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 arenenud DKD mudel, suurendab neerukoe faktorite taset ning PAR1 ja 2 ekspressiooni nende neerudes. Lisaks koagulatsioonifaktorite või PAR-de farmatseutiline inhibeerimine või geneetiline deletsioonleevendas põletikkuDKD korral hiirtel, kellel puudub eNOS. Selles ülevaates võtame kokku eNOS-i, koagulatsiooni ja PAR-ide vahelise seose ning pakume välja uudse ravivõimaluse DKD-ga patsientide raviks.

Märksõnad:diabeetiline glomeruloskleroos; faktor Xa;põletik; koefaktor

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

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 on neeruasendusravi vajava lõppstaadiumis neeruhaiguse peamine põhjus (Gregg et al. 2014; Liyanage jt 2015). Jaapanis moodustab diabeetiline nefropaatia enam kui 39% uutest dialüüsipatsientidest (Nitta et al. 2020). Seetõttu arendamineuudne terapeutilineDKD-ga patsientide ravimiseks on vaja valikuvõimalusi.

süsteem DKD patogeneesis. Hüperkoaguleeruvust seostatakse 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 progresseerub mikrovaskulaarseteks tüsistusteks (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 ning arutame seost hüübimis-PAR raja, eNOS-i taseme jaDKD patogenees.

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-ide kahjulik või kaitsev toime inneerukahjustuson tõestatud, koguvad andmed viitavad sellele, 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). Samamoodi kaasnesid PAR2 inhibeerimise terapeutilised toimed neerukahjustuste korralvähendas põletikkuneerudes (Hayashi jt 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 läbiviidud 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.

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-i eNOS-i väljalülitusmudelid on mõned edukad mudelid, mis jäljendavad inimese DKD-d (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 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 neerude TF-i aktiivsust diabeetilistel akita hiirtel. Me iseloomustasime TF-i ekspressiooni diabeetilistel Akita (Ins2Akita/+) hiirtel, mis on I tüüpi DM-i mudel, 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 neerude Tf mRNA ekspressioon korrelatsioonis haiguse raskusastmega, albumiini eritumisega uriiniga janeerupõletiktsütokiini ekspressioon.

Kõrge rasvasisaldusega dieet ja eNOS-i puudumine suurendavad sünergistlikult diabeetiliste hiirte TF-i

Paljud uuringud on näidanud seost rasvumise ja tromboosi vahel (Samad ja Ruf 2013). Näiteks suurendab TLR4-NF-kB raja ülesreguleerimine metaboolsete haiguste tingimustes TF-i taset (Lv et al. 2009; Owens jt 2012; Rogero ja Calder 2018). Lisaks indutseerib küllastunud rasvhapete palmitaat histooni H3 vabanemist ROS ja JNK rajast sõltuvate mehhanismide ja ekstratsellulaarsete histoonide kaudu, mis suurendavad TF ekspressiooni monotsüütides (Shrestha et al. 2013). Keskendudes koagulatsiooni, eNOS-i ja düslipideemia vahelisele seosele, on meie eelmine uuring näidanud eNOS-i puudulikkuse ja kõrge rasvasisaldusega dieedi koosmõju TF-i ekspressioonile (Li et al. 2010). Uuringus raviti eNOS-null-hiiri madala annusega STZ-ga, et välja töötada DM, ja neile toideti rasvarikast dieeti. eNOS-i ekspressiooni puudumine suurendas albumiini eritumist uriiniga ja histoloogilisi vigastusi, mida veelgi süvendas kõrge rasvasisaldusega dieet. TF ekspressioon ja aktiivsus suurenesid hiire neerudes eNOS-i ekspressiooni puudumise ja kõrge rasvasisaldusega dieedi tõttu sünergistlikul viisil. Huvitaval kombel demonstreeriti immunoreaktiivse TF taseme tõusu kolokalisatsioonikatsetes glomerulaarse monotsüütide / makrofaagide markeriga.

TF-i vastased neutraliseerivad antikehad leevendavad eNOS-Knockout hiirte diabeetiliste neerude põletikku

TF-st sõltuva koagulatsiooni suurenemist seostatakse suurenenud põletikuga (Witkowski et al. 2016). TF-st sõltuva hüübimissüsteemi pärssimine paranespõletikulised haigused, nagu LPS-indutseeritud sepsis (Pawlinski et al. 2010). Põletiku ja TF vahelise põhjusliku seose selgitamiseks DKD korral uurisime TF-i vastaste neutraliseerivate antikehade lühiajalist toimet diabeetilise neerupõletikule eNOS-i puudulikkusega hiirtel (Li et al. 2010). Tulemused näitasid, et TF-vastaste antikehade manustamine vähendas märkimisväärselt põletiku ja fibroosiga seotud geenide, nagu Tnfa, Ccl2, Tgfb ja Col4 mRNA, neerude ekspressioonitaset hiire neerudes neli päeva pärast TF neutraliseerimist.

Koagulatsiooni FXa inhibiitor parandab neerukahjustusi diabeetilistel hiirtel, kellel puudub eNOS

Koagulatsioon FXa, mis asub TF / VIIa allavoolu, aitab kaasa ka põletikule PAR-sõltuva raja kaudu. Selle rolli DKD-s on demonstreeritud mitmetes loommudelites. Sumi et al. (2011) näitasid, et fondapariinuks, FXa inhibiitor, vähendas db/db hiirtel uriini valgu taset, glomerulaarset hüpertroofiat ja fibriini ladestumist. Meie rühm demonstreeris FXa inhibeerimise terapeutilist toimet DKD hiirtel, kellel puudus eNOS (Oe et al. 2016). Edoksabaani (50 mg/kg/päevas), suukaudset FXa inhibiitorit, manustati eNOS-/-; Ins2Akita/+ hiirtel kolm kuud ja tulemused näitasid histoloogiliste vigastuste, nagu mesangiaalse maatriksi proliferatsiooni, paranemist. Edoksabaan vähendas põletikuliste geenide ekspressioonitaset neerudes (tabel 1). FXa aktiveerib nii PAR1 kui ka PAR2. FXa-vahendatud neerukahjustuse mehhanismi selgitamiseks näitasime, et FXa inhibiitorite põletikuvastane toime on sarnane PAR2-/- hiirtel ja PAR2-/- hiirtel, kellel on FXa inhibiitorid. . Need leiud viitasid sellele, et FXa põhjustas tõenäoliselt DKD-s PAR2-sõltuva mehhanismi kaudu põletikku. Seevastu edoksabaan ei parandanud glomerulaarkahjustusi eNOS+/+ puhul; Ins2Akita /+ hiired, mis viitab sellele, et FXa inhibeerimise terapeutiline toime oli seotud I tüüpi diabeediga hiirte eNOS-sõltuva hüperkoagulatsiooniga.

Muud DKD hüübimisfaktorid

Kuna trombiin on suunatud PAR1-le, mis soodustab veresoonte põletikku (Chen ja Dorling 2009), süvendab trombiin tõenäoliselt DKD-d. Siiski on näidatud trombiini kaitsvat või kahjulikku rolli DKD patogeneesis; väikeses annuses trombiin (50 pM) hoidis ära, samas kui suur annus trombiini (20 nM) süvendas glükoosist põhjustatud apoptoosi podotsüütides (Wang et al. 2011b). Tulevikus tuleks selgitada trombiini inhibiitorite, nagu dabigatraani, mõju diabeetikutele, kellel puudub eNOS.

Fibrinogeen on seotud mitmesuguste põletikuliste seisunditega. Huvitaval kombel oli fibrinogeeni osaline vähenemine või puudumine kasulik neeruisheemia-reperfusiooni mudelite või obstruktiivse neerufibroosi korral (Sörensen et al. 2011; Craciun jt 2014). Kuna diabeetilistel hiirtel, kellel puudub eNOS, suureneb glomerulaarfibriini ladestumine (Nakagawa et al. 2007; Li jt 2010; Wang jt 2011a), väärib selle rolli selgitamine DKD patogeneesis edasist uurimist.

PAR1 ja PAR2 ekspressioon diabeetilistel hiirtel, kellel puudub eNOS

PAR-de suurenenud ekspressioon on seotud neerukahjustusega. Meie ja teised oleme näidanud, et Par1 ja/või Par2 mRNA ekspressioonitasemed suurenesid diabeetilise nefropaatia, üheksast põhjustatud neerukahjustuse, obstruktiivse neerufibroosi ja tsisplatiinist põhjustatud neerukahjustusega loommudelites (Chung et al. 2013; Hayashi jt 2016; Oe jt 2016; Watanabe jt 2019). Lisaks suurenes glomerulaarse PAR2 valgu tase db/db hiirtel, mis on II tüüpi DM mudel (Sumi et al. 2011). Näitasime seost PAR ekspressiooni ja eNOS-i puudulikkuse vahel diabeetilistel hiirtel (Oe et al. 2016). Par1 mRNA ekspressioonitase oli eNOS−/− puhul oluliselt kõrgem; Ins2Akita/+ hiirtel kui eNOS-/-; Ins2Akita/+ ja mitte-DM hiired. Samamoodi oli Par2 ekspressioon oluliselt kõrgem eNOS-/- puhul; Ins2Akita/+ hiirtel kui mitte-DM hiirtel. Seevastu Par4 mRNA tasemed ei erinenud genotüüpide vahel. eNOS-i puudumine süvendab DKD põletikku (Wang et al. 2011a). Kuna väidetavalt suurendavad põletikueelsed tsütokiinid PAR-e (Nystedt et al. 1996), indutseerib eNOS-i puudumisest põhjustatud suurenenud põletik tõenäoliselt neerude Pars-i ekspressiooni DKD-s. Kokkuvõttes näitasid meie uuringute tulemused, et PAR1 ja PAR2 ekspressioonitasemed, sarnaselt TF-i korral, suurenesid diabeetilistes neerudes, kui eNOS puudus (joonis 2).

PAR2 deletsioon parandas diabeetilist neerukahjustust hiirtel vähendatud eNOS-iga

Meie ja teised oleme varasemates uuringutes käsitlenud PAR2 rolli DKD-s. Par2 deletsioon ei mõjutanud diabeetiliste metsiktüüpi Akita hiirte (Ins2Akita/+) glomerulaarkahjustusi eNOS-iga (Oe et al. 2016). Lisaks ilmnes STZ-indutseeritud diabeetilistel hiirtel, kellel puudus PAR2, võrreldes diabeetiliste metsiktüüpi hiirtega võrreldes vähenenud albuminuuria, kuid suurenenud mesangiaalne laienemine (Waasdorp et al. 2017). Need tulemused näitavad kollektiivselt, et DKD varases ja kerges mudelis puudub PAR2 inhibeerimisel kerge terapeutiline toime neerukahjustusele. Seevastu oleme demonstreerinud PAR2 puudulikkuse mõju DKD-le diabeetilistel Akita hiirtel, kelle eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) ekspressioon on vähenenud (Oe et al. 2016). PAR2 puudumine vähendas märkimisväärselt albumiini uriiniga eritumise taset, mesangiaalset laienemist ja GBM-i paksust. Põletikueelsete ja fibroosiga seotud geenide, sealhulgas Tnfa, Tgfb ja Col4 ekspressioonitasemed vähenesid ka hiire neerudes. Need leiud viitavad sellele, et PAR2 on patogeenne mitte varases, vaid suhteliselt kaugelearenenud diabeetilises glomerulaarkahjustuses, mis on põhjustatud eNOS-i puudulikkusest (tabel 1).

Wecistanche'i tugiteenus - Hiina suurim tsistanšeksportija:

E-post:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Lisateabe saamiseks ostke:

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