Nelielas Rab GTPāzes intracelulāro pūslīšu tirdzniecībā: Rab3A/Raphillin{1}}komplekss nierēs
Mar 30, 2022
Kontaktpersona:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Abstract:Mazās Rab GTPāzes, lielākā mazu monomēru GTPāžu grupa, regulē vezikulu trafiku šūnās, kas ir neatņemama daudzu šūnu procesu sastāvdaļa. To loma neiroloģiskās slimībās, piemēram, vēzis un iekaisumi, ir plaši pētīta, taču to ietekme uz nieru slimībām nav padziļināti pētīta. Ir pierādīts, ka Rab3a un tā efektora Rabphillin-3A (Rph3A) ekspresija ir sastopama podocītosnormālinierespelēm, žurkām un cilvēkiem, ap vezikulām, kas atrodas pēdu procesos, un tie ir pārmērīgi izteikti slimībās ar proteīnūriju. Turklāt Rab3A knockout peļu modelis izraisīja dziļas citoskeleta izmaiņas podocītos dzīvniekiem, kas baroti ar augstu glikozes līmeni. Tāpat RphA iejaukšanās Drosophila modelī radīja strukturālus un funkcionālus bojājumus nefrocītos, samazinot infiltrācijas spējas un nefrocītu skaitu. Sirds šķiedru struktūras izmaiņas tajā pašā RphA traucējumu modelī atklāj jautājumu, vai Rab3A disfunkcija izraisītu vienlaikus bojājumus sirdī unnieru šūnas,pievilcīga joma, kas prasīs uzmanību nākotnē.
Atslēgvārdi:Rab proteīni; Rab3A; Rabfilīns-3A, nieres, nieres
IevadsMazās Rab GTPāzes, lielākā mazo monomēru GTPāžu grupa, un to Rabinteracting proteīni ir iesaistīti vairākās šūnu funkcijās, tostarp endosomālo pūslīšu satiksmē un plazmas membrānas kombinācijā, lai atbrīvotu kravas uz ekstracelulāro telpu [1, 2]. Rab GTPāzes loma slimībās un specifiskos sindromos ir plaši pētīta [3]. Pēdējo gadu pētījumu motīvs ir lielā mērā novērtēts un saistīts ar vezikulu sinapsēm un nogulsnēm nervu sistēmas slimībās, pierādījumi par to saistību ar citiem audiem un tādiem patoloģiskiem procesiem kā vēzis, iekaisums, trombocīti un endokrīnās sekrēcijas. Funkcionāli Rab GTPāzes koordinē membrānu tirdzniecības notikumus, pamatojoties uz ciklisku savstarpēju pārveidi starp aktīviem ar GTP saistītiem stāvokļiem un neaktīviem ar IKP saistītiem stāvokļiem. Ar GTP saistītā forma var mijiedarboties ar efektoriem, veicinot dažādus soļus un veicinot vektora membrānas trafiku [2]. Katram Rab proteīnam ir specifiski efektorproteīni, kas regulē atšķirīgus intracelulāros transporta posmus, kas ir trans-Golgi tīkls, endosomālais ceļš-lizosoma klīrensam/degradācijai vai saplūšana ar šūnu membrānu vezikulu atbrīvošanai, kas ir visvairāk pētīta [4–6].
Rabs ir saistīts ar iedzimtām ģenētiskām un iegūtām slimībām [7]. To ietekme uz vēzi,neiroloģiskas slimības, imunitāte,un ir konstatētas infekcijas [8]. Neskatoties uz zināšanu pieaugumu, to ieguldījums nieru un sirds disfunkcijās un bojājumos ir niecīgs. Tāpēc šajā pārskatā ir sniegts pārskats par Rab GTPāžu nozīmi cilvēku slimībās, īpašu uzmanību pievēršot Rab3a-Rph3A kompleksam un tā kritiskajai lomai nieru slimībās un pieminot turpmākās sekas.
Rab GTPāzes un pūslīšu tirdzniecībaRab proteīni [9] ir galvenie intracelulāro pūslīšu transportēšanas regulatori starp dažādiem nodalījumiem, piesaistot efektorus un specifiskus regulatorus [2], un tie ir iesaistīti vai nu vezikulu veidošanā, mobilitātē, mijiedarbojoties ar citoskeletu, vai piesiešanā pie membrānas. Rab saime sastāv no vairāk nekā 70 GTPāzes, no kurām katra galvenokārt ir saistīta ar vienu intracelulāru nodalījumu, lai kontrolētu membrānas kustības ceļu specifiku un virzienu, kas galvenokārt saistīti ar vezikulāro transportu. To darot, tie veicina membrānas identitātes piešķiršanu [10] un nodrošina, ka ar membrānu saistītās kravas tiek transportētas uz to pareizajiem galamērķiem šūnā.
Procesiem ir labi definēti tirdzniecības ceļi, tostarp eksocītiskie un endocītiskie ceļi, pēdējos veidojot agrīnās, vēlīnās un pārstrādes sastāvdaļas [11]. Katrs no ceļiem parasti ir iestrādāts ar nepārklājošiem Rabs un notiek dažādos nodalījumos (1. attēls).
Saistībā ar trans-Golgi tīklu un sekrēcijas pūslīšiem ir identificēti vairāki Rab proteīni. Rab1 atvieglo pūslīšu veidošanos endoplazmatiskā tīkla izejas vietā un vezikulu pārvietošanos uz starpposma nodalījumu pirms Golgi [12]. Vezikulu tranzītu no endoplazmatiskā tīkla uz pre-Golgi var regulēt arī Rab{5}}starpnieks. Rab8 pārraida vezikulu apriti sekrēcijas ceļā, kas ved no trans-Golgi tīkla uz plazmas membrānu. Rab3 apakšģimenes locekļi ir kritiski sekrēcijas pūslīšu eksocitozes regulatori eikariotu šūnās, taču jaunākie pētījumi liecina, ka šim procesam ir nepieciešamas papildu Rab izoformas, Rab27 apakšģimene [13]. Jaunākajā literatūrā ziņots, ka Rab3 un Rab27 sadarbojas, lai panāktu vezikulu eksocitozi, piesaistot specifiskus efektorolbaltumvielas, piemēram, Rabphilin3a (Rph3a), kas saistās ar Rab27a, pieņemot darbā aktivizējošu enzīmu Rab3IL1, Rab regulatoru, kas katalizē IKP apmaiņu pret GTP uz Rab3a. ]. Rph3a virza pūslīšu dokstaciju mērķa membrānās. Tomēr daži sekrēcijas pūslīši. Rph3a virza pūslīšu dokstaciju mērķa membrānās. Tomēr dažas sekrēcijas pūslīši, iespējams, arī veidojas, tieši veidojot plazmas membrānu, un prasība pēc Rab GTPāzes aktivitātes šādā sekrēcijā nav zināma.
1. attēls. Rab proteīnu mediētais intracelulārais vezikulārais transports. Izcelti Rab ģimenes proteīni, kuriem ir galvenā loma šūnu membrānu tirdzniecības regulēšanā, ieskaitot endocitozi, eksocitozi, eksosomu sekrēciju un vezikulu piegādi starp organellām. Mazajām Rab GTPāzēm ir galvenā loma šūnu vezikulārās tirdzniecības regulēšanā, ieskaitot endocitozi, eksocitozi, eksosomu sekrēciju un intracelulāro vezikulu piegādi. Rab5, kas lokalizēts agrīnās endosomās, mediē endocitozi un vezikulu endosomu saplūšanu. Rab11 un Rab25 veicina lēnu endocītu pārstrādi, pārstrādājot endosomas, savukārt Rab4 nodrošina ātru endocītu pārstrādi tieši no agrīnām endosomām. Vēlīnā endosomu-lizosomu satiksme, kas saistīta ar Rab7, veicina vēlu endosomu nobriešanu un to saplūšanu ar lizosomām. Vēl viena vēlīna endosomāla GTPāze Rab9 ir starpnieks cilvēku tirdzniecībā no vēlīnām endosomām uz trans-Golgi tīklu (TGN). Rab1, kas atrodas endoplazmatiskā retikuluma (ER) izejas vietās un starpposma nodalījumā pirms Golgi (IC), ir starpnieks ER-Golgi tirdzniecībā. Rab2, kas atrodas IC, varētu arī regulēt Golgi-ER tirdzniecību. Rab6 galvenokārt ir pazīstams ar vezikulu tirdzniecību Golgi iekšienē. Rab8 mediē konstitutīvu tirdzniecību no TGN uz plazmas membrānu, savukārt Rab3 un Rab27 mediē dažāda veida regulētus eksocītiskus notikumus. Rab22 ir starpnieks tirdzniecībai starp TGN un agrīnajām endosomām un otrādi. Visbeidzot, no multivezikulārā ķermeņa (MVB) atkarīgajai sekrēcijai ir pierādīts, ka Rab11, Rab35 un Rab27 veicina eksosomu sekrēciju un var iedarboties uz dažādiem MVB pa endocītu ceļu. MVB: multivezikulārs ķermenis; TGN: trans-Golgi tīkls.
Saistībā ar endocitozi un endosomu pārstrādes ceļiem Rab5 ir agrīnu endosomu, fagosomu, plazmas membrānu iemītnieks un mediē endocitozi, iesaistot ar klatrīnu pārklātas pūslīši. Rab11 un Rab25 piedalās lēnā endosomu pārstrādē, un Rab4 veicina ātru endosomu pārstrādi no agrīnām endosomu populācijām. Pēc tam Rab7 ir starpnieks vēlīnās endosomas (LE) nobriešanā un pēc tam ievada LE lizosomā degradācijai. Visbeidzot, Rab9 savieno LE ar trans-Golgi tīklu. Koncentrējoties uz eksosomu sekrēciju, daudzu slimību patoģenēzē ir jauni molekulāri dalībnieki, no kuriem pirmais ziņots par Rab11 [15]. Vēlāk eksosomu sekrēcijā tika uzsvērti divi jauni Rabs, Rab27 un Rab35, kas abi ļāva multivezikulāriem ķermeņiem (MVB) pievienoties plazmas membrānai. Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11 un visefektīvāk Rab27A un Rab27B klusēšanas eksperimenti samazināja eksosomu sekrēciju [16–18]. Tomēr šie individuālie novērojumi bija atšķirīgi atkarībā no analizētajiem šūnu tipiem un to ietekmēja eksosomu daudzveidība, kas bagātināta ar dažādām kravām. Rab11 un Rab35 ir saistīti galvenokārt attiecīgi ar endosomu pārstrādi un agrīnu šķirošanu, un Rab27A/B ar vēlīnām endosomu un sekrēcijas nodalījumiem, ko bieži sauc par ar lizosomām saistītām organellām [9]. Tādējādi dažādi vēlu endosomu apakštipi varētu radīt dažādas eksosomas [19]. Iespējams, ka eksosomu daudzveidība proteīnu kravās varētu būt saistīta ar dažādiem sekrēcijas satiksmes ceļiem, ko regulē specifiski Rab proteīni saskaņā ar šūnu stimuliem.
Turklāt Rab mijiedarbība ar efektoriem regulē vezikulu mērķēšanu un membrānas saplūšanu trīs veidos [20]. Pirmkārt, Rabs palīdz vezikulu transportēšanā no to izcelsmes vietas uz akceptoru nodalījumiem caur citoskeleta elementiem un motora proteīniem. Otrkārt, Rab efektori regulē membrānu apriti pūslīšu dokstacijas posmā. Treškārt, pūslīšu saplūšanā membrānā notiek SNARE vadīta dokošana uz membrānas [20]. Rezumējot, dažādu Rab GTPāžu specifiskā lokalizācija noteiktos membrānas nodalījumos un to spēja regulēt specifiskus tirdzniecības ceļus ir padarījusi tās pievilcīgus kā jaunus molekulāros mērķus. Tomēr ir daļējas zināšanas par Rab GTPāzes precīzo funkciju un pārmērīgas vai nepietiekamas ekspresijas ietekmi uz vezikulu satiksmi, kas izriet no funkciju neviendabīguma dažādos šūnu tipos ar grūtībām identificēt to kinētiku. Jaunu tehnoloģiju attīstība, piemēram, augstas izšķirtspējas konfokālā mikroskopija [21] un CRISPR/Cas tehnoloģija, palīdz iegūt stabilu informāciju un labāk izprast Rab GTPāžu lomu vezikulu bioģenēzē un sekrēcijā, atklājot iepriekš nezināmas fizioloģiskās lomas un līdz ar to arī tās. ietekme uz veselību un slimībām.
Pārdodu cistanche
Rab izraisīta vezikulārā satiksme un slimībasPrecīza Rab GTPāzes membrānu tirdzniecības procesu regulēšana ir atkarīga no mijiedarbības ar efektoriem, saglabājot šūnu polaritāti, lai sasniegtu maksimālo funkciju un struktūras efektivitāti, un regulējot šūnu signālu pārraidi, dalīšanos, izdzīvošanu un migrāciju [22, 23]. Tādējādi to nozīme vezikulu tirdzniecības regulēšanā ir likusi izpētīt tās saistību ar vairāku slimību attīstību (1. tabula).
Kā darbojas Rab proteīni un to loma slimībās, ir plaši pētīta nervu sistēmas šūnās, novērtējot lomu neironu dzīves ciklā, aktivitātē un intraneironālo nogulšņu uzkrāšanā [24–27]. Dažādos neirodeģeneratīvos traucējumos ir pētītas Rab proteīnu izmaiņas un regulējošās lomas neironu patoloģiskajos mehānismos, mitohondriju līmenī un glia šūnu disfunkcijas. Alcheimera, Parkinsona, Hantingtona korejas, amiotrofiskās laterālās sklerozes un Charcot-Marie-Tooth slimību [25] gadījumā ir konstatētas Rab proteīnu izmaiņas. Lai gan Rab proteīnu izmaiņas nav galvenais slimības cēlonis visos gadījumos, pat sekas. Rab7, Rab28 un Rab11 mutācijas ir galvenais Charcot-Marie-Tooth slimības un Rab39B cēlonis Parkinsona slimībā [28–31]. RabGTPāzes sekundārā ietekme uz pašu membrānu tirdzniecību ir novērota daudzās citās slimībās (skatiet plašu pārskatu 16. Iespējamās Rab proteīnu pārmaiņās iesaistīto mehānismu sarežģītības piemērs ir pētījumi par Parkinsona slimību [32]. Saistīti ar Rab39b mutāciju, Rab29, Rab5a un Rab7 ir identificēti iedzimtas agrīnas Parkinsona slimības gadījumā ar Lūija ķermeni [31]. Turpretim Rab11 glābj vairākus fenotipus, piemēram, Lewy proteīna uzkrāšanos [33]. Pētījumi Rab un vezikulārās satiksmes mehānismu analīzē var palīdzēt saprast, kas uztur neironus dzīvus un to lomu neirodeģeneratīvos traucējumos.
Arī sirds un asinsvadu slimībās iegūta attiecīga informācija. Paaugstināta Rab1 ekspresija miokardā izkropļo proteīnu subcelulāro lokalizāciju un ir pietiekama, lai izraisītu sirds hipertrofiju un mazspēju [34]. Miocītos Rab9-atkarīgās autofagosomas atpazīst un aprij bojātos mitohondrijus, kā rezultātā notiek išēmijas-reperfūzijas (IR) izmaiņas oksidatīvajā fosforilācijā, galu galā samazinot kardiomiocītu dzīvotspēju [35–37]. Diabēta pacientiem ar albuminūriju genoma mēroga asociācijas pētījumā tika identificēts Rab38 ģenētiskais lokuss, kas saistīts ar albuminūriju, izceļot jaunus ceļus, kas ietekmē albuminūriju [38].
Trombocītu gadījumā to ietekme uz hemostāzi un trombozi, kā arī uz audu reģenerāciju, iekaisumu un metastāzēm, izmantojot eksosomu uzņemšanu, iepakošanu un atbrīvošanu no uzglabāšanas pūslīšiem, ir plaši pētīta to iespējamās terapeitiskās ietekmes dēļ [39]. Fagocitozes nozīme svešķermeņu un apoptotisku šūnu aprišanā, nogalināšanā un apstrādē, kā arī antigēnu prezentēšana imūnās šūnām ir noteikta kā svarīga loma imūnprocesos [40]. IR traumu gadījumā fosforilācijas regulēts polarizācijas mehānisms caur Rab21 caur Rph3A ir svarīgs neitrofilu adhēzijai ar endotēlija šūnām iekaisuma reakciju laikā [41]. Iekšaknas, interferona regulējošais faktors 1 regulē Rab27a transkripciju un ekstracelulāro pūslīšu sekrēciju, izraisot neitrofilu oksidētu fosfolipīdu aktivāciju un sekojošu aknu IR bojājumu [42].
Ņemot vērā Rab GTPāzes nozīmi membrānu tirdzniecībā un šī procesa nozīmi cilvēka veselībai [22], iespējams, ir pārsteidzoši, ka tikai ierobežots skaits ģenētisko slimību ir saistītas ar Rab disfunkciju. Iespējams, ka vairāku Rab izoformu un tirdzniecības ceļu esamība padara cilvēkus mazāk neaizsargātus pret mutācijām atsevišķos Rab kodējos gēnos.
3.1. Rābu izraisītas darbības nieru veselībai un slimībām
Thenieresir izšķirošs orgāns, lai uzturētu tilpuma šķidrumu un elektrolītu homeostāzi, izmantojot specializētu šūnu darbību dažādos struktūras līmeņos. Viena no tām disfunkcija negatīvi ietekmē citus, izraisot pakāpenisku samazināšanosnieru funkcijuvirzās uz hroniskuNieru slimība(CKD), kas ir ļoti izplatīta vispārējā populācijā, aptuveni 10 procenti. Lielākā daļa šūnu audos un jo īpašinieresir polarizēti un parasti tiem ir divi atšķirīgi plazmas membrānas domēni - apikālā un bazolaterālā membrāna -, kas ir proteīnu un lipīdu polarizētas tirdzniecības rezultāts. Iekšnieruglomeruls, podocīti ir ļoti diferencētas sazarotas šūnas, kurām ir liela nozīme filtrācijas barjeras uzturēšanā [53] sadarbībā ar asinsvadu endotēlija un mezangiālajām šūnām. Kanāliņos šūnām ir vairāki mehānismi, kas specializējas dažādām funkcijām, un endotēlija-mezenhimālajā translācijā ir svarīga loma iekaisuma mehānismos. Zināšanas par Rab GTPāzi dažādos šūnu komponentosnieresir konstatēts, lai gan šodienas nozīme veselības un slimību jomā ir ierobežota. Sasniegumi Rab GTPāzes lomas izpratnēnieresir iegūts, novērtējot eksocistu kompleksa ekspresiju un aktivitāti kanāliņu bojājumu attīstībā un labošanā, identificējot izmaiņas Rab proteīnos, ko izraisa zemas frekvences ģenētiskā nefropātija vai hipertensija, vai novērtējot patoloģisko ekspresiju proteīnūrijas modeļos gan glomerulārās, gan tubulārās . Tāpat tika pārbaudīta arī loma eksosomu sekrēcijā. Kultūranieru šūnasun in vivo modeļi ir izmantoti, lai meklētu mehānismus, kuros bija iesaistīti Rab proteīni. Piemēram, Drosophila nefrocīti, podocītu analogi un cauruļveida šūnas vienlaikus nodrošina rīku Rab funkciju pārbaudei, izmantojot ģenētiskas manipulācijas. 2. tabulā sniegts zināšanu kopsavilkums par Rab iesaistīšanosnierufizioloģija un patoloģiskie stāvokļi. Eksocista ir ļoti konservēts astoņu apakšvienību proteīnu komplekss, kas iesaistīts eksocītisko pūslīšu mērķēšanā un dokstacijā, kas pārvietojas no trans-Golgi tīkla uz dažādām vietām.nierušūnas [54]. Daudzas eksocistas funkcijasnieresir dažādu mazu regulējošo GTPāžu rezultāts, kas ir iesaistīti primārajā cilioģenēzē, cistoģenēzē un tubuloģenēzē. Remonta lomanierukanāliņu epitēlija šūnas pēc anakūtsnieru bojājumsir arī atzīts [55].
3.1.1. Podocīti
Fu et al., identificēja 27 dažādus Rabs nefrocītos, vienpadsmit bija funkcionāli, un no tiem pieci bija svarīgi, lai saglabātu funkcionalitāti, un trīs bija būtiski. Rab5 klusēšana noteica to lomu endocitozes regulēšanā. Darot to pašu ar Rab7 un Rab 11, tika novērotas izmaiņas olbaltumvielu sadalīšanā un membrānas pārstrādē. Šo gēnu apklusināšanas rezultātā tika novēroti traucējumi vezikulu organizācijā, filtrācijas barjeras integritāte un subcelulāras struktūras, kas ir atbildīgas par olbaltumvielu reabsorbciju [56]. Steroīdrezistentais nefrotiskais sindroms (SRNS) ir zemas frekvences slimība, kurā 30 procenti gadījumu bērniem ir gēnu mutācijas dēļ, ar fokālās glomerulosklerozes (FSGS) histoloģiskiem bojājumiem, kas ir retāk sastopams pieaugušajiem. Missense mutācijās TBC1D8B gēnā (TBC1 domēna saime), kas novērotas divās ģimenēs ar X saistītu agrīnu SRNS, Rab11b GTPāzes aktivējošā proteīna samazināšanās, novērojot podocītu arhitektūras izmaiņās un migrācijas defektus internalizācijas trūkuma dēļ un pārstrādes procesi [46]. Kamp et al. aprakstīja vēl piecas ģimenes ar šo mutāciju un Drosophila modelī apstiprināja Rab11 nozīmi šajā procesā [57]. Citas mutācijas, kas identificētas kā SRNS cēlonis, bija GAPVD1 gēnā (endosomālais regulators) un, iespējams, ANKFY1 gēnā (Ankyrin Repeat un FYVE domēns, kas satur 1). Abi gēni mijiedarbojās ar Rab5, un mutācijas savukārt palielināja saistīšanos ar GTP saistīto RAB5. GAPVD1 un nefrīna, strukturālas proteīna atslēgas spraugā diafragmā, mijiedarbība liecina, ka nefrīna endocītiskajai tirdzniecībai var būt nozīme RAB5- mediētā SRNS patoģenēzē [45].
3.1.2. Nieru kanāliņi
Cauruļveida funkcijas, galvenokārt tās, kas iesaistītas olbaltumvielu reabsorbcijā, lielā mērā ietekmē izmaiņas vezikulārā satiksmē. Žurkām ar zīdainajām hipertensijas slimībām, ar hipertensiju saistīts modelisnieru slimība, Rab38 ietekmē urīna olbaltumvielu izdalīšanos proksimālajā kanāliņā. Izmantojot kultivētas proksimālo kanāliņu LLC-PK1 šūnas, Rab38 mRNS notriekšana samazināja koloidālā zeltā saistītā albumīna endocitozi [49]. Papildus Rab38 lomai epitēlija cauruļveida šūnās ir noteikta arī būtiska Rab7 loma endotēlija mezenhimālās pārejas (EMT) un apoptozes attīstības aizsardzībā, kad tiek izraisīta albumīna pārslodze. Albumīna pārslodze cauruļveida šūnu izraisītā MMP-2, matricas metaloproteināzes-2 aktivācijā, noārda IV tipa kolagēnu un samazina cauruļveida bazālās membrānas sabiezēšanu. Rab7 pārmērīga ekspresija samazina MMP{12}} aktivitāti, saglabājot cauruļveida bazālās membrānas struktūru. Šī pētījuma rezultāts paver iespēju, ka Rab7 aktivizēšana būs noderīga, lai aizsargātu proteīnu pārslodzes ietekmi intratubulārajā šķidrumā, samazinot EMT, piemēram, diabētiskās nefropātijas gadījumā [50]. Turklāt Slp2-a, Rab27A efektors, regulē podokaliksīna un tā saistošā partnera ezrīna apikālo mērķauditorijas atlasi kopā ar Rab27A. Autori izveidoja klaudīna-2 ekspresijas modeli, izmantojot Slp2-a–Rab27A kompleksa [51] funkciju, transportējot podokaliksīnu uz apikālo virsmu, kas veicina ciešā savienojuma proteīna daudzumu. .
Visbeidzot, tika pētīta Rab proteīnu loma savākšanas kanāliņos. Akvaporīns ir vazopresīna regulēts ūdens kanālu proteīns, kas atbild par osmotisko ūdens reabsorbciju, savācot cauruļvadus. Vazopresīna klātbūtnē Rab7 un vakuolārā proteīna šķirošana 35 (Vps35) piedalās AQP2 šķirošanā agrīnās endosomās transportlīdzekļa apstākļos un apikālo membrānu tirdzniecībā [58].
kur nopirkt cistanche
3.1.3. Eksosomu izlaišana
Tika novērtēta arī Rab proteīnu ietekme uz eksosomu izdalīšanos, un Rab27 spēlē nozīmīgu lomu. Divos nesenos pētījumos konstatēts, ka Rab27 ekspresijas kavēšana vai aktivizēšana samazina vai palielina eksosomu izdalīšanos no podocītiem. Pirmajā no šiem pētījumiem KIBRA pārmērīga ekspresija stabilizēja Rab27, izvairoties no tā sadalīšanās caur ubikvitīna-proteasomas ceļu [59]. Otrajā modelī iekaisuma reakcijas uz proksimālajām cauruļveida epitēlija šūnām Rab27a izslēgšana inhibēja pārmērīgu iekaisuma reakciju caur CHAC1 / NF-κB ceļu. Tas bija saistīts ar miR-26a intracelulāro uzkrāšanos, kas tādējādi aizkavēja diabēta attīstību.nieru slimība [52].
3.2. Rab-3A/Rabphilin-3Komplekss iekšāNieru slimība
Ģenētiskās asociācijas pētījumos mūsu grupa identificēja SNP, kas saistīti ar mikroalbuminūrijas attīstības risku, izmantojot kombinētos ģenētiskos un metabolomiskos datus no vispārējās populācijas, atklājot saistību starp RPH3A gēna polimorfismu un AAE [60]. Nesen Strong Heart Study datos tika anotēti 277 varianti gēnos RPH3A, RPH3AL (līdzīgs Rabphilin 3A), RAB3IL1 (RAB3A mijiedarbojošs proteīnam līdzīgs 1) un RAB27A bija pieejami asociācijas analīzei ar AAE un GFR progresēšanu. laika gaitā. Izmantojot jauktu efektu modeļus, lai ņemtu vērā saistību ar ģimeni un pielāgotos iespējamiem neskaidrības faktoriem, RAB3IL1 un RPH3A polimorfismi uzrādīja ievērojamu saistību ar AAE un GFR līmeņa progresēšanu (nepublicēti dati). Turklāt iepriekšējais Framingemas kohortas pētījums arī parādīja saistību starp AAE un RPH3A [61].
2003. gadā Rastaldi u.c. pētīja Rph3A un Rab3A kā iespējamos spēlētājus podocītu bioloģijā. Pamatojoties uz to, ka Rph3A saistās ar Rab3A, tas ir komplekss, kas nepieciešams sinaptisko pūslīšu piestiprināšanai pie mērķa membrānas un kas saistās ar citoskeleta proteīniem neironos, vezikulāri un citoskeleti arī ir svarīgi podocītu homeostāzei [47]. Komplekss Rab3A-Rph3A ir pierādīts neironos un neiroendokrīnās struktūrās, kā arī normālosnieresno pelēm, žurkām un cilvēkiem podocītos ap vezikulām, kas atrodas pēdas procesos [62,63]. Turklāt cilvēka biopsijās proteīnūriskiem pacientiem ar fokālo un segmentālo glomerulosklerozi tika konstatēts arī Rab3A-Rph3A ekspresijas pieaugums [47]. Šo molekulu iespējamā lomanierubojājumus tālāk pētīja tā pati grupa Rab3A nokautu peļu modelī ar augstu glikozes diētu. Nokautajām pelēm attīstījās izmainīta podocītu aktīna plastiskums ar podocītu bojājumiem un proteīnūriju. Turklāt modelī ar diētu ar augstu glikozes saturu,nierutika izstrādāti bojājumi, kas līdzīgi tiem, kas rodas cilvēka diabētiskās nefropātijas gadījumā [64].
Mūsu grupa nesenajā darbā ir konstatējusi, ka Rph3A tiek ekspresēts un kolokalizēts ar endocītisko un eksocītisko ceļu molekulārajiem marķieriem Drosophila melanogaster perikarda nefrocītos. Nefrocīts ir šūna, kas apvieno podocītu unnieruproksimālās kanāliņu funkcijas un ir iesaistīts atkritumproduktu izvadīšanā no hemolimfas un Malpighian kanāliņiem, struktūra tiek uzskatīta par analoģiskunierucauruļveida sistēma [48]. Ir divas atšķirīgas nefrocītu populācijas: vītņu šūnu nefrocīti ap barības vadu (binucleate) un perikarda nefrocīti (mononukleāti), kas atrodas kopā ar sirdi, gan funkcionāli, gan strukturāli, gan molekulāri līdzīgi cilvēka podocītiem [65].
Vairāki pētījumi liecina, ka endocītiskajam ceļam ir svarīga loma podocītu attīstībā, uzturēšanā un bojājumos, un tas var izraisīt izmaiņas šūnu morfoloģijā [66–68]. Rph3A traucējumi samazina Rab3a ekspresiju, un transkripcijas faktora Krüppel līdzīgā faktora 15 (KLF15) Drosophila ortologs ir cinka pirksta transkripcijas faktors, kas izteikti izteikts glomerulos un intersticiālajās šūnās. Tam ir aizsargājoša loma proteīnūriskos modeļos, samazinot kanāliņu un podocītu bojājumus,nierufifibroze un mezangiāls bojājums. Šie samazinātie traumu līmeņi veicina endocītu ceļu izmaiņas, kas galu galā zaudē šūnu likteni [69]. Morfoloģiskā ietekme uz nefrocītiem tika novērota vairākos līmeņos: (a) bazālās membrānas pārrāvums un (b) citoskeleta modifikācijas, kas izraisīja labirinta kanālu neesamību un nefrocītu zudumu (2. attēls).
Rph3A traucējumi ietekmē arī nefrocītu struktūrā un funkcijā tieši iesaistīto gēnu ekspresiju. Proteīni Sns un Kirra, cilvēka nefrīna un neph1 ortologi attiecīgi, kas mijiedarbojas caur saviem ekstracelulārajiem domēniem, veidojot nefrocītu diafragmu [70], tiek samazināti (apklusināti). Sns ekspresijas neesamība izraisa dramatisku nefrocītu skaita samazināšanos, kas atbilst jaunākajiem pētījumiem, kuros ir dokumentēta citoplazmas Sns nozīme intranefrocītu aktīna organizācijas regulēšanā [71]. Turklāt Rph3A traucējumi ietekmē arī Cubilin-Amnionless sistēmu, kas ir atbildīga par maza izmēra proteīnu endocitozi pa labirinta kanāliem [72]. Olbaltumvielu uzņemšanas samazināšanās ar nefrocītiem izriet no Kubilina ekspresijas samazināšanās un vezikulārās tirdzniecības, ko ietekmē zemais KLF15 līmenis [48] (2. attēls). Abas sistēmas, Sns proteīnus un Cubillin proteīnus, var mainīt, samazinot gēnu ekspresiju vai to komponentu nepareizu lokalizāciju. Mūsu pētījums izceļ citoskeleta komponentu un nefrocītu diafragmas proteīnu savstarpējās regulēšanas lomu, kas ir būtiska no lieluma un lādiņa atkarīgai filtrācijai, un sniedz datus, kas atbalsta iepriekšējos rezultātus Rab3A knockout peļu modelī, kas izraisīja proteīnūriju unnierunepietiekamība [64].
Vienlaikus mūsu grupa ir analizējusi augsta glikozes un angiotenzīna II ietekmi uz Rab3A-Rph3A sistēmu cilvēka iemūžinātajos podocītos un urīna šūnu granulās no pacientiem ar hipertensiju un diabētu [73]. Mūsu rezultāti liecināja, ka Rab3A Rph3A sistēma varētu būt iesaistīta ievainotajos podocītos novērotajās izmaiņās un ka var tikt aktivizēts mehānisms, lai samazinātu bojājumus, izmantojot šīs sistēmas vadīto vezikulārā transporta uzlabošanu. Visbeidzot, mūsu grupas provizoriskie dati atklāja, ka Rph3A ir izteikts arī Drosophila miokardiocītos, un Rph3A klusēšana spēcīgi ietekmēja šķiedru organizāciju un funkcionālos sirds parametrus [74]. Rezumējot, Rab3A-Rph3A sistēmai ir nozīmenieresbojājumu mehānismi. Neatkarīgi no tā, vai tam varētu būt nozīme vienlaicīgu orgānu disfunkciju, tas kļūst par pievilcīgu pētniecības jomu, kam nākotnē jāpievērš uzmanība.
4. Secinājumi
Rab-GTPāzes ir proteīni, kas veicina vezikulu transportēšanu starp nodalījumiem, kas pārvadā kravas šūnās un organellās un no tām. Rabiem ir dominējoša loma vezikulu tirdzniecības regulēšanā šūnās, kas ir neatņemama sastāvdaļa daudzos šūnu procesos, piemēram, šūnu proliferācijā, šūnu uzturā, iedzimtā imūnreakcijā, mitozē un apoptozē. Tādējādi Rabs ir potenciālie molekulārie mērķi vairākās slimībās, piemēram, vēzis, sirds un asinsvadu slimības, imunoloģiski traucējumi un neirodeģeneratīvas slimības. Tomēr izmainītās Rabs ekspresijas ietekme ir mazāk saprotama konkrētos orgānos, kur vezikulārai tirdzniecībai ir liela nozīme to struktūrā un funkcijām, piemēram,nieres.Nesenie pētījumi atklāja Rab3A-Rph3A kompleksa nozīmi morfoloģijā, šūnu zudumā un fifiltrācijas funkcijā.nieres. Arī nesen Drosophila sirdī, padarot to par jaunu molekulāro spēlētāju patoģenēzēnieruun sirds disfunkcija un ir aktuāls interešu lauks ar potenciāliem terapeitiskiem pielietojumiem. Šobrīd vairāki jautājumi par precīzu darbības mehānismu paliek neatbildēti, un tiem būs nepieciešama turpmāka izpēte.
Pārdodu cistanche
