انعقاد، گیرنده های فعال شده با پروتئاز، و بیماری کلیوی دیابتی: درس هایی از موش های دارای کمبود ENOS

اندوتلیال نیتریک اکساید سنتازاختلال عملکرد (eNOS) برای تشدید پیشرفت و پیش آگهی شناخته شده استبیماری کلیه دیابتی(DKD). یکی از مکانیسم‌هایی که از طریق آن این امر به دست می‌آید این است که سطوح پایین eNOS با انعقاد بیش از حد همراه است که باعث آسیب کلیه می‌شود. در آبشار انعقاد بیرونی، فاکتور بافتی (فاکتور III) و فاکتورهای انعقادی پایین دست، مانند فاکتور X فعال (FXa)، التهاب را از طریق فعال شدن گیرنده های فعال شده با پروتئاز (PARs) تشدید می کنند. اخیراً نشان داده شده است که فقدان یا کاهش بیان eNOS در موش‌های دیابتی، به عنوان مدلی از DKD پیشرفته، سطح فاکتور بافت کلیوی و بیان PAR1 و 2 را در کلیه‌های آنها افزایش می‌دهد. علاوه بر این، مهار دارویی یا حذف ژنتیکی فاکتورهای انعقادی یا PARsالتهاب را بهبود بخشیددر DKD در موش های فاقد eNOS. در این بررسی، ما رابطه بین eNOS، انعقاد و PARs را خلاصه می‌کنیم و یک گزینه درمانی جدید برای مدیریت بیماران مبتلا به DKD پیشنهاد می‌کنیم.

کلید واژه ها:گلومرولواسکلروز دیابتی؛ عامل Xa;التهاب; فاکتور بافتی

برای دریافت عصاره طبیعی سیستانچ ارگانیک با 25% اکیناکوزید و 9% آکتئوزید برای عملکرد کلیه اینجا را کلیک کنید

معرفی

تعداد بیماران مبتلا بهبیماری کلیه دیابتی(DKD) در سراسر جهان در حال افزایش است (دی بوئر و همکاران 2011؛ ​​کاینز و همکاران 2015؛ اوگورتسووا و همکاران 2017). DKD یکی از علل عمده مرگ و میر در بیماران مبتلا به عوارض دیابت است (افکاریان و همکاران 2013). علاوه بر این، DKD پیشرونده است و علت اصلی بیماری کلیوی در مرحله نهایی است که نیاز به درمان جایگزینی کلیوی دارد (گرگ و همکاران 2014؛ لیاناژ و همکاران 2015). در ژاپن، نفروپاتی دیابتی بیش از 39 درصد از بیماران دیالیزی جدید را تشکیل می دهد (Nitta et al. 2020). بنابراین، توسعهدرمانی جدیدگزینه هایی برای مدیریت بیماران مبتلا به DKD مورد نیاز است.

سیستم در پاتوژنز DKD انعقاد بیش از حد با DKD مرتبط است (گلدبرگ 2009؛ Domingueti و همکاران 2016). نشان داده شد که افزایش سطح فیبرینوژن در خون با نرخ پایین فیلتراسیون گلومرولی تخمین زده شده، پروتئینوری بالا و آسیب بافتی شدید مرتبط است و پیش بینی کننده پیشرفت به مرحله نهایی بیماری کلیوی است (دالا وسترا و همکاران 2005؛ پان و همکاران همکاران 2018؛ ژانگ و همکاران 2018). برخی از مطالعات ارتباط بین سطح D-dimer، محصول تخریب فیبرین، و اختلال عملکرد کلیه در DKD را نشان داده اند (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). انعقاد بیش از حد در DKD احتمالاً توسط عوامل متعددی تعیین می شود. به عنوان مثال، سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون فاکتور بافتی (TF، فاکتور III) را فعال می کند و حوادث ترومبوتیک را افزایش می دهد (Dielis et al. 2005). در غیر این صورت، هیپرگلیسمی، دیس لیپیدمی، التهاب یا اختلال عملکرد اندوتلیال در حالت پیش از ترومبوز تحت پاتوژنز DKD دخالت دارند (گلدبرگ 2009).

اختلال عملکرد اندوتلیال در DKD وجود دارد که به سمت عوارض میکروواسکولار پیشرفت می کند (گلدبرگ 2009؛ ناکاگاوا و همکاران 2011). اختلال در تولید اکسید نیتریک اندوتلیال سنتاز (eNOS) یا کاهش فعالیت eNOS (به عنوان مثال، اختلال در فسفوریلاسیون eNOS) یکی از ویژگی های بارز اختلال عملکرد اندوتلیال در DKD است (ناکاگاوا و همکاران 2011؛ ​​چنگ و همکاران 2012). ما نشان داده‌ایم که از دست دادن بیان eNOS با افزایش سطح TF و فعالیت سیستم انعقادی بیرونی مرتبط است (لی و همکاران 2010؛ وانگ و همکاران 2011a)، که ارتباط نزدیکی با حوادث ترومبوتیک در بیماران مبتلا به کلیه مزمن دارد. بیماری ها (Kolachalama et al. 2018).

علاوه بر افزایش خطر رخدادهای ترومبوتیک، پروتئازهای انعقادی، مانند فاکتور فعال FVII (FVIIa)، فاکتور فعال (FXa) و ترومبین که در آبشار انعقاد بیرونی وجود دارند، از طریق گیرنده فعال شده با پروتئاز باعث آسیب بافت می شوند. مکانیسم وابسته به PAR (Madhusudhan و همکاران 2016؛ Posma و همکاران 2019). در این بررسی، ما یافته‌های به‌دست‌آمده از موش‌های دیابتی فاقد eNOS را خلاصه می‌کنیم و در مورد رابطه بین مسیر انعقادی-PAR، سطوح eNOS و بحث می‌کنیم.پاتوژنز DKD.

فاکتور بافتی / مسیر گیرنده های فعال شده با پروتئاز

فاکتور بافتی (TF)، که به عنوان فاکتور III شناخته می شود، یک پروتئین غشایی 47 کیلو دالتون است که با فاکتور VII (FVII) در تعامل است (Grover and Mackman 2018). کمپلکس TF/FVIIa یک فعال کننده آبشار انعقاد بیرونی است و فعال سازی FX و FIX را کاتالیز می کند. FXa و فاکتور فعال V (FVa) یک کمپلکس پروترومبوتیک را تشکیل می دهند که ترومبین را تولید می کند. در نهایت، ترومبین فیبرینوژن را به فیبرین تبدیل می‌کند و در نتیجه ترومبوز تشکیل می‌شود (Grover and Mackman 2018). TF هم در سلول های عضله صاف عروق و هم در فیبروبلاست های اضافی بیان می شود. در شرایط التهابی، بیان آن در سلول‌های اندوتلیال یا سلول‌های در حال گردش مانند مونوسیت‌ها القا می‌شود (Østerud and Bjørklid 2006).

گیرنده‌های فعال‌شده با پروتئاز (PARs) اعضایی از ابرخانواده گیرنده‌های جفت شده با پروتئین G هستند که شامل چهار پروتئین PAR (PAR{3}}) است. PARها توسط پروتئازها در انتهای N ترمینال شکسته می شوند و پس از اتصال به یک پایانه N جدید حاوی یک لیگاند متصل فعال می شوند. چهار عضو PARها (PAR1-4) توسط پروتئازهای انعقادی خاص فعال می‌شوند: کمپلکس TF و FVIIa PAR2 را فعال می‌کند، فاکتور Xa هر دو PAR1 و PAR2 را فعال می‌کند و ترومبین PAR1، PAR3 و PAR4 را فعال می‌کند (Camerer et al. 2000؛ کوفلین 2005؛ روتمایر و روف 2012؛ ژائو و همکاران 2014). رابطه بین TF، پروتئازهای انعقادی و PARها در شکل 1 نشان داده شده است.

PARها به طور گسترده در سلول های کلیوی بیان می شوند و در پاتوفیزیولوژی آسیب کلیه نقش دارند. هر دو PAR1 و PAR2 در سلول های اندوتلیال گلومرولی، سلول های مزانژیال و سلول های لوله ای کلیه مشتق شده از انسان یا موش بیان می شوند. PAR2، PAR3، و PAR4 در سلول‌های بدن انسان بیان می‌شوند. PAR1، PAR3 و PAR4 در پودوسیت های موش بیان می شوند (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

اگرچه اثرات مضر یا محافظتی PAR ها درآسیب کلیهنشان داده شده است، داده های انباشته نشان می دهد که PAR ها با تحریک تولید سیتوکین ها و کموکاین ها التهاب را تشدید می کنند (Rothmeier and Ruf 2012؛ Isermann 2017؛ Posma et al. 2019). مطابق با این یافته، آگونیست های PAR1 و PAR2 بیان واسطه های التهابی مانند پروتئین کموتاکتیک مونوسیت 1 (MCP1) و مهارکننده فعال کننده پلاسمینوژن{7}} (PAI-1)، و مولکول های پروفیبروتیک در اندوتلیال را ترویج می کنند. سلول های لوله ای مزانژیال و کلیه (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). در مطالعات in vivo، فقدان PAR1 یا وجود مهارکننده‌های PAR1 باعث کاهش التهاب در مدل‌های گلومرولونفریت هلالی یا آسیب انسدادی کلیه شد (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). به طور مشابه، اثرات درمانی مهار PAR2 در آسیب های کلیوی همراه بودکاهش التهابدر کلیه ها (هایاشی و همکاران 2016؛ دو و همکاران 2017؛ هان و همکاران 2019؛ واتانابه و همکاران 2019).

پلی مورفیسم های اندوتلیال نیتریک اکسید سنتاز در DKD

اندوتلیال نیتریک اکساید سنتاز(eNOS) یکی از سه ایزوفرم NOS است و به تولید NO در اندوتلیوم عروقی کمک می کند (Walford and Loscalzo 2003). NO تولید شده توسط eNOS در اندوتلیوم عروقی نقش مهمی در تنظیم آرامش عروقی، ضد التهاب و جلوگیری از تشکیل ترومبوز دارد (والفورد و لوسکالزو 2003). اختلال در بیان eNOS با توسعه DKD همراه است. متاآنالیزهای اخیراً بر روی انسان ها نشان داده است که G894T (rs1799983)، C{6}}T (rs2070744) و اینترون 4b/4a ​​(rs{10}}) در ژن های eNOS (NOS3) ارتباط نزدیکی با توسعه DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). از میان این گونه‌ها، نقش پلی‌مورفیسم G894T (Glu298Asp) در عملکرد eNOS به خوبی مشخص شده است. کاهش تولید NO یا تجمع نیتریت در سلول های CHO ترانسفکت شده با 298Asp در مقایسه با سلول های دارای 298Glu نشان داده شد (Noiri et al. 2002). در مجموع، این نتایج نشان می دهد که کاهش تولید NO توسط اختلال عملکرد eNOS برای پیشرفت DKD در انسان مهم است.

موش های دیابتی فاقد eNOS به عنوان مدل نفروپاتی دیابتی انسانی

ایجاد مدل‌های بالینی قابل اعتماد شبیه DKD انسانی برای مطالعه گزینه‌های درمانی جدید ضروری است. بر اساس شواهدی که ارتباط بین پلی‌مورفیسم eNOS و DKD را نشان می‌دهد، تعدادی از مطالعات نشان داده‌اند که مدل‌های حذفی eNOS نوع I و نوع II DM برخی از مدل‌های موفق تقلید DKD انسانی هستند (بروسیوس و همکاران 2009؛ آزوشیما و همکاران، 2009). al. 2018). نشان داده شد که موش های دیابتی ناشی از استرپتوزوتوسین فاقد eNOS دچار آلبومینوری شدید، انبساط مزانژیال، ضخیم شدن غشای پایه گلومرولی و هیالینوز شریانی، شبیه DKD انسانی می شوند (Nakagawa et al. 2007). به طور مشابه، موش های دیابتی نوع II (db/db) فاقد eNOS گلومرولواسکلروز شدید و آلبومینوری را نشان دادند (Zhao et al. 2006).

TF بالا در موش های دیابتی فاقد eNOS

NO از تشکیل ترومبوز و تجمع پلاکتی جلوگیری می کند (Walford and Loscalzo 2003). از آنجایی که تشکیل ترومبوز گلومرولی در موش های دیابتی فاقد eNOS مشاهده شد (Nakagawa و همکاران 2007)، اختلال در بیان eNOS احتمالاً با افزایش انعقاد وابسته به TF مرتبط است. ارتباط بین eNOS و TF در DKD در گزارش های قبلی ما مورد توجه قرار گرفته است (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (شکل 2).

کاهش یا فقدان بیان eNOS باعث افزایش فعالیت TF کلیه در موش‌های دیابتی آکیتا می‌شود. و eNOS-/-) (وانگ و همکاران 2011a). ما دریافتیم که شدت DKD با کاهش بیان eNOS مرتبط است. دفع آلبومین ادراری، گلومرولواسکلروز، و کاهش میزان فیلتراسیون گلومرولی به ترتیب زیر تشدید شد: eNOS+/+. Ins2Akita/+ التهاب کلیهبیان سیتوکین

رژیم غذایی پرچرب و کمبود eNOS به طور هم افزایی TF را در موش های دیابتی افزایش می دهد

بسیاری از مطالعات ارتباط بین چاقی و ترومبوز را نشان داده اند (Samad and Ruf 2013). برای مثال، تنظیم مثبت مسیر TLR4-NF-kB تحت شرایط بیماری متابولیک، سطوح TF را افزایش می‌دهد (Lv و همکاران 2009؛ اوونز و همکاران 2012؛ روجرو و کالدر 2018). علاوه بر این، پالمیتات اسید چرب اشباع شده باعث آزاد شدن هیستون H3 از طریق مکانیسم های وابسته به مسیر ROS و JNK و هیستون های خارج سلولی می شود که بیان TF را در مونوسیت ها افزایش می دهد (Shrestha et al. 2013). با تمرکز بر رابطه بین انعقاد، eNOS و دیس لیپیدمی، مطالعه قبلی ما اثرات ترکیبی کمبود eNOS و رژیم غذایی پرچرب را بر بیان TF نشان داده است (Li et al. 2010). در این مطالعه، موش‌های eNOS-null با دوز کم STZ برای ابتلا به دیابت تحت درمان قرار گرفتند و با رژیم غذایی پرچرب تغذیه شدند. فقدان بیان eNOS باعث افزایش دفع آلبومین ادراری و آسیب های بافتی شد که با رژیم غذایی پرچرب تشدید شد. بیان و فعالیت TF در کلیه های موش به دلیل عدم بیان eNOS و رژیم غذایی پرچرب به صورت هم افزایی افزایش یافت. جالب توجه است، افزایش در سطح TF واکنش‌پذیر توسط آزمایش‌های کولوکالیزاسیون با یک نشانگر مونوسیت/ماکروفاژ گلومرولی نشان داده شد.

آنتی بادی های خنثی کننده علیه TF باعث بهبود التهاب در کلیه های دیابتی در موش های eNOS-Knockout می شود

افزایش انعقاد وابسته به TF با افزایش التهاب همراه است (Witkowski et al. 2016). مهار سیستم انعقاد وابسته به TF بهبود یافته استبیماری های التهابیمانند سپسیس ناشی از LPS (Pawlinski et al. 2010). برای روشن کردن ارتباط علی بین التهاب و TF در DKD، ما اثر کوتاه مدت آنتی بادی های خنثی کننده علیه TF را بر التهاب کلیه های دیابتی در موش های دارای کمبود eNOS بررسی کردیم (Li et al. 2010). نتایج نشان داد که تجویز آنتی‌بادی‌های ضد TF به‌طور قابل‌توجهی سطوح بیان کلیوی ژن‌های مرتبط با التهاب و فیبروز مانند Tnfa، Ccl2، Tgfb و Col4 mRNA را در کلیه‌های موش چهار روز پس از خنثی‌سازی TF کاهش داد.

مهارکننده انعقاد FXa آسیب کلیه را در موش های دیابتی فاقد eNOS بهبود می بخشد

انعقاد FXa، واقع در پایین دست TF/VIIa، همچنین از طریق مسیر وابسته به PAR به التهاب کمک می کند. نقش آن در DKD در چندین مدل حیوانی نشان داده شده است. سومی و همکاران (2011) نشان داد که fondaparinux، یک مهارکننده FXa، سطوح پروتئین ادراری، هیپرتروفی گلومرولی و رسوب فیبرین را در موش‌های db/db کاهش می‌دهد. اثر درمانی مهار FXa در موش‌های DKD فاقد eNOS توسط گروه ما نشان داده شد (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/day)، یک مهارکننده خوراکی FXa، به eNOS-/- تجویز شد. موش‌های Ins2Akita/+ به مدت سه ماه، و نتایج بهبود آسیب‌های بافت‌شناسی مانند تکثیر ماتریکس مزانژیال را نشان داد. سطح بیان ژن های التهابی در کلیه ها توسط ادوکسابان کاهش یافت (جدول 1). FXa هر دو PAR1 و PAR2 را فعال می کند. برای روشن کردن مکانیسم آسیب کلیه با واسطه FXa، ما نشان دادیم که اثرات ضد التهابی مهارکننده‌های FXa مشابه اثرات ضد التهابی موجود در موش‌های PAR2-/- و موش‌های PAR2-/- با مهارکننده‌های FXa است. . این یافته‌ها نشان داد که FXa احتمالاً از طریق مکانیسم وابسته به PAR در DKD باعث التهاب می‌شود. در مقابل، ادوکسابان آسیب گلومرولی را در eNOS+/+ بهبود نداد. موش های Ins2Akita/+، نشان می دهد که اثر درمانی مهار FXa با انعقاد بیش از حد وابسته به eNOS در موش های دیابتی نوع I مرتبط است.

سایر عوامل انعقادی در DKD

از آنجایی که ترومبین PAR1 را هدف قرار می دهد که باعث پیشرفت التهاب عروقی می شود (چن و دورلینگ 2009)، ترومبین احتمالا DKD را تشدید می کند. با این حال، نقش محافظتی یا مضر ترومبین در پاتوژنز DKD نشان داده شده است. ترومبین با دوز پایین (50 pM) از ترومبین جلوگیری کرد، در حالی که ترومبین با دوز بالا (20 نانومولار) آپوپتوز ناشی از گلوکز را در پودوسیت ها تشدید کرد (Wang et al. 2011b). اثرات مهارکننده های ترومبین مانند دابیگاتران بر موش های دیابتی فاقد eNOS باید در آینده روشن شود.

فیبرینوژن در وضعیت های التهابی مختلف نقش دارد. جالب توجه است، کاهش جزئی یا عدم وجود فیبرینوژن برای مدل‌های ایسکمی-پرفیوژن مجدد کلیوی یا فیبروز انسدادی کلیه مفید بود (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). از آنجایی که رسوب فیبرین گلومرولی در موش های دیابتی فاقد eNOS افزایش یافته است (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a)، توضیح نقش آن در پاتوژنز DKD مستحق تحقیقات بیشتر است.

بیان PAR1 و PAR2 در موش های دیابتی فاقد eNOS

افزایش بیان PARs با آسیب کلیه همراه است. ما و دیگران نشان داده‌ایم که سطح بیان mRNA ژن Par1 و/یا Par2 در مدل‌های حیوانی مبتلا به نفروپاتی دیابتی، آسیب کلیه ناشی از ade 9، فیبروز انسدادی کلیه، و آسیب کلیه ناشی از سیس پلاتین افزایش یافته است (چانگ و همکاران 2013؛ هایاشی، 2013). و همکاران 2016؛ Oe و همکاران 2016؛ Watanabe و همکاران 2019). علاوه بر این، سطح پروتئین PAR2 گلومرولی در موش‌های db/db، مدلی از نوع دوم DM افزایش یافت (Sumi et al. 2011). ما ارتباط بین بیان PAR و کمبود eNOS را در موش‌های دیابتی نشان دادیم (Oe et al. 2016). سطح بیان mRNA ژن Par1 به طور قابل توجهی در eNOS بالاتر بود - / -. موش های Ins2Akita/+ نسبت به eNOS-/-. موش Ins2Akita/+ و غیر DM. به طور مشابه، بیان Par2 به طور قابل توجهی در eNOS بالاتر بود -/-. موش های Ins2Akita/+ نسبت به موش های غیر DM. در مقابل، سطوح mRNA ژن Par4 بین ژنوتیپ‌ها تفاوتی نداشت. فقدان eNOS التهاب را در DKD تشدید می کند (وانگ و همکاران 2011a). از آنجا که سیتوکین های پیش التهابی گزارش شده است که PARs را افزایش می دهند (Nystedt et al. 1996)، التهاب افزایش یافته ناشی از کمبود eNOS احتمالاً بیان پارس کلیوی را در DKD القا می کند. در مجموع، نتایج مطالعات ما نشان داد که سطوح بیان PAR1 و PAR2، مشابه مورد TF، در کلیه‌های دیابتی در صورت کمبود eNOS افزایش یافته است (شکل 2).

حذف PAR2 آسیب کلیه دیابتی را در موش‌ها با کاهش eNOS بهبود بخشید

ما و دیگران به نقش PAR2 در DKD در مطالعات قبلی پرداخته‌ایم. حذف Par2 بر آسیب گلومرولی در موش‌های دیابتی نوع وحشی آکیتا (Ins2Akita/+) با eNOS تأثیری نداشت (Oe et al. 2016). علاوه بر این، موش‌های دیابتی ناشی از STZ فاقد PAR2 آلبومینوری کمتری نسبت به موش‌های دیابتی نوع وحشی نشان دادند، اما گسترش مزانژیال را افزایش دادند (Waasdorp et al. 2017). در مجموع، این نتایج نشان می دهد که هیچ یا اثرات درمانی خفیفی از مهار PAR2 بر آسیب کلیه در مدل های اولیه و خفیف DKD وجود ندارد. در مقابل، ما اثرات کمبود PAR2 را بر DKD در موش‌های دیابتی آکیتا با کاهش بیان eNOS (eNOS+/-؛ Ins2Akita/+) نشان داده‌ایم (Oe et al. 2016). فقدان PAR2 به طور قابل توجهی سطوح دفع آلبومین ادراری، گسترش مزانژیال و ضخامت GBM را کاهش داد. سطح بیان ژن‌های پیش التهابی و مرتبط با فیبروز، از جمله Tnfa، Tgfb، و Col4 نیز در کلیه‌های موش کاهش یافت. این یافته ها نشان می دهد که PAR2 نه در مراحل اولیه، بلکه در آسیب گلومرولی دیابتی نسبتاً پیشرفته ناشی از کمبود eNOS بیماریزا است (جدول 1).

خدمات حمایتی Wecistanche - بزرگترین صادرکننده سیستانچ در چین:

ایمیل:wallence.suen@wecistanche.com

واتساپ/تلفن:+86 15292862950

خرید برای جزئیات بیشتر مشخصات:

https://www.xjcistanche.com٪2fcistanche-shop