Koagulacja, receptory aktywowane proteazami i cukrzycowa choroba nerek: wnioski od myszy z niedoborem ENOS

Śródbłonkowa syntaza tlenku azotuWiadomo, że dysfunkcja eNOS pogarsza postęp i rokowaniecukrzycowa choroba nerek(DKD). Jednym z mechanizmów umożliwiających osiągnięcie tego celu jest powiązanie niskiego poziomu eNOS z nadkrzepliwością, która sprzyja uszkodzeniu nerek. W zewnętrznej kaskadzie krzepnięcia czynnik tkankowy (czynnik III) i dalsze czynniki krzepnięcia, takie jak aktywny czynnik X (FXa), zaostrzają stan zapalny poprzez aktywację receptorów aktywowanych proteazami (PAR). Ostatnio wykazano, że brak lub zmniejszona ekspresja eNOS u myszy z cukrzycą, jako model zaawansowanej DKD, zwiększa poziom czynników tkanki nerkowej oraz PAR1 i2 ekspresja w nerkach. Ponadto farmaceutyczne hamowanie lub genetyczna delecja czynników krzepnięcia lub PARzłagodzenie stanu zapalnego w DKDu myszy pozbawionych eNOS. W tym przeglądzie podsumowujemy związek między eNOS, krzepnięciem i PAR i proponujemy nową opcję terapeutyczną w leczeniupacjentów z DKD. 

Słowa kluczowe: cukrzycowe stwardnienie kłębuszków nerkowych; czynnik Xa; zapalenie; czynnik tkankowy

KLIKNIJ TUTAJ, ABY POZYSKAĆ ​​NATURALNY ORGANICZNY WYCIĄG Z CISTANCHE Z 25% ECHINAKOZYDEM I 9% AKTEOZYDEM NA FUNKCJĘ NEREK

Wsparcie dla Wecistanche – największego eksportera Cistanche w Chinach:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/tel:+86 15292862950

Kup więcej szczegółów specyfikacji:

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

Wstęp

Liczba pacjentów zcukrzycowa choroba nerek(DKD) rośnie na całym świecie (de Boer i in. 2011; Kainz i in. 2015; Ogurtsova i in. 2017). DKD jest jedną z głównych przyczyn śmiertelności pacjentów z powikłaniami cukrzycy (Afkarian i wsp. 2013). Co więcej, DKD ma charakter postępujący i jest główną przyczynąschyłkowa choroba nerekwymagająceterapię nerkozastępczą(Gregg i in. 2014; Liyanage i in. 2015). W Japonii,nefropatja cukrzycowastanowi ponad 39% nowych dializowanych pacjentów (Nitta i in. 2020). Dlatego teżopracowanie nowatorskiego lekuw leczeniu pacjentów z DKD.

Rośnie zainteresowanie rolą układu krzepnięcia w organizmiePatogeneza DKD.Nadkrzepliwośćjest powiązana z DKD (Goldberg 2009; Domingueti i in. 2016). Wykazano, że podwyższony poziom fibrynogenu we krwi jest powiązany z niskim oszacowanym współczynnikiem filtracji kłębuszkowej, wysokim białkomoczem i poważnym uszkodzeniem histologicznym, a także był czynnikiem prognostycznym progresji do schyłkowej niewydolności nerek (Dalla Vestra i wsp. 2005; Pan i in. al. 2018; Zhang i in. 2018). Niektóre badania wykazały korelację między poziomem D-dimeru, produktu degradacji fibryny, a dysfunkcją nerek w DKD (Domingueti i in. 2018; Pan i in. 2018). Nadkrzepliwość w DKD jest prawdopodobnie uwarunkowana wieloma czynnikami. Na przykład układ renina-angiotensyna-aldoster aktywuje czynnik tkankowy (TF, czynnik III) i nasila zdarzenia zakrzepowe (Dielis i wsp. 2005). W przeciwnym razie hiperglikemia, dyslipidemia, stan zapalny lub dysfunkcja śródbłonka są zaangażowane w stan prozakrzepowy w patogenezie DKD (Goldberg 2009).

W DKD występuje dysfunkcja śródbłonka, która prowadzi do powikłań mikronaczyniowych (Goldberg 2009; Nakagawa i wsp. 2011). Upośledzona produkcja śródbłonkowej syntazy tlenku azotu (eNOS) lub zmniejszona aktywność eNOS (np. upośledzona fosforylacja eNOS) jest cechą charakterystyczną dysfunkcji śródbłonka w DKD (Nakagawa i in. 2011; Cheng i in. 2012). Pokazaliśmy, że utrata ekspresji eNOS była powiązana ze wzrostem poziomu TF i aktywnością zewnątrzpochodnego układu krzepnięcia (Li i in. 2010; Wang i in. 2011a), co jest ściśle powiązane ze zdarzeniami zakrzepowymi u pacjentów z przewlekłą chorobą nerek choroby (Kolachalama i in. 2018).

Oprócz zwiększonego ryzyka zdarzeń zakrzepowych, proteazy krzepnięcia, takie jak aktywny czynnik FVII (FVIIa), aktywny czynnik (FXa) i trombina, które są obecne w zewnętrznej kaskadzie krzepnięcia, pośredniczą w uszkodzeniu tkanki poprzez receptor aktywowany proteazą ( mechanizm zależny od PAR (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). W tym przeglądzie podsumowujemy wyniki uzyskane od myszy z cukrzycą pozbawionych eNOS i omawiamy związek między szlakiem krzepnięcia-PAR, poziomami eNOS i patogenezą DKD.

Szlak receptorów aktywowanych przez czynniki tkankowe/proteazy

Czynnik tkankowy (TF), znany jako czynnik III, to białko transbłonowe o masie 47 kDa, które oddziałuje z czynnikiem VII (FVII) (Grover i Mackman 2018). Kompleks TF/FVIIa jest aktywatorem zewnętrznej kaskady krzepnięcia i katalizuje aktywację FX i FIX. FXa i aktywowany kofaktor V (FVa) tworzą kompleks prozakrzepowy, który wytwarza trombinę. Wreszcie trombina przekształca fibrynogen w fibrynę, co powoduje powstawanie skrzeplin (Grover i Mackman 2018). TF ulega ekspresji zarówno w komórkach mięśni gładkich naczyń, jak i fibroblastach przydanek. W stanach zapalnych jego ekspresja jest indukowana w komórkach śródbłonka lub komórkach krążących, takich jak monocyty (Řsterud i Bjørklid 2006).

Receptory aktywowane proteazami (PAR) są członkami nadrodziny receptorów sprzężonych z białkiem G, składającej się z czterech białek PAR (PAR1-4). PAR ulegają rozszczepieniu przez proteazy na N-końcu i są aktywowane po związaniu z nowym N-końcem zawierającym uwiązany ligand. Czterej członkowie PAR (PAR1-4) są aktywowani przez specyficzne proteazy krzepnięcia: kompleks TF i FVIIa aktywuje PAR2, czynnik Xa aktywuje zarówno PAR1, jak i PAR2, a trombina aktywuje PAR1, PAR3 i PAR4 (Camerer i in. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier i Ruf 2012; Zhao i in. 2014). Związek między TF, proteazami krzepnięcia i PAR pokazano na ryc. 1.

Wiadomo, że PAR ulegają szerokiej ekspresji w komórkach nerek i biorą udział w patofizjologii uszkodzenia nerek. Zarówno PAR1, jak i PAR2 ulegają ekspresji w komórkach śródbłonka kłębuszków nerkowych, komórkach mezangialnych i komórkach kanalików nerkowych pochodzących od człowieka lub myszy; PAR2, PAR3 i PAR4 ulegają ekspresji w ludzkich podocytach; PAR1, PAR3 i PAR4 ulegają ekspresji w mysich podocytach (Tanaka i in. 2005; Vesey i in. 2005; Madhusudhan i in. 2012; Dong i in. 2015; Madhusudhan i in. 2016).

Chociaż wykazano szkodliwe lub ochronne działanie PAR w uszkodzeniu nerek, coraz więcej danych sugeruje, że PAR nasilają stan zapalny poprzez stymulację produkcji cytokin i chemokin (Rothmeier i Ruf 2012; Isermann 2017; Posma i in. 2019). Zgodnie z tym odkryciem agoniści PAR1 i PAR2 promują ekspresję mediatorów stanu zapalnego, takich jak białko chemotaktyczne monocytów 1 (MCP1) i inhibitor aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1) ​​oraz cząsteczek profibrotycznych w śródbłonku , mezangialnych i kanalików nerkowych (Vesey i in. 2005; Vesey i in. 2013; Ellinghaus i in. 2016; Waasdorp i in. 2016; Oe i in. 2019). W badaniach in vivo brak PAR1 lub obecność inhibitorów PAR1 zmniejszały stan zapalny w modelach kłębuszkowego zapalenia nerek z półksiężycem lub obturacyjnego uszkodzenia nerek (Cunningham i in. 2000; Waasdorp i in. 2019; Lok i in. 2020). Podobnie terapeutycznemu działaniu hamowania PAR2 w uszkodzeniach nerek towarzyszyło zmniejszenie stanu zapalnego w nerkach (Hayashi i in. 2016; Du i in. 2017; Han i in. 2019; Watanabe i in. 2019).

Polimorfizmy śródbłonkowej syntazy tlenku azotu w DKD

Śródbłonkowa syntaza tlenku azotu (eNOS) jest jedną z trzech izoform NOS i bierze udział w wytwarzaniu NO w śródbłonku naczyń (Walford i Loscalzo 2003). NO wytwarzany przez eNOS w śródbłonku naczyń odgrywa kluczową rolę w regulacji relaksacji naczyń, działaniu przeciwzapalnym i zapobieganiu tworzeniu się skrzeplin (Walford i Loscalzo 2003). Upośledzona ekspresja eNOS jest powiązana z rozwojem DKD. Niedawno przeprowadzone metaanalizy na ludziach wykazały, że G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) i intron 4b/4a ​​(rs869109213) w genach eNOS (NOS3) są blisko powiązane z rozwój DKD (Dellamea i in. 2014; Zhang i in. 2015; Dong i in. 2018). Spośród tych wariantów dobrze scharakteryzowano rolę polimorfizmu G894T (Glu298Asp) w funkcji eNOS. Wykazano zmniejszoną produkcję NO lub akumulację azotynów w komórkach CHO transfekowanych 298Asp w porównaniu z komórkami 298Glu (Noiri i in. 2002). Łącznie wyniki te wskazują, że zmniejszona produkcja NO w wyniku dysfunkcji eNOS jest ważna dla postępu DKD u ludzi.

Ryc. 1. Zależność pomiędzy czynnikami krzepnięcia a receptorami aktywowanymi proteazami (PAR). W zewnętrznej kaskadzie krzepnięcia kompleks czynnika tkankowego (TF) i aktywnego FVII (FVIIa) aktywuje receptor 2 aktywowany proteazą (PAR2), aktywny FX (FXa) aktywuje zarówno PAR1, jak i PAR2, a trombina celuje w PAR1, PAR3 i PAR4. Rozszczepienie N-końcowej sekwencji PAR przez proteazy koagulacyjne ujawnia nową N-końcową sekwencję, która działa jak związany ligand i sprzyja zapaleniu.

Myszy cukrzycowe pozbawione eNOS jako model ludzkiej nefropatii cukrzycowej

Utworzenie wiarygodnych modeli przedklinicznych przypominających ludzką DKD jest niezbędne do badania nowych opcji terapeutycznych. Na podstawie dowodów wskazujących na związek między polimorfizmem eNOS a DKD, kilka badań wykazało, że modele DM typu I i typu II z nokautem eNOS to jedne z udanych modeli naśladujących ludzką DKD (Brosius i in. 2009; Azushima i in. 2018). Wykazano, że u myszy z cukrzycą indukowanych streptozotocyną, pozbawionych eNOS, rozwija się ciężka albuminuria, ekspansja mezangialna, pogrubienie błony podstawnej kłębuszków nerkowych i hialinoza tętnicza, przypominająca ludzką DKD (Nakagawa i wsp. 2007). Podobnie myszy z cukrzycą typu II (db/db) pozbawione eNOS wykazywały ciężkie stwardnienie kłębuszków nerkowych i albuminurię (Zhao i in. 2006).

Podwyższony TF u myszy z cukrzycą pozbawionych eNOS

NO hamuje tworzenie się skrzeplin i agregację płytek krwi (Walford i Loscalzo 2003). Ponieważ u myszy z cukrzycą pozbawionych eNOS obserwowano tworzenie się skrzepliny kłębuszkowej (Nakagawa i wsp. 2007), upośledzona ekspresja eNOS jest prawdopodobnie związana ze wzrostem krzepnięcia zależnego od TF. Związek między eNOS i TF w DKD omówiliśmy w naszych poprzednich raportach (Li i in. 2010; Wang i in. 2011a; Oe i in. 2016) (ryc. 2).

Zmniejszona lub brak ekspresji eNOS zwiększa aktywność TF w nerkach u myszy Akita z cukrzycą

Scharakteryzowaliśmy ekspresję TF u chorych na cukrzycę myszy Akita (Ins2Akita/+), modelu DM typu I, z różnymi poziomami ekspresji eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- i eNOS-/-) (Wang i in. 2011a). Stwierdziliśmy, że nasilenie DKD było powiązane ze zmniejszoną ekspresją eNOS. Wydalanie albumin z moczem, stwardnienie kłębuszków nerkowych i zmniejszenie współczynnika filtracji kłębuszkowej występowały w następującej kolejności: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Co ciekawe, ekspresja i aktywność TF w nerkach wzrosła w eNOS+/-; Ins2Akita/+ i eNOS-/-; Myszy Ins2Akita/+ w porównaniu z myszami w eNOS+/+; Myszy Ins2Akita/+. Odkładanie fibryny kłębuszkowej było również niezwykłe w eNOS+/-; Ins2 Akita/+ i eNOS-/-; Myszy Ins2 Akita/+. Ponadto ekspresja mRNA Tf w nerkach była skorelowana z ciężkością choroby, wydalaniem albumin z moczem i ekspresją cytokin zapalnych nerek.