Endoteelinen glykokalyyksi iskemian ja reperfuusiovaurion kohteena munuaissiirrossa – mihin olemme päässeet tähän mennessä?

Yhteystiedot: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Sähköposti:audrey.hu@wecistanche.com

Anila Duni¹, Vassilios Liakopoulos², Vasileios Koutlas³, Charalampos Pappas¹, Michalis Mitsis³ ja Evangelia Dounousi^1,*

Abstrakti:

Endoteelisen glykokalyksin vaurioituminen iskemian ja/tai reperfuusiovaurion (IRI) seurauksenamunuainenelinsiirtoon noussut tutkimuksen valokeilaan mahdollisten assosiaatioiden vuoksi siirteen toiminnan viivästymiseen, akuuttiin hylkimisreaktioon sekä pitkäaikaiseen allograftin toimintahäiriöön. IRI:n aiheuttama endoteelin glykokalyksin hajoaminen on ratkaiseva tapahtuma, joka altistaa denudoidut endoteelisolut lisätulehduksellisille ja oksidatiivisille vaurioille. Katsauksen tavoitteena on esittää tällä hetkellä saatavilla oleva tieto aiheestamonimutkainenyhdistää glykokalyyksin komponenttien, kuten syndekaanin-1, hyaluronaanin, heparaanisulfaatin ja CD44:n, erittymisen ja monimutkaisten immuunijärjestelmän vasteiden aktivoitumisen välillä, mukaan lukien maksun kaltaiset reseptorit, sytokiinit ja tulehdusta edistävät transkriptiotekijät. Kuvassa on myös todisteita endoteelin glykokalyksin suojaustavoista ja sen jälkeen endoteelin läpäisevyyden ylläpidosta sekä uusista munuaisia ​​suojaavista molekyyleistä, kuten sfingosiini-1-fosfaatti (S1P). Vaikka tekniikan kehitys mahdollistaa endoteelin glykokalyksin visualisoinnin ja analyysin, tällä hetkellä saatavilla oleva näyttö on enimmäkseen kokeellista. Jatkuva edistyminen IRI:n monimutkaisen vaikutuksen ymmärtämisessä endoteelin glykokalyyksiin avaa uuden aikakauden tutkimukselleurutelinsiirtoja kliiniset tutkimukset ovat erittäin tärkeitä tulevaisuuden kannalta.

Avainsanat: munuainenelinsiirto; endoteelin glykokaliksi; iskemia ja/tai reperfuusiovaurio; tulehdus; immuunivasteet

Cistanche tubulosa ehkäisee munuaissairauksia, napsauta tästä saadaksesi näytteen

1. Esittely

Munuainenelinsiirto, valinta loppuvaiheen hoitoonmunuainensairaus liittyy merkittävästi potilaiden ennusteen paranemiseen, mukaan lukien eloonjääminen, sydän- ja verisuonisairauksien tulokset ja elämänlaatu, verrattuna dialyysihoitoon [1,2]. Huolimatta kestävistä paranemissuuntauksista, jotka liittyvät munuaissiirteen pitkäaikaiseen eloonjäämiseen, kroonisen siirteen menetyksen määrä ensimmäisen vuoden jälkeenelinsiirtoovat edelleen huomattavat [3,4]. Lukuun ottamatta immunologisia syyllisiä, kuten ihmisen leukosyyttiantigeenin (HLA) yhteensopimattomuutta ja herkistymistä, munuaisten luovuttajan tyyppiä, pitkäaikaista immunosuppressiota sekä muita sairauksia, kuten valtimoverenpaine ja dyslipidemia, suuret tutkimukset viittaavat siihen, että perioperatiiviset tekijät vaikuttavat lisääntyneeseen pitkäaikainen allograftin epäonnistuminen [5–11]. Iskemia ja/tai reperfuusiovaurio (IRI) munuaisissaelinsiirtoon eturintamassa kriittisenä riskitekijänä, joka ei liity ainoastaan ​​varhaisiin komplikaatioihin, kuten siirteen toiminnan viivästymiseen iskeemisen akuutin tubulusnekroosin taustalla, vaan myös akuuttiin hylkimisreaktioon ja pitkäaikaiseen allograftin toimintahäiriöön [12]. IRI, ainakin jossain määrin, on väistämätön ilmiö munuaisensiirron aikana. Vaikka termi ytimessä tarkoittaa verijäsenen häiriötä, tämän kokonaisuuden monimutkaisten patologisten ja kliinisten vaikutusten taustalla on kuitenkin monia toisiinsa kietoutuvia patofysiologisia reittejä [13–15].

Kirjallisuudesta on saatavilla runsaasti tietoa aiheestamunuainenIRI, mukaan lukien lukuisat kokeelliset ja kliiniset tutkimukset, jotka yrittävät valaista sen patogeneesiin liittyviä monimutkaisia ​​mekanismeja sekä sen pääkohteita, verisuonten endoteelia ja munuaisten tubulusepiteelisoluja. Muun muassa negatiivisesti varautunut, runsaasti hiilihydraattia sisältävä geelimäinen rakenne, joka tunnetaan nimellä endoteelinen glykokalyks, joka sijaitsee veren ja endoteelin rajapinnassa, on noussut laajan tutkimuksen valokeilaan, koska sillä on perustavanlaatuinen rooli endoteelin homeostaasin ylläpitämisessä. . Glykokaliksia ei pitäisi pitää pelkkänä proteoglykaanien, glykoproteiinien ja glykolipidien seoksena. Sillä on keskeinen moduloiva rooli endoteelin toiminnassa, ei pelkästään sen biomekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi, jotka säätelevät leikkausjännityksen transduktiota endoteeliin, vaan myös sen koostumuksensa vuoksi, joka sisältää proteiineja, jotka osallistuvat solujen kiinnittymiseen ja migraatioon, kasvutekijöitä, kemokiineja ja solujen välittäjiä. oksidatiivinen stressi ja hyytymistekijät [16].

2. Tavoitteet ja menetelmät

Katsauksen tavoitteena on esitellä tällä hetkellä saatavilla olevaa tietoa monimutkaisista yhteyksistä glykokalyyksin komponenttien, kuten syndekaanin-1, hyaluronaanin, heparaanisulfaatin ja CD44:n, irtoamisen ja monimutkaisten immuunijärjestelmän vasteiden aktivoitumisen välillä, mukaan lukien kuten reseptorit, sytokiinit ja tulehdusta edistävät transkriptiotekijät. Kuvassa on myös todisteita endoteelin glykokalyksin suojaustavoista ja sen jälkeen endoteelin läpäisevyyden ylläpidosta sekä uusista munuaisia ​​suojaavista molekyyleistä, kuten sfingosiini-1fosfaatti (S1P). Tämän mukaisesti etsimme sähköisistä tietokannoista, mukaan lukien PubMed, Medline ja Cochrane, kaikkia kiinteitä uruja käsitteleviä julkaisujaelinsiirtotaimunuainen/munuaisensiirto ja iskemia ja reperfuusiovaurio ja akuuttimunuainenvaurioita ja endoteelin glykokaliksia, syndekaania, hyaluronaania, heparaanisulfaattia, CD44:ää marraskuuhun 2020 asti. Mukana olimme sekä kokeellisia että alkuperäisiä kliinisiä tutkimuksia. Lisäksi etsimme käsin jokaisen asiaankuuluvan tutkimuksen viitteitä ja tarkastelimme artikkeleita lisäjulkaisua varten.

3. IRI yhdellä silmäyksellä

Iskemia ja reperfuusiovaurio ovat muuttumaton ja suuri haaste perioperatiivisen ajanjakson aikanamunuainenelinsiirto. Tapahtumat, jotka määräävät IRI:n laajuuden tässä ympäristössä, aivokuolemasta ja siihen liittyvästä sympaattisen hermoston hyperaktiivisuudesta lämpimään iskemiaan munuaissuonien puristamisen jälkeen ja kylmäiskemiaan siirteen jäähdyttämisen jälkeen siirteen implantaatioon ja reperfuusioon, ovat yhteisiä. nimittäjä, joka määritellään hapen ja ravinteiden vähentymisenä munuaiskudokseen [13]. Tätä seurannut siirtyminen anaerobiseen glykolyysiin ei täytä munuaissolujen energiavaatimuksia, mikä johtaa lysosomientsyymien vuotamiseen lysosomaalisen kalvon hajoamisen, Na plus /K plus /ATPaasin toiminnan estymisen ja sytoplasman kalsiumin ylikuormituksen vuoksi. 14,17–19]. Paradoksaalista kyllä, itse reperfuusioprosessi tämän iskeemisen ympäristön taustalla saa aikaan reaktiivisten happilajien (ROS) syntymisen ja solunsisäisten kalsiumista riippuvien proteolyyttisten entsyymien aktivoitumisen, mikä jatkaa vaurioita [20,21]. Yllä kuvattu yksinkertaistettu lähestymistapa on universaali prosessi, joka on yhteinen kaikille iskeemiselle ympäristölle altistuville soluille; se edellyttää kuitenkin useiden erillisten solujen ja molekyylireittien osallistumista ja integroitumista, mukaan lukien solukuolemaohjelmat, kuten autofagia, nekroptoosi ja apoptoosi, tulehdusta edistävän kaskadin aktivointi, endoteelin toimintahäiriö, joka ilmenee vasoaktiivisten ja verisuonten adheesiomolekyylien lisääntyneenä ilmentymisenä ja oksidatiivisen stressin vahvistuminen [22–28].

Synnynnäinen immuunijärjestelmä ja toll-like reseptorin (TLR) spesifinen aktivaatio - valkosoluissa sekä endoteelisoluissa ja munuaisten tubulussoluissa on avainrooli IRI:ssä, mikä johtaa tulehdusta edistävien transkriptiotekijöiden lisääntyneeseen ilmentymiseen. , NF-kB ja aktivaattoriproteiini 1. Adheesiomolekyylien säätely, mukaan lukien solunsisäinen soluadheesiomolekyyli (ICAM-1), vaskulaaristen solujen adheesiomolekyyli VCAM-1 ja E-selektiini, jotka helpottavat leukosyyttien migraatiota ja infiltraatiota , lisäävät entisestään tulehdusvastetta ja immuunijärjestelmän aktivaatiota [15,29–31]. TLR-4:n aktivoinnin on osoitettu edistävän tärkeiden tulehdusta edistävien sytokiinien, kuten interleukiinin (IL)-6, IL-1, tuumorinekroositekijän (TNF) ja kemotaktisten välittäjien vapautumista. kuten makrofagien tulehdusproteiini-2 (MIP-2) ja monosyyttien kemoattraktanttiproteiini-1 (MCP-1) [32]. Lisäksi TRL-signaloinnin ja IRI:n komplementtijärjestelmän välillä on vuorovaikutusta mitogeeniaktivoitujen proteiinikinaasien (MAPK:iden) kanssa, jotka toimivat linkitysketjuina näiden kahden järjestelmän välillä [15,33]. Lisäksi sen jälkeen kun soluvaurion yhteydessä vapautuneet solujätteet, niin sanotut vaaraan liittyvät molekyylimallit (DAMP) on tunnistettu, TLR:t aktivoivat yllä kuvatun tulehdusvasteen lisäksi dendriittisolut suorittamaan antigeenin esittelyn. rooli adaptiivisen immuunijärjestelmän B- ja T-lymfosyyteille [34]. IRI:n yhteydessä munuaisten TLR-4 tunnistaa muiden endogeenisten ligandien joukossa solunulkoisen matriisin molekyylejä ja glykokaliksia, kuten biglykaanin, hyaluronaanin ja heparaanisulfaatin [35–37].

Reaktiiviset happilajit ovat keskeisiä komponentteja IRI:n patogeneesissä. Mitokondrioiden toiminnan iskeeminen deregulaatio aiheuttaa todennäköisimmin ROS:n vapautumisen puhkeamisen johtuen ksantiinioksidaasin ja nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaattifosfaatin (NADPH) oksidaasin aktivaatiosta reperfuusion ja kudosten oikeanlaisen hapetuksen uudelleenasentamisen jälkeen. Seurauksena on epätasapaino ROS:n ja reaktiivisten typpilajien (RNS) muodostumisen ja endogeenisen antioksidanttijärjestelmän vasteiden välillä, mikä johtaa oksidatiiviseen vaurioon ja tulehduksen entisestään aktivoitumiseen sekä pro-apoptoottiseen välittäjäaineekspressioon, mikä jatkaa noidankehää [28,38–41] . Iskemiavaiheen aikana kertyneiden solunsisäisten aineenvaihdunnan sivutuotteiden, kuten sukkinaatin, on osoitettu edelleen häiritsevän mitokondrioiden elektronien kuljetusta ja indusoivan superoksidin muodostumista [42].

Hypoksian indusoivat tekijät (HIF), HIF-1 ja HIF-2, ovat transkriptiotekijöitä, jotka ovat saaneet paljon huomiota niiden mahdollisesti hyödyllisen roolin vuoksi IRI:ssä [15,43]. Von Hippel-Lindau- ja prolyylihydroksylaasidomeeni (PHD) -proteiinit liittyvät HIF:n hajoamiseen normoksian olosuhteissa [43]. Toisaalta hypoksia stabiloi HIF:ää, mikä säätelee kudosten sopeutumista tällaisiin olosuhteisiin transkriptoimalla kohdegeenejä, mukaan lukien glykolyysiin liittyvät geenit, angiogeenisten tekijöiden, kuten VEGF:n, tuotannon ja erytropoietiinin tuotannon [43]. On huomattava, että HIF-1 lisää TLR4:n ilmentymistä makrofageissa vasteena hypoksiseen stressiin, kun taas ROS välittää HIF-1-säätelyä erilaisten reittien kautta, mukaan lukien propyylihydroksylaasien esto, HIF:n translaation jälkeinen modifikaatio{{11 }}proteiini nitrosoitumisprosessin kautta sekä epäsuorasti miR-21, miR-210 ja tulehdusvälittäjien osallistumisen kautta [44,45].

IRI:n ja siihen liittyvien patogeenisten prosessien pääkohde on verisuonten endoteelin toimintahäiriö, joka ilmenee endoteelisolujen turvotuksena, endoteelin sytoskeleton hajoamisena, endoteelikerroksen eheyden menettämisenä sekä glykokalyyksin hajoamisena, joita käsitellään myöhemmin yksityiskohtaisesti [46,47]. Huipentuva tapahtuma on endoteeli-mesenkymaalinen siirtymä (EndMT), jonka aikana endoteelisoluilla on mesenkymaalisten solujen kaltainen fenotyyppi, mikä näkyy lisääntyneenä taipumuksena lisääntyneeseen solunulkoisen matriksin tuotantoon ja migraatioominaisuuksiin [48,49].

4. Yleiskatsaus endoteelin glykokaliksiin

Endoteelisen glykokalyksin runko koostuu proteoglykaaneista ja niiden glykosaminoglykaanien polysakkaridiketjuista (GAG) sekä glykoproteiineista ja glykolipideistä [16,50]. Tärkeimmät GAG-aineosat ovat heparaanisulfaatti (HS) ja kondroitiinisulfaatti (HS), jotka ovat kiinnittyneet proteoglykaaneihin, kun taas hyaluronihappo (HA) sitoutuu suoraan CD44:ään, transmembraaniseen glykoproteiiniin. Syndekaanien perhe (mukaan lukien syndekaani-1, syndekaani-2, syndekaani-3 ja syndekaani-4) edustaa yksittäisen transmembraanisen domeenin proteoglykaaneja, kun taas glypikaani-1 on solunulkoinen glykosyylifosfatidyyli-inositoliin (GPI) ankkuroitu HS-glykoproteiini [51]. Lisäksi perlekaani ja biglykaani ovat proteoglykaanien liukoisia muotoja, jotka sijaitsevat glykokalyksimatriisissa ilman, että ne ovat kiinnittyneet endoteelisolukalvoon. On osoitettu, että glykokalyksin paksuus ja koostumus vaihtelevat eri elinten, verisuonten anatomisten kohtien välillä ja jopa fenestroiduissa ja ei-fenestroituneissa kapillaarikerroksissa, mikä puolestaan ​​saattaa määrittää heterogeeniset glykokalyksin ominaisuudet, vastaavasti [16,52]. Verisuonten leikkausjännitys ja sfingosiini-1-fosfaatti (S1P), fosfolipidi, joka osallistuu G-proteiiniin kytkeytyneiden reseptoreiden välittämiin signalointireitteihin, näyttävät olevan merkittäviä glykokalyyksin rakenteen ja toiminnan determinantteja ja säätelijöitä [53].

Lisäksi glykoproteiineja pidetään myös glykokalyksin olennaisina toiminnallisina ainesosina, koska ne lisäävät sen monipuolisia biologisia toimintoja [51]. Tärkeimmät glykoproteiiniluokat sisältävät endoteelisolujen adheesiomolekyylit sekä hyytymis- ja fibrinolyysijärjestelmän komponentit [51]. Vastaavasti E-selektiini ja P-selektiini välittävät valkosolujen ja endoteelisolujen välistä vuorovaikutusta, kun taas integriinit välittävät endoteelin vuorovaikutusta solunulkoisen matriisin komponenttien kanssa [54,55]. ICAM-1 ja -2 sekä VCAM-1 kuuluvat transmembraanisten glykoproteiinien immunoglobuliinien superperheeseen, jotka toimivat ligandeina valkosolujen ja verihiutaleiden integriineille ja osallistuvat siten leukosyyttien kauppaan. mukaan lukien värvääminen ja ekstravasaatio tulehtuneisiin kohtiin [51,56]. Von Willebrand -tekijäreseptori tai muuten glykoproteiini Ib-IX-V -kompleksi ja trombomoduliini, trombiinin kofaktori ja luonnollinen antikoagulantti edustavat muun muassa endoteelin glykokalyksin kalvoon sitoutuneita proteiineja, joilla on säätelevä rooli koagulaatiossa ja fibrinolyysissä.

Solukalvoon ankkuroitujen proteiinien lisäksi glykokalyyksin mikroympäristössä on runsaasti lukuisia eri alkuperää olevia molekyylejä (esim. plasma, endoteelisolut jne.). Näitä liukoisia komponentteja ovat entsyymit, jotka kuuluvat organismin puolustusjärjestelmään ROS:ia (superoksididismutaasia) vastaan, interleukiinit, fibroblastikasvutekijä (FGF) ja transformoiva kasvutekijä b (TGFb), LDL-lipaasi ja hyytymiskaskadin jäsenet, kuten antitrombiini III. ja kudosreittitekijän estäjä [51].

Endoteelisen glykokaliksin monimutkaisuuden tunnustaminen tekee sen pleiotrooppisten ominaisuuksien ymmärtämisen yksinkertaiseksi verisuonten leikkausjännitysvoimien muuntajana endoteelisoluihin, verisuonten läpäisevyyden säätelijänä, tulehdusreaktioiden ja oksidatiivisen stressin säätelijänä. hemostaasi [51].

Kirjallisuudessa saadut kokeelliset tiedot viittaavat siihen, että endoteelin glykokaliksi on tärkeä osa glomerulussuodatuksen estettä [16]. Näin ollen sen negatiivisesti varautuneiden GAG- ja glykoproteiinien siaalihappotähteiden verkko ei ainoastaan ​​tarjoa sekä varaus- että kokoselektiivistä estettä, vaan on osoitettu, että glomerulaariset endoteelin fenestraat ovat täynnä HA:ta, joka estää albumiinia kulkemasta glomerulaarin kapillaarin seinämän läpi. [52,57]. Hyaluronaanisyntaasi 2:n (Has2) endoteelin deleetio hiirillä liittyy mesangiolyysiin, glomerulaaristen hiussuonten harvinaistumiseen, glomeruloskleroosiin ja albuminuriaan. Löydöksillä on suoria vaikutuksia useisiin sairausmalleihin, mukaan lukien diabeettinen nefropatia [57].

Samoin hiiret, joista puuttuu HS-rakennetta moduloiva N-deasetylaasi-N-sulfotransferaasi (Ndst) -entsyymi, näyttävät olevan suojattu glomerulusten leukosyyttien sisäänvirtaukselta antiglomerulaarisen tyvikalvonefriitin kokeellisessa mallissa [58].

Lisäksi on osoitettu, että HA:ta, HS:ää ja glypikaania -1 tarvitaan endoteelisolujen vasoaktiiviseen vasteeseen leikkausrasitukseen ja erityisesti siirtämällä voimia aktiinin sytoskeletoon sekä endoteelin typpioksidisyntaasin kautta ( eNOS) aktivaatio ja typpioksidin (NO) muodostuminen [53,59,60].

On huomattava, että endoteelin glykokalyyksin tutkiminen ex vivo ja in vitro on haastava tehtävä sen rakenteen haurauden sekä tulosten valmistelun teknisten vaikeuksien vuoksi. Endoteelisen glykokalyksin kiertävät markkerit voivat toimia houkuttelevina vaihtoehtoina, kuten tapahtuu patologisen glykokalyksin irtoamisen yhteydessä useissa sairausmalleissa [16].

5. IRI- ja Glycocalyx-vauriot munuaissiirrossa

Endoteelin glykokalyksin vaurio ja siihen liittyvä endoteelin toimintahäiriö IRI:n seurauksena on yhteistä useille sairausmalleille. Niinpä sekä yleistyneille iskemiatiloille, joita esiintyy sydämenpysähdyksen yhteydessä, että erityyppisille sokeille tai paikallisille elinten iskemialle, kuten sydäninfarktin ja revaskularisaatiotoimenpiteiden yhteydessä, on ominaista suora tai epäsuora näyttö endoteelin glykokaliksin hajoamisesta [61]. Samoin iskeeminen akuuttimunuainenvaurio (AKI) ja IRI munuaisensiirrossa, joka ilmenee siirteen toiminnan viivästymisenä, jakavat yhteisiä patofysiologisia piirteitä, joista yksi on glykokalyksin vaurio (kuva 1).

5.1. IRI:n aiheuttama munuaisten endoteelin glykokaliksin irtoaminen

IRI:n aiheuttama glykokalyksin hajoaminen on ratkaiseva tapahtuma, joka altistaa denudoidut endoteelisolut lisätulehduksellisille ja oksidatiivisille vaurioille. Todisteet viittaavat siihen, että glykokalyyksin irtoaminen on yleinen ilmiö ja korreloi siirteen vaurion kanssa maksa- ja keuhkosiirrossa [62–65]. Siten plasman syndekaani-1-taso lisää merkittävästi seuraavaa reperfuusiota ortotooppisen maksansiirron aikana ja lisäksi se ennustaa transplantaation jälkeisen AKI-vaiheen 2 tai 3 päällekkäisyyden 48 tunnin sisällä reperfuusion jälkeen [62]. Viimeaikaisten tietojen mukaan glykokalyyksivaurio on asennettu ihmisen maksasiirteisiin jo siirteen säilytyksen aikana, mistä on osoituksena kohonnut syndekaani- 1-taso maksasiirteiden ulosteissa, mikä edelleen korreloi maksavauriomarkkerien jätevesipitoisuuksien kanssa sekä lisääntynyt riski saada varhainen allograftin toimintahäiriö [63].

Samoin lisääntyneitä pitoisuuksia endoteelin glykokalyyksin hajoamistuotteita, kuten syndekaania{0}}, hyaluronaania, heparaanisulfaattia ja CD44:ää, on havaittu ihmisen ja sian keuhkojen perfusaatissa ex vivo -keuhkoperfuusiossa, joka on uusi tekniikka, jolla pyritään parantamaan siirrännäistä. toiminta keuhkonsiirrossa [64]. Alentuneet hyaluronaanipitoisuudet keuhkojen luovuttajien ääreisveressä osoitettiin riippumattomasti todennäköisyydelle, että keuhkot ovat hyväksyttäviä siirtoon, kun taas plasman syndekaanin korkeat tasot-1 sekä keuhkojen luovuttajilla että vastaanottajilla on yhdistetty primaariseen siirteen toimintahäiriöön [ 65]. Keuhkojen autotransplantaatiokoe sioilla paljasti syndekaani-1- ja heparaanisulfaatin keuhkokudospitoisuuksien alenemisen sekä plasmanäytteiden kohonneita pitoisuuksia keuhkovaltimon paakkuuntumisen ja sen jälkeen reperfuusion jälkeen, mihin liittyi lisäksi neutrofiilien aktivaatio ja lisääntynyt adheesiomolekyylit [66].

Komplementtikaskadin aktivaatio on suoraan osallisena munuaiskudosvauriossa IRI:n taustalla, mikä aiheuttaa endoteelin aktivaatiota lisääntyneen VCAM{0}}-ekspression ja tulehdussolujen kerääntymisen myötä [67–69]. Yksittäisen indusoidun IRI:n mallissamunuainenhiirillä farmakologinen C5-salpaus johti vähentyneeseen munuaisten endoteelin glykokalyyksin irtoamiseen, mikä ilmeni munuaisten verisuonten HS:n säilyneenä ilmentymisenä ja alentuneena verenkierrossa syndekaani-1- ja hyaluronaanitasoissa [69].

Sisäänmunuainensiirto, syndekaani-1- ja heparaanisulfaattipitoisuuksien mittaus 5 minuutin kuluttua munuaisten reperfuusion jälkeen DCD:stä osoittivat kohonneita pitoisuuksia siirteen munuaislaskimossa verrattuna systeemiseen valtimoverenkiertoon [70]. Huomattavaa on, että siirteen toiminta ensimmäisenä päivänä transplantaation jälkeen liittyi käänteisesti syndekaanin-1 munuaisvirtaukseen 5 minuuttia reperfuusion jälkeen.

Erilaiset matriksiproteinaasit, jotka tunnetaan nimellä "sheddaasit", lohkaisevat glykokaliksikomponentteja endoteelisolujen pinnasta. Matriksimetalloproteinaasit (MMP:t) ovat suuri perhe proteolyyttisiä endopeptidaaseja, jotka hajottavat kollageenia ja muita solunulkoisia matriksiproteiineja ja suorittavat siten monia olennaisia ​​fysiologisia toimintoja haavan paranemisesta angiogeneesiin [71]. On olemassa suuri joukko todisteita siitä, että MMP liittyy akuuttiinmunuainenvammat ja fibroottisetmunuainensairausmallit sekä alkuperäisissä että siirretyissä munuaisissa [72–76]. Eri MMP:t on tunnistettu vaikean AKI:n varhaisiksi biomarkkereiksi, kun taas toisaalta niiden oletetaan edistävän munuaistiehyiden regeneraatiota AKI:n jälkeen [73]. Hiirillä indusoidun IRI:hen liittyvän AKI:n kokeellisessa mallissa MMP- 2- ja MMP-9-aktiivisuudet sekä AKI:n vakavuus lisääntyivät iskemian keston pidentyessä. Lisäksi MMP-2:n ilmentyminen ulomman ytimen peritubulaarisissa kapillaareissa korreloi ulomman ytimen apoptoosin ja nekroosin kanssa [73]. Samoin ihmisen perfusoiduista munuaisista peräisin olevan perfusaatin tutkiminen on osoittanut merkittävästi korkeampia MMP{8}}- ja MMP-9-pitoisuuksia verenkierron kuolemanmäärityksen (DCDD) luovuttajista saaduissa perfusaateissa verrattuna aivokuoleman (DBD) jälkeisiin luovuttajiin. ) [77]. Lisäksi on huomattava, että MMP-2- ja MMP-9-tasot olivat noin kaksinkertaiset DGF-munuaisissa verrattuna ei-DGF-munuaisiin [77]. Vertailukelpoiset tulokset keuhkoperfusaateista ihmisen keuhkojen ex vivo -perfuusioiden aikana ovat osoittaneet vahvan positiivisen korrelaation MMP{15}}-aktiivisuuden ja lisääntyneen syndekaanin-1 ja hyaluronaanikonsentraatin välillä [65].

Lisääntynyt virtsan MMP{0}}-pitoisuus ensimmäisenä leikkauksen jälkeisenä päivänämunuainenelinsiirron on osoitettu korreloivan paitsi tubulaarisen atrofian ja fibroosin kanssa munuaisbiopsioissa, jotka on tehty 3 ja 12 kuukautta siirron jälkeen, myös varhaisen ja pitkäaikaisen siirteen toimintahäiriön kanssa [78]. Lisäksi potilailla, joilla on DGF, joka on IRI:n suora kliininen tulos, on korkeampi virtsassa matriksin metalloproteinaasin (TIMP)-1 ja TIMP-2 kudosestäjien taso [78].

Solunulkoisen matriisin, endoteelin glykokalyksin ja glomerulusten tyypin IV kollageenipohjakalvon hajoamisen lisäksi MMP-9 näyttää myös omaavan suoria tulehdusta edistäviä ominaisuuksia IL-8:n ja endoteelialkuperää epiteelisolusta peräisin oleva neutrofiilejä aktivoiva peptidi (ENA) -78 [79].

On huomattava, että MMP-välitteisen syndekaanien irtoamisen on havaittu myötävaikuttavan endoteelin glykokalyksin hajoamiseen, kuten tapahtuu useissa yksiköissä, mukaan lukien diabetes mellitus ja muut tulehdusta edistävät tilat [80,81]. Lisäksi kahdenvälinen munuaisten IRI syndekaani-1-puutteellisilla hiirillä verrattuna villityypin hiiriin on yhdistetty lisääntyneeseen makrofagien ja myofibroblastien lukumäärään sekä tubulusvaurioon [82]. Lisäksi useat kokeelliset tiedot tukevat sitä, että syndekaani-1/CXCL1-kompleksien MMP-7 irtoaminen eri solupinnoilta stimuloi neutrofiilien aktivaatiota ja migraatiota eri kudoksissa [83].

Syndekaanin-1 GAG-ketjut toimivat hepatosyyttien kasvutekijän (HGF) sitoutumiskohtina ja välittävät HGF:n vuorovaikutusta sen spesifisen reseptorin, mesenkymaalisen epiteelin siirtymätekijän (c-Met) kanssa. HGF-reseptorilla puolestaan ​​yhdessä sen alavirran efektorien, AKT:n ja glykogeenisyntaasikinaasin-3 (GSK-3) kanssa on osoitettu olevan renoprotektiivinen rooli AKI:ssa [81,84]. Farmakologinen syndekaanin-1 irtoamisen esto IRI:n yhteydessä aktivoi c-Met/AKT/GSK-3-signalointireitin fosforylaation, mikä tukee edelleen syndekaanin-1 tärkeää roolia ydinreseptorina. HGF vaimentaa apoptoosia ja tulehdusta IRI:ssä [85]. Siten GM6001:n, sheddaasin estäjän, anto hiirillä, joilla oli IRI-indusoitu AKI, heikensi IRI:n stimuloivaa vaikutusta IL-6- ja TNF-mRNA-tasoihin sekä esti syndekaanin-1 irtoamista ja proksimaalisen tubuluksen apoptoosia. solut [85].

Ottaen huomioon, että reaktiivisilla happilajeilla on ratkaiseva ja yhteinen asema useiden mallien patogeneesissämunuainenSairauden vuoksi olisi yksinkertaista tunnustaa niiden rooli IRI:n indusoiman mikrovaskulaarisen endoteelin glykokalyksin harvenemisessa ja hajoamisessa [86–88]. Siten saatavilla olevat kokeelliset todisteet viittaavat siihen, että ROS:t eivät vaikuta glykokalyyksin komponenttien biosynteesiin, vaan pikemminkin ne aiheuttavat suoraan glykosaminoglykaaneja sisältävän heparaanisulfaatin erittymistä. Näin ollen ehdollisesti immortalisoitujen ihmisen endoteelisolujen altistuminen vetyperoksidille liittyi lisääntyneisiin radioleimattujen glykosaminoglykaanifraktioiden tasoihin solusupernatantissa, kuten nestekromatografia ja immunofluoresenssitekniikat osoittavat [87]. Samoin oksidatiivisen stressin voimistuminen on liitetty MMP-2 ja MMP-9 ilmentymisen ja aktiivisuuden stimulaatioon, TIMP-1 ja TIMP-3 vähenemiseen ja syndekaanin -1 solunulkoinen domeeni endoteelisolujen pinnasta [88].

Syndekaanimolekyylejä ja erityisesti syndekaani{0}}-molekyylejä on tutkittu laajasti karsinogeneesissä niiden pro-angiogeenisten ominaisuuksien vuoksi, joita välittää VEGF-VEGFR-2-signaloinnin modulaatio [89]. Glomerulaaristen viljelmien immunofluoresenssivärjäys ja yhteisimmunosaostusanalyysi osoittivat, että syndekaani-1 lokalisoituu ja on vuorovaikutuksessa VEGFR-reseptorin (VEGFR)-2 kanssa endoteelisoluissa in vivo ja in vitro, joten se itse asiassa toimii e VEGFR-ydinreseptori [90]. Erityisesti hypoksian aiheuttaman iskeemisen AKI:n eläinmallien Western blot -analyysi osoitti syndekaanin{11}}-ilmentymisen vähentymistä glomerulaarisissa endoteelisoluissa, mikä liittyi kaspaasin -3-välitteiseen endoteelisolujen apoptoosin aktivoitumiseen. Syndekaanin-1 heikkeneminen iskeemisissä glomeruluksissa esti klatriinivälitteisen VEGF-riippuvaisen VEGFR-2-endosytoosin ja sen seurauksena VEGF-signaloinnin, mikä johti endoteelisolujen toimintahäiriöön ja apoptoosiin [90]. VEGF-signalointi, joka on välttämätön mikrovaskulaarisen rakenteen suojaamiseksimunuaiseton alasäädelty munuaisten IRI:n yhteydessä [91,92]. Viimeaikaiset todisteet munuaisensiirron saajien pitkittäistutkimuksesta sekä eläinmalleista osoittivat, että liukoisen fms:n kaltaisen tyrosiinikinaasi 1:n (sFlt-1), luonnollisen verenkierron VEGF-antagonistin, kohonneet tasot korreloivat pienentyneen peritubulaarisen kapillaarialueen kanssa IRI:n jälkeen. sekä suurempi riski siirteen toiminnan viivästymisestä ja hylkimisreaktiosta, heikentyneestä siirteen toiminnasta ja kuolemasta [93].

Kun otetaan huomioon syndekaanin -1 ominaisuus sitoutua kasvutekijöihin ja sytokiiniin, olisi yksinkertaista ymmärtää nykyiset todisteet, jotka yhdistävät lisääntyneen epiteelisyndekaanin-1 munuaissiirreissä alhaisempaan interstitiaaliseen tulehdukseen, proteinuriaan ja seerumin kreatiniinitasoihin. parantuneena allograftin eloonjäämisenä [83].

On kuitenkin huomattava, että saatavilla oleva näyttö glykokalyksin komponenttien osallistumisesta IRI:n patogeneesiinmunuainenelinsiirto on edelleen kiistanalainen eikä yleensä suora. Siten viimeaikaiset tiedot munuaisprotokollan biopsioista sekä kokeellisesta munuaisensiirron mallista rotilla, joihin oli injektoitu monoklonaalisia rotan anti-hiiri syndekaani-1 vasta-aineita, osoittivat syndekaanin-1 erittäin alhaisen ilmentymisen verisuonten endoteelissä. Näin ollen kirjoittajat ehdottavat, että siirteen vaurion seurauksena lisääntyneet plasmasyndekaanin-1 tasot pitäisi katsoa tubulaarisen syndekaanin-1 lisääntyneeksi säätelyksi ja sen osittaiseksi pilkkomiseksi sheddaasien, kuten ADAM17 ja MMP-9 [ 94]. Toisaalta Lu et ai. havaittiin syndekaanin-1 ilmentymistä pääasiassa munuaisten kortikomedullaarisessa liitoksessa, joka on herkin vyöhyke IRI-vauriolle, sekä munuaisten tubulussolujen basolateraalisella ja luminaalisella puolella immunohistokemiallisen tutkimuksen avulla.munuaisetvaleleikatuista ja IRI-hiiristä. Kirjoittajat huomauttavat kuitenkin, että huolimatta siitä, ettei heidän tutkimuksessaan ole suoraa näyttöä syndekaanin-1 yhdistämisestä munuaisten endoteelin rakenteeseen, tulevaa tutkimusta pidetään tarpeellisena, kun otetaan huomioon tekniset vaikeudet, joita tällä hetkellä kohtaamme asianmukaisessa glykokaliksitutkimuksessa sekä tärkeät endoteelin glykokaliksikerroksen suojaava rooli IRI:ssä [85]. Sen tunnustaminen, että verenkierrossa olevat punasolut voivat tunkeutua tilapäisesti endoteelin glykokaliksiin, mikä näkyy punasolupylvään leveyden dynaamisena alueena, voi antaa meille mahdollisuuden epäsuorasti arvioida glykokalyksin mitat. Vastaavasti ihmisen munuaissiirteiden aivokuoren peritubulaarisen mikroverenkierron Microscan-sivuvirran pimeäkenttäkuvaus paljasti punasolupylvään leveyden pienentyneen dynaamisen alueen 5 minuutin kohdalla reperfuusion jälkeen munuaisissa DCD:stä verrattuna elävän luovuttajan munuaisiin. Meidän olisi yksinkertaista tulkita tämä tosiasia glykokalyyksikerroksen merkittäväksi menetykseksi varhain munuaisiskemian ja reperfuusion aikana munuaisensiirron jälkeen [70].

5.2. Heparaanisulfaatin ja hyaluronaanin tarkempi tarkastus

Endoteelisen glykokalyyksin HS-osilla oletetaan olevan keskeinen toiminnallinen asema terveydessä ja sairauksissa, kun otetaan huomioon niiden potentiaali sitoa suuri joukko proteiineja, mukaan lukien endoteelin superoksididismutaasi ja ksantiinioksidaasi sekä komplementtikaskadin komponentit [95–98 ].

Munuaisten endoteelin tyvikalvon proteoglykaaneja sisältävän heparaanisulfaatin on osoitettu sitovan L-selektiiniä ja monosyyttien kemoattraktanttiproteiinia (MCP)-1 ja indusoivan monosyyttien adheesiotamunuainenliittyvä IRI [99]. Samoin lisääntynyt MCP- 1-sitoutuminen HS-proteoglykaaneihin, jotka kuuluvat munuaisten peritubulaaristen kapillaarien tyvikalvoihin, on tunnistettu munuaissiirrebiopsioista välittömästi transplantaation jälkeen [99]. Jatkuva tutkimus paljastaa, onko endoteelin glykokaliksin HS-osilla samanlaisia ​​ominaisuuksia. Samoin N-deasetylaasi-N-sulfotransferaasi-1 (Ndst1), HS:ää modifioivan entsyymin, joka katalysoi sulfaatin konjugaatiota hiilihydraatteihin, puutos munuaisen allograftissa on korreloinut vähentyneen akuutin hylkimisen kanssa, mikä todennäköisimmin häiritsee glykosaminoglykaanit ja kemokiinit [100]. Sekä lisääntynyt että puutteellinen hepariiniosien sulfatoituminen glykokalyksissamunuainensiirteet on liitetty krooniseen fibroosiin ja mahdollisesti tulehdukselliseen endoglykosidaasiheparanaasin hajoamiseen glykokaliksissa [100, 101].

Heparanaasi on entsyymi, joka katkaisee glykosidisidoksen HS-osissa, jotka ovat sitoutuneet glykokaliksiproteoglykaaneihin sekä solunulkoiseen matriksiproteiineihin [102]. Heparanaasiaktiivisuutta säätelee tiukasti syndekaani-1 ja päinvastoin, HS ja heparanaasi säätelevät syndekaanin-1 irtoamista [103,104]. Heparanaasilla katsotaan olevan keskeinen pro-inflammatorinen ja pro-fibroottinen rooli erilaisissa sairausprosesseissa, mukaan lukien AKI ja proteinuria.munuainensairauksia, osittain seurausta useiden kasvutekijöiden ja sytokiinien vapautumisesta, jotka normaalisti sitoutuvat HS:ään sen hajoamisen jälkeen [105–107]. Siten heparanaasilla on suora rooli tubulussolujen FGF-2-indusoidussa EMT:ssä syndekaani-1-välitteisen fibroblastikasvutekijän (FGF)-2-signaloinnin kautta [106]. Munuaisensiirron saajilla virtsan merkittävästi kohonneet heparanaasipitoisuudet liittyvät sekä proteinuriaan että siirteen toimintahäiriöön [108]. Heparanaasin lisääntynyt ilmentyminen ei vain verisuonten endoteelin, vaan myös CD4 plus- ja CD8 plus T-solujen infiltraatioiden kautta on yhdistetty akuuttiin solujen hylkimisreaktioon hiiren sydämen allografteissa. Samoin kohonneita plasman heparaanisulfaattipitoisuuksia on havaittu ihmisen munuaissiirteen saajilla ennen munuaissiirteen hyljintädiagnoosin vahvistamista biopsialla, mikä tukee heparaanisulfaatin roolia varhaisena solun hylkimisreaktion merkkiaineena [109].

Munuaiskudoksen immunofluoresenssivärjäys hiirimallista, jossa IRI indusoitiin munuaisvaltimoiden molemminpuolisella puristamisella, osoitti todisteita heparanaasin lisääntymisestä sekä glomerulaarisissa että tubulointerstitiaalisissa kohdissa 72 tuntia reperfuusion jälkeen [110]. Lisäksi siirtogeenisissä hiirissä, jotka yli-ilmentävät heparanaasia, mutta eivät villityypin hiirissä, IRI aiheutti merkittävän EMT-markkereiden, kuten alfa-sileälihasaktiinin (-SMA) ja vimentiinin, lisääntymisen [110]. Hoito sekä villityypin (WT) että heparanaasilla vaimennettujen munuaisten tubulussolujen heparanaasi-inhibiittorilla, jotka altistettiin hypoksialle ja uudelleenhapettumiselle, ei indusoinut merkittäviä muutoksia syndekaani-1-ilmentymiseen. Siitä huolimatta tarvitaan lisätutkimusta, jotta saadaan varmaa ja suoraa näyttöä heparanaasin lisääntymisen välisestä yhteydestä IRI:n taustallamunuainenelinsiirto, sen pilkkoutumistuotteet ja kliiniset tulokset [110].

Kokeellinen näyttö viittaa siihen, että heparanaasilla on avainasema makrofagien värväämis- ja aktivointiprosessissa vasteena IRI:lle ja spesifisessä M1-makrofagien polarisaatioprofiilissa [111]. M1-makrofagit ilmentävät proinflammatorisia sytokiineja, kuten IL-1b, IL-6 ja TNF- sekä indusoivat EMT:n mekanismia munuaistiehyissä. Lisäksi heparanaasi lisää TLR:ien ilmentymistä tubulaarisissa epiteelisoluissa, verisuonten endoteelisoluissa ja tunkeutuvissa leukosyyteissä munuaisten IRI:n aikana, jolloin syntyy positiivista tulehdusta edistävää palautetta, joka lopulta johtaa tubulussolujen apoptoosiin, immuuniaktivaatioon, siirteen hylkimiseen ja lopulta krooniseen allograftiin. nefropatia [111]. Heparanaasin esto sekä in vivo että in vitro vähentää M1-makrofagien vastereittejä vaikuttamatta M2-makrofageihin tai M2-markkerien, kuten Arginase1:n ja makrofagimannoosireseptorin (MR) ilmentymiseen. M2-markkerit liittyvät tulehdusta ehkäiseviin ja immuunivasteisiin sekä kudosten korjauksen edistämiseen. Tämä johtaisi siten parantuneisiin histologisiin kuvioihin ja munuaisten toimintaan, kuten IRI:lle altistetuista hiiristä saadut kokeelliset todisteet osoittavat [111].

Samoin IRI indusoi pitkäaikaisen heparanaasin yli-ilmentymisen munuaisissa alkuperäisen loukkauksen jälkeen, mikä on yhteensopiva kroonisen allograftin nefropatian kehittymisen kanssamunuainenelinsiirto. Geeniekspressioanalyysi ja immunofluoresenssivärjäysmunuainenkudos hiiristä, joilla oli yksipuolisesti indusoitu munuaisten IRI, paljasti heparanaasin lisääntyneen ilmentymisen glomeruluksissa ja interstitiaalisissa soluissa jopa 8 viikkoa yksipuolisen munuaisvaltimon puristustoimenpiteen jälkeen [112]. Tämä liittyi vastaavasti lisääntyneeseen kollageenin kertymiseen, MMP-2 ja MMP-9 lisääntyneeseen säätelyyn, lisääntyneeseen TNF-, IL-1b- ja IL-6-geenin ilmentymiseen. korkeampina vuokra- ja plasmapitoisuuksina malondialdehydiä, lipidien peroksidaatiotuotetta [112]. Toisaalta heparanaasin estäjän Roneparstatin antaminen kumosi kaikki edellä mainitut vaikutukset.

Kokeelliset tiedot osoittavat, että IRI vuonnamunuaisetliittyy endoteeli-NOS:n (eNOS) vähentyneeseen ilmentymiseen ja samanaikaisesti lisääntyneeseen indusoituvan NOS:n (iNOS) ja endoteliinin-1 ilmentymiseen munuaisten endoteelissä ja tulehdussoluissa [113–116]. Endoteelidynamiikan välittäjien, kuten endoteliinin-1 ja typpioksidisyntaasien (NOS) ja heparanaasin välillä näyttää olevan läheinen yhteys. Näin ollen eNOS näyttää estävän heparanaasin induktiota proteinurian mallissamunuainensairaus, kun taas heparanaasin esto heikentää munuaisten endoteelin indusoituvaa NOS:n (iNOS) ja endoteliinin{0}} tuotantoa IRI:n taustalla [113, 114].

Kuten jo aiemmin on kuvattu, hyaluronaani on kaikkialla esiintyvä glykosaminoglykaani, joka ei liity ainoastaan ​​solunulkoiseen matriisiin, vaan myös endoteelin glykokaliksiin, vaikka sen osuus sen glykosaminoglykaanipitoisuudesta onkin alle 20 prosenttia. Hyaluronaani edistää merkittävästi endoteelin glykokalyyksin paksuutta ja rakenteen säilymistä. Se säätelee mekaanista signaalinsiirtoa endoteelisoluihin muiden välittämän NO-tuotannon kautta sekä endoteelin läpäisevyyttä valkosoluille ja verihiutaleille [117–119].

Vaikean munuaisten IRI:n eläinmallit yhteenmunuainen, mikä simuloi munuaissiirteen olosuhteita, osoittavat hyaluronaanisyntaasien 1 ja 2 peräkkäisen kaksivaiheisen induktion munuaiskudoksessa, mikä ilmenee ohimenevänä suurentuneena molekyylipainoisena hyaluronaanin kertymisenä, jota seuraa pienempikokoisten hyaluronaanituotteiden viivästynyt kerääntyminen [120] ]. Pienen molekyylipainon omaavat hyaluronaanifragmentit näyttävät olevan osallisena tulehduskaskadissa maksullisen reseptorin -4 (TLR4) ja -2 (TLR2) aktivoitumisen kautta sekä munuaisfibroosin synnyssä [32,120]. Pienen molekyylipainon omaavat hyaluronaanifragmentit vuorovaikutuksen seurauksena CD44-hyaluronaanireseptorin kanssa aiheuttavat tehostunutta aktiinikuitujen muodostumista endoteelisoluissa ja häiritsevät endoteelisulkua, jolle on tunnusomaista kapillaaripallon muodostuminen, mesangiolyysi ja endoteelin fenestraation menetys [117, 121, 122].

Hyaluronaania syntetisoivan entsyymin, hyaluronaanisyntaasi 2:n inaktivointi hiirten endoteelisoluissa johti yli 50 prosentin glykokalyksin rakenteen menettämiseen verrattuna kontrollihiiriin, kuten kationisen ferritiinin peitto arvioi, vaikka glykokalyyksin muihin ainesosiin ei ollut vaikutusta [57] .

Hyaluronaanin vuorovaikutus sen CD44-reseptorin kanssa on liitetty IRI:n patofysiologiaan, mikä stimuloi makrofagien kerääntymistä indusoimalla monosyyttien kemoattraktanttiproteiinin -1 (MCP-1) ilmentymistä munuaistiehyissä sekä edistää munuaisfibroosia transformoivan kasvutekijän (TGF) -reitin kautta [122–124]. IRI:n rottamalleissa havaittiin merkittävää ektooppista hyaluronaanisyntaasi 2:n ilmentymisen lisääntymistä munuaiskuoressa ja kortikaalisen hyaluronaanin kertymistä jopa kymmenen kertaa normaalimäärään verrattuna [125].

Vaikka CD44 ilmentyy tuskin munuaiskudoksessa normaaleissa olosuhteissa, se lisääntyy merkittävästi ja nopeasti tunkeutuvissa valkosoluissa sekä kapillaarien endoteelisoluissa ja munuaisten tubulusepiteelissä postkemiassa.munuaiset[126–129]. Saatavilla olevat kokeelliset todisteet osoittavat, että neutrofiilien adheesiota ja migraatiota IRI:n taustalla välittää neutrofiilien ekspressoimien kalvoon sitoutuneiden hyaluronaaniosien vuorovaikutus munuaisten endoteelisoluissa olevan de novo ekspressoidun CD44:n kanssa [126].

On huomattava, että munuaissiirteiden endoteelisolut ekspressoivat CD44:ää jatkuvasti voimakkaasti sekä normaaleissa olosuhteissa että akuutissa hylkimisreaktiossa, mikä ei muuten ole ilmeistä natiivissa.munuaiset[130]. Hyaluronidaasien, hyaluronaanin hajoamisesta vastuussa olevien entsyymien, puute pahentaa munuaisvaurioita postsemiassa.munuainen[131]. Hyaluronaanisynteesin farmakologinen esto IRI:n taustalla liittyy huomattavaan hyaluronaanipitoisuuden ja CD44:n ilmentymisen vähenemiseen munuaiskudoksessa sekä tulehdukselliseen infiltraattiin post-iskeemisessä munuaisessa, mikä tarkoittaa parantuneen munuaisten toiminnan [132]. Samoin CD44:n puuttuminen tai sen farmakologinen esto johtaa vähentyneeseen neutrofiilien sisäänvirtaukseen, mikä heikensi munuaisvaurioita ja säilyy munuaistoiminnassa IRI:n jälkeen [126].

Endoteelin glykokalyksissa olevat hyaluronaaniosat sitoutuvat myös spesifisesti Agiopoetin 1:een lektiinimäisen laskoksen kautta, mikä on sidos, joka on edellytys angiopoietiini 1:n sitoutumiselle glomerulaariseen endoteeliin Tie2-reseptorinsa kautta [57]. Angiopoietiini 1 on angiogeeninen tekijä, jota erittävät monet solut, mukaan lukien endoteelisolut, verisuonten sileät lihassolut ja mesenkymaaliset solut, joilla on anti-inflammatorisia ja antiapoptoottisia ominaisuuksia. IRI:n jälkeen munuaisten angiopoetiini1:n ilmentyminen alkaa lisääntyä 7 päivän kuluttua ja säilyy vähintään 14 päivää IRI:n jälkeen, mikä viittaa sen rooliin korjausprosessin neoangiogeneesissä [133]. Munuaisten IRI:n kokeelliset mallit osoittavat, että angiopoietiini-1 edistää endoteelin kantasolujen mobilisaatiota ja rekrytoitumistamunuaiset, mikä heikentää IRI:n vaikutuksia [134]. Lisäksi COMP-Ang1:n, angiopoietiinin-1 muunnelman, antaminen hiirille, joilla oli munuaisten IRI, vähensi neutrofiilien ja makrofagien infiltraatiotamunuaiset, säilynyt munuaiskudoksen perfuusio ja mikrovaskulaarinen läpäisevyys sekä vähentynyt interstitiaalinen fibroosi [135].

5.3. Uusia näkemyksiä: sfingosiini-1-fosfaattisignalointi IRI:ssä ja endoteelin glykokalyyksissä

Sfingosiini1-fosfaatti (S1P) on sfingolipidi, jolla on lukuisia fysiologisia rooleja, jotka välittyvät pääasiassa vuorovaikutuksessa sen viiden G-proteiiniin kytkeytyneen reseptorin (S1PR1-S1PR5) alatyypin kanssa, jotka jakautuvat eri tavalla spesifisesti. kudokset [136]. S1P toimii sekä solunsisäisenä lähettiaineena, joka säätelee prosesseja, kuten solujen lisääntymistä ja apoptoosia, että autokriinisenä ja parakriinisena aineena. Suurin S1P:n kantaja plasmassa on HDL-molekyyli. IRI:n yhteydessä useat solut, mukaan lukien verihiutaleet, endoteelisolut ja leukosyytit, vapauttavat S1P:tä, missä se moduloi endoteelin läpäisevyyttä ja immuunisolujen infiltraatiota S1PR-signalointireittiensä kautta [15,136,137]. Itse S1P:llä ja S1P-agonisteilla on osoitettu olevan suojaava rooli erilaisissa IRI-malleissa, mukaan lukien sydänlihaksen, keuhkojen ja maksan IRI [138–140]. S1P:llä on pleiotrooppinen munuaista suojaava vaikutusmunuainenIRI endoteelin hemodynamiikan säätelyn, tubulaaristen epiteelisolujen suojaamisen apoptoosilta ja ennen kaikkea immuunimodulaation kautta [141–143]. On osoitettu, että S1PR:n ilmentyminen munuaisten endoteelisoluissa saavuttaa huippunsa 3 tuntia IRI:n jälkeen [144]

Iskeemisen AKI:n yhteydessä hiirillä, joilla oli endoteelin S1P1R:n deleetio, esiintyi lisääntynyttä proinflammatoristen välittäjien, kuten ICAM-1, MCP-1 ja TNF-, ilmentymistä, heikentynyttä verisuonten läpäisevyyttä sekä vaikeampaa. munuaisten tubulusnekroosin ja apoptoosin mallit verrattuna hiiriin, joilla oli normaali S1P-ekspressio [145,146]. On ehdotettu, että endoteelin S1P1R:n suojaava rooli iskeemistä AKI:ta vastaan ​​välittyy ainakin osittain säätelemällä lämpöshokkiproteiini (HSP) 27:n ilmentymistä, joka tunnetaan hyvin sytoprotektiivisista tehtävistään [145, 146].

On olemassa merkittäviä todisteita, jotka tukevat endoteelin glykokalyksin S1P-suojauksen roolia ja sen seurauksena endoteelin läpäisevyyden ylläpitämistä, samoin kuin se lisää glykokalyksin palautumista vaurion jälkeen [147, 148]. Rotan rasvatyynyn endoteelisolujen soluviljelymallissa ei ainoastaan ​​vahvistettu plasmaproteiinien suojaava vaikutus endoteelin glykokalyksin rakenteelliseen stabiilisuuteen, vaan myös osoitettiin, että tämä vaikutus itse asiassa välitti plasman proteiiniin sitoutuneen S1P-vuorovaikutuksen. S1P1-reseptorinsa kanssa [147]. Vastaavasti S1P1-reseptorin aktivaatio ja fosforylaatio S1P:n toimesta estää MMP-9- ja MMP-13-aktiivisuutta mahdollisesti ras{14}}riippuvaisten reittien kautta. Tämän seurauksena syndekaani-1-ektodomeenin irtoaminen, joka ilmenee kondroitiinisulfaatin ja hepariinisulfaatin hävikinä, vaimenee [147].

On huomattava, että jopa S1P:n kantajaproteiinien puuttuessa S1P:n eksogeeninen antaminen näyttää suojaavan glykokaliksia irtoamiselta [147]. Lisäksi todisteet soluviljelytutkimuksista osoittavat, että S1P indusoi glykokalyksin synteesiä fosfatidyyli-inositoli{4}}-kinaasiriippuvaisen (PI3K) signaalireitin kautta ja edistää siten sen toipumista vamman jälkeen. PI3K-Akt-signalointiakselia indusoivat useat välittäjät endoteelisoluissa, mukaan lukien VEGF ja S1P, ja se on ratkaisevan tärkeä eNOS-aktiivisuuden säätelylle sekä endoteelisolujen eloonjäämiselle ja migraatiolle [149,150]. Glykokalyyksin hajoamista koskevat in vitro -kokeet ovat osoittaneet, että hepariinisulfaatin eksogeeninen anto yhdessä S1P:n kanssa palauttaa sekä glykokalyksin rakenteen että endoteelisolujen väliset aukkoliitokset [151].

S1P:n lisääminen ihmisen endoteelisolujen ja napanuoraverestä peräisin olevien endoteelisolujen muodostamaan toiminnalliseen verisuoniin solunpoistetun ihmisen napalaskimotelineessä johti syndekaani 1:n lisääntyneeseen ilmentymiseen ihmisen endoteelisoluissa, johon liittyi heikennetty verihiutale. kiinnittymistä endoteeliin [152]. Samoin sokkiolosuhteille altistetut ihmisen napalaskimon endoteelisolut osoittivat lisääntynyttä syndekaanin-1 ja hyaluronihapon erittymistä, mikä väheni S1P:llä rikastetun plasman antamisen jälkeen [153].

Silti yhteys S1P-signaloinnin ja glykokalyyksin tilan välillä IRI:n aikana perustuu pääasiassa kokeellisiin tietoihin, jotka ovat toisinaan kiistanalaisia. Siten viimeaikaiset todisteet sydämen IRI:n rotan mallista osoittivat, että vaikka IRI epäilemättä lisäsi syndekaanin-1 vapautumista sepelvaltimovirtauksessa, S1P-hoidolla ennen iskemian kehittymistä ei ollut näkyvää vaikutusta syndekaaniin-1 vapauttaa [154]. Silti tutkimuksen tekijät ehdottavat, että S1P:n antamisen pitoisuus ja ajoitus ovat saattaneet vaikuttaa edellä mainittuihin tuloksiin.

6. Johtopäätökset

Endoteelinen glykokalyyksi on ainutlaatuinen mikroympäristö, ja sen eheydellä on keskeinen merkitys elinten toiminnalle. Jatkuva edistyminen IRI:n monimutkaisen vaikutuksen ymmärtämisessä endoteelin glykokaliksiin avaa uuden aikakauden elinsiirtojen tutkimukselle. Vaikka tekniikan viimeaikainen kehitys tekee mahdolliseksi endoteelin glykokaliksin visualisoinnin ja sen komponenttien monimutkaisen analyysin, tällä hetkellä saatavilla oleva näyttö perustuu enimmäkseen kokeellisiin tietoihin, eikä suoria johtopäätöksiä voida aina tehdä. Kliiniset tutkimukset, joissa arvioidaan endoteelin glykokaliksivaurion merkkiaineiden diagnostista ja prognostista arvoa joko perifeerisessä verenkierrossa taimunuainenallograft-biopsiat ovat erittäin tärkeitä tulevaisuudessa. Lisäksi tuleva tutkimus valaisee yhteen kietoutuvia patofysiologisia reittejä, jotka ovat taustalla endoteelin glykokaliksissa tapahtuvien muutosten taustalla.munuainenelinsiirto, mikä olisi ratkaisevan tärkeää mahdollisten terapeuttisten kohteiden tutkimisen kannalta.

Tekijän panokset:AD, Kirjallisuuden katsaus, Kirjoittaminen – Alkuperäisen luonnoksen valmistelu, Tarkista, muokkaa lopullista käsikirjoitusta. VL, Teoksen suunnittelu, Kirjallisuuden katsaus, Tarkista, muokkaa lopullinen käsikirjoitus. VK, Kirjallisuuskatsaus, Kirjoittaminen – alkuperäisen luonnoksen valmistelu. CP, Kirjallisuuden katsaus, Kirjoittaminen – Tarkista, muokkaa lopullista käsikirjoitusta. MM, Teoksen käsite – ohjaus, tarkastelu, lopullinen käsikirjoitus. ED, Teoksen idea ja suunnittelu – Ohjaus – Tarkista, muokkaa lopullinen käsikirjoitus. Kaikki kirjoittajat ovat hyväksyneet lähetetyn version käsikirjoituksesta.

Rahoitus:Tämä tarkistus ei saanut ulkopuolista rahoitusta.

Eturistiriitoja:Kirjoittajat eivät ilmoittaneet eturistiriitaa.

References

1. Schnuelle, P.; Lorenz, D.; Trade, M.; Van Der Woude, FJ Munuaisen ruumiinsiirron vaikutus eloonjäämiseen loppuvaiheen munuaisten vajaatoiminnassa: Todisteet alentuneesta kuolleisuusriskistä hemodialyysiin verrattuna pitkän aikavälin seurannan aikana. J. Am. Soc. Nephrol. 1998, 9, 2135.

2. Meier-Kriesche, HU; Schold, JD; Srinivas, TR; Reed, A.; Kaplan, B.Munuainenelinsiirto pysäyttää sydän- ja verisuonitautien etenemisen potilailla, joilla on loppuvaiheen munuaissairaus. Olen. J. Transplant. 2004, 4, 1662–1668.

3. Meier-Kriesche, HU; Schold, JD; Srinivas, TR; Kaplan, B. Munuaissiirteen eloonjäämisen puute parantunut huolimatta akuutin hylkimisprosentin huomattavasta laskusta viimeisimmän aikakauden aikana. Olen. J. Transplant. 2004, 4, 378–383.

4. Hart, A.; Smith, JM; Skeans, MA; Gustafson, SK; Wilk, AR; Robinson, A.; Wainright, JL; Haynes, CR; Snyder, JJ; Kasiske, BL; et ai. OPTN/SRTR 2016 vuotuinen tietoraportti:Munuainen. Olen. J. Transplant. 2018, 18 (liite 1), 18–113.

5. Humar, A.; Durand, B.; Gillingham, K.; Payne, WD; Sutherland, DE; Matas, AJ Elävät läheiset luovuttajatmunuainensiirrot: Paremmat pitkän aikavälin tulokset kuin ei-HLA-identtisten elävien luovuttajien kanssa? Transplantation 2000, 69, 1942–1945.

6. Redfield, RR; Scalea, JR; Zens, TJ; Mandelbrot, DA; Leverson, G.; Kaufman, DB; Djamali, A. Herkistystapa ja sen vaikutus allograftin tuloksiin erittäin herkistyneillämunuainenelinsiirron saajat. Nephrol. Soita. Elinsiirto. 2016, 31, 1746–1753.

7. Tullius, SG; Volk, HD; Neuhaus, P. Elinten siirto marginaaliluovuttajilta. Transplantation 2001, 72, 1341–1349.

8. Giral, M.; Foucher, Y.; Karam, G.; Labrune, Y.; Kessler, M.; Hurault de Ligny, B.; Büchler, M.; Bayle, F.; Meyer, C.; Trehet, N.Munuainenja vastaanottajan painon yhteensopimattomuus vähentää siirteen pitkän aikavälin eloonjäämistä. J. Am. Soc. Nephrol. 2010, 21, 1022–1029.

9. Butler, JA; Roderick, P.; Mullee, M.; Mason, JC; Peveler, RC Immunosuppressanteihin sitoutumattomuuden esiintymistiheys ja vaikutus munuaisensiirron jälkeen: Systemaattinen katsaus. Transplantation 2004, 77, 769–776.

10. Mange, KC; Cizman, B.; Joffe, M.; Feldman, HI Verenpainetauti ja munuaissiirteen eloonjääminen. JAMA. 2000, 283, 633–638.

11. Lu, CY; Penfield, JG; Kielar, ML; Vazquez, MA; Jeyarajah, DR Hypoteesi: Aloittaako munuaissiirteen hylkiminen vasteesta siirtoprosessin aikana saatuun vammaan?MunuainenInt. 1999, 55, 2157–2168.

12. Saat, TC; van den Akker, EK; IJzermans, JNM; Dor, FJMF; de Bruin, RWF Tulosten parantaminenmunuainentransplantaatio parantamalla munuaisten iskemia-reperfuusiovauriota: kadonnut translaatiossa? J. Transl. Med. 2016, 14, 20.

13. Ponticelli, C. Iskemia-reperfuusiovaurio: Päähenkilö vuonnamunuainenelinsiirto. Nephrol. Soita. Elinsiirto. 2014, 29, 1134–1140.

14. Salvadori, M.; Rosso, G.; Bertoni, E. Päivitys iskemia-reperfuusiovauriosta julkaisussamunuainenElinsiirto: Patogeneesi ja hoito. World J. Transplant. 2015, 5, 52–67.

15. Smith, SF; Hosgood, SA; Nicholson, ML Iskemia-reperfuusiovaurio munuaisensiirrossa: 3 avainsignalointireittiä tubulaarisissa epiteelisoluissa.MunuainenInt. 2019, 95, 50–56.

16. Dane, MJC; van den Berg, BM; Lee, DH; Boels, MGS; Tiemeier, GS; Avramut, MC; van Zonneveld, AJ; van der Vlag, J.; Vink, H.; Rabelink, TJ Mikroskooppinen näkymä munuaisten endoteelin glykokaliksista. Olen. J. Physiol Renal Physiol. 2015, 308, F956–F966.

17. Kako, K.; Kato, M.; Matsuoka, T.; Mustapha, A. Vapaiden radikaalien ja iskemian aiheuttama kalvoon sitoutuneen Na plus -K plus -ATPaasi-aktiivisuuden masennusmunuainen. Olen. J. Physiol. 1988, 254, C330–C337.

18. Kajiwara, I.; Kawamura, K.; Hiratsuka, Y.; Takebayashi, S. Happivapaiden radikaalien sieppaajien vaikutus iskemian/reperfuusiovaurion aiheuttaman kalvoon sitoutuneen Na(plus)-K(plus)-ATPaasi-aktiivisuuden vähenemiseen koirallamunuainen. Nephron, 72, 637–643.

19. Yamashita, J.; Kita, S.; Iwamoto, T.; Ogata, M.; Takaoka, M.; Tazawa, N.; Nishikawa, M.; Wakimoto, K.; Shigekawa, M.; Komuro, I.; et ai. Iskemian/reperfuusion aiheuttaman munuaisvaurion vaimeneminen hiirillä, joista puuttuu Na plus/Ca2 plus -vaihdin. Pharmacol Exp. Siellä. 2003, 304, 284–293.

20. Maenpaa, CJ; Shames, BD; Van Why, SK; Johnson, CP; Nilakantan, V. Hapetusainevälitteinen apoptoosi proksimaalisissa tubulaarisissa epiteelisoluissa ATP:n ehtymisen ja elpymisen jälkeen. Vapaa Radic. Biol. Med. 2008, 44, 518–526.