Nowa strategia terapeutyczna dla nefropatii cukrzycowej: antagonista CCR2

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

CZĘŚĆ Ⅱ:Wpływ antagonisty CCR2 na ekspresję makrofagów i receptora Toll-podobnego 9 w mysim modelu nefropatii cukrzycowej

Seigo Ito, Hiroyuki Nakashima, Takuya Ishikiriyama, Masahiro Nakashima, Akira Yamagata i in.

Abstrakcyjny

Patogenezanefropatja cukrzycowa(DN) jest związane z rekrutacją makrofagów (Mo) do nerek, wytwarzaniem czynnika martwicy nowotworu (TNF-o) i stresem oksydacyjnym. Aktywacja receptora Toll-podobnego 9 (TLR9) jest podobno zaangażowana w ogólnoustrojowe zapalenie i zaostrza ten stan w zespole metabolicznym. Dlatego postawiliśmy hipotezę, że TLR9 odgrywa rolę w patogenezie DN(nefropatja cukrzycowa). Dwa podzbiory Mos nerek w DNnefropatja cukrzycowamyszy model (db/db) analizowano za pomocą cytometrii przepływowej w celu oceny ich rozmieszczenia oraz ekspresji i funkcji TLR9. Myszom podawanoCCR2antagonista INCB3344 przez 8 tygodni; zmiany w rozkładzie i funkcji Mo oraz jego terapeutyczny wpływ na DNnefropatja cukrzycowazbadano patologię. W nerkach myszy zidentyfikowano CD11bhigh(BM-Mo) pochodzące ze szpiku kostnego i rezydujące w tkankach CD11blow Mos(Res-Mo). Jako DNnefropatja cukrzycowapostęp, liczba BM-Mφ, ekspresja TLR9 i produkcja TNF znacznie wzrosły. W Res-Mos zwiększono produkcję reaktywnych form tlenu (ROS) i aktywność fagocytarną. INCB3344 zmniejszył albuminurię, poziom kreatyniny w surowicy, obfitość BM-Mφ, ekspresję TLR9 i produkcję TNF-α przez BM-Mφ i produkcję ROS przez Res-Mos. Zarówno zwiększona aktywacja BM-Mo poprzez produkcję TLR9 i TNF, jak i zwiększona produkcja ROS przez Res-Mos były zaangażowane w DN(nefropatja cukrzycowa)postęp. Zatem inaktywacja Mos i ich ekspresji TLR9 przez INCB3344 jest potencjalną strategią terapeutyczną dla DN(nefropatja cukrzycowa).

NOWOŚĆ I WARTO ZWRÓCIĆ Sklasyfikowaliśmy makrofagi nerkowe (Mos) na Mos (BM-Mos) pochodzące ze szpiku kostnego, wykazujące wysoką ekspresję CD1lb i specyficzne tkankowo rezydentne Mo(Res-Mos) wykazujące niską ekspresję CD11b. Wnefropatja cukrzycowa(DN) myszy modelowe. Wzmocniono ekspresję receptora Toll-podobnego 9 (TLR9) i produkcję TNF poprzez aktywację TLR9 w BM-Mos i produkcję ROS w Res-Mos.CCR2antagonista hamował naciekanie BM-Mos w nerkach i ich funkcję oraz produkcję ROS przez Res-Mos, z równoczesną supresją TLR9. Nasze badanie przedstawia nową strategię terapeutyczną dla DN(nefropatja cukrzycowa).

Cistanche Pharma specialdlanerka

KLIKNIJ TUTAJ, ABY CZĘŚCIĆ Ⅰ

DYSKUSJA

W tym badaniu przedstawiliśmy trzy nowe ustalenia. Po pierwsze, u cukrzycowych myszy DB/DB BM-Mos wyrażał TLR9 i uwalniał TNF-. obficiej niż u niecukrzycowych myszy mglistych, podczas gdy Res-Mos wytwarzał więcej ROS i wykazywał funkcję fagocytarną. Po drugie, INCB3344, aCCR2antagonista, zmniejszona ekspresja TLR9 i uwalnianie TNF z obu typów MPS oraz zmniejszona produkcja ROS przez Res-Mos. Wreszcie, mechanizmy te mogą odpowiadać za zmniejszenie albuminurii i poziomów Cr w surowicy u cukrzycowych myszy DB/DB, a także poprawę proliferacji mezangialnej i ekspresji podocytów.

W oparciu o nasze odkrycia, Mos nerek podzielono na dwie populacje, tj. BM-Mos z wysoką ekspresją markera pochodzącego ze szpiku kostnego i Res-Mos słabo go eksprymujący. Ponieważ nie zależały one od obecności cukrzycy, uznano je za wyjątkowe właściwości dwóch typów Mos nerki. W przeciwieństwie do tego, ich różne funkcje zostały wzmocnione u myszy z cukrzycą. Ponadto wzrosła również produkcja TNF- , cytokiny prozapalnej wytwarzanej głównie przez Mos, oraz IL-10, cytokiny przeciwzapalnej. Wskazuje to, że Mos nerki są jednocześnie zaangażowane nie tylko w indukcję, ale także konwergencję stanu zapalnego w przewlekłych stanach zapalnych, takich jak DN(Nefropatja cukrzycowa). Role dwóch typów makrofagów nerkowych

Ponieważ wydalanie albumin z moczem, które odzwierciedla nasilenie nefropatii, wzrosło wraz z odsetkiem BM-Mos u myszy DB/DB, sugerujemy, że BM-Mos odgrywają główną rolę w DN(Nefropatja cukrzycowa) rozwój. Ponadto stwierdziliśmy, że ekspresja TLR9 i produkcja TNF były wzmocnione w BM-Mos, podczas gdy produkcja ROS i aktywność fagocytarna były zwiększone w Res-Mos z DN(nefropatja cukrzycowa)postęp. Ponieważ tych obserwacji nie dokonano u młodszych i starszych myszy zamglonych (dane niepokazane), uważamy, że są one związane z DN(nefropatja cukrzycowa)progresja i nie są spowodowane zmianami zależnymi od wieku. TLR rozpoznają wzorce molekularne związane z patogenem, takie jak lipopolisacharydy, bakteryjne DNA i wzorce molekularne związane z endogennym zagrożeniem, których poziomy są zwiększone w cukrzycy (33,34).(nefropatja cukrzycowa), prawdopodobnie przez Mos (35-38). TLR9 rozpoznaje mitochondrialny i bezkomórkowy DNA uwalniany do krążenia przez uszkodzone/martwe komórki lub adipocyty oraz wspólny bakteryjny motyw DNA CpG-ODN, aktywując w ten sposób odporność wrodzoną i sugerując jej udział w uszkodzeniu nerek (11,14).

Produkcja ROS i fagocytoza przez Res-Mos wzrosły wraz z DN(Nefropatja cukrzycowa) progresja. Kidney Mos podobno był zaangażowany w DN(nefropatja cukrzycowa)progresja poprzez uwalnianie RO poprzez aktywność oksydazy fosforanu dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NADPH) (39,40), a nasze poprzednie badanie wykazało, że ROS pochodzące z Res-Mos są zaangażowane w uszkodzenie tkanki wątroby (20). Dlatego w nerkach Res-Mos może również brać udział w uszkodzeniu tkanek wywołanym przez ROS. Ponadto ekspresja TLR9 w Res-Mos była wzmocniona w stanie cukrzycowym (ryc. 1E). Ponieważ na ROS produkowane przez Res-Mos wpływa aktywacja TLR9 i lokalne poziomy TNF-a(20,41,42), wzrost produkcji ROS przez Res-Mos z DN(Nefropatja cukrzycowa) progresja była spowodowana wzrostem ich ekspresji TLR9 lub miała wpływ na zwiększoną produkcję TNF przez BM-Mos. Dlatego spekulujemy, że wzrost produkcji TNF-a przez BM-Mos i ROS przez Res-Mgps zaostrzył DN(nefropatja cukrzycowa).

Chociaż Res-Mos może odgrywać szkodliwą rolę poprzez zwiększoną produkcję ROS, ich silna zdolność do fagocytozy może wywierać ochronny wpływ na DN(Nefropatja cukrzycowa) myszy. Res-Mos może fagocytować uszkodzone komórki nerki podczas progresji choroby i uczestniczyć w naprawie tkanki nerkowej. Ponadto wzrost produkcji ROS przez Res-Mos może nastąpić w wyniku trawienia uszkodzonej tkanki, która uległa fagocytowaniu. Gdy oceniliśmy ROS wytwarzane przez Mos nerki w niestymulowanym środowisku, ROS zostały wyprodukowane na etapie, w którym Mos fagocytuje i trawi uszkodzoną tkankę nerki. Dlatego zwiększona produkcja ROS w Res-Mos może nie mieć negatywnego wpływu na DN(nefropatja cukrzycowa).

EfektyCCR2Antagonista INCB3344 w nefropatii cukrzycowej

CCL2 ulega nadekspresji w nerkach myszy modelowych z cukrzycą (43-46) i bierze udział w zaostrzaniu albuminurii ze względu na jego działanie na podocyty kłębuszkowe (47). Ponadto naciek monocytów w miejscach zapalnych jest regulowany głównie przez CCL2, a CCL2 przyciąga Ms do tkanki nerki (poprzezCCR2-za pośrednictwem sygnalizacji) i odgrywa ważną rolę w DN(Nefropatja cukrzycowa) patogeneza(46,47). CCL2 jest wytwarzana przez kłębuszkowe podocyty, komórki mezangialne i komórki nabłonka kanalików i wywołuje zapalenie śródmiąższowe, atrofię kanalików i zwłóknienie w nerkach(44,48,49). Administracja kilkuCCR2niedawno wykazano, że antagoniści w modelu myszy z cukrzycą hamują przenikanie Mo do nerek i zapobiegają DN(nefropatja cukrzycowa)postęp (50-53). Jednakże,CCR2antagoniści nie byli klinicznie stosowani u ludzi, prawdopodobnie z powodu problemów, takich jak krótki farmakologiczny okres półtrwania i niskie powinowactwo do ludziCCR2. W przeciwieństwie do tego INCB3344 może wiązać się z ludzkimi monocytami z wysoką selektywnością dlaCCR2i ma długi farmakokinetyczny okres półtrwania w organizmie człowieka lub myszy (8,9).

W niniejszym badaniu INCB3344 może tłumić migrację BM-Mos do nerki w DN(Nefropatja cukrzycowa); jednak nie miało to wyraźnego wpływu na Res-Migos, co sugeruje, że populacje BM- i Res-Mφ mają różne właściwości. Ponadto INCB3344 spolaryzował Mgs do fenotypu M2 (polaryzacja M2), co sugeruje efekt przekształcania fenotypu prozapalnego w przeciwzapalny.

Warto zauważyć, że INCB3344 znacząco zmniejszył produkcję TNF w obu typach Mos, co mogło przyczynić się najbardziej do poprawy DN(Nefropatja cukrzycowa). TNF- bierze udział w hipertrofii nerek, wydalaniu albumin i osłabieniu czynności nerek w DN (Nefropatja cukrzycowa) (3, 54) i jest plejotropową cytokiną, która stymuluje wytwarzanie innych cytokin w sposób autokrynny i parakrynny (55-58). Dlatego hamowanie TNF-α może służyć do blokowania wielu innych mediatorów zapalnych, które mogą wyjaśniać jego korzystny wpływ na DN(nefropatja cukrzycowa). JakCCR2stymulacja prowadzi do produkcji TNF-α poprzez aktywność wewnątrzkomórkowej kinazy syntazy glikogenu 3(GSK3)(59), spekulowaliśmy, że INCB3344 hamuje produkcję TNF poprzez blokowanie tego szlaku w nerkach Mos. Uważamy jednak, że poziomy GSK3 w tym modelu powinny zostać ocenione i konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić tę spekulację. Ponadto nasze wyniki wykazały, że większość kłębuszkowych Mos to BM-Mos, a produkcja TNF w kłębuszkowym BM-Mos była wyższa niż w innych BM-Mos w nerkach. Wyniki te sugerują, że INCB3344, który tłumił „dokładniej” zliczanie BM-Mφ, przyczynił się głównie do złagodzenia zmian kłębuszkowych poprzez zmniejszenie proliferacji mezangialnej i ochronę podocytów (zwiększenie WT-1).

CCR2doniesiono, że hamowanie zmniejsza wytwarzanie TNF poprzez supresję TLR9 (60, 61), a ekspresji TLR9 nie zaobserwowano w miąższu nerki, w tym kanalikach, śródmiąższu i kłębuszkach, z wyjątkiem komórek morfologicznie uważanych za Mos w obecnym stanie. nauka. W związku z tym podanie INCB3344 również zmniejszyło ekspresję TLR9 w obu typach Mos. Podsumowując, wyniki sugerują, że INCB3344 tłumił nie tylko naciek zapalny BM-Mg do nerek, ale także ich szkodliwe funkcje związane z zapaleniem i może przyczyniać się do złagodzenia DN(nefropatja cukrzycowa).

Podsumowując, BM-Mos eksprymował TLR9 i uwalniał TNF-a bardziej obficie u myszy z cukrzycą niż u myszy bez cukrzycy, podczas gdy Res-Mos wytwarzał więcej ROS i wykazywał zwiększoną aktywność fagocytarną u myszy z cukrzycą. INCB3344,CCR2antagonista, zmniejszona ekspresja TLR9 i uwalnianie TNF z obu typów Mos oraz zmniejszona produkcja ROS przez Res-Mos. Zmiany te wyjaśniają zmniejszenie albuminurii i poziomów Cr w surowicy oraz patologiczną poprawę u myszy z cukrzycą. Sugerujemy, że INCB3344 ma silny potencjał w leczeniu DN(nefropatja cukrzycowa)w klinice.

Perspektywy i znaczenie

Wykazaliśmy, żeCCR2antagonista INCB3344 może zmniejszać albuminurię i poziom Cr w surowicy oraz poprawiać proliferację mezangialną i ekspresję podocytów u myszy z DN(nefropatja cukrzycowa). Te korzystne efekty były wywierane przez zmniejszenie produkcji TNF z BM-Mos i uwalniania ROS z Res-Mφs, z których oba opierały się na zmniejszeniu ekspresji TLR9 w obu typach polaryzacji Mos i M2. W przyszłości ten antagonista receptora może być stosowany jako solidna alternatywa lub partner dla blokera receptora angiotensyny II i kotransportera glukozowo-sodowego-2 w leczeniu pacjentów w celu zapobiegania progresji DN(nefropatja cukrzycowa).

BIBLIOGRAFIA

1. Qi C. MaoX, Zhang Z.Wu H, Klasyfikacja i diagnostyka różnicowanefropatja cukrzycowa. J Diabetes Res 2017:8637138,2017. doi: 10,1155/2017/8637138.

2. Ty H, Gao T, Cooper TK, Brian Reeves W, Awad AS. Makrofagi bezpośrednio pośredniczą w cukrzycowym uszkodzeniu nerek. J Physiol Nener Physiol 305:F1719-F1727,2013. doi:10.1152/ajprenal.00141.2013.

3. Awad AS, You H, Gao T, Cooper TK, Nedospasov SA, Vacher J, Wilkinson PF, Farrell FX, Brian Reeves W. Czynnik martwicy nowotworu pochodzący z makrofagów-alfa pośredniczy w cukrzycowym uszkodzeniu nerek. Nerka Int 88:722-733,2015.doi:10.1038/ki.2015.162.

4. Lin M, Yiu WH, Wu HJ, Chan LY, Leung JC, Au WS, Chan KW, Lai KN, Tang SC. Receptor Toll-podobny 4 promuje zapalenie kanalików wnefropatja cukrzycowa. J Am Soc Nephrol 23:86-102, 2012. doi:10.1681/asn.2010111210.

5. Hou Y, Shi Y, Han B, Liu X, Qiao X, Qi Y, Wang L. Peptyd przeciwutleniający SS31 zapobiega stresowi oksydacyjnemu, obniża poziom CD36 i poprawia czynność nerek wnefropatja cukrzycowa. Przeszczep Nephrol Dial 33: 1908-1918, 2018.doi:10.1093/ndt/gfy021.

6. Seok SJ, Lee ES, Kim GT, Hyun M, Lee JH, Chen S, Choi R, Kim HM, Lee EY, Chung CH. Blokada CCL2/CCR2łagodzi sygnalizacjęnefropatja cukrzycowau myszy DB/DB. Przeszczep Nephrol Dial 28:1700-1710,2013. doi:10.1093/ndt/gfs555.

7. Brodmerkel CM, Huber R, Covington M, Diamond S, Hall L, Collins R, Leffet L, Gallagher K, Feldman P, Collier P, Stow M, Gu X, Baribaud F, Shin N, Thomas B, Burn T, Hollis G , Yeleswaram S, Solomon K, Friedman S, Wang A, Xue CB, Newton RC. Scherle P, Vaddi K. Odkrycie i charakterystyka farmakologiczna nowego aktywnego gryzoniaCCR2antagonista, INCB3344.J Immunol 175:5370-5378, 2005. doi:10.4049/jimmunol.175.8.5370.

8. Shin N, Baribaud F, Wang K, Yang G, Wynn R, Covington MB, Feldman P, Gallagher KB, Leffet LM, Lo YY, Wang A, Xue CB, Newton RC, Scherle PA. Charakterystyka farmakologiczna INCB3344, drobnocząsteczkowego antagonisty człowiekaCCR2. Biochem Biophys Res Commun 387: 251–255, 2009. doi:10. 1016/j.bbrc.2009.06.135.