Koagulatsioon, proteaasiga aktiveeritud retseptorid ja diabeetiline neeruhaigus: õppetunnid ENOS-i puudulikkusega hiirtelt

Endoteeli lämmastikoksiidi süntaas(eNOS) düsfunktsioon süvendab teadaolevalt haiguse progresseerumist ja prognoosidiabeetiline neeruhaigus(DKD). Üks mehhanisme, mille kaudu see saavutatakse, on see, et madal eNOS-i tase on seotud hüperkoagulatsiooniga, mis soodustab neerukahjustusi. Välises hüübimiskaskaadis süvendavad koefaktor (faktor III) ja allavoolu hüübimisfaktorid, nagu aktiivne faktor X (FXa), põletikku proteaasiga aktiveeritud retseptorite (PAR) aktiveerimise kaudu. Hiljuti on näidatud, et eNOS-i ekspressiooni puudumine või vähenemine diabeetilistel hiirtel, mis on kaugelearenenud DKD mudel, suurendab neerukoe faktorite taset ja PAR1 ja2 ekspressiooni nende neerudes. Lisaks koagulatsioonifaktorite või PAR-de farmatseutiline inhibeerimine või geneetiline deletsioonleevendas DKD põletikkuhiirtel, kellel puudub eNOS. Selles ülevaates võtame kokku eNOSe, koagulatsiooni ja PAR-ide vahelised seosed ning pakume välja uudse ravivõimaluseDKD-ga patsiendid. 

Märksõnad: diabeetiline glomeruloskleroos; faktor Xa; põletik; koefaktor

25% EHHINAKOSIIDI JA 9% AKTEOSIIDI NEERUTUNGIMISEKS LOODUSLIKU ORGAANILISE TASTANHEKSTRAKTI SAAMISEKS KLIKI SIIA

Wecistanche'i tugiteenus - Hiina suurim tsistanšeksportija:

E-post:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Lisateabe saamiseks ostke:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop

Sissejuhatus

Patsientide arv, kellel ondiabeetiline neeruhaigus(DKD) kasvab kogu maailmas (de Boer jt 2011; Kainz jt 2015; Ogurtsova jt 2017). DKD on üks peamisi diabeedi tüsistustega patsientide suremuse põhjuseid (Afkarian et al. 2013). Lisaks on DKD progresseeruv ja selle peamine põhjuslõppstaadiumis neeruhaigusnõudesneeruasendusravi(Gregg jt 2014; Liyanage jt 2015). Jaapanis,diabeetiline nefropaatiamoodustab enam kui 39% uutest dialüüsipatsientidest (Nitta et al. 2020). Seetõttu onuudse ravi arendamineDKD-ga patsientide ravimiseks on vaja valikuvõimalusi.

Kasvab huvi hüübimissüsteemi rolli vastuDKD patogenees.Hüperkoagulatsioonon seotud DKD-ga (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Kõrgenenud fibrinogeeni tase veres on seotud madala hinnangulise glomerulaarfiltratsiooni kiiruse, kõrge proteinuuria ja raske histoloogilise vigastusega ning see ennustas progresseerumist lõppstaadiumis neeruhaiguseks (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. al. 2018; Zhang jt 2018). Mõned uuringud on näidanud seost D-dimeeri (fibriini lagunemissaaduse) taseme ja neerufunktsiooni häirete vahel DKD korral (Domingueti et al. 2018; Pan jt 2018). DKD hüperkoagulatsiooni määravad tõenäoliselt mitmed tegurid. Näiteks reniin-angiotensiin-aldosterooni süsteem aktiveerib koefaktorit (TF, III faktor) ja suurendab tromboosi juhtumeid (Dielis et al. 2005). Vastasel juhul on DKD patogeneesis tromboosieelses seisundis kaasatud hüperglükeemia, düslipideemia, põletik või endoteeli düsfunktsioon (Goldberg 2009).

DKD korral esineb endoteeli düsfunktsioon, mis viib mikrovaskulaarsete tüsistusteni (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Endoteeli lämmastikoksiidi süntaasi (eNOS) tootmine või eNOS-i aktiivsuse vähenemine (nt eNOS-i fosforüülimise häire) on DKD endoteeli düsfunktsiooni tunnuseks (Nakagawa et al. 2011; Cheng jt 2012). Oleme näidanud, et eNOS-i ekspressiooni kadumine oli seotud TF-i taseme tõusuga ja välise hüübimissüsteemi aktiivsusega (Li et al. 2010; Wang jt 2011a), mis on tihedalt seotud trombootiliste sündmustega kroonilise neeruhaigusega patsientidel. haigused (Kolachalama jt 2018).

Lisaks trombootiliste sündmuste suurenenud riskile vahendavad koagulatsiooniproteaasid, nagu aktiivne faktor FVII (FVIIa), aktiivne faktor (FXa) ja trombiin, mis esinevad välises hüübimiskaskaadis, proteaasi poolt aktiveeritud retseptori kaudu. PAR)-sõltuv mehhanism (Madhusudhan jt 2016; Posma jt 2019). Selles ülevaates võtame kokku eNOS-i puuduvate diabeetiliste hiirte tulemused ja arutame seost hüübimis-PAR raja, eNOS taseme ja DKD patogeneesi vahel.

Koefaktori/proteaasiga aktiveeritud retseptorite rada

Koefaktor (TF), tuntud kui faktor III, on 47 kDa transmembraanne valk, mis interakteerub VII faktoriga (FVII) (Grover ja Mackman 2018). TF / FVIIa kompleks on välise hüübimiskaskaadi aktivaator ja katalüüsib FX ja FIX aktiveerimist. FXa ja aktiveeritud kofaktor V (FVa) moodustavad protrombootilise kompleksi, mis tekitab trombiini. Lõpuks muudab trombiin fibrinogeeni fibriiniks, mille tulemuseks on trombide moodustumine (Grover ja Mackman 2018). TF ekspresseeritakse nii veresoonte silelihasrakkudes kui ka juhuslikes fibroblastides. Põletikulistes tingimustes indutseeritakse selle ekspressioon endoteelirakkudes või ringlevates rakkudes, näiteks monotsüütides (Østerud ja Bjørklid 2006).

Proteaasiga aktiveeritud retseptorid (PAR-id) on G-valguga seotud retseptorite superperekonna liikmed, mis hõlmavad nelja PAR-valku (PAR1-4). PAR-id lõhustatakse proteaaside poolt N-terminaalses otsas ja need aktiveeritakse pärast seondumist uue N-otsaga, mis sisaldab seotud ligandi. PAR-i neli liiget (PAR1-4) aktiveeritakse spetsiifiliste hüübimisproteaaside poolt: TF ja FVIIa kompleks aktiveerib PAR2, faktor Xa aktiveerib nii PAR1 kui PAR2 ning trombiin aktiveerib PAR1, PAR3 ja PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier ja Ruf 2012; Zhao jt 2014). Seos TF, koagulatsiooniproteaaside ja PAR-de vahel on näidatud joonisel 1.

On teada, et PAR-id ekspresseeritakse laialdaselt neerurakkudes ja on seotud neerukahjustuse patofüsioloogiaga. Nii PAR1 kui ka PAR2 ekspresseeritakse inimeselt või hiirelt pärinevates glomerulaarsetes endoteelirakkudes, mesangiaalrakkudes ja neerutorurakkudes; PAR2, PAR3 ja PAR4 ekspresseeritakse inimese podotsüütides; PAR1, PAR3 ja PAR4 ekspresseeruvad hiire podotsüütides (Tanaka jt 2005; Vesey jt 2005; Madhusudhan jt 2012; Dong jt 2015; Madhusudhan jt 2016).

Kuigi PAR-de kahjulik või kaitsev toime neerukahjustuse korral on tõestatud, viitavad akumuleeruvad andmed, et PAR-id süvendavad põletikku, stimuleerides tsütokiinide ja kemokiinide tootmist (Rothmeier ja Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). Kooskõlas selle leiuga soodustavad PAR1 ja PAR2 agonistid põletikuliste vahendajate, näiteks monotsüütide kemotaktilise valgu 1 (MCP1) ja plasminogeeni aktivaatori inhibiitori -1 (PAI-1) ​​ja pro-fibrootiliste molekulide ekspressiooni endoteelis. , mesangiaal- ja neerutorukeste rakud (Vesey jt 2005; Vesey jt 2013; Ellinghaus jt 2016; Waasdorp jt 2016; Oe jt 2019). In vivo uuringutes vähendas PAR1 puudumine või PAR1 inhibiitorite olemasolu põletikku poolkuu glomerulonefriidi või obstruktiivse neerukahjustuse mudelites (Cunningham et al. 2000; Waasdorp jt 2019; Lok jt 2020). Sarnaselt kaasnes PAR2 inhibeerimise terapeutilise toimega neerukahjustuste korral põletiku vähenemine neerudes (Hayashi et al. 2016; Du jt 2017; Han jt 2019; Watanabe jt 2019).

Endoteeli lämmastikoksiidi süntaasi polümorfismid DKD-s

Endoteeli lämmastikoksiidi süntaas (eNOS) on üks kolmest NOS-i isovormist ja see aitab kaasa NO tootmisele veresoonte endoteelis (Walford ja Loscalzo 2003). eNOS-i poolt vaskulaarses endoteelis toodetud NO mängib olulist rolli veresoonte lõdvestamise, põletikuvastase toime reguleerimisel ja trombide moodustumise ennetamisel (Walford ja Loscalzo 2003). Kahjustatud eNOS-i ekspressiooni seostatakse DKD arenguga. Hiljuti läbi viidud inimeste metaanalüüsid on näidanud, et eNOS-i (NOS3) geenide G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) ja intron 4b/4a ​​(rs869109213) on tihedalt seotud DKD areng (Dellamea jt 2014; Zhang jt 2015; Dong jt 2018). Nendest variantidest on G894T (Glu298Asp) polümorfismi osa eNOS-i funktsioonis hästi iseloomustatud. NO või nitritite akumulatsiooni vähenemine oli näidatud 298Asp-ga transfekteeritud CHO-rakkudes võrreldes 298Glu-ga (Noiri et al. 2002). Kokkuvõttes näitavad need tulemused, et eNOS-i düsfunktsiooni tõttu vähenenud NO tootmine on oluline DKD progresseerumiseks inimestel.

Joonis 1. Seos hüübimisfaktorite ja proteaasiga aktiveeritud retseptorite (PAR) vahel. Välises hüübimiskaskaadis aktiveerib koefaktori (TF) ja aktiivse FVII (FVIIa) kompleks proteaasiga aktiveeritud retseptori 2 (PAR2), aktiivne FX (FXa) aktiveerib nii PAR1 kui ka PAR2 ning trombiini sihtmärgiks on PAR1, PAR3 ja PAR4. PAR-de N-terminaalse järjestuse lõhustamine koagulatsiooniproteaaside poolt paljastab uue N-terminaalse järjestuse, mis toimib seotud ligandina ja soodustab põletikku.

Diabeetilised hiired, kellel puudub eNOS kui inimese diabeetilise nefropaatia mudel

Inimese DKD-d meenutavate usaldusväärsete prekliiniliste mudelite loomine on uudsete ravivõimaluste uurimiseks hädavajalik. Tuginedes tõenditele, mis näitavad seost eNOS-i polümorfismi ja DKD vahel, on mitmed uuringud näidanud, et I ja II tüüpi DM eNOS-i väljalülitusmudelid on mõned edukad mudelid, mis jäljendavad inimese DKD-d (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Näidati, et streptozototsiini poolt indutseeritud diabeetilistel hiirtel, kellel puudub eNOS, tekib raske albuminuuria, mesangiaalne laienemine, glomerulaarse basaalmembraani paksenemine ja arteriolaarne hüalinoos, mis sarnaneb inimese DKD-ga (Nakagawa et al. 2007). Sarnaselt ilmnes II tüüpi diabeediga hiirtel (db/db), kellel puudus eNOS, raske glomeruloskleroos ja albuminuuria (Zhao et al. 2006).

Kõrgenenud TF diabeetilistel hiirtel, kellel puudub eNOS

NO pärsib trombide moodustumist ja trombotsüütide agregatsiooni (Walford ja Loscalzo 2003). Kuna diabeetilistel hiirtel, kellel puudus eNOS, täheldati glomerulaartrombi moodustumist (Nakagawa et al. 2007), on eNOS-i ekspressiooni halvenemine tõenäoliselt seotud TF-st sõltuva koagulatsiooni suurenemisega. eNOS-i ja TF-i seost DKD-s on käsitletud meie varasemates aruannetes (Li et al. 2010; Wang jt 2011a; Oe jt 2016) (joonis 2).

eNOS-i ekspressiooni vähenemine või puudumine suurendab diabeetiliste Akita hiirte neerude TF aktiivsust

Iseloomustasime TF ekspressiooni diabeetilistel Akita (Ins2Akita/+) hiirtel, I tüüpi DM-i mudelil, erinevate eNOS-i ekspressioonitasemetega (eNOS+/+, eNOS+/- ja eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Leidsime, et DKD raskusaste oli seotud eNOS-i ekspressiooni vähenemisega. Albumiini eritumine uriiniga, glomeruloskleroos ja glomerulaarfiltratsiooni kiiruse vähenemine süvenesid järgmises järjekorras: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Huvitaval kombel suurenes neerude TF ekspressioon ja aktiivsus eNOS+/- korral; Ins2Akita/+ ja eNOS-/-; Ins2Akita/+ hiired võrreldes eNOS+/+ hiirtega; Ins2Akita/+ hiired. Glomerulaarne fibriini ladestumine oli samuti märkimisväärne eNOS+/- puhul; Ins2 Akita/+ ja eNOS-/-; Ins2 Akita/+ hiired. Lisaks oli neeru Tf mRNA ekspressioon korrelatsioonis haiguse tõsiduse, albumiini eritumisega uriiniga ja neerupõletikulise tsütokiini ekspressiooniga.