Koagulaatio, proteaasiaktivoidut reseptorit ja diabeettinen munuaissairaus: oppitunteja ENOS-puutteellisista hiiristä

Endoteelinen typpioksidisyntaasi(eNOS) toimintahäiriön tiedetään pahentavan taudin etenemistä ja ennustettadiabeettinen munuaissairaus(DKD). Yksi mekanismeista, jolla tämä saavutetaan, on se, että alhaiset eNOS-tasot liittyvät hyperkoagulaatioon, mikä edistää munuaisvaurioita. Ulkoisessa hyytymiskaskadissa kudostekijä (tekijä III) ja alavirran hyytymistekijät, kuten aktiivinen tekijä X (FXa), pahentavat tulehdusta aktivoimalla proteaasiaktivoituja reseptoreita (PAR). Äskettäin on osoitettu, että eNOS:n ilmentymisen puute tai vähentyminen diabeettisilla hiirillä edistyneen DKD:n mallina lisää munuaisten kudostekijätasoja ja PAR1- ja2 ilmentymistä munuaisissaan. Lisäksi hyytymistekijöiden tai PAR:ien farmaseuttinen inhibitio tai geneettinen deleetioparansi tulehdusta DKD:ssähiirillä, joista puuttuu eNOS. Tässä katsauksessa teemme yhteenvedon eNOS:n, koagulaation ja PAR:ien välisestä suhteesta ja ehdotamme uutta hoitovaihtoehtoapotilailla, joilla on DKD. 

Avainsanat: diabeettinen glomeruloskleroosi; tekijä Xa; tulehdus; kudostekijä

NAPSAUTA TÄSTÄ SAADAksesi LUONNOLLISTA ORGAANIISTA KISTANKSIUUTEtta, JOKA SISÄLTÄ 25 % KINAKOOSIDEA JA 9 % AKTEOSIDIA MUUNAISTEN TOIMINTAAN

Wecistanchen tukipalvelu - Kiinan suurin vesisäiliön viejä:

Sähköposti:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Puhelin:+86 15292862950

Osta lisätietoja teknisistä tiedoista:

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

Johdanto

Potilaiden määrädiabeettinen munuaissairaus(DKD) lisääntyy maailmanlaajuisesti (de Boer ym. 2011; Kainz ym. 2015; Ogurtsova ym. 2017). DKD on yksi tärkeimmistä kuolleisuuden syistä potilailla, joilla on diabeteksen komplikaatioita (Afkarian et al. 2013). Lisäksi DKD on progressiivinen ja on pääasiallinen syyloppuvaiheen munuaissairausvaativatmunuaisten korvaushoito(Gregg ym. 2014; Liyanage ym. 2015). Japanissa,diabeettinen nefropatiaosuus uusista dialyysipotilaista on yli 39 % (Nitta ym. 2020). Siksiuudenlaisen terapian kehittäminenDKD-potilaiden hoitoon tarvitaan vaihtoehtoja.

Kiinnostus hyytymisjärjestelmän roolia kohtaan lisääntyyDKD:n patogeneesi.Hyperkoaguloituvuusliittyy DKD:hen (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Veren kohonneen fibrinogeenitason osoitettiin liittyvän alhaiseen arvioituun munuaiskerästen suodatusnopeuteen, korkeaan proteinuriaan ja vakavaan histologiseen vaurioon, ja se ennustaa etenemistä loppuvaiheen munuaissairauteen (Dalla Vestra ym. 2005; Pan et al. al. 2018; Zhang ym. 2018). Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet korrelaation D-dimeerin, fibriinin hajoamistuotteen, ja munuaisten vajaatoiminnan välillä DKD:ssä (Domingueti ym. 2018; Pan et al. 2018). DKD:n hyperkoagulaatio määräytyy todennäköisesti useista tekijöistä. Esimerkiksi reniini-angiotensiini-aldosterijärjestelmä aktivoi kudostekijää (TF, tekijä III) ja lisää tromboottisia tapahtumia (Dielis et al. 2005). Muuten hyperglykemia, dyslipidemia, tulehdus tai endoteelin toimintahäiriö ovat osallisena DKD:n patogeneesin pro-tromboottisessa tilassa (Goldberg 2009).

DKD:ssä esiintyy endoteelin toimintahäiriötä, joka etenee mikrovaskulaarisiin komplikaatioihin (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Heikentynyt endoteelin typpioksidisyntaasin (eNOS) tuotanto tai vähentynyt eNOS-aktiivisuus (esim. heikentynyt eNOS-fosforylaatio) on DKD:n endoteelin toimintahäiriön tunnusmerkki (Nakagawa ym. 2011; Cheng et al. 2012). Olemme osoittaneet, että eNOS-ekspression menetys liittyi TF-tason nousuun ja ulkoisen hyytymisjärjestelmän aktiivisuuteen (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), mikä liittyy läheisesti tromboottisiin tapahtumiin potilailla, joilla on krooninen munuaistoiminta. sairauksia (Kolachalama ym. 2018).

Tromboottisten tapahtumien kohonneen riskin lisäksi koagulaatioproteaasit, kuten aktiivinen tekijä FVII (FVIIa), aktiivinen tekijä (FXa) ja trombiini, jotka ovat läsnä ulkoisessa hyytymiskaskadissa, välittävät kudosvaurioita proteaasin aktivoiman reseptorin kautta ( PAR) riippuvainen mekanismi (Madhusudhan ym. 2016; Posma ym. 2019). Tässä katsauksessa teemme yhteenvedon löydöksistä, jotka on saatu diabeettisista hiiristä, joista puuttuu eNOS, ja keskustelemme hyytymis-PAR-reitin, eNOS-tasojen ja DKD-patogeneesin välisestä suhteesta.

Kudostekijä/proteaasiaktivoitunut reseptorireitti

Kudostekijä (TF), joka tunnetaan nimellä tekijä III, on 47 kDa:n transmembraaniproteiini, joka on vuorovaikutuksessa tekijä VII:n (FVII) kanssa (Grover ja Mackman 2018). TF/FVIIa-kompleksi on ulkoisen koagulaatiokaskadin aktivaattori ja katalysoi FX:n ja FIX:n aktivaatiota. FXa ja aktivoitu kofaktori V (FVa) muodostavat protromboottisen kompleksin, joka tuottaa trombiinia. Lopuksi trombiini muuttaa fibrinogeenin fibriiniksi, mikä johtaa trombien muodostumiseen (Grover ja Mackman 2018). TF ilmentyy sekä verisuonten sileissä lihassoluissa että satunnaisissa fibroblasteissa. Tulehduksellisissa olosuhteissa sen ilmentyminen indusoituu endoteelisoluissa tai verenkierrossa olevissa soluissa, kuten monosyyteissä (Østerud ja Bjørklid 2006).

Proteaasiaktivoidut reseptorit (PAR:t) ovat G-proteiinikytketyn reseptorin superperheen jäseniä, joka koostuu neljästä PAR-proteiinista (PAR1-4). PAR:t pilkkoutuvat proteaasien toimesta N-terminaalisessa päässä ja aktivoituvat sitoutuessaan uuteen N-päähän, joka sisältää kytketyn ligandin. PAR:n neljä jäsentä (PAR1-4) aktivoituvat spesifisten hyytymisproteaasien toimesta: TF- ja FVIIa-kompleksi aktivoi PAR2:n, tekijä Xa aktivoi sekä PAR1:n että PAR2:n ja trombiini aktivoi PAR1:n, PAR3:n ja PAR4:n (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier ja Ruf 2012; Zhao et al. 2014). TF:n, hyytymisproteaasien ja PAR:ien välinen suhde on esitetty kuvassa 1.

PAR:ien tiedetään ilmentyvän laajasti munuaissoluissa ja osallistuvan munuaisvaurion patofysiologiaan. Sekä PAR1 että PAR2 ilmentyvät munuaiskerästen endoteelisoluissa, mesangiaalisissa soluissa ja munuaisten tubulussoluissa, jotka ovat peräisin ihmisestä tai hiirestä; PAR2, PAR3 ja PAR4 ilmentyvät ihmisen podosyyteissä; PAR1, PAR3 ja PAR4 ilmentyvät hiiren podosyyteissä (Tanaka et al. 2005; Vesey ym. 2005; Madhusudhan ym. 2012; Dong ym. 2015; Madhusudhan ym. 2016).

Vaikka PAR:ien haitalliset tai suojaavat vaikutukset munuaisvauriossa on osoitettu, kertyvät tiedot viittaavat siihen, että PAR:t pahentavat tulehdusta stimuloimalla sytokiinien ja kemokiinien tuotantoa (Rothmeier ja Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). Tämän havainnon mukaisesti PAR1- ja PAR2-agonistit edistävät tulehdusvälittäjien, kuten monosyyttien kemotaktisen proteiinin 1:n (MCP1) ja plasminogeeniaktivaattorin inhibiittorin-1 (PAI-1), ja pro-fibroottisten molekyylien ilmentymistä endoteelissä. , mesangiaali- ja munuaisten tubulussolut (Vesey ym. 2005; Vesey ym. 2013; Ellinghaus ym. 2016; Waasdorp ym. 2016; Oe et al. 2019). In vivo -tutkimuksissa PAR1:n puute tai PAR1-estäjien läsnäolo vähensi tulehdusta puolikuun munuaiskerästulehduksen tai obstruktiivisen munuaisvaurion malleissa (Cunningham et al. 2000; Waasdorp ym. 2019; Lok et al. 2020). Samoin PAR2:n eston terapeuttisiin vaikutuksiin munuaisvaurioissa liittyi munuaisten tulehduksen väheneminen (Hayashi ym. 2016; Du ym. 2017; Han ym. 2019; Watanabe et al. 2019).

Endoteelin typpioksidisyntaasipolymorfismit DKD:ssä

Endoteelinen typpioksidisyntaasi (eNOS) on yksi kolmesta NOS-isoformista, ja se edistää NO:n tuotantoa verisuonten endoteelissä (Walford ja Loscalzo 2003). eNOS:n verisuonten endoteelissä tuottamalla NO:lla on ratkaiseva rooli verisuonten rentoutumisen säätelyssä, tulehduksen estämisessä ja veritulpan muodostumisen ehkäisyssä (Walford ja Loscalzo 2003). eNOS-ilmentymisen heikkeneminen liittyy DKD:n kehittymiseen. Äskettäin ihmisillä tehdyt meta-analyysit ovat paljastaneet, että G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) ja introni 4b/4a ​​(rs869109213) eNOS-geeneissä (NOS3) liittyvät läheisesti DKD:n kehitys (Dellamea ym. 2014; Zhang ym. 2015; Dong ym. 2018). Näistä varianteista G894T (Glu298Asp) -polymorfismin rooli eNOS-toiminnassa on karakterisoitu hyvin. NO:n tai nitriitin kertymisen vähentynyt tuotanto osoitettiin transfektoiduissa CHO-soluissa, joissa oli 298Asp, verrattuna soluihin, joissa oli 298Glua (Noiri et al. 2002). Yhdessä nämä tulokset osoittavat, että eNOS-häiriön aiheuttama NO:n vähentynyt tuotanto on tärkeää DKD:n etenemiselle ihmisillä.

Kuva 1. Hyytymistekijöiden ja proteaasiaktivoitujen reseptorien (PAR:ien) välinen suhde. Ulkoisessa hyytymiskaskadissa kudostekijä (TF) ja aktiivinen FVII (FVIIa) -kompleksi aktivoi proteaasiaktivoidun reseptorin 2 (PAR2), aktiivinen FX (FXa) aktivoi sekä PAR1:n että PAR2:n ja trombiini kohdistuu PAR1:een, PAR3:een ja PAR4:ään. PAR:ien N-terminaalisen sekvenssin pilkkominen hyytymisproteaaseilla paljastaa uuden N-terminaalisen sekvenssin, joka toimii kytkettynä ligandina ja edistää tulehdusta.

Diabeettiset hiiret, joista puuttuu eNOS ihmisen diabeettisen nefropatian mallina

Ihmisen DKD:tä muistuttavien luotettavien prekliinisten mallien luominen on välttämätöntä uusien hoitovaihtoehtojen tutkimiseksi. eNOS-polymorfismin ja DKD:n välistä yhteyttä osoittavien todisteiden perusteella useat tutkimukset ovat osoittaneet, että tyypin I ja tyypin II DM:n eNOS-poistomallit ovat joitakin onnistuneita malleja, jotka matkivat ihmisen DKD:tä (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Osoitettiin, että streptotsotosiinin indusoimat diabeettiset hiiret, joilta puuttuu eNOS, kehittävät vakavaa albuminuriaa, mesangiaalista laajenemista, glomerulaarisen tyvikalvon paksuuntumista ja arteriolaarista hyalinoosia, joka muistuttaa ihmisen DKD:tä (Nakagawa et al. 2007). Samoin tyypin II diabeettisilla hiirillä (db/db), joilta puuttui eNOS, ilmeni vakavaa glomeruloskleroosia ja albuminuriaa (Zhao et al. 2006).

Kohonnut TF diabeettisilla hiirillä, joista puuttuu eNOS

NO estää veritulpan muodostumista ja verihiutaleiden aggregaatiota (Walford ja Loscalzo 2003). Koska glomerulaaristen veritulppien muodostumista havaittiin diabeettisilla hiirillä, joilta puuttui eNOS (Nakagawa et al. 2007), heikentynyt eNOS-ekspressio liittyy todennäköisesti TF-riippuvaisen koagulaation lisääntymiseen. eNOS:n ja TF:n välistä yhteyttä DKD:ssä on käsitelty aikaisemmissa raporteissamme (Li et al. 2010; Wang ym. 2011a; Oe ym. 2016) (Kuva 2).

Vähentynyt eNOS-ekspressio tai sen puute lisää munuaisten TF-aktiivisuutta diabeettisilla Akita-hiirillä

Karakterisoimme TF:n ilmentymistä diabeettisissa akita- (Ins2Akita/+) -hiirissä, jotka ovat tyypin I DM:n malli, eNOS:n eri ilmentymistasoilla (eNOS+/+, eNOS+/- ja eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Havaitsimme, että DKD:n vakavuus liittyi vähentyneeseen eNOS-ilmentymiseen. Albumiinin erittyminen virtsaan, glomeruloskleroosi ja glomerulusten suodatusnopeuden aleneminen pahenivat seuraavassa järjestyksessä: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Mielenkiintoista on, että munuaisten TF:n ilmentyminen ja aktiivisuus lisääntyivät eNOS+/-:ssa; Ins2Akita/+ ja eNOS-/-; Ins2Akita/+-hiiret verrattuna eNOS+/+-hiiriin; Ins2Akita/+ hiiret. Glomerulaarinen fibriinikertymä oli myös merkittävää eNOS+/-:ssa; Ins2 Akita/+ ja eNOS-/-; Ins2 Akita/+ hiiret. Lisäksi munuaisten Tf-mRNA:n ilmentyminen korreloi taudin vaikeusasteen, virtsan albumiinin erittymisen ja munuaisten tulehduksellisen sytokiinin ilmentymisen kanssa.