Małe GTPazy Rab w handlu pęcherzykami wewnątrzkomórkowymi: przypadek Rab3A/Raphillin-3kompleks w nerkach
Mar 30, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Abstrakcyjny:Małe GTPazy Rab, największa grupa małych monomerycznych GTPaz, regulują ruch pęcherzyków w komórkach, które są integralną częścią wielu procesów komórkowych. Ich rola w chorobach neurologicznych, takich jak rak i stany zapalne, została szeroko zbadana, ale ich wpływ na choroby nerek nie został dogłębnie zbadany. Wykazano, że ekspresja Rab3a i jej efektora Rabphillin-3A (Rph3A) występuje w podocytachnormalnanerkimyszy, szczurów i ludzi, wokół pęcherzyków zawartych w wyrostkach stóp i ulegają nadekspresji w chorobach z białkomoczem. Ponadto model myszy z nokautem Rab3A indukował głębokie zmiany cytoszkieletu w podocytach zwierząt karmionych wysokim poziomem glukozy. Podobnie, interferencja RphA w modelu Drosophila powodowała strukturalne i funkcjonalne uszkodzenia nefrocytów ze zmniejszeniem zdolności infiltracji i liczby nefrocytów. Zmiany w strukturze włókna sercowego w tym samym modelu interferencji RphA otwierają pytanie, czy dysfunkcja Rab3A spowoduje jednoczesne uszkodzenie serca ikomórki nerkowe,atrakcyjna dziedzina, która będzie wymagała uwagi w przyszłości.
Słowa kluczowe:białka Rab; Rab3A; Rabfilin-3A, nerki, nerki
WstępMałe GTPazy Rab, największa grupa małych monomerycznych GTPaz, i ich białka oddziałujące z Rab są zaangażowane w wiele funkcji komórkowych, w tym w ruch pęcherzyków endosomalnych i kombinacji błon plazmatycznych w celu uwolnienia ładunków do przestrzeni zewnątrzkomórkowej [1,2]. Rola GTPaz Rab w chorobach i określonych zespołach została szeroko zbadana [3]. W ostatnich latach motywem badań były dowody na ich związek z innymi tkankami i procesami patologicznymi, takimi jak nowotwory, stany zapalne, płytki krwi i wydzieliny wewnątrzwydzielnicze, w dużej mierze oceniane i związane z synapsami pęcherzyków i złogami w chorobach układu nerwowego. Funkcjonalnie, Rab GTPases koordynują zdarzenia związane z transportem przez błonę na podstawie cyklicznej wzajemnej konwersji między aktywnymi stanami związanymi z GTP i nieaktywnymi stanami związanymi z GDP. Forma związana z GTP może wchodzić w interakcje z efektorami, promując różne etapy i przyczyniając się do wektorowego ruchu błonowego [2]. Każde białko Rab ma specyficzne białka efektorowe, które regulują różne etapy transportu wewnątrzkomórkowego, z których najbardziej badano sieć trans aparatu Golgiego, szlak endosomalny-lizosom do usuwania/degradacji lub fuzja z błoną komórkową w celu uwolnienia pęcherzyków [4–6].
Raby są związane z dziedzicznymi chorobami genetycznymi i nabytymi [7]. Ich wpływ na raka,choroba neurologiczna, odporność,i infekcje zostały rozpoznane [8]. Pomimo wzrostu wiedzy, ich wkład w dysfunkcję i uszkodzenia nerek i serca jest znikomy. W związku z tym niniejszy przegląd zawiera przegląd znaczenia Rab GTPaz w chorobach człowieka, ze szczególnym uwzględnieniem kompleksu Rab3a-Rph3A i jego kluczowej roli w chorobie nerek oraz wzmiankę o przyszłych konsekwencjach.
Rab GTPazy i handel pęcherzykamiBiałka Rab [9] są głównymi regulatorami wewnątrzkomórkowego transportu pęcherzyków między różnymi kompartmentami poprzez rekrutację efektorów i specyficznych regulatorów [2], biorąc udział w pączkowaniu pęcherzyków, ruchliwości poprzez interakcję z cytoszkieletem lub przywiązywaniu do błony. Rodzina Rab składa się z ponad 70 GTPaz, z których każda jest preferencyjnie powiązana z jednym przedziałem wewnątrzkomórkowym w celu kontrolowania swoistości i kierunkowości szlaków przemieszczania się przez błonę, głównie związanych z transportem pęcherzykowym. W ten sposób przyczyniają się do nadania tożsamości błonowej [10] i zapewniają, że ładunki związane z błoną są transportowane do ich właściwych miejsc docelowych w komórce.
Procesy te mają dobrze zdefiniowane szlaki transportu, w tym szlaki egzocytarne i endocytarne, przy czym te ostatnie składają się z elementów wczesnych, późnych i recyklingowych [11]. Każda ze ścieżek jest zwykle osadzona w nienakładających się Rabach i występuje w różnych przedziałach (ryc. 1).
Zidentyfikowano kilka białek Rab związanych z siecią trans aparatu Golgiego i pęcherzykami wydzielniczymi. Rab1 ułatwia pączkowanie pęcherzyków w miejscu wyjścia z retikulum endoplazmatycznego i translokację pęcherzyków do przedziału pośredniego przed aparatem Golgiego [12]. Przejście pęcherzyków z retikulum endoplazmatycznego do pre-Golgiego może być również regulowane przez odwrotną jednostkę za pośrednictwem Rab2-. Rab8 przekazuje przepływ pęcherzyków na drodze wydzielniczej prowadzącej z sieci trans aparatu Golgiego do błony plazmatycznej. Członkowie podrodziny Rab3 są krytycznymi regulatorami egzocytozy pęcherzyków wydzielniczych w komórkach eukariotycznych, ale ostatnie badania wskazują, że do tego procesu wymagane są dodatkowe izoformy Rab, podrodzina Rab27 [13]. Ostatnia literatura donosi, że Rab3 i Rab27 współpracują w celu osiągnięcia egzocytozy pęcherzykowej poprzez rekrutację specyficznych białek efektorowych, takich jak Rabphilin3a (Rph3a), które wiążą Rab27a, rekrutując aktywujący enzym Rab3IL1, regulator Rab, który katalizuje wymianę GDP na GTP na Rab3a [14 ]. Rph3a steruje dokowaniem pęcherzyków w błonach docelowych. Jednak niektóre pęcherzyki wydzielnicze. Rph3a steruje dokowaniem pęcherzyków w błonach docelowych. Jednak niektóre pęcherzyki wydzielnicze prawdopodobnie również powstają w wyniku bezpośredniego pączkowania błony komórkowej, a wymóg aktywności GTPazy Rab w takim wydzielaniu nie jest znany.
Rycina 1. Pęcherzykowy transport wewnątrzkomórkowy za pośrednictwem białek Rab. Wyróżniono białka z rodziny Rab, które odgrywają kluczową rolę w regulacji transportu błony komórkowej, w tym endocytozy, egzocytozy, sekrecji egzosomów i dostarczania pęcherzyków między organellami. Małe GTPazy Rab odgrywają kluczową rolę w regulowaniu pęcherzykowego transportu komórkowego, w tym endocytozy, egzocytozy, wydzielania egzosomów i dostarczania pęcherzyków wewnątrzkomórkowych. Rab5, który jest zlokalizowany we wczesnych endosomach, pośredniczy w endocytozie i fuzji pęcherzyków z endosomami. Rab11 i Rab25 pośredniczą w powolnym recyklingu endocytów poprzez recykling endosomów, podczas gdy Rab4 pośredniczy w szybkim recyklingu endocytów bezpośrednio z wczesnych endosomów. Późny ruch endosom-lizosom związany z Rab7 pośredniczy w dojrzewaniu późnych endosomów i ich fuzji z lizosomami. Inna późna endosomalna GTPaza, Rab9, pośredniczy w przemyce z późnych endosomów do sieci trans aparatu Golgiego (TGN). Rab1, umiejscowiony w miejscach wyjścia z retikulum endoplazmatycznego (ER) i kompartmencie pośrednim (IC) sprzed aparatu Golgiego, pośredniczy w handlu ER–Golgi. Rab2, zlokalizowany w IC, może również regulować przemyt Golgiego-ER. Rab6 jest znany głównie z handlu pęcherzykami wewnątrz aparatu Golgiego. Rab8 pośredniczy w konstytutywnym przemieszczaniu się z TGN do błony plazmatycznej, podczas gdy Rab3 i Rab27 pośredniczą w różnych typach regulowanych zdarzeń egzocytarnych. Rab22 pośredniczy w handlu między TGN a wczesnymi endosomami i odwrotnie. Wreszcie, w przypadku sekrecji zależnej od ciała wielopęcherzykowego (MVB), wykazano, że Rab11, Rab35 i Rab27 promują sekrecję egzosomów i mogą oddziaływać na różne MVB wzdłuż szlaku endocytarnego. MVB: ciało wielopęcherzykowe; TGN: sieć trans-Golgi.
W odniesieniu do endocytozy i szlaków recyklingu endosomów, Rab5 jest rezydentem wczesnych endosomów, fagosomów, błon plazmatycznych i pośredniczy w endocytozie z udziałem pęcherzyków pokrytych klatryną. Rab11 i Rab25 uczestniczą w powolnym recyklingu endosomów, a Rab4 ułatwia szybki recykling endosomów z wczesnych populacji endosomów. Następnie Rab7 pośredniczy w dojrzewaniu późnego endosomu (LE), a następnie wprowadza LE do lizosomu w celu degradacji. Wreszcie Rab9 łączy LE z siecią trans-Golgi. Koncentrując się na sekrecji egzosomów, pojawiły się nowe czynniki molekularne w patogenezie wielu chorób, a Rab11 jest pierwszym ogłoszonym [15]. Później podkreślono wydzielanie egzosomów dwóch nowych Rabów, Rab27 i Rab35, które umożliwiają dokowanie ciał wielopęcherzykowych (MVB) do błony plazmatycznej. Eksperymenty z wyciszaniem Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11, a najskuteczniej Rab27A i Rab27B zmniejszały wydzielanie egzosomów [16–18]. Jednak te indywidualne obserwacje różniły się w zależności od analizowanych typów komórek i były pod wpływem różnorodności egzosomów wzbogaconych różnymi ładunkami. Rab11 i Rab35 są związane głównie odpowiednio z recyklingiem i wczesnym sortowaniem endosomów, a Rab27A/B z późnymi przedziałami endosomalnymi i wydzielniczymi, często nazywanymi organellami związanymi z lizosomami [9]. Zatem różne podtypy późnych endosomów mogą generować różne egzosomy [19]. Być może różnorodność egzosomów w ładunkach białkowych może wynikać z różnych dróg ruchu sekrecji regulowanych przez określone białka Rab w zależności od bodźca komórkowego.
Ponadto interakcje Rab z efektorami regulują ukierunkowanie pęcherzyków i fuzję błon na trzy sposoby [20]. Po pierwsze, Rabs pomagają w przenoszeniu pęcherzyków z miejsca ich pochodzenia do przedziałów akceptorowych poprzez elementy cytoszkieletu i białka motoryczne. Po drugie, efektory Rab regulują ruch przez błonę na etapie dokowania pęcherzyka. Po trzecie, w fuzji błonowej pęcherzyków dochodzi do dokowania na błonie wywołanego przez SNAREs [20]. Podsumowując, specyficzna lokalizacja różnych GTPaz Rab w określonych przedziałach błonowych oraz ich zdolność do regulowania określonych szlaków transportu uczyniła je atrakcyjnymi jako nowe cele molekularne. Jednak istnieje częściowa wiedza na temat dokładnej funkcji i wpływu nadmiernej lub niedostatecznej ekspresji GTPaz Rab na ruch pęcherzyków, wynikająca z heterogeniczności funkcji w różnych typach komórek, z trudnościami w identyfikacji ich kinetyki. Rozwój nowych technologii, takich jak mikroskopia konfokalna wysokiej rozdzielczości [21] i technologia CRISPR/Cas, przyczynia się do uzyskania rzetelnych informacji i lepszego zrozumienia roli Rab GTPaz w biogenezie i wydzielaniu pęcherzyków, ujawniając nieznane wcześniej role fizjologiczne, a tym samym ich wpływ na zdrowie i choroby.
cistanche na sprzedaż
Ruch pęcherzykowy i choroby pęcherzykowe za pośrednictwem RabPrecyzyjna regulacja procesów przemieszczania się przez błonę przez Rab GTPazy zależy od interakcji z efektorami, utrzymywania polarności komórek w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności funkcji i struktury oraz regulacji sygnalizacji komórkowej, podziału, przeżycia i migracji [22, 23]. Tak więc ich znaczenie w regulowaniu handlu pęcherzykami doprowadziło do zbadania jego związku z rozwojem kilku chorób (Tabela 1).
Działanie białek Rab i ich rola w chorobie było szeroko badane w komórkach układu nerwowego, oceniając ich rolę w cyklu życia neuronów, aktywności i akumulacji depozytów wewnątrzneuronalnych [24–27]. W różnych zaburzeniach neurodegeneracyjnych badano zmiany i role regulacyjne białek Rab w mechanizmach patologicznych w neuronach, na poziomie mitochondrialnym oraz dysfunkcjach komórek glejowych. W chorobach Alzheimera, Parkinsona, Huntingtona Corea, stwardnieniu zanikowym bocznym i Charcot-Marie-Tooth [25] zidentyfikowano zmiany białek Rab. Chociaż zmiana białek Rab nie jest pierwotną przyczyną choroby we wszystkich z nich, a nawet jest jej konsekwencją. Mutacje Rab7, Rab28 i Rab11 są główną przyczyną choroby Charcota-Marie-Tootha i Rab39B w chorobie Parkinsona [28–31]. Wtórny wpływ RabGTPazy na sam transport przez błonę zaobserwowano w wielu innych chorobach (patrz obszerny przegląd w 16). Przykładem złożoności mechanizmów zaangażowanych w potencjalne zmiany białek Rab są badania nad chorobą Parkinsona [32]. Połączone z mutacją Rab39b, Rab29, Rab5a i Rab7 zostały zidentyfikowane w dziedzicznej chorobie Parkinsona o wczesnym początku z ciałem Lewy'ego [31]. Natomiast Rab11 ratuje kilka fenotypów, takich jak akumulacja białka Lewy'ego [33]. Badania nad analizą Rab i mechanizmów ruchu pęcherzykowego mogą pomóc w zrozumieniu, co utrzymuje neurony przy życiu i ich roli w chorobach neurodegeneracyjnych.
W przypadku chorób sercowo-naczyniowych uzyskano również odpowiednie informacje. Zwiększona ekspresja Rab1 w mięśniu sercowym zaburza subkomórkową lokalizację białek i jest wystarczająca do wywołania przerostu i niewydolności serca [34]. W miocytach autofagosomy zależne od Rab9- rozpoznają i pochłaniają uszkodzone mitochondria, powodując zmiany niedokrwienno-reperfuzyjne (IR) w fosforylacji oksydacyjnej, ostatecznie zmniejszając żywotność kardiomiocytów [35–37]. U pacjentów z cukrzycą z albuminurią badanie asocjacyjne całego genomu zidentyfikowało genetyczne locus Rab38 związane z albuminurią, podkreślając nowe szlaki wpływające na albuminurię [38].
W płytkach krwi ich wpływ na hemostazę i zakrzepicę, a także na regenerację tkanek, stan zapalny i przerzuty poprzez wychwyt, pakowanie i uwalnianie egzosomów z pęcherzyków spichrzeniowych jest szeroko badany ze względu na ich potencjalne implikacje terapeutyczne [39]. Zidentyfikowano, że rola w fagocytozie w pochłanianiu, zabijaniu i przetwarzaniu ciał obcych i komórek apoptotycznych oraz prezentowanie antygenów komórkom odpornościowym odgrywa ważną rolę w procesach immunologicznych [40]. W uszkodzeniu IR mechanizm polaryzacji regulowany fosforylacją przez Rab21 przez Rph3A jest ważny dla adhezji neutrofili do komórek śródbłonka podczas odpowiedzi zapalnych [41]. wwątrobaczynnik regulatorowy interferonu 1 reguluje transkrypcję Rab27a i wydzielanie pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, prowadząc do aktywacji neutrofili przez oksydowane fosfolipidy, a następnie uszkodzenia wątroby w zakresie IR [42].
Biorąc pod uwagę znaczenie Rab GTPas w transporcie błonowym oraz znaczenie tego procesu dla zdrowia ludzkiego [22], może być zaskakujące, że tylko ograniczona liczba chorób genetycznych jest związana z dysfunkcją Rab. Istnienie wielu izoform Rab i szlaków handlowych prawdopodobnie sprawia, że ludzie są mniej podatni na mutacje w poszczególnych genach kodujących Rab.
3.1. Zapośredniczone przez Rab działania w zdrowiu i chorobie nerek
Thenerkisą kluczowym organem do utrzymania homeostazy płynów objętościowych i elektrolitów poprzez aktywność wyspecjalizowanych komórek na różnych poziomach struktury. Dysfunkcja jednego z nich wywiera negatywny wpływ na inne, prowadząc do stopniowego zmniejszenianerkowy funkcjonowaćw kierunku ChronicznegoChoroba nerek(PChN), która jest bardzo rozpowszechniona w populacji ogólnej, około 10 proc. Większość komórek w tkankach, a zwłaszcza wnerkisą spolaryzowane i zwykle mają dwie odrębne domeny błony komórkowej — błonę wierzchołkową i błonę podstawno-boczną — która jest wynikiem spolaryzowanego przemieszczania się białek i lipidów. wnerkowykłębuszki, podocyty są wysoce zróżnicowanymi rozgałęzionymi komórkami, które odgrywają główną rolę w utrzymaniu bariery filtracyjnej [53], we współpracy z komórkami śródbłonka naczyniowego i mezangialnego. W kanalikach komórki mają wiele mechanizmów wyspecjalizowanych w różnych funkcjach, a te w translacji śródbłonkowo-mezenchymalnej odgrywają ważną rolę w mechanizmach zapalnych. Wiedza na temat GTPazy Rab w różnych komponentach komórkowychnerkizostało ustalone, chociaż znaczenie dla zdrowia i chorób jest obecnie ograniczone. Postępy w zrozumieniu roli Rab GTPazy wnerkauzyskano na podstawie oceny ekspresji i aktywności kompleksu egzocyst w rozwoju i naprawie uszkodzeń kanalików, zidentyfikowania zmian w białkach Rab indukowanych nefropatią genetyczną o niskiej częstotliwości lub nadciśnieniem lub oceny ekspresji patologicznej w modelach białkomoczu, zarówno kłębuszkowego, jak i kanalikowego . Podobnie zbadano rolę w wydzielaniu egzosomów. Kulturanerkowy komórkia modele in vivo zostały wykorzystane do poszukiwania mechanizmów, w które zaangażowane były białka Rab. Na przykład nefrocyty Drosophila, analogi podocytów i komórki kanalikowe jednocześnie dostarczają narzędzia do testowania funkcji Rab przy użyciu manipulacji genetycznych. W tabeli 2 zestawienie wiedzy na temat zaangażowania Rab wnerkowyPrzedstawiono fizjologię i stany patologiczne. Egzocysta jest wysoce konserwatywnym, złożonym z ośmiu podjednostek białkowych, zaangażowanym w celowanie i dokowanie pęcherzyków egzocytarnych przemieszczających się z sieci trans aparatu Golgiego do różnych miejsc wnerkowykomórki [54]. Wiele funkcji egzocysty wnerkasą wynikiem różnych małych regulatorowych GTPaz, zaangażowanych w pierwotną ciliognezę, cystogenezę i tubulogenezę. Rola naprawynerkowykomórki nabłonka kanalików po anostryuszkodzenie nerekrównież został rozpoznany [55].
3.1.1. Podocyty
Fu i wsp. zidentyfikowali 27 różnych Rabów w nefrocytach, jedenaście było funkcjonalnych, a wśród nich pięć było ważnych dla utrzymania funkcjonalności, a trzy były niezbędne. Wyciszanie Rab5 określiło ich rolę w regulacji endocytozy. Robiąc to samo w przypadku Rab7 i Rab 11, zaobserwowano zmiany w degradacji białek i recyklingu błon. W wyniku wyciszenia tych genów zaobserwowano zaburzenia w organizacji pęcherzyków, integralność bariery filtracyjnej oraz struktury subkomórkowe odpowiedzialne za reabsorpcję białek [56]. Odporny na steroidy zespół nerczycowy (SRNS) jest chorobą o niskiej częstotliwości, w której 30 procent przypadków u dzieci wynika z mutacji genu, z histologicznymi zmianami ogniskowego stwardnienia kłębuszków nerkowych (FSGS), które jest zespołem rzadszym u dorosłych. W mutacjach typu missense w genie TBC1D8B (rodzina domen TBC1), obserwowanych w dwóch rodzinach z SRNS sprzężonym z chromosomem X o wczesnym początku, spadek białka aktywującego GTPazę Rab11b, obserwowanie podocytu w obrębie zmian architektonicznych i defektów migracji w wyniku braku internalizacji i procesy recyklingu [46]. Kamp i in. opisał jeszcze pięć rodzin z tą mutacją i w modelu Drosophila potwierdził udział Rab11 w tym procesie [57]. Inne mutacje zidentyfikowane jako przyczynowe SRNS były w genie GAPVD1 (regulator endosomalny) i prawdopodobnie w genie ANKFY1 (powtórzenie Ankyrin i domena FYVE zawierająca 1). Oba geny oddziaływały z Rab5, a mutacje odwrotnie zwiększały wiązanie do RAB5 związanego z GTP. Interakcja GAPVD1 i nefryny, kluczowego białka strukturalnego w przeponie szczelinowej, sugeruje, że transport endocytarny nefryny może odgrywać rolę w patogenezie SRNS, w której pośredniczy RAB5- [45].
3.1.2. Cewki nerkowe
Na funkcje kanalików, głównie te zaangażowane w reabsorpcję białek, duży wpływ mają zmiany w ruchu pęcherzykowym. U szczura płowego z nadciśnieniem, model związany z nadciśnieniemchoroba nerekRab38 wpływa na wydalanie białka z moczem w kanaliku proksymalnym. Stosując hodowane komórki kanalików proksymalnych LLC-PK1, knockdown mRNA Rab38 zmniejszył endocytozę albuminy sprzężonej ze złotem koloidalnym [49]. Oprócz roli Rab38 w nabłonkowych komórkach kanalików, zidentyfikowano również istotną rolę Rab7 w ochronie rozwoju śródbłonkowego przejścia mezenchymalnego (EMT) i apoptozy, gdy indukowane jest przeciążenie albuminami. Przeciążenie albuminą w indukowanej przez komórki kanalikowe aktywacji MMP-2, metaloproteinazy macierzy -2, degraduje kolagen typu IV i zmniejsza pogrubienie kanalikowej błony podstawnej. Nadekspresja Rab7 zmniejsza aktywność MMP-2, zachowując strukturę kanalikowej błony podstawnej. Wynik tego badania otwiera możliwość, że aktywacja Rab7 będzie skutkowała użytecznością w ochronie przed wpływem przeciążenia białek w płynie wewnątrzkanalikowym redukującym EMT, jakie ma miejsce w nefropatii cukrzycowej [50]. Ponadto Slp2-a, efektor Rab27A, reguluje dowierzchołkowe ukierunkowanie podokalyksyny i jej partnera wiążącego, ezrin, we współpracy z Rab27A. Autorzy ustalili model ekspresji klaudyny-2 poprzez transport podokalyksyny do powierzchni wierzchołkowej przez funkcję kompleksu Slp2-a–Rab27A [51], który przyczynia się do ilości białka ścisłego połączenia .
Na koniec zbadano rolę białek Rab w kanaliku zbiorczym. Akwaporyna jest białkiem regulowanym wazopresyną w kanale wodnym, odpowiedzialnym za osmotyczną reabsorpcję wody przez kanały zbiorcze. W obecności wazopresyny, w sortowaniu AQP2 we wczesnych endosomach w warunkach nośnika i w ruchu przez błonę wierzchołkową uczestniczą Rab7 i wakuolarne białka sortujące 35 (Vps35) [58].
gdzie kupić cistanche
3.1.3. Uwolnienie egzosomów
Oceniono również wpływ białek Rab na uwalnianie egzosomów, przy czym Rab27 odgrywa istotną rolę. Dwa ostatnie badania wskazują, że hamowanie lub aktywacja ekspresji Rab27 powoduje zmniejszenie lub zwiększenie uwalniania egzosomów z podocytów. W pierwszym z tych badań nadekspresja KIBRA stabilizowała Rab27, unikając jego degradacji na szlaku ubikwityna-proteasom [59]. W drugim, w modelu odpowiedzi zapalnej na komórki nabłonka kanalików proksymalnych, wyłączenie Rab27a hamowało nadmierną odpowiedź zapalną poprzez szlak CHAC1/NF-κB. Było to spowodowane wewnątrzkomórkową akumulacją miR-26a, co w ten sposób opóźniło rozwój cukrzycychoroba nerek [52].
3.2. Rab-3A/Rabphilin-3Kompleks wChoroba nerek
W genetycznych badaniach asocjacyjnych nasza grupa zidentyfikowała SNPs związane z ryzykiem rozwoju mikroalbuminurii, wykorzystując połączone dane genetyczne i metabolomiczne z populacji ogólnej, znajdując związek między polimorfizmem genu RPH3A a ZEA [60]. Ostatnio, w danych z Strong Heart Study, łącznie 277 wariantów zostało opisanych w genach RPH3A, RPH3AL (podobny do Rabfiliny 3A), RAB3IL1 (białko podobne do interakcji RAB3A 1) i RAB27A były dostępne do analizy związku z progresją ZEA i GFR nadgodziny. Stosując modele efektów mieszanych w celu uwzględnienia pokrewieństwa rodzinnego i dostosowania do potencjalnych czynników zakłócających, polimorfizmy w RAB3IL1 i RPH3A wykazały sugestywny istotny związek z progresją poziomów ZEA i GFR (dane niepublikowane). Co więcej, wcześniejsze badanie z kohorty Framingham również wykazało związek między ZEA a RPH3A [61].
W 2003 r. Rastaldi i in. zbadali Rph3A i Rab3A jako możliwych graczy w biologii podocytów. W związku z tym, że Rph3A wiąże się z Rab3A, jest to kompleks niezbędny do przyłączenia pęcherzyków synaptycznych do ich błony docelowej i wiążący się z białkami cytoszkieletu w neuronach, pęcherzach i cytoszkielecie, które są również ważne dla homeostazy podocytów [47]. Kompleks Rab3A-Rph3A wykazano w neuronach i strukturach neuroendokrynnych, a także w prawidłowychnerkiod myszy, szczurów i ludzi w podocytach wokół pęcherzyków zawartych w wyrostkach stóp [62,63]. Ponadto w ludzkich biopsjach pacjentów z białkomoczem z ogniskowym i odcinkowym stwardnieniem kłębuszków nerkowych stwierdzono również wzrost ekspresji Rab3A-Rph3A [47]. Potencjalna rola tych cząsteczek wnerkowyuszkodzenie było dalej badane przez tę samą grupę w modelu myszy z nokautem Rab3A na diecie wysokoglukozowej. U myszy knockout rozwinęła się zmieniona plastyczność aktyny podocytów z uszkodzeniem podocytów i białkomoczem. Ponadto w modelu z dietą wysokoglukozową,nerkowyPojawiły się zmiany podobne do tych w ludzkiej nefropatii cukrzycowej [64].
Nasza grupa w ostatnich pracach wykazała, że Rph3A ulega ekspresji i kolokalizacji z molekularnymi markerami szlaków endocytarnych i egzocytarnych w nefrocytach osierdzia Drosophila melanogaster. Nefrocyt to komórka, która łączy podocyt inerkowyfunkcja kanalika proksymalnego i bierze udział w usuwaniu produktów przemiany materii z kanalików hemolimfy i Malpigha, struktury uważanej za analogiczną donerkowysystem rurkowy [48]. Istnieją dwie odrębne populacje nefrocytów: nefrocyty girlandy wokół przełyku (dwujądrowe) i nefrocyty osierdziowe (jednojądrzaste) położone wzdłuż serca, obie funkcjonalnie, strukturalnie i molekularnie podobne do ludzkich podocytów [65].
W kilku badaniach wykazano, że szlak endocytarny odgrywa ważną rolę w rozwoju, utrzymaniu i uszkodzeniu podocytów i może prowadzić do zmian w morfologii komórki [66–68]. Interferencja Rph3A zmniejsza ekspresję Rab3a, a ortolog Drosophila czynnika transkrypcyjnego typu Krüppel 15 (KLF15) jest czynnikiem transkrypcyjnym palca cynkowego o wysokiej ekspresji w kłębuszkach nerkowych i komórkach śródmiąższowych. Pełni rolę ochronną w modelach białkomoczu, zmniejszając uszkodzenia kanalików i podocytów,nerkowyzwłóknienie i uszkodzenie mezangium. Te zmniejszone poziomy uszkodzeń sprzyjają zmianom w szlakach endocytarnych, które ostatecznie tracą los komórek [69]. Morfologiczny wpływ na nefrocyty zaobserwowano na kilku poziomach: (a) przerwanie błony podstawnej oraz (b) modyfikacje cytoszkieletu prowadzące do braku kanałów błędnikowych i utraty nefrocytów (Rysunek 2).
Interferencja Rph3A wpływa również na ekspresję genów bezpośrednio zaangażowanych w budowę i funkcję nefrocytów. Białka Sns i Kirra, ludzka nefryna i ortologi, odpowiednio, neph1, które oddziałują poprzez swoje domeny zewnątrzkomórkowe, tworząc przeponę nefrocytów [70], są zredukowane (wyciszone). Brak ekspresji Sns prowadzi do radykalnego zmniejszenia liczby nefrocytów, co jest zgodne z ostatnimi badaniami, które udokumentowały znaczenie cytoplazmatycznego Sns w regulacji organizacji aktyny wewnątrznefrocytowej [71]. Ponadto układ Cubilin-Amnionless, odpowiedzialny za endocytozę białek o małych rozmiarach w kanałach błędnikowych [72], jest również podatny na interferencję Rph3A. Zmniejszenie spożycia białka przez nefrocyty wynika ze zmniejszenia ekspresji Cubilin i przepływu pęcherzykowego, na który wpływa niski poziom KLF15 [48] (ryc. 2). Oba systemy, białka Sns i białka Cubillin, mogą zostać zmienione przez zmniejszenie ekspresji genów lub błędną lokalizację któregokolwiek z ich składników. Nasze badanie podkreśla rolę wzajemnej regulacji między składnikami cytoszkieletu a białkami przepony nefrocytów jako niezbędne dla filtracji zależnej od wielkości i ładunku oraz dostarcza danych potwierdzających poprzednie wyniki w modelu myszy z nokautem Rab3A, które wywoływały białkomocz inerkowyniewydolność [64].
Jednocześnie nasza grupa przeanalizowała wpływ wysokiego stężenia glukozy i angiotensyny II na układ Rab3A-Rph3A w ludzkich unieśmiertelnionych podocytach oraz w osadach komórek moczu pacjentów z nadciśnieniem i cukrzycą [73]. Nasze wyniki sugerują, że system Rab3A Rph3A może być zaangażowany w zmiany obserwowane w uszkodzonych podocytach i że mechanizm może zostać aktywowany w celu zmniejszenia uszkodzeń poprzez wzmocnienie transportu pęcherzykowego kierowanego przez ten system. Wreszcie wstępne dane z naszej grupy wykazały, że Rph3A jest również wyrażany w miokardiocytach Drosophila, a wyciszanie Rph3A miało silny wpływ na organizację włókien i czynnościowe parametry serca [74]. Podsumowując, system Rab3A-Rph3A odgrywa rolę w:nerkamechanizmy uszkodzeń. To, czy może odgrywać rolę w współistniejącej dysfunkcji narządów, staje się atrakcyjnym polem badań, które wymaga uwagi w przyszłości.
4. Wnioski
Rab-GTPazy są białkami pośredniczącymi w transporcie międzyprzedziałowym pęcherzyków przenoszących ładunki do iz komórek i organelli. Rabs odgrywają dominującą rolę w regulacji ruchu pęcherzyków w komórkach, które są integralną częścią wielu procesów komórkowych, takich jak proliferacja komórek, odżywianie komórek, wrodzona odpowiedź immunologiczna, mitoza i apoptoza. Zatem Rabs są potencjalnymi celami molekularnymi w kilku chorobach, takich jak rak, choroby sercowo-naczyniowe, zaburzenia immunologiczne i choroby neurodegeneracyjne. Jednak wpływ zmienionej ekspresji Rabs jest mniej rozumiany w określonych narządach, w których ruch pęcherzykowy ma duże znaczenie dla ich struktury i funkcji, na przykład w przypadkunerka.Ostatnie badania wykazały znaczenie kompleksu Rab3A-Rph3A w morfologii, utracie komórek i funkcji filtracji wnerka. Również ostatnio w sercu Drosophila, co czyni go nowym molekularnym graczem w patogenezienerkowyoraz dysfunkcja serca i będąca aktualnym polem zainteresowania z potencjalnymi zastosowaniami terapeutycznymi. W tej chwili kilka pytań dotyczących dokładnego mechanizmu działania pozostaje bez odpowiedzi i będzie wymagało dalszych badań.
cistanche na sprzedaż
