2. daļa| Ģenētiskās variācijas ietekmē plazmas angiopoetīnu{1}} akūtu nieru bojājumu apakšfenotipu attīstībā

Noklikšķiniet šeit, lai skatītu 1. daļu

Lai iegūtu plašāku informāciju, lūdzu, sazinieties ar emily.li@wecistanche.com

Cistanche var uzlabot nieru darbību

Diskusija

Jutības gēnu meklēšanu AKI kavē klīniskās slimības fenotipa neviendabīgums. IzmantojotAKIapakšfenotipus, mēs esam atklājuši, ka ģenētiskais variants netālu no ANGPT2 gēna rs2920656 aizsargā pret AKI-SP2 attīstību. Cēloņsavienojuma analīze liecina, ka ANG-2 koncentrācija plazmā izraisīja 41,5 procentus ģenētiskās saiknes starp rs2920656 unAKI-SP2Eiropas senču priekšmetos. Turklāt in vitro eksperimenti parādīja, ka mazā rs2920656 alēle var izraisīt mazāku ANG-2 proteīna izdalīšanos.cilvēka nieru endotēlija šūnas. Turklāt plazmas ANG-2 tiek iztīrīts minimāli, kas liecina, ka paaugstināta plazmas ANG-2 koncentrācija, visticamāk, neradīsiesnieresievainojums. Kopumā šie atklājumi sniedz.

pierādījumi, ka plazmas ANG-2 spēlē mehānisku lomu saimnieka reakcijā uz kritisku slimību, kas izraisa AKI-SP2. Centieni mērķēt uz Ang-Tie2 asi var ierobežot AKI smagumu un izraisīt sliktus klīniskos rezultātus [35]. ANPT2 gēns ir 100% ligzdots mikrocefalīna (MCPH1) gēnā. MCPH1 gēna mutācijas ir saistītas ar neiroģenēzes un nieru šūnu karcinomas slimībām [36]. Mēs esam parādījuši, ka rs2920656 ir intronisks MCPH1 variants, kas regulē plazmas ANG-2 koncentrāciju. Iepriekšējie pētījumi ir identificējuši MCPH1 [37] un ANGPT2 [38] ģenētiskos variantus, kas ir saistīti ar ANG-2 koncentrāciju. Ir arī iespējams, ka rs2920656 ietekmē MCPH1 izteiksmi. Tomēr, cik mums zināms, MCPH1 nav nozīmes akūtā vai hroniskā gadījumānieru slimībavai ir aprakstīti asinsvadu bojājumi. Turpretim vairāki pirmsklīniskie un klīniskie pētījumi ir pierādījuši plazmas ANG-2 svarīgo lomu AKI attīstībā [16, 39, 40].

Vairāki ziņojumi ir saistīti ar endotēlija funkcijas plazmas biomarķieriem AKI patofizioloģijā [39, 41, 42]. ANG-1 un -2 ir asinsvadu endotēlija augšanas faktori, kas abi saistās ar endotēlija tirozīna kināzes receptoru (Tie-2), taču tiem ir no konteksta atkarīgas aktivitātes [43]. ANG-1 izdala pericīti un trombocīti, un tas ir Tie-2 receptoru agonists. ANG-1 aizsargā, stabilizējot endotēliju un novēršot mikrocirkulācijas kapilāru noplūdi, kas ir AKI pazīme [44]. Turpretim ANG-2 parasti darbojas kā Tie-2 receptoru antagonists un veicina endotēlija caurlaidību [45] un iekaisumu [46, 47]. ANGPT2 gēns kodē cirkulējošo ANG-2, kas izdalās no endotēlija šūnām iekaisuma stimula laikā. Pētījumi ar dzīvniekiem liecina, ka ANG-2 saistīšanās kavēšana, ANG-1 koncentrācijas palielināšana [41, 44] vai Tie-2 [46] aktivizēšana samazina endotēlija noplūdi un aizsargā pret AKI. Kopumā šie pētījumi ietver ANG-Tie2 ass mehānisko lomu AKI. Šeit mēs demonstrējam plazmas ANG-2 genoma regulēšanu kā vēl vienu daļu, kas atbalsta ANG-2 izraisošo lomu smagas AKI formas AKI-SP2 attīstībā.

Spēcīgā saistība starp plazmas ANG-2 un AKI-SP2 izstrādi rada jautājumu, vai ANG-2 ir līdzīgs kreatinīnam: filtrēnieresun paaugstināts līmenis vienkārši atspoguļo nieru filtrācijas samazināšanos. Lai pierādītu, ka ANG{0}} koncentrācija plazmā nav tikai marķieris, bet arī cēlonis smagas AKI attīstībai, mēs sniedzam divus pierādījumu veidus. Pirmkārt, izmantojot ģenētisko cēloņsakarību analīzi, mēs parādījām, ka ģenētiskā variācija ANGPT2 gēna tuvumā ir saistīta ar ANG-2 koncentrāciju plazmā un AKI-SP2 attīstību. Otrkārt, atšķirībā no kreatinīna (113 Da), ANG-2 (57,000 Da) ir liela molekula, kas, visticamāk, netiks regulāri filtrēta glomerulos. Mēs esam uzrādījuši minimālu ANG-2 nieru klīrensu kritiski slimā populācijā. Tādējādi ANG{10}} koncentrācijas paaugstināšanās plazmā, visticamāk, nav saistīta ar atšķirībām nieru filtrācijā, un tā var būt saistīta ar AKI patofizioloģiju kritiski slimiem pacientiem.

Ir svarīgi atzīmēt, ka atsevišķiem ģenētiskajiem variantiem, iespējams, ir neliela vispārējā ietekme uz slimības attīstību, jo AKI, iespējams, ir poligēna slimība. Šīs analīzes spēks ir tāda ģenētiskā varianta identificēšana, kas atbalsta ANG{{0}} kā cēloni AKI attīstībā. Pat varianti ar pieticīgiem efekta izmēriem nodrošina iespēju izpētīt potenciālos jaunus cēloņsakarības ceļus, izmantojot ģenētisko medikamentu analīzi. Piemēram, sirds un asinsvadu slimības, kas līdzīgas AKI, ir poligēna iezīme ar daudziem ģenētiskiem variantiem, no kuriem katrs izskaidro nelielu riska daļu. Neatkarīgi no tā, trīs SNP, kas izskaidroja tikai 0,4 līdz 2 procentus no c-reaktīvā proteīna līmeņa variācijas, ļāva noteikt, ka c-reaktīvais proteīns nebija cēlonis išēmiskas asinsvadu slimības attīstībai [48], un šie atklājumi tika apstiprināti turpmākajos pētījumos. [49].

Mūsu darbam ir vairākas stiprās puses. Pirmkārt, mēs izmantojām AKI apakšfenotipus, lai palielinātu fenotipa definīcijas precizitāti un palielinātu parauga lielumu, lai atklātu ģenētiskos variantus. Otrkārt, cēloņsakarību analīze liecina, ka 41,5 procenti no rs2920656-saistītā AKI-SP2 attīstības riska ir izskaidrojami ar plazmas ANG-2 līmeni. Tas sniedz klīniskus pierādījumus, pamatojoties uz pētījumiem ar dzīvniekiem, ka plazmas ANG-2 koncentrācijas modulēšana var uzlabot ar kritisku slimību saistītu AKI iznākumu. Treškārt, lai ņemtu vērā iespējamos atlikušos neskaidrības un saistītu Ang{9}} ražošanu tieši arnieresendotēlija šūnām, mēs pabeidzām in vitro eksperimentus, izmantojot HKMEC. Ceturtkārt, izmantojot unikālu ICU kohortu ar noteiktu urīna paraugu ņemšanu un pirms un pēc plazmas paraugiem, mēs varējām pierādīt, ka minimāls plazmas ANG-2 daudzums tiek filtrēts arnieres. Tādējādi ANG-2 ciešā saistība arnierēm specifisksiznākumu, visticamāk, netraucē apgrieztās cēloņsakarības problēmas.

Mūsu pētījumam ir ierobežojumi. Mūsu izlases lielums bija salīdzinoši neliels. Tomēr mūsu precīzi definētā kvantitatīvā iezīme (AKI-SP2) ļāva mums identificēt ģenētisko saistību ar ierobežotu skaitu kritiski slimu pacientu ar AKI. Otrkārt, analīzes tika veiktas tikai ar Eiropas senču pacientiem, lai samazinātu ģenētisko piejaukumu, palielinātu jaudu un etniskās izcelsmes alēļu biežuma atšķirību dēļ. Turpmākais darbs ir pamatots, lai pētītu alternatīvas etniskās populācijas, lai noteiktu, vai līdzīgas genoma variācijas ietekmē ANG-2 koncentrāciju plazmā. Treškārt, lai gan bija tendence uz zemākiem ANG-2 mērījumiem PTEC ar mazāko alēli, rezultāti nebija statistiski nozīmīgi. Tomēr cilvēku paraugus ir grūti iegūt, un pat ar nelielu izlases lielumu mēs redzējām konsekventu virzienu. Ceturtkārt, šīs datu kopas unikalitātes dēļ mēs nevarējām atrast līdzīgu pacientu populāciju, lai atkārtotu mūsu konstatējumus. Mūsu datu kopā bija labi fenotipizēti pacienti ar AKI ar genoma, plazmas un klīnisko iznākumu datiem. Tomēr četrās atsevišķās populācijās, kas iekļautas iSPAAR, pastāvēja konsekvents virziens starp rs2920656 un AKI-SP2 attīstību. Turpmākais darbs ir pamatots, lai izprastu rs2920656 ietekmi uz apakšfenotipa attīstību un AKI specifiskajiem klīniskajiem rezultātiem.

Secinājums

Rezumējot, mēs identificējām ģenētisko variantu netālu no ANGPT2 gēna, kas ir saistīts ar ANG-2 koncentrāciju plazmā un AKI-SP2 attīstību kritiski slimā populācijā. Mēs arī pārbaudījām šo asociāciju, izmantojot pētījumus, kas pabeigti HKMEC. Mūsu atklājumi liecina, ka plazmas ANG-2 ir cēloņsakarība AKI-SP2 attīstībā, un uzskatām, ka centieni mērķēt uz Ang-Tie2 asi var novērst sliktu klīnisko iznākumu attīstību.

Atsauces

1. Clermont G, Acker CG, Angus DC, Sirio CA, Pinsky MR, Johnson JP. Nieru mazspēja ICU: akūtas nieru mazspējas un beigu stadijas nieru slimības ietekmes uz ICU rezultātiem salīdzinājums.NieresInt. 2002; 62:986–96.

2. Ishani A, Xue JL, Himmelfarb J, Eggers PW, Kimmel PL, Molitoris BA u.c. Akūtsnierestraumas palielina ESRD risku gados vecākiem cilvēkiem. J Am Soc Nephrol JASN. 2009;20:223–8.

3. Coca SG, Yusuf B, Shlipak MG, Garg AX, Parikh CR. Ilgtermiņa mirstības un citu nelabvēlīgu iznākumu risks pēc akūtasnierestraumas: sistemātisks pārskats un metaanalīze. Am J Kidney Dis Off J NatlNieresAtrasts. 2009;53:961–73.

4. Chawla LS, Eggers PW, Star RA, Kimmel PL. Akūtsnierestraumas un hroniskasnieresslimība kā savstarpēji saistīti sindromi. N Engl J Med. 2014; 371:58–66.

5. Stafford-Smith M, Li YJ, Mathew JP, Li YW, Ji Y, Phillips-Bute BG u.c. Genoma mēroga asociācijas pētījums par akūtu nieru bojājumu pēc koronārās šuntēšanas operācijas identificē jutīguma lokusus. Kidney Int. 2015;88:823–32.

6. Zhao B, Lu Q, Cheng Y, Belcher JM, Siew ED, Leaf DE u.c. Genoma mēroga asociācijas pētījums, lai identificētu viena nukleotīda polimorfismus akūtu nieru bojājumu gadījumā. Am J Respir Crit Care Med. 2016; 195:482–90.

7. Barasch J, Zager R, Bonventre JV. Akūts nieru bojājums: definīcijas problēma. Lancet Lond Engl. 2017; 389:779–81.

8. Copeland KT, Checkoway H, McMichael AJ, Holbrook RH. Novirze nepareizas klasifikācijas dēļ relatīvā riska novērtējumā. Esmu J Epidemiol. 1977;105: 488–95.

9. Sioux V, González JR, Bouzigon E, Curjuric I, Boudier A, Imboden M u.c. Astmas fenotipu ģenētiskā neviendabība, kas identificēta ar klasterizācijas pieeju. Eur Respir J. 2014;43:439–52.

10. Bhatraju PK, Zelnick LR, Herting J, Katz R, Mikacenic C, Kosamo S u.c. Akūtu nieru bojājumu apakšfenotipu identificēšana ar atšķirīgiem molekulāriem parakstiem un reakciju uz vazopresīna terapiju. Am J Respir Crit Care Med. 2018; 199:863–72.

11. Rasels JA, Walley KR, Singer J, Gordon AC, Hébert PC, Cooper DJ u.c. Vazopresīna pret norepinefrīna infūzija pacientiem ar septisku šoku. N Engl J Med. 2008;358:877–87.

12. Wu X, Guo R, Chen P, Wang Q, Cunningham PN. TNF inducē no kaspāzes atkarīgu iekaisumu nieru endotēlija šūnās, izmantojot no ro- un miozīna vieglās ķēdes kināzes atkarīgu mehānismu. Am J Physiol Renal Physiol. 2009;297:F316–26.

13. Xu C, Chang A, Hack BK, Eadon MT, Alper SL, Cunningham PN. TNF izraisīti glomerulārā endotēlija bojājumi ir svarīgs faktors, kas nosaka akūtu nieru bojājumu sepses gadījumā. Kidney Int. 2014; 85:72–81.

14. Kaningema P. N., Djanovs HM, Parks P., Vans Dž. Akūtu nieru mazspēju endotoksēmijas gadījumā izraisa TNF, kas tieši iedarbojas uz TNF receptoru-1 nierēs. J Immunol. 2002;168:5817–23.

15. Han S, Lee SJ, Kim KE, Lee HS, Oh N, Park I u.c. Sepses uzlabošana ar TIE2 aktivācijas izraisītu asinsvadu aizsardzību. Sci Transl Med. 2016;8:335ra55.

16. Parikh SM. Angiopoetīna-Tie2 signalizācijas ass sistēmiskā iekaisumā. J Am Soc Nephrol JASN. 2017; 28:1973–82.

17. Wei Y, Tejera P, Wang Z, Zhang R, Chen F, Su L u.c. Missense ģenētiskais variants LRRC16A / CARMIL1 uzlabo akūta respiratorā distresa sindroma izdzīvošanu, mazinot trombocītu skaita samazināšanos. Am J Respir Crit Care Med. 2017; 195:1353–61.

18. Trinder M, Genga KR, Kong HJ, Blauw LL, Lo C, Li X u.c. Holesterilestera pārneses proteīns ietekmē augsta blīvuma lipoproteīnu līmeni un izdzīvošanu sepses gadījumā. Am J Respir Crit Care Med. 2019; 199:854–62.

19. Reilly JP, Wang F, Jones TK, Palakshappa JA, Anderson BJ, Shashaty MGS,

un citi. Plazmas angiopoetīns{0}} kā potenciāls cēloņsakarības marķieris ar sepsi saistītā ARDS attīstībā: pierādījumi no Mendeļa randomizācijas un starpniecības analīzes. Intensīvās terapijas med. 2018; 44:1849–58.

20. Bhatraju PK, Mukherjee P, Robinson-Cohen C, O'Keefe GE, Frank AJ,

Christie JD u.c. Akūtu nieru bojājumu apakšfenotipi, pamatojoties uz

kreatinīna trajektorija identificē pacientus ar paaugstinātu nāves risku. Crit Care London Engl. 2016;20:372.

21. Valsts sirds, plaušu un asins institūta akūta respiratorā distresa sindroma (ARDS) klīnisko pētījumu tīkls, Matthay MA, Brower RG, Carson S, Douglas IS, Eisner M, et al. Randomizēts, placebo kontrolēts klīniskais pētījums par aerosoliem₂-agonists akūtu plaušu bojājumu ārstēšanai. Am J Respir Crit Care Med. 2011; 184:561–8.

22. Valsts sirds, plaušu un asins institūta akūtā respiratorā distresa sindroma (Ards) klīnisko pētījumu tīkls, Wheeler AP, Bernard GR, Thompson BT, Schoenfeld D, Wiedemann HP u.c. plaušu artērijas pret centrālo vēnu katetru, lai vadītu akūtu plaušu bojājumu ārstēšanu. N Engl J Med 2006;354:2213–2224.

23. Rice TW, Wheeler AP, Thompson BT, de Boisblanc BP, Steingrub J, Rock P u.c. Enterālās omega-3 taukskābes, gamma-linolēnskābe un antioksidantu piedevas akūtu plaušu bojājumu gadījumā. JAMA. 2011;306:1574–81.

24. Gong MN, Zhou W, Williams PL, Thompson BT, Pothier L, Christiani DC. Mannozi saistošā lektīna-2 gēna polimorfismi un akūts respiratorā distresa sindroms. Crit Care Med. 2007;35:48–56.

25. Liu KD, Glidden DV, Eisner MD, Parsons PE, Ware LB, Wheeler A u.c. Plazmas biomarķieru paredzamā un patoģenētiskā vērtība akūtu nieru bojājumu gadījumā pacientiem ar akūtu plaušu bojājumu. Crit Care Med. 2007;35:2755–61.

26. Liu KL, Lee KT, Chang CH, Chen YC, Lin SM, Chu PH. Paaugstināts plazmas trombomodulīna un angiopoetīna-2 līmenis paredz akūtu nieru bojājumu attīstību pacientiem ar akūtu miokarda infarktu. Crit Care London Engl. 2014;18:R100.

27. Siew ED, Matheny ME, Ikizler TA, Lewis JB, Miller RA, Waitman LR u.c. Bieži lietotie surogāti sākotnējās nieru darbības noteikšanai ietekmē akūtu nieru bojājumu klasifikāciju un prognozi. Kidney Int. 2010;77:536–42.

28. Howie BN, Donnelly P, Marchini J. Elastīga un precīza genotipa imputācijas metode nākamās paaudzes genoma mēroga asociācijas pētījumiem. PLoS Genet. 2009;5:e1000529.

29. Marchini J, Howie B. Genotipa imputācija genoma mēroga asociācijas pētījumiem. Nats Revs Ženē. 2010; 11:499–511.

30. Lee PH, Bergen SE, Perlis RH, Sullivan PF, Sklar P, Smoller JW u.c. Modifikatori un apakštipam specifiskas analīzes visa genoma asociācijas pētījumos: iespējamības sistēma. Hum Hered. 2011;72:10–20.

31. Bhatraju P, Hsu C, Mukherjee P, Glavan BJ, Burt A, Mikacenic C u.c. Asociācijas starp viena nukleotīda polimorfismiem FAS ceļā un akūtu nieru bojājumu. Crit Care London Engl. 2015;19:368.

32. Yeboah J, Delaney JA, Nance R, McClelland RL, Polak JF, Sibley CT u.c. Kardiovaskulāro riska faktoru ietekmes starpniecība ar subklīnisku asinsvadu slimību: daudznacionāls aterosklerozes pētījums. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014; 34:1778–83.

33. Kosuke Imai, Lūks Kīls, Teppei Jamamoto. Identifikācija, secinājumi un jutīguma analīze cēloņsakarības starpniecības ietekmei. JSTOR. 2010;25:51–71.

34. Skol AD, Scott LJ, Abecasis GR, Boehnke M. Divpakāpju genoma mēroga asociācijas pētījumos locītavu analīze ir efektīvāka nekā replikācijas analīze. Nats Ženē. 2006;38:209–13.

35. Higgins SJ, Purcell LA, Silver KL, Tran V, Crowley V, Hawkes M u.c. Angiopoetīna-1 disregulācijai ir mehāniska nozīme smadzeņu malārijas patoģenēzē. Sci Transl Med. 2016;8:358ra128.

36. Pulvers JN, Journiac N, Arai Y, Nardelli J. MCPH1: logs smadzeņu attīstībā un evolūcijā. Priekšējo šūnu neiroķi. 2015 [citēts 2019. gada 19. martā];9.

37. Lieb W, Chen MH, Larson MG, Safa R, Teumer A, Baumeister SE u.c. Genoma mēroga asociācijas pētījums endotēlija augšanas faktoriem. Circ Cardiovasc Genet. 2015; 8:389–97.

38. Meyer NJ, Li M, Feng R, Bradfield J, Gallop R, Bellamy S u.c. ANGPT2 ģenētiskais variants ir saistīts ar traumu saistītu akūtu plaušu bojājumu un izmainītu plazmas angiopoetīna -2 izoformu attiecību. Am J Respir Crit Care Med. 2011; 183:1344–53.

39. Jongman RM, van Klarenbosch J, Molema G, Zijlstra JG, de Vries AJ, van Meurs M. Angiopoietin/Tie2 disbalanss ir saistīts ar akūtu nieru bojājumu pēc sirds operācijas, ko palīdz kardiopulmonālais apvedceļš. PLoS One. 2015;10:e0136205.

40. Robinson-Cohen C, Katz R, Price BL, Harju-Baker S, Mikacenic C, Himmelfarb J u.c. Endotēlija disregulācijas Ang1 un Ang2 marķieru saistība ar akūtu nieru bojājumu kritiski slimiem pacientiem. Crit Care London Engl. 2016;20:207.

41. David S, Park JK, van Meurs M, Zijlstra JG, Koenecke C, Schrimpf C u.c. Akūta rekombinantā angiopoetīna-1 ievadīšana uzlabo vairāku orgānu disfunkcijas sindromus un uzlabo izdzīvošanu peļu sepses gadījumā. Citokīns. 2011;55:251–9.

42. Kümpers P, Hafer C, David S, Hecker H, Lukasz A, Fliser D u.c. Angiopoetīns-2 pacientiem, kam nepieciešama nieru aizstājterapija ICU: saistība ar akūtu nieru bojājumu, vairāku orgānu disfunkcijas sindromu un iznākumu. Intensīvās terapijas med. 2010;36:462–70.

43. Yuan HT, Khankin EV, Karumanchi SA, Parikh SM. Angiopoetīns 2 ir daļējs Tie2 signālu agonists/antagonists endotēlijā. Mol Cell Biol. 2009. gads; 29:2011–22.

44. Kim DH, Jung YJ, Lee AS, Lee S, Kang KP, Lee TH u.c. COMP-angiopoetīns- 1 samazina lipopolisaharīdu izraisītu akūtu nieru bojājumu. Kidney Int. 2009;76:1180–91.

45. Felcht M, Luck R, Schering A, Seidel P, Srivastava K, Hu J u.c. Angiopoetīns{1}} atšķirīgi regulē angiogenēzi, izmantojot TIE2 un integrīna signālus. J Clin Invest. 2012;122:1991–2005.

46. ​​Fiedler U, Reiss Y, Scharpfenecker M, Grunow V, Koidl S, Thurston G u.c. Angiopoetīns-2 sensibilizē endotēlija šūnas pret TNF-alfa, un tam ir izšķiroša nozīme iekaisuma izraisīšanā. Nat Med. 2006;12:235–9.

47. Higgins SJ, De Ceunynck K, Kellum JA, Chen X, Gu X, Chaudhry SA u.c. Tie2 aizsargā asinsvadus pret trombu veidošanos sistēmiska iekaisuma gadījumā. J Clin Invest. 2018; 128:1471–84.

48. Zacho J, Tybjaerg-Hansen A, Jensen JS, Grande P, Sillesen H, Nordestgaard BG. Ģenētiski paaugstināts C-reaktīvā proteīna līmenis un išēmiska asinsvadu slimība. N Engl J Med. 2008;359:1897–908.

Jauno riska faktoru sadarbība; Kaptoge S, Di Angelantonio E, Lowe G, Pepys MB, Thompson SG, Collins R, Danesh J. C-reaktīvā proteīna koncentrācija un koronārās sirds slimības, insulta un mirstības risks: individuāla dalībnieka metaanalīze. Lancete. 2010; 375(9709):132-40