Ефикасно лечење реналне фиброзе: Тиоредоксин домен који садржи 5 (ТКСНДЦ5)

за више информација:ali.ma@wecistanche.com

Део Ⅱ:Протеин ендоплазматског ретикулума ТКСНДЦ5 промовише фиброзу бубрега појачавајући ТГФ-сигнализацију у фибробластима бубрега

Иен-Тинг Цхен, Пеи-Иу Јхао и др.

КЛИКНИТЕ ОВДЕ ЗА ДЕО Ⅰ

Фиброза бубрега, уобичајена патолошка манифестација готово свих врстахронична болест бубрега(ЦКД), често резултира дифузним ожиљцима на бубрезима и предиспонира за завршну бубрежну болест. Тренутно не постоји ефикасна терапија противфиброза бубрега. Недавно је наша лабораторија идентификовала протеин резидент ЕР,тиоредоксин домен који садржи 5(ТКСНДЦ5), као критични медијатор срцафиброза. Транскриптомске анализе узорака биопсије бубрега пацијената са ЦКД откриле су означени ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)регулација у фибротичним бубрезима, што указује на потенцијалну улогу ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5) убубрежнифиброза. Користећи вишеструке флуоресцентне репортерске линије миша, показали смо да ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)је специфично повећан у фибробластима који луче колаген у фибротичним бубрезима миша. Поред тога, показали смо да ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)био је потребан за ТГФ- 1-индуковане фиброгене одговоре у хуманим бубрежним фибробластима (ХКФ), док ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)прекомерна експресија је била довољна да промовише активацију ХКФ, пролиферацију и производњу колагена. Механички, показали смо да ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5), који је транскрипционо контролисан путем АТФ6-зависног ЕР стресног пута, посредовао је у својим профиброгеним ефектима тако што је активирао ТГФ-сигналну активност кроз посттранслациону стабилизацију и регулацију типа И ТГФ- рецептора у фибробластима бубрега. Користећи тамоксифен-индуцибилну, фибробласт-специфичну Ткндц5 нокаутну линију миша, показали смо да је брисање Ткндц5 у фибробластима бубрега ублажило прогресију утврђеногбубрегафиброза, што указује на терапеутски потенцијал ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)циљање забубрежнифиброзаи ЦКД.

Цлицк то Цистанцхе херба за болест бубрега

У овој студији показујемо да ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5), ЕР резидентна протеин дисулфид изомераза обогаћена реналним фибробластима, критички доприноси патогенезифиброза бубрега. ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)је повећана и у бубрезима код пацијената са ЦКД и код мишјих моделафиброза бубрегаизазван УУО, уИРИ или ФА третманом. Механистичка истраживања су показала да ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)промовише реналну фиброгенезу побољшавајући профибротичку ТГФ-сигнализацију кроз повећање савијања протеина и стабилности ТГФБР1, што доводи до активације и пролиферације бубрежних фибробласта који производе прекомерне ЕЦМ протеине. Поред тога, ТГФ- 1 индукује ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)експресија кроз повећан ниво стреса ЕР и АТФ{0}}зависну контролу транскрипције у бубрежним фибробластима. У складу са профиброгеним ефектима ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)примећено у фибробластима бубрега, глобална делеција Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)штити одбубрежнифиброзаиндуковано УУО, уИРИ или ФА. Циљано брисање Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)у бубрежним фибробластима који луче колаген, али не и у ТЕЦ, ендотелним ћелијама и подоцитима, могли би ублажити настанак и умањити прогресијубубрежнифиброзакао одговор на повреду. Узети заједно, ови резултати откривају нову узрочну улогу ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)у развоју одбубрежнифиброзакроз регулацију ТГФБР1 и ТГФ- 1 сигнализације. Ови подаци такође сугеришу да се циља ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)је потенцијално моћан терапијски приступ за лечење или превенцијубубрежнифиброзаи ЦКД. Шема на слици 11Д илуструје регулацију и фиброгену функцију ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)у фибробластима бубрега.

ТГФ- 1 сигнализација игра суштинску улогу у развојубубрежнифиброза(32-34). Након увреде за бубреге, ТГФ- 1 се ослобађа из повређених ТЕЦ-а и покреће активацију ТГФ- 1 сигнализације у околним фибробластима бубрега(4).ТГФ- 1 се везује за ТГФБР2, који регрутује, фосфорилише, и активира ТГФ-БР1. Фосфорилисани ТГФБР1 затим активира СМАД3-зависну канонску ТГФ- 1 сигнализацију, као и Рас и ТАК1, састојке СМАД независне, неканонске ТГФ- 1 сигнализације (35). Фармаколошка инхибиција ТГФ сигнализације коришћењем неутрализујућих антитела (36-38) или инхибитора (39,40) показала је заштитне ефекте противбубрежнифиброзау претклиничким моделима. Конкретно, утврђено је да пентоксифилин, неспецифични инхибитор фосфодиестеразе за који је клинички доказано да успорава опадање брзине гломеруларне филтрације и побољшава протеинурију (16,41).бубрежнифиброзаблокирањем фиброгених ефеката посредованих Смад3/4-(14). Иако се чини да је инхибиција ТГФ- 1 пута атрактивна стратегија за лечењебубрежнифиброза, већина, ако не и сви, фармаколошки агенси који циљају на ТГФ- 1 или ТГФ- рецепторе директно су били неуспешни у клиничким испитивањима(42). Пошто ТГФ-сигнализација игра битну физиолошку улогу у развоју, диференцијацији ћелија, хомеостази ткива и имунолошком одговору(43), директна инхибиција ТГФ-сигнализације може довести до поремећених физиолошких функција и нежељених реакција укључујући токсичност јетре (44) и срца (45, 46). Овде представљени резултати откривају нову позитивну повратну петљу сигналне осе ТГФ- 1/АТФ6/ТКСНДЦ5/ТГФБР1 у фибробластима бубрега, где ТГФ- 1 индукује појачану регулацију ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)кроз ЕР стрес и АТФ{0}}посредовану контролу транскрипције. Повећана ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)ниво додатно побољшава савијање и стабилност ТГФБР1, што доводи до појачане ТГФ- 1 сигнализације и накнадног фиброгеног одговора. Циљање ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)стога би могао потиснути фиброгену ТГФ- 1 сигнализацију тако што би прекинуо ову петљу позитивне повратне информације и тиме ослабио бубрежну фиброгенезу. Природа ТКСНДЦ5 ограничена на фибробласте такође га чини погодном метом лека како би се избегао ризик од поремећаја физиолошких функција зависних од ТГФ- -у ћелијама нефибробласта.

Искоришћавање глобалног Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)делециону линију миша, показали смо губитак ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)може спречити фиброгенезу бубрега као одговор на повреде бубрега. Међутим, клинички је релевантније утврдити да ли циља на ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)могао да одврати или чак разреши постојећебубрегафиброза. Да бисмо одговорили на ово питање, Ткндц5 који је индуциран тамоксифеном, специфичан за фибробласте (тиоредоксин домен који садржи 5)коришћена је условна нокаут линија миша (Ткнд5ко) и показала је да је индукција Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)делеција у фибробластима бубрега 10 дана након УУО, временска тачка кадабубрежнифиброзаје успостављена (Слика 11Б), значајно олакшала напредовање и ширењебубрежнифиброзанего код контролних мишева. Ови подаци снажно указују на потенцијал циљања ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)као нови терапеутски приступ за заустављање прогресијебубрежнифиброзакод пацијената са ЦКД. Треба напоменути да нивои азота урее у крви (БУН) и креатинина у серуму нису мерени на моделима мишева који су коришћени у тренутној студији због чињенице да нивои БУН/креатинина нису погођени у моделима УУО и улРИ и донекле су варијабилни у фолној киселини. модел нефропатије (47-49). Потребне су даље студије да би се утврдио утицај Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)делеција на бубрежну функцију коришћењем ЦКД мишјих модела изазваних приступом лечењу или превенцијибубрежнифиброзаи ЦКД. Шема на слици 11Д илуструје регулацију и фиброгену функцију ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)у фибробластима бубрега.

ТГФ- 1 сигнализација игра суштинску улогу у развојубубрежни фиброза(32-34). Након увреде за бубреге, ТГФ- 1 се ослобађа из повређених ТЕЦ-а и покреће активацију ТГФ- 1 сигнализације у околним фибробластима бубрега(4).ТГФ- 1 се везује за ТГФБР2, који регрутује, фосфорилише, и активира ТГФ-БР1. Фосфорилисани ТГФБР1 затим активира СМАД3-зависну канонску ТГФ- 1 сигнализацију, као и Рас и ТАК1, састојке СМАД независне, неканонске ТГФ- 1 сигнализације (35). Фармаколошка инхибиција ТГФ сигнализације коришћењем неутрализујућих антитела (36-38) или инхибитора (39,40) показала је заштитне ефекте противбубрежнифиброзау претклиничким моделима. Конкретно, утврђено је да пентоксифилин, неспецифични инхибитор фосфодиестеразе за који је клинички доказано да успорава опадање брзине гломеруларне филтрације и побољшава протеинурију (16,41).бубрежнифиброзаблокирањем фиброгених ефеката посредованих Смад3/4-(14). Иако се чини да је инхибиција ТГФ- 1 пута атрактивна стратегија за лечењебубрежнифиброза, већина, ако не и сви, фармаколошки агенси који циљају на ТГФ- 1 или ТГФ- рецепторе директно су били неуспешни у клиничким испитивањима(42). Пошто ТГФ-сигнализација игра битну физиолошку улогу у развоју, диференцијацији ћелија, хомеостази ткива и имунолошком одговору(43), директна инхибиција ТГФ-сигнализације може довести до поремећених физиолошких функција и нежељених реакција укључујући токсичност јетре (44) и срца (45, 46). Овде представљени резултати откривају нову позитивну повратну петљу сигналне осе ТГФ- 1/АТФ6/ТКСНДЦ5/ТГФБР1 у фибробластима бубрега, где ТГФ- 1 индукује појачану регулацију ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)кроз ЕР стрес и АТФ{0}}посредовану контролу транскрипције. Повећана ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)ниво додатно побољшава савијање и стабилност ТГФБР1, што доводи до појачане ТГФ- 1 сигнализације и накнадног фиброгеног одговора. Циљање ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)стога би могао потиснути фиброгену ТГФ- 1 сигнализацију тако што би прекинуо ову петљу позитивне повратне информације и тиме ослабио бубрежну фиброгенезу. Природа ТКСНДЦ5 ограничена на фибробласте (тиоредоксин домен који садржи 5)такође га чини погодном метом лека како би се избегао ризик од поремећаја физиолошких функција зависних од ТГФ- -у ћелијама нефибробласта.

Искоришћавање глобалног Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)делециону линију миша, показали смо губитак ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)може спречити фиброгенезу бубрега као одговор на повреде бубрега. Међутим, клинички је релевантније утврдити да ли циља на ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)може одвратити или чак решити постојећи бубрегфиброза. Да бисмо одговорили на ово питање, Ткндц5 који је индуциран тамоксифеном, специфичан за фибробласте (тиоредоксин домен који садржи 5)коришћена је условна нокаут линија миша (Ткнд5ко) и показала је да је индукција делеције Ткндц5 у фибробластима бубрега 10 дана након УУО, временске тачке кадабубрежнифиброзаје успостављена (Слика 11Б), значајно олакшала напредовање и ширењебубрежнифиброзанего код контролних мишева. Ови подаци снажно указују на потенцијал циљања ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)као нови терапеутски приступ за заустављање прогресијебубрежнифиброзакод пацијената са ЦКД. Треба напоменути да нивои азота урее у крви (БУН) и креатинина у серуму нису мерени на моделима мишева који су коришћени у тренутној студији због чињенице да нивои БУН/креатинина нису погођени у моделима УУО и улРИ и донекле су варијабилни у фолној киселини. модел нефропатије (47-49). Потребне су даље студије да би се утврдио утицај Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)делеција на бубрежну функцију коришћењем ЦКД мишјих модела индукованих 5/6 нефректомијом и/или третманом циклоспорином/цисплатином, модели са очигледним променама нивоа БУН и креатинина(48).

Величина смањења фиброзног подручја уочена код Тендесеко мишева била је релативно нижа од оне која је примећена код Ткндц 57 мишева. Ово би могло бити последица непотпуног брисања Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)у бубрежним фибробластима у вези са ефикасношћу Цре-посредоване рекомбинације. Иако се резиденцијални бубрежни фибробласти сматрају главним извором миофибробласта који формирају ожиљке код фиброгених болести бубрега (50), транзиције епитела у мезенхим (ЕМТ, реф. 51, 52) и транзиције ендотела у мезенхим (ЕндоМТ, реф. 53 ) показало се да доприносе развојубубрежнифиброза. Јер ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)је такође експримиран у фракцији ТЕЦ-а и ендотелних ћелија, нисмо могли искључити могућност да ТКСНДЦ5 такође може допринети фиброгенези бубрега кроз промовисање ЕМТор ЕндоМТ у овим ћелијама. Потребне су даље студије да би се ова хипотеза директно тестирала. Тамоксифен-индуцибилна, фибробласт-специфична условна нокаут линија миша коришћена у овој студији, међутим, дозвољава делецију активних миофибробласта који производе Ткндц5ин колаген без обзира на њихово порекло (тј. из ТЕЦ-а или ендотелних ћелија). Појам да је фибробласт-специфична делеција Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)ефикасно је олакшао развој и напредовање после повредебубрежнифиброзакод мишева, стога, остаје непромењено да ли ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)игра било какву улогу у фиброгенези бубрега посредованој ЕМТ или ЕндоМТ.

Иако се ТГФ-сигнализација генерално сматра централним посредникомбубрежнифиброза, ТГФ-сигнализација сама по себи може бити неопходна за одржавање хомеостазе и здравља бубрежног ткива. Условна делеција Тбгбр2 у бубрежним тубуларним ћелијама, на пример, доводи до повећане сигнализације НФ-кБ и упале бубрега (54). Брисање Тбгбр2 у сабирним каналима погоршавабубрежнифиброзакао одговор на УУО, вероватно повећањем паракриног ТГФ- сигнализације између епителних и интерстицијалних ћелија (55). У студији Неелисетти ет ал, селективна делеција Тбгбр2 у интерстицијалним ћелијама које производе матрикс коришћењем Цолла2-Цре/ЕРТ2* Тгфбр2 и Тенасцин Ц-Цре/ЕРТ*Тгфбр2М мишеви нису показали заштиту одбубрежни фиброзаиндуковано УУО или аристолохичном киселином (56), што сугерише да укидање ТГФ-сигнализације у бубрежним фибробластима можда неће бити довољно да смањи пост-повредубубрежнифиброза. Овде смо показали да Ткндц5 специфичан за фибробласте (тиоредоксин домен који садржи 5)брисање (помоћу Цолла2-Цре/ЕРТ2*Ткндц5) (тиоредоксин домен који садржи 5)доводи до смањене ТГФБР1, ТГФ- сигналне активности ифиброзау бубрезима. Запажање да је брисање Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5), али не и Тгфбр2, у бубрежним фибробластима/интерстицијалним ћелијама се смањујебубрежнифиброзасугерише да брисање Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)може имати додатне антифибротичке ефекте који су независни од ТГФ-сигнализације. Заиста, раније смо показали да у срчаним фибробластима, ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5), као ПДИ, такође промовише фиброгенезу олакшавајући савијање и производњу ЕЦМ протеина (17). Такође је могуће да Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)брисање би могло да доведе до додатне инхибиције фиброгених сигналних путева независно од ТГФ-рецептора као што су ПДГФ, ЦЦН2, Хедгехог и ХИФ-1 сигнализација (57), чиме се потенцира њен антифибротички ефекат у бубрезима. Биће потребни даљи експерименти да се ове хипотезе директно тестирају.

У закључку, ова студија је открила суштинску и раније непрепознату улогу ЕР протеина ТКСНДЦ5 обогаћеног бубрежним фибробластима (тиоредоксин домен који садржи 5)у патогенези одбубрежнифиброза. Експериментални докази сугеришу да ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)промовишебубрежнифиброзаповећањем ТГФ- сигналне активности повећањем савијања и стабилности ТГФБР1 у бубрежним фибробластима, што доводи до прекомерне трансдиференцијације миофибробласта, пролиферације и производње ЕЦМ. Циљано брисање Ткндц5 (тиоредоксин домен који садржи 5)у бубрежним фибробластима штити од развоја и прогресије после повредебубрежнифиброза. Ови резултати сугеришу да циљање ТКСНДЦ5 (тиоредоксин домен који садржи 5)може бити нов и моћан приступ за лечење или превенцијуфиброза бубрегаи ЦКД.

Референце

1. Лиу И.Реналфиброза: нови увиди у патогенезу и терапију. КиднеиИнт. 2006;69(2):213-217.

2. Цхо МХ.Реналфиброза.КореанЈПедиатр. 2010;53(7):735-740.

3.Менг КСМ, ет ал.ТГФ-Б: главни регулаторфиброза.Нат Рев Непхрол.2016;12(6):325-338. 4.Лиу БЦ, иетал. Повреда бубрежних тубула: покретачка снага ка хроничној болести бубрега. Киднеи Инт 2018;93(3):568-579.

5. Маццони Д, ет ал. Кључни фиброгени медијатори: стари играчи.Ренин-ангиотензин систем.Киднеи Инт Суппл (2011).2014;4(1):58-64.

6. Ианг Л, ет ал. Заустављање епителних ћелија у Г2/М посредујебубрегафиброзанакон повреде.НатМед. 2010;16(5):535-543.

7. Кендалл РТ, Фегхали-Боствицк ЦА. Фибробласти уфиброза: нове улоге и посредници.Фронт Пхармацол.2014;5:123.

8. Струтз Ф, Зеисбен М. Бубрежни фибробласти и миофибробласти у хроничној болести бубрега.ЈАмСоц Непхрол.2006;17(11):2992-2998.

9. Тханнидкал ВЈ. Старење, антагонистичка плеиотропија и фибротична болест.Инт ЈБиоцхем Целл Бол. 2010;42(9):1398-1400.

10. ЛеБлеу ВС, ет ал. Порекло и функција миофибробласта убубрегафиброза. Нат Мед. 2013;19(8):1047-1053.