Koagulācija, proteāzes aktivētie receptori un diabētiskā nieru slimība: mācības no pelēm ar ENOS deficītu

Endotēlija slāpekļa oksīda sintāzeIr zināms, ka (eNOS) disfunkcija saasina slimības progresēšanu un prognozidiabētiskā nieru slimība(DKD). Viens no mehānismiem, ar kuru palīdzību tas tiek panākts, ir tas, ka zems eNOS līmenis ir saistīts ar hiperkoagulāciju, kas veicina nieru bojājumus. Ārējā koagulācijas kaskādē audu faktors (III faktors) un pakārtotie koagulācijas faktori, piemēram, aktīvais X faktors (FXa), pastiprina iekaisumu, aktivizējot proteāzes aktivētos receptorus (PAR). Nesen tika pierādīts, ka eNOS ekspresijas trūkums vai samazināta cukura diabēta pelēm kā progresējošas DKD modelis palielina nieru audu faktoru līmeni un PAR1 un2 izpausme nierēs. Turklāt koagulācijas faktoru vai PAR farmaceitiska inhibīcija vai ģenētiska dzēšanamazināja iekaisumu DKD gadījumāpelēm, kurām trūkst eNOS. Šajā pārskatā mēs apkopojam attiecības starp eNOS, koagulāciju un PAR un piedāvājam jaunu terapeitisku iespējupacientiem ar DKD. 

Atslēgvārdi: diabētiskā glomeruloskleroze; faktors Xa; iekaisums; audu faktors

KLIKŠĶINIET ŠEIT, LAI IEGŪTU DABĪGU ORGANISKO CISTANŠES EKSTRAKTU AR 25% EHINAKOZĪDU UN 9% AKTEOZĪDU NIERU FUNKCIJAI

Wecistanche atbalsta dienests - lielākā cistanche eksportētāja Ķīnā:

E-pasts:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel.:+86 15292862950

Iegādājieties sīkāku informāciju par specifikācijām:

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

Ievads

Pacientu skaits ardiabētiskā nieru slimība(DKD) visā pasaulē pieaug (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). DKD ir viens no galvenajiem mirstības cēloņiem pacientiem ar diabēta komplikācijām (Afkarian et al. 2013). Turklāt DKD ir progresējoša un ir galvenais slimības cēlonisnieru slimība beigu stadijāpieprasotnieru aizstājterapija(Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). Japānā,diabētiskā nefropātijaveido vairāk nekā 39% jauno dialīzes pacientu (Nitta et al. 2020). Tāpēc,jaunas terapijas izstrādeir nepieciešamas iespējas ārstēt pacientus ar DKD.

Pieaug interese par koagulācijas sistēmas lomuDKD patoģenēze.Hiperkoagulācijair saistīta ar DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Tika pierādīts, ka paaugstināts fibrinogēna līmenis asinīs ir saistīts ar zemu aprēķināto glomerulārās filtrācijas ātrumu, augstu proteīnūriju un smagu histoloģisku traumu, un tas prognozēja progresēšanu līdz beigu stadijas nieru slimībai (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. al. 2018; Zhang et al. 2018). Daži pētījumi ir parādījuši korelāciju starp D-dimēra, fibrīna noārdīšanās produkta, līmeni un nieru darbības traucējumiem DKD gadījumā (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). Hiperkoagulāciju DKD gadījumā, iespējams, nosaka vairāki faktori. Piemēram, renīna-angiotenzīna-aldostrona sistēma aktivizē audu faktoru (TF, III faktors) un palielina trombozes gadījumu skaitu (Dielis et al. 2005). Pretējā gadījumā hiperglikēmija, dislipidēmija, iekaisums vai endotēlija disfunkcija ir iesaistīta protrombotiskajā stāvoklī DKD patoģenēzē (Goldberg 2009).

DKD gadījumā ir endotēlija disfunkcija, kas progresē līdz mikrovaskulārām komplikācijām (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Traucēta endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes (eNOS) ražošana vai samazināta eNOS aktivitāte (piemēram, traucēta eNOS fosforilācija) ir endotēlija disfunkcijas pazīme DKD gadījumā (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). Mēs esam parādījuši, ka eNOS ekspresijas zudums bija saistīts ar TF līmeņa paaugstināšanos un ārējās koagulācijas sistēmas aktivitāti (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), kas ir cieši saistīts ar trombotiskiem gadījumiem pacientiem ar hronisku nieru darbību. slimības (Kolachalama et al. 2018).

Papildus paaugstinātam trombozes notikumu riskam koagulācijas proteāzes, piemēram, aktīvais faktors FVII (FVIIa), aktīvais faktors (FXa) un trombīns, kas atrodas ārējā koagulācijas kaskādē, mediē audu bojājumus caur proteāzes aktivētu receptoru ( no PAR) atkarīgs mehānisms (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). Šajā pārskatā mēs apkopojam konstatējumus, kas iegūti no diabēta pelēm, kurām trūkst eNOS, un apspriežam saistību starp koagulācijas-PAR ceļu, eNOS līmeni un DKD patoģenēzi.

Audu faktora/proteāzes aktivēto receptoru ceļš

Audu faktors (TF), kas pazīstams kā faktors III, ir 47 kDa transmembrānas proteīns, kas mijiedarbojas ar VII faktoru (FVII) (Grover un Mackman 2018). TF/FVIIa komplekss ir ārējās koagulācijas kaskādes aktivators un katalizē FX un FIX aktivizēšanu. FXa un aktivētais kofaktors V (FVa) veido protrombotisku kompleksu, kas rada trombīnu. Visbeidzot, trombīns pārvērš fibrinogēnu fibrīnā, kā rezultātā veidojas trombi (Grover un Mackman 2018). TF tiek ekspresēts gan asinsvadu gludās muskulatūras šūnās, gan nejaušajos fibroblastos. Iekaisuma apstākļos tā ekspresija tiek inducēta endotēlija šūnās vai cirkulējošās šūnās, piemēram, monocītos (Østerud un Bjørklid 2006).

Proteāzes aktivētie receptori (PAR) ir ar G-proteīnu saistītu receptoru virsģimenes locekļi, kas ietver četrus PAR proteīnus (PAR1-4). PAR tiek šķelti ar proteāžu palīdzību N-gala galā un tiek aktivizēti, saistoties ar jaunu N-galu, kas satur piesaistītu ligandu. Četrus PAR locekļus (PAR1-4) aktivizē specifiskas koagulācijas proteāzes: TF un FVIIa komplekss aktivizē PAR2, Xa faktors aktivizē gan PAR1, gan PAR2, un trombīns aktivizē PAR1, PAR3 un PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier un Ruf 2012; Zhao et al. 2014). Attiecības starp TF, koagulācijas proteāzēm un PAR parādītas 1. attēlā.

Ir zināms, ka PAR plaši izpaužas nieru šūnās un ir iesaistīti nieru bojājumu patofizioloģijā. Gan PAR1, gan PAR2 tiek ekspresēti glomerulārās endotēlija šūnās, mezangiālajās šūnās un nieru kanāliņu šūnās, kas iegūtas no cilvēka vai peles; PAR2, PAR3 un PAR4 izpaužas cilvēka podocītos; PAR1, PAR3 un PAR4 izpaužas peles podocītos (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

Lai gan ir pierādīta PAR kaitīgā vai aizsargājošā iedarbība nieru bojājumu gadījumā, uzkrājošie dati liecina, ka PAR pastiprina iekaisumu, stimulējot citokīnu un kemokīnu veidošanos (Rothmeier un Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). Saskaņā ar šo konstatējumu PAR1 un PAR2 agonisti veicina iekaisuma mediatoru, piemēram, monocītu ķīmijtaktiskā proteīna 1 (MCP1) un plazminogēna aktivatora inhibitora-1 (PAI-1), un profibrotisku molekulu ekspresiju endotēlijā. , mezangiālās un nieru kanāliņu šūnas (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). In vivo pētījumos PAR1 trūkums vai PAR1 inhibitoru klātbūtne samazināja iekaisumu pusmēness glomerulonefrīta vai obstruktīva nieru bojājuma modeļos (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). Līdzīgi PAR2 inhibīcijas terapeitiskā iedarbība nieru traumu gadījumā bija saistīta ar iekaisuma samazināšanos nierēs (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

Endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes polimorfismi DKD

Endotēlija slāpekļa oksīda sintāze (eNOS) ir viena no trim NOS izoformām, un tā veicina NO veidošanos asinsvadu endotēlijā (Walford and Loscalzo 2003). NO, ko eNOS ražo asinsvadu endotēlijā, ir izšķiroša loma asinsvadu relaksācijas regulēšanā, pretiekaisuma darbībā un trombu veidošanās novēršanā (Walford and Loscalzo 2003). Traucēta eNOS ekspresija ir saistīta ar DKD attīstību. Nesen veiktās metaanalīzes ar cilvēkiem atklāja, ka G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) un introns 4b/4a ​​(rs869109213) eNOS (NOS3) gēnos ir cieši saistīti ar DKD attīstība (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). No šiem variantiem G894T (Glu298Asp) polimorfisma loma eNOS funkcijā ir labi raksturota. Samazināta NO vai nitrītu uzkrāšanās produkcija tika norādīta transfektētajās CHO šūnās ar 298Asp, salīdzinot ar tām, kurām bija 298Glu (Noiri et al. 2002). Kopumā šie rezultāti liecina, ka samazināta NO ražošana eNOS disfunkcijas dēļ ir svarīga DKD progresēšanai cilvēkiem.

1. att. Saistība starp koagulācijas faktoriem un proteāzes aktivētajiem receptoriem (PAR). Ārējā koagulācijas kaskādē audu faktors (TF) un aktīvais FVII (FVIIa) komplekss aktivizē proteāzes aktivēto receptoru 2 (PAR2), aktīvais FX (FXa) aktivizē gan PAR1, gan PAR2, un trombīna mērķis ir PAR1, PAR3 un PAR4. PAR N-gala secības šķelšana ar koagulācijas proteāžu palīdzību atklāj jaunu N-gala secību, kas darbojas kā piesaistīts ligands un veicina iekaisumu.

Diabētiskās peles, kurām trūkst eNOS kā cilvēka diabētiskās nefropātijas modeļa

Lai pētītu jaunas terapeitiskās iespējas, ir svarīgi izveidot uzticamus preklīniskos modeļus, kas atgādina cilvēka DKD. Pamatojoties uz pierādījumiem, kas liecina par saistību starp eNOS polimorfismu un DKD, vairāki pētījumi ir parādījuši, ka I un II tipa DM eNOS knock-out modeļi ir daži no veiksmīgajiem modeļiem, kas atdarina cilvēka DKD (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Tika pierādīts, ka streptozotocīna izraisītām diabēta pelēm, kurām trūkst eNOS, attīstās smaga albumīnūrija, mezangiāla ekspansija, glomerulārās bazālās membrānas sabiezējums un arteriolāra hialinoze, kas līdzinās cilvēka DKD (Nakagawa et al. 2007). Līdzīgi II tipa diabēta pelēm (db/db), kurām trūka eNOS, tika konstatēta smaga glomeruloskleroze un albuminūrija (Zhao et al. 2006).

Paaugstināts TF diabētiskām pelēm, kurām trūkst eNOS

NO kavē trombu veidošanos un trombocītu agregāciju (Walford and Loscalzo 2003). Tā kā pelēm ar cukura diabētu, kurām trūka eNOS, tika novērota glomerulu trombu veidošanās (Nakagawa et al. 2007), eNOS ekspresijas traucējumi, visticamāk, ir saistīti ar TF atkarīgās koagulācijas palielināšanos. Saistība starp eNOS un TF DKD ir aplūkota mūsu iepriekšējos ziņojumos (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (2. attēls).

Samazināta eNOS ekspresija vai tās trūkums palielina nieru TF aktivitāti diabēta Akita pelēm

Mēs raksturojām TF ekspresiju diabēta Akita (Ins2Akita/+) pelēm, I tipa DM modelim, ar dažādiem eNOS ekspresijas līmeņiem (eNOS+/+, eNOS+/- un eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Mēs noskaidrojām, ka DKD smagums bija saistīts ar samazinātu eNOS ekspresiju. Albumīna izdalīšanās ar urīnu, glomeruloskleroze un glomerulārās filtrācijas ātruma samazināšanās saasinājās šādā secībā: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Interesanti, ka nieru TF ekspresija un aktivitāte palielinājās eNOS+/-; Ins2Akita/+ un eNOS-/-; Ins2Akita/+ pelēm, salīdzinot ar pelēm eNOS+/+; Ins2Akita/+ peles. Glomerulārā fibrīna nogulsnēšanās bija ievērojama arī eNOS+/-; Ins2 Akita/+ un eNOS-/-; Ins2 Akita/+ peles. Turklāt nieru Tf mRNS ekspresija bija saistīta ar slimības smagumu, albumīna izdalīšanos urīnā un nieru iekaisuma citokīnu ekspresiju.