичко стање под патогенезом ДКД (Голдберг 2009).

Ендотелна дисфункција је присутна код ДКД која напредује до микроваскуларних компликација (Голдберг 2009; Накагава ет ал. 2011). Оштећена производња ендотелне синтазе азот оксида (еНОС) или смањена активност еНОС (нпр. поремећена фосфорилација еНОС) је обележје ендотелне дисфункције код ДКД (Накагава ет ал. 2011; Цхенг ет ал. 2012). Показали смо да је губитак експресије еНОС повезан са повишењем нивоа ТФ и активношћу екстринзичног система коагулације (Ли ет ал. 2010; Ванг ет ал. 2011а), што је уско повезано са тромботичким догађајима код пацијената са хроничним бубрезима. болести (Колацхалама ет ал. 2018).

Поред повећаног ризика од тромботичних догађаја, коагулационе протеазе, као што су активни фактор ФВИИ (ФВИИа), активни фактор (ФКСа) и тромбин, који су присутни у каскади екстринзичне коагулације, посредују у повреди ткива преко рецептора активираног протеазом ( Механизам зависан од ПАР) (Мадхусудхан ет ал. 2016; Посма ет ал. 2019). У овом прегледу сумирамо налазе добијене од дијабетичких мишева којима недостаје еНОС и расправљамо о односу између пута коагулације-ПАР, нивоа еНОС-а иПатогенеза ДКД.

Фактор ткива/пут рецептора активираних протеазом

Фактор ткива (ТФ), познат као фактор ИИИ, је трансмембрански протеин од 47 кДа који је у интеракцији са фактором ВИИ (ФВИИ) (Гровер и Мацкман 2018). ТФ/ФВИИа комплекс је активатор каскаде екстринзичне коагулације и катализује активацију ФКС и ФИКС. ФКСа и активирани кофактор В (ФВа) формирају протромботски комплекс који ствара тромбин. Коначно, тромбин претвара фибриноген у фибрин, што доводи до стварања тромба (Гровер и Мацкман 2018). ТФ се експримира и у васкуларним глатким мишићним ћелијама и у адвенцијалним фибробластима. Под инфламаторним условима, његова експресија се индукује у ендотелним ћелијама или циркулишућим ћелијама као што су моноцити (Øстеруд и Бјøрклид 2006).

Рецептори активирани протеазом (ПАР) су чланови суперфамилије рецептора везаних за Г-протеин, која се састоји од четири ПАР протеина (ПАР1-4). ПАР се подвргавају цепању протеазама на Н-терминалном крају и активирају се након везивања за нови Н-терминус који садржи везан лиганд. Четири члана ПАР (ПАР1-4) се активирају специфичним коагулационим протеазама: комплекс ТФ и ФВИИа активира ПАР2, фактор Кса активира и ПАР1 и ПАР2, а тромбин активира ПАР1, ПАР3 и ПАР4 (Цамерер ет ал. 2000; Цоугхлин 2005; Ротхмеиер и Руф 2012; Зхао ет ал. 2014). Однос између ТФ, коагулационих протеаза и ПАР је приказан на слици 1.

Познато је да су ПАР-и широко експримирани у бубрежним ћелијама и да су укључени у патофизиологију оштећења бубрега. И ПАР1 и ПАР2 су експримирани у гломеруларним ендотелним ћелијама, мезангијалним ћелијама и тубуларним ћелијама бубрега добијеним од људи или миша; ПАР2, ПАР3 и ПАР4 су експримирани у хуманим подоцитима; ПАР1, ПАР3 и ПАР4 су експримирани у мишјим подоцитима (Танака ет ал. 2005; Весеи ет ал. 2005; Мадхусудхан ет ал. 2012; Донг ет ал. 2015; Мадхусудхан ет ал. 2016).

Иако су штетни или заштитни ефекти ПАР-а уповреда бубрегасу демонстрирани, акумулирани подаци сугеришу да ПАР-ови погоршавају упалу стимулишући производњу цитокина и хемокина (Ротхмеиер и Руф 2012; Исерманн 2017; Посма ет ал. 2019). У складу са овим налазом, ПАР1 и ПАР2 агонисти промовишу експресију инфламаторних медијатора, као што су моноцитни хемотактички протеин 1 (МЦП1) и инхибитор активатора плазминогена-1 (ПАИ-1), и профибротичких молекула у ендотелној , мезангијалне и тубуларне ћелије бубрега (Весеи ет ал. 2005; Весеи ет ал. 2013; Еллингхаус ет ал. 2016; Ваасдорп ет ал. 2016; Ое ет ал. 2019). У ин виво студијама, недостатак ПАР1 или присуство ПАР1 инхибитора смањио је упалу код модела гломерулонефритиса у облику полумесеца или опструктивне повреде бубрега (Цуннингхам ет ал. 2000; Ваасдорп ет ал. 2019; Лок ет ал. 2020). Слично, терапеутски ефекти инхибиције ПАР2 код повреда бубрега били су праћенисмањено запаљењеу бубрезима (Хаиасхи ет ал. 2016; Ду ет ал. 2017; Хан ет ал. 2019; Ватанабе ет ал. 2019).

Полиморфизми ендотелне синтазе азот оксида у ДКД

Ендотелна синтаза азот оксида(еНОС) је једна од три изоформе НОС и доприноси производњи НО у васкуларном ендотелу (Валфорд и Лосцалзо 2003). НО који производи еНОС у васкуларном ендотелу игра кључну улогу у регулисању васкуларне релаксације, против упале и превенције стварања тромба (Валфорд и Лосцалзо 2003). Оштећена експресија еНОС-а повезана је са развојем ДКД. Недавно спроведене мета-анализе на људима су откриле да су Г894Т (рс1799983), Ц-786Т (рс2070744) и интрон 4б/4а (рс869109213) у еНОС (НОС3) генима блиско повезани са развој ДКД (Делламеа ет ал. 2014; Зханг ет ал. 2015; Донг ет ал. 2018). Од ових варијанти, улога полиморфизма Г894Т (Глу298Асп) у функцији еНОС-а је добро окарактерисана. Смањена производња акумулације НО или нитрита је индикована у трансфектованим ЦХО ћелијама са 298Асп у поређењу са онима са 298Глу (Ноири ет ал. 2002). Заједно, ови резултати указују да је смањена производња НО услед дисфункције еНОС-а важна за напредовање ДКД-а код људи.

Дијабетички мишеви којима недостаје еНОС као модел људске дијабетичке нефропатије

Успостављање поузданих претклиничких модела који личе на људски ДКД је од суштинског значаја за проучавање нових терапијских опција. На основу доказа који показују повезаност између еНОС полиморфизма и ДКД, бројне студије су показале да су еНОС нокаут модели типа И и типа ИИ ДМ неки од успешних модела који опонашају хуману ДКД (Бросиус ет ал. 2009; Азусхима ет ал. ал. 2018). Показано је да дијабетички мишеви изазвани стрептозотоцином који немају еНОС развијају тешку албуминурију, мезангијалну експанзију, задебљање базалне мембране гломерула и артериоларну хијалинозу, која личи на хумани ДКД (Накагава ет ал. 2007). Слично, дијабетички мишеви типа ИИ (дб/дб) којима недостаје еНОС показали су тешку гломерулосклерозу и албуминурију (Зхао ет ал. 2006).

Повишен ТФ код дијабетичких мишева којима недостаје еНОС

НО инхибира формирање тромба и агрегацију тромбоцита (Валфорд и Лосцалзо 2003). Пошто је формирање гломеруларног тромба примећено код дијабетичких мишева којима недостаје еНОС (Накагава ет ал. 2007), поремећена експресија еНОС-а је вероватно повезана са повећањем коагулације зависне од ТФ. Повезаност између еНОС и ТФ у ДКД је обрађена у нашим претходним извештајима (Ли ет ал. 2010; Ванг ет ал. 2011а; Ое ет ал. 2016) (слика 2).

Смањена или недостатак експресије еНОС повећава активност ТФ бубрега код дијабетичких Акита мишева. Карактеризирали смо експресију ТФ код дијабетичких Акита (Инс2Акита/+) мишева, модел типа И ДМ, са различитим нивоима експресије еНОС (еНОС+/+, еНОС+/-) и еНОС-/-) (Ванг ет ал. 2011а). Открили смо да је тежина ДКД-а повезана са смањеном експресијом еНОС-а. Излучивање албумина у урину, гломерулосклероза и смањење брзине гломеруларне филтрације су погоршани следећим редоследом: еНОС+/+; Инс2Акита/+ < еНОС+/-; Инс2Акита/+ < еНОС-/-; Инс2Акита/+. Занимљиво је да су експресија и активност ТФ бубрега повећане у еНОС+/-; Инс2Акита/+ и еНОС-/-; Инс2Акита/+ мишеви у поређењу са онима у еНОС+/+; Инс2Акита/+ мишеви. Депозиција гломеруларног фибрина је такође била изузетна код еНОС+/-; Инс2 Акита/+ и еНОС-/-; Инс2 Акита/+ мишеви. Штавише, експресија бубрежне Тф мРНА била је у корелацији са озбиљношћу болести, излучивањем албумина у урину ибубрежни инфламаторниекспресија цитокина.

Исхрана са високим садржајем масти и недостатак еНОС-а синергистички повећавају ТФ код дијабетичких мишева

Многе студије су показале везу између гојазности и тромбозе (Самад и Руф 2013). На пример, регулација ТЛР4-НФ-кБ пута у условима метаболичке болести повећава нивое ТФ (Лв ет ал. 2009; Овенс ет ал. 2012; Рогеро и Цалдер 2018). Штавише, палмитат засићене масне киселине индукује ослобађање хистона Х3 преко механизама зависних од РОС и ЈНК путева и екстрацелуларних хистона, који повећавају експресију ТФ у моноцитима (Схрестха ет ал. 2013). Фокусирајући се на однос између коагулације, еНОС-а и дислипидемије, наша претходна студија је показала комбиноване ефекте недостатка еНОС-а и исхране са високим садржајем масти на експресију ТФ (Ли ет ал. 2010). У студији, еНОС-нулл мишеви су третирани ниском дозом СТЗ да би развили ДМ и храњени су исхраном са високим садржајем масти. Недостатак експресије еНОС-а повећао је излучивање албумина у урину и хистолошке повреде, које су додатно погоршане исхраном са високим садржајем масти. Експресија и активност ТФ-а су повећане у бубрезима миша због недостатка експресије еНОС-а и исхране са високим садржајем масти на синергистички начин. Занимљиво је да је повећање нивоа имунореактивног ТФ демонстрирано експериментима колокализације са маркером гломеруларних моноцита/макрофага.

Неутрализирајућа антитела против ТФ ублажавају упалу код дијабетичких бубрега код еНОС-нокаут мишева

Повећање коагулације зависне од ТФ је повезано са повећаном инфламацијом (Витковски ет ал. 2016). Инхибиција ТФ-зависног система коагулације је побољшанаинфламаторне болести, као што је сепса изазвана ЛПС (Павлински ет ал. 2010). Да бисмо разјаснили узрочну везу између упале и ТФ у ДКД, испитали смо краткорочни ефекат неутрализујућих антитела против ТФ на упалу дијабетичких бубрега код мишева са недостатком еНОС (Ли ет ал. 2010). Резултати су показали да примена анти-ТФ антитела значајно смањује нивое бубрежне експресије гена повезаних са упалом и фиброзом, као што су Тнфа, Ццл2, Тгфб и Цол4 мРНА у бубрезима миша четири дана након неутрализације ТФ.

Инхибитор коагулације ФКСа ублажава повреду бубрега код дијабетичких мишева којима недостаје еНОС

Коагулација ФКСа, која се налази низводно од ТФ/ВИИа, такође доприноси упали кроз ПАР-зависни пут. Његова улога у ДКД-у је демонстрирана на неколико животињских модела. Суми и др. (2011) су показали да фондапаринукс, инхибитор ФКСа, смањује нивое протеина у урину, хипертрофију гломерула и таложење фибрина код дб/дб мишева. Наша група је показала терапеутски ефекат инхибиције ФКСа код ДКД мишева којима недостаје еНОС (Ое ет ал. 2016). Едоксабан (50 мг/кг/дан), орални инхибитор ФКСа, је даван у еНОС-/-; Инс2Акита/+ мишеви током три месеца, а резултати су показали побољшање хистолошких повреда, као што је пролиферација мезангијалног матрикса. Нивои експресије инфламаторних гена у бубрезима су смањени едоксабаном (Табела 1). ФКСа активира и ПАР1 и ПАР2. Да бисмо разјаснили механизам повреде бубрега посредоване ФКСа, показали смо да су антиинфламаторни ефекти ФКСа инхибитора слични онима пронађеним код ПАР2-/- мишева и ПАР2-/- мишева са инхибиторима ФКСа . Ови налази сугеришу да је ФКСа вероватно изазвао упалу путем ПАР{17}}зависног механизма у ДКД. Насупрот томе, едоксабан није побољшао повреду гломерула у еНОС+/+; Инс2Акита/+ мишеви, што сугерише да је терапеутски ефекат инхибиције ФКСа повезан са хиперкоагулабилношћу зависном од еНОС код мишева са дијабетесом типа И.

Други фактори коагулације у ДКД

Пошто тромбин циља ПАР1, који напредује у васкуларној инфламацији (Цхен и Дорлинг 2009), тромбин вероватно погоршава ДКД. Међутим, доказана је заштитна или штетна улога тромбина у патогенези ДКД; ниске дозе тромбина (50 пМ) су спречиле, док су високе дозе тромбина (20 нМ) погоршале апоптозу индуковану глукозом у подоцитима (Ванг ет ал. 2011б). Ефекти инхибитора тромбина као што је дабигатран на дијабетичке мишеве којима недостаје еНОС требало би да буду разјашњени у будућности.

Фибриноген је укључен у различите инфламаторне статусе. Занимљиво је да је делимично смањење или одсуство фибриногена било корисно за моделе бубрежне исхемије-реперфузије или опструктивну фиброзу бубрега (Соренсен ет ал. 2011; Црациун ет ал. 2014). Пошто је таложење гломеруларног фибрина повећано код дијабетичких мишева којима недостаје еНОС (Накагава ет ал. 2007; Ли ет ал. 2010; Ванг ет ал. 2011а), разјашњавање његове улоге у патогенези ДКД заслужује даље истраживање.

Експресија ПАР1 и ПАР2 код дијабетичких мишева којима недостаје еНОС

Повећана експресија ПАР је повезана са повредом бубрега. Ми и други смо показали да су нивои експресије Пар1 и/или Пар2 мРНА повећани на животињским моделима са дијабетичком нефропатијом, аде деветом индукованом повредом бубрега, опструктивном фиброзом бубрега и повредом бубрега изазваном цисплатином (Цхунг ет ал. 2013; Хаиасхи ет ал. 2016; Ое ет ал. 2016; Ватанабе ет ал. 2019). Штавише, нивои гломеруларног ПАР2 протеина су повећани код дб/дб мишева, модела ДМ типа ИИ (Суми ет ал. 2011). Показали смо повезаност између експресије ПАР и недостатка еНОС код дијабетичких мишева (Ое ет ал. 2016). Ниво експресије Пар1 мРНА био је значајно виши у еНОС−/−; Инс2Акита/+ мишеви него у еНОС−/−; Инс2Акита/+ и не-ДМ мишеви. Слично, експресија Пар2 је била значајно већа у еНОС−/−; Инс2Акита/+ мишева него код не-ДМ мишева. Насупрот томе, нивои Пар4 мРНА се нису разликовали између генотипова. Недостатак еНОС-а погоршава упалу код ДКД (Ванг ет ал. 2011а). Пошто проинфламаторни цитокини наводно повећавају ПАРс (Нистедт ет ал. 1996), повишена упала узрокована недостатком еНОС-а вероватно индукује бубрежну Парс експресију у ДКД. Колективно, резултати наших студија сугеришу да су нивои експресије ПАР1 и ПАР2, слично као у случају ТФ, повећани у дијабетичким бубрезима када је еНОС недостајао (Слика 2).

Брисање ПАР2 побољшало је дијабетичку повреду бубрега код мишева са смањеним еНОС-ом

Ми и други смо се бавили улогом ПАР2 у ДКД у претходним студијама. Делеција Пар2 није утицала на повреду гломерула код дијабетичких мишева дивљег типа Акита (Инс2Акита/+) са еНОС-ом (Ое ет ал. 2016). Штавише, СТЗ-индуковани дијабетички мишеви којима недостаје ПАР2 показали су смањену албуминурију у поређењу са дијабетичким мишевима дивљег типа, али повећану мезангијалну експанзију (Ваасдорп ет ал. 2017). Заједно, ови резултати показују да нема или нема благих терапијских ефеката инхибиције ПАР2 на повреду бубрега у раним и благим моделима ДКД. Насупрот томе, показали смо ефекте недостатка ПАР2 на ДКД код дијабетичких Акита мишева са смањеном експресијом еНОС (еНОС+/-; Инс2Акита/+) (Ое ет ал. 2016). Недостатак ПАР2 значајно је смањио нивое излучивања албумина у урину, мезангијалну експанзију и дебљину ГБМ. Нивои експресије проинфламаторних гена и гена повезаних са фиброзом, укључујући Тнфа, Тгфб и Цол4, такође су смањени у бубрезима миша. Ови налази сугеришу да ПАР2 није патоген у раној, већ у релативно узнапредовалој дијабетичкој гломеруларној повреди узрокованој недостатком еНОС (Табела 1).

Услуга подршке Вецистанцхе-а - највећи извозник цистанцхеа у Кини:

Е-пошта:wallence.suen@wecistanche.com

Вхатсапп/тел:+86 15292862950

Купите за више детаља о спецификацијама:

хттпс://ввв.кјцистанцхе.цом/цистанцхе-схоп