درمان موثر فیبروز کلیوی: دامنه تیوردوکسین حاوی 5 (TXNDC5)

برای بیشتر information:ali.ma@wecistanche.com

قسمت دوم::پروتئین آندوبلاستومی رتیکولوم TXNDC5 فیبروز کلیوی را با اجرای سیگنالینگ TGF-β فیبروبلاست های کلیوی ترویج می کند

Yen-Ting Chen, Pei-Yu Jhao & et al.

اینجا را کلیک کنید به قسمت اول.

فیبروز کلیوی، یک تجلی آسیب شناختی مشترک از تقریبا همه انواعبیماری مزمن کلیه(CKD)، اغلب منجر به زخم کلیه منتشر و مستعد بیماری کلیوی مرحله پایانی می شود. در حال حاضر هیچ درمان موثری در برابر آن وجود نداردفیبروز کلیوی. به تازگی، آزمایشگاه ما یک پروتئین ساکن ER را شناسایی کرد،دامنه thioredoxin شامل 5(TXNDC5)، به عنوان میانجی بحرانی قلبفیبروز. بررسی های رونویسی نمونه های بیوپسی کلیوی از بیماران مبتلا به CKD نشان داد TXNDC5 مشخص شده(دامنه thioredoxin شامل 5)تنظیم در کلیه های فیبروتیک، پیشنهاد نقش بالقوه TXNDC5 (دامنه thioredoxin شامل 5) inکلیویفیبروز. با استفاده از خطوط موش گزارشگر فلورسانس متعدد، ما نشان داد که TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)به طور خاص در فیبروبلاست های ترشح کننده کلاژن در کلیه موش فیبروتیک تنظیم شد. علاوه بر این ، ما نشان داد که TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)برای پاسخ فیبروژنیک ناشی از TGF-β1 در فیبروباست های کلیوی انسان (HKFs) مورد نیاز بود، در حالی که TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)بیان بیش از حد برای ترویج فعال سازی HKF، تکثیر، و تولید کلاژن کافی بود. از نظر مکانیستی، ما نشان دادیم که TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5), transcriptionally controlled by the ATF6-dependent ER stress pathway, mediated its profibrogenic effects by enforcing TGF-β signaling activity through posttranslational stabilization and upregulation of type I TGF-β receptor in kidney fibroblasts. با استفاده از یک خط موش حذفی Txndc5 خاص تاموکسی فن، نشان دادیم که حذف Txndc5 در فیبروبلاست های کلیوی پیشرفت ایجاد شده را کاهش داده استکلیهفیبروز، پیشنهاد پتانسیل درمانی TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)هدف قرار دادن برایکلیویفیبروزو CKD.

برای بیماری کلیوی به سیستانچه هربا کلیک کنید

در این مطالعه نشان می دهیم که TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5), پروتئین ساکن ER ایزومراز disulfide غنی شده در فیبروبلاست کلیوی, کمک حیاتی به بیماری زا ازفیبروز کلیوی. تی ایکس اند سی۵(دامنه thioredoxin شامل 5)هم در کلیه ها از بیماران مبتلا به CKD و هم از مدل های موشی تنظیم شدفیبروز کلیویالقا شده توسط UUO, uIRI, یا درمان FA. بررسی های مکانیستی نشان داد که TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)فیبروژنز کلیوی را با افزایش سیگنالینگ TGF-β پروفیبروتیک از طریق افزایش تاشو پروتئین و ثبات TGFBR1 ترویج می کند که منجر به فعال شدن و تکثیر فیبروباست های کلیوی می شود که پروتئین های ECM بیش از حد تولید می کنند. علاوه بر این، TGF-β1 TXNDC5 را القا می کند(دامنه thioredoxin شامل 5)بیان از طریق افزایش سطح استرس ER و کنترل رونویسی وابسته به ATF6 در فیبروبلاست های کلیوی. سازگار با اثرات پروفیبروژنیک TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)مشاهده شده در فیبروباست کلیه، کاهش جهانی Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)محافظت در برابرکلیویفیبروزinduced by UUO, uIRI, or FA. Targeted deletion of Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)در فیبروبلاست های کلیوی ترشح کننده کلاژن، اما نه در TECs، سلول های آندوتلیال، و پودسیت ها، می توانند استقرار را کاهش دهند و پیشرفتکلیویفیبروزدر پاسخ به جراحت. گرفته شده با هم، این نتایج نشان می دهد یک نقش باعثی رمان از TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)در توسعهکلیویفیبروزاز طریق تنظیم سیگنالینگ TGFBR1 و TGF-β1. این داده ها همچنین نشان می دهد که هدف قرار دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)یک رویکرد درمانی بالقوه قدرتمند برای درمان یا جلوگیری ازکلیویفیبروزو CKD. شماتیک در شکل 11D نشان دهنده تنظیم و عملکرد فیبروژنی TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)در فیبروباست کلیه.

سیگنالینگ TGF-β1 نقش اساسی در توسعهکلیویفیبروز(32-34). به دنبال توهین به کلیه ها، TGF-β1 از TECs آسیب دیده آزاد می شود و باعث فعال شدن سیگنالینگ TGF-β1 در فیبروباست های اطراف کلیه می شود(4). TGF-β1 به TGFBR2 متصل می شود که TGFBR2 را جذب، فسفریلات می کند و TGF-BR1 را فعال می کند. سپس TGFBR1 فسفریل شده سیگنالینگ TGF-β1 وابسته به SMAD3 را فعال می کند و همچنین راس و TAK1، اجزای تشکیل دهنده سیگنالینگ TGF-β1 غیرکانونیک مستقل از SMAD (35). مهار فارماکولوژیک سیگنالینگ TGF-β با استفاده از آنتی بادی های خنثی کننده (38-36)یا مهارکننده ها (3940)، اثرات حفاظتی در برابرکلیویفیبروزدر مدل های پیش از خط. به طور خاص، پنتوکسی فیلین، یک مهارکننده فسفودی استراز غیر خاص از نظر بالینی ثابت شد که کاهش سرعت تصفیه گلومرولی را کند می کند و برای بهبود پروتئینوری (۱۶۴۱)، برای تطمیع یافت شدکلیویفیبروزبا مسدود کردن اثرات فیبروژنی Smad3/4 میانجی(14). اگر چه مهار مسیر TGF-β1 به نظر می رسد یک استراتژی جذاب برای درمانکلیویفیبروز، بیشتر، اگر نه همه، عوامل فارماکولوژیک با هدف قرار دادن گیرنده های TGF-β1 یا TGF-β به طور مستقیم در کارآزمایی های بالینی شکست خوردند(42). از آنجا که سیگنالینگ TGF-β نقش های فیزیولوژیکی ضروری در توسعه، تغایر سلول ها، هموستاز بافتی، و پاسخ ایمنی (43)، مهار مستقیم سیگنالینگ TGF-β می تواند منجر به اختلال در عملکرد فیزیولوژیک و واکنش های نامطلوب از جمله کبد (44) و سمیت قلبی (45، 46) شود. نتایج ارائه شده در اینجا نشان می دهد یک حلقه بازخورد مثبت جدید از TGF-β1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 محور سیگنالینگ در فیبروباست کلیه، که در آن TGF-β1 القا تنظیم TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)از طریق استرس ER و کنترل رونویسی با میانجیگری ATF6. افزایش TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)سطح بیشتر افزایش تاشو و ثبات TGFBR1, منجر به سیگنالینگ TGF-β1 تقویت و پاسخ فیبروژنیک پس از آن. هدف قرار دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)بنابراین، می تواند سیگنالینگ TGF-β1 فیبروژنیک را با شکستن این حلقه بازخورد مثبت و از این رو کاهش فیبروژنز کلیوی سرکوب کند. طبیعت محدود به فیبروبلاست TXNDC5 نیز آن را به یک هدف دارویی قابل نفع برای جلوگیری از خطر اخلال در عملکردهای فیزیولوژیکی وابسته به TGF-β در سلول های غیر فیبروبلاست تبدیل می کند.

بهره برداری از Txndc5 جهانی(دامنه thioredoxin شامل 5)خط موش از بین می برد ، ما نشان داد که از دست دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)می تواند فیبروژنز کلیوی در پاسخ به آسیب های کلیوی جلوگیری کند. با این حال، آن را بیشتر از نظر بالینی مربوط به تعیین اینکه آیا هدف قرار دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)می تواند بازدارندگی و یا حتی حل و فصل موجودکلیهفیبروز. برای پرداختن به این سوال، یک Txndc5 خاص و ناشی از تاموکسیفرن، فیبروبلاست(دامنه thioredoxin شامل 5)از خط موش حذفی شرطی (Txnd5ko) استفاده شد و نشان داد که القای Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)deletion in kidney fibroblasts 10 days after UUO, a time point whenکلیویفیبروزتاسیس شد (شکل 11B) ، به طور قابل توجهی کاهش پیشرفت و گسترشکلیویفیبروزنسبت به موش های کنترلی. این داده ها به شدت پتانسیل هدف قرار دادن TXNDC5 را پیشنهاد می کنند(دامنه thioredoxin شامل 5)به عنوان یک رویکرد درمانی جدید برای متوقف کردن پیشرفتکلیویفیبروزدر بیماران مبتلا به CKD. از توجه داشته باشید، سطح سرمی نیتروژن اوره خون (BUN) و کراتینین در مدل های موش مورد استفاده در مطالعه حاضر با توجه به این واقعیت است که سطح BUN / کراتینین در مدل های UUO و ulRI بی تاثیر هستند و تا حدودی متغیر در مدل نفروپاتی اسید فولیک (47-49) اندازه گیری نشد. مطالعات بیشتری برای تعیین تاثیر Txndc5 مورد نیاز است(دامنه thioredoxin شامل 5)کاهش عملکرد کلیه با استفاده از مدل های موش CKD ناشی از رویکرد درمان یا جلوگیری ازکلیویفیبروزو CKD. شماتیک در شکل 11D نشان دهنده تنظیم و عملکرد فیبروژنی TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)در فیبروباست کلیه.

سیگنالینگ TGF-β1 نقش اساسی در توسعهکلیوی فیبروز(32-34). به دنبال توهین به کلیه ها، TGF-β1 از TECs آسیب دیده آزاد می شود و باعث فعال شدن سیگنالینگ TGF-β1 در فیبروباست های اطراف کلیه می شود(4). TGF-β1 به TGFBR2 متصل می شود که TGFBR2 را جذب، فسفریلات می کند و TGF-BR1 را فعال می کند. سپس TGFBR1 فسفریل شده سیگنالینگ TGF-β1 وابسته به SMAD3 را فعال می کند و همچنین راس و TAK1، اجزای تشکیل دهنده سیگنالینگ TGF-β1 غیرکانونیک مستقل از SMAD (35). مهار فارماکولوژیک سیگنالینگ TGF-β با استفاده از آنتی بادی های خنثی کننده (38-36)یا مهارکننده ها (3940)، اثرات حفاظتی در برابرکلیویفیبروزدر مدل های پیش از خط. به طور خاص، پنتوکسی فیلین، یک مهارکننده فسفودی استراز غیر خاص از نظر بالینی ثابت شد که کاهش سرعت تصفیه گلومرولی را کند می کند و برای بهبود پروتئینوری (۱۶۴۱)، برای تطمیع یافت شدکلیویفیبروزبا مسدود کردن اثرات فیبروژنی Smad3/4 میانجی(14). اگر چه مهار مسیر TGF-β1 به نظر می رسد یک استراتژی جذاب برای درمانکلیویفیبروز، بیشتر، اگر نه همه، عوامل فارماکولوژیک با هدف قرار دادن گیرنده های TGF-β1 یا TGF-β به طور مستقیم در کارآزمایی های بالینی شکست خوردند(42). از آنجا که سیگنالینگ TGF-β نقش های فیزیولوژیکی ضروری در توسعه، تغایر سلول ها، هموستاز بافتی، و پاسخ ایمنی (43)، مهار مستقیم سیگنالینگ TGF-β می تواند منجر به اختلال در عملکرد فیزیولوژیک و واکنش های نامطلوب از جمله کبد (44) و سمیت قلبی (45، 46) شود. نتایج ارائه شده در اینجا نشان می دهد یک حلقه بازخورد مثبت جدید از TGF-β1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 محور سیگنالینگ در فیبروباست کلیه، که در آن TGF-β1 القا تنظیم TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)از طریق استرس ER و کنترل رونویسی با میانجیگری ATF6. افزایش TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)سطح بیشتر افزایش تاشو و ثبات TGFBR1, منجر به سیگنالینگ TGF-β1 تقویت و پاسخ فیبروژنیک پس از آن. هدف قرار دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)بنابراین، می تواند سیگنالینگ TGF-β1 فیبروژنیک را با شکستن این حلقه بازخورد مثبت و از این رو کاهش فیبروژنز کلیوی سرکوب کند. ماهیت محدود به فیبروبلاست TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)همچنین باعث می شود آن را به نفع قادر به هدف مواد مخدر برای جلوگیری از خطر مزاحم TGF β وابسته به عملکرد فیزیولوژیکی در سلول های غیر فیبروبلاست.

بهره برداری از Txndc5 جهانی(دامنه thioredoxin شامل 5)خط موش از بین می برد ، ما نشان داد که از دست دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)می تواند فیبروژنز کلیوی در پاسخ به آسیب های کلیوی جلوگیری کند. با این حال، آن را بیشتر از نظر بالینی مربوط به تعیین اینکه آیا هدف قرار دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)می تواند بازدارندگی و یا حتی حل و فصل کلیه موجودفیبروز. برای پرداختن به این سوال، یک Txndc5 خاص و ناشی از تاموکسیفرن، فیبروبلاست(دامنه thioredoxin شامل 5)خط موش حذفی شرطی (Txnd5ko) مورد استفاده قرار گرفت، و آن را نشان داد که القای حذف Txndc5 در فیبروباست کلیه 10 روز پس از UUO، یک نقطه زمانی کهکلیویفیبروزتاسیس شد (شکل 11B) ، به طور قابل توجهی کاهش پیشرفت و گسترشکلیویفیبروزنسبت به موش های کنترلی. این داده ها به شدت پتانسیل هدف قرار دادن TXNDC5 را پیشنهاد می کنند(دامنه thioredoxin شامل 5)به عنوان یک رویکرد درمانی جدید برای متوقف کردن پیشرفتکلیویفیبروزدر بیماران مبتلا به CKD. از توجه داشته باشید، سطح سرمی نیتروژن اوره خون (BUN) و کراتینین در مدل های موش مورد استفاده در مطالعه حاضر با توجه به این واقعیت است که سطح BUN / کراتینین در مدل های UUO و ulRI بی تاثیر هستند و تا حدودی متغیر در مدل نفروپاتی اسید فولیک (47-49) اندازه گیری نشد. مطالعات بیشتری برای تعیین تاثیر Txndc5 مورد نیاز است(دامنه thioredoxin شامل 5)حذف بر عملکرد کلیه با استفاده از مدل های موش CKD ناشی از نفرکتومی 5/6 و / یا سیکلوسپورین / سیسپلاتین درمان، مدل با تغییرات ظاهری در BUN و سطح کراتینین(48).

بزرگی کاهش مساحت فیبروتیک مشاهده شده در موش های تندسکو نسبتاً کمتر از آن بود که در Txndc 57mice مشاهده شد. این می تواند به دلیل حذف ناقص Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)در فیبروباست های کلیوی مربوط به کارایی ترکیب مجدد با میانجی گری Cre. اگرچه فیبروبلاست های کلیوی مسکونی منبع اصلی میوفیبروباست های تشکیل کننده اسکار در بیماری های فیبروژنیک کلیه (50) محسوب می شوند، اما انتقال اپیتلیال به مزانشیمی (EMT، refs. 51، 52) و گذار آندوتلیال به مزانشیمی (EndoMT, ref.53) نشان داده شده است که به توسعه توسعه کمک می کند.کلیویفیبروز. چون TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)همچنین در کسری از TECs و سلول های آندوتلیال بیان شد، ما نمی توانستیم این احتمال را که TXNDC5 نیز می تواند به فیبروژنز کلیه از طریق ترویج EMTor EndoMTin این سلول ها کمک کند، مستثنی کنیم. مطالعات بیشتری برای آزمایش مستقیم این فرضیه مورد نیاز است. خط موش حذفی شرطی خاص تاموکسیفین که در مطالعه حاضر مورد استفاده قرار می گیرد، اجازه حذف میوفیبروبلاست های فعال تولید کننده کلاژن Txndc5in را می دهد (به عنوان معنی، از TECs یا سلول های آندوتلیال). این فرض که پاک کردن خاص فیبروبلاست از Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)به طور موثر کاهش توسعه و پیشرفت postinjuryکلیویفیبروزدر موش ها، بنابراین، بدون تغییر باقی می ماند که آیا TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)هر نقشی در فیبروژنز کلیه با میانجی گری EMT یا EndoMT ایفا می کند.

اگرچه سیگنالینگ TGF-β عموماً یک میانجی مرکزی در نظر گرفته می شودکلیویفیبروز, TGF-β سیگنالینگ در هر ثانیه می تواند برای حفظ هموستاسیس و سلامت بافت کلیه ضروری باشد. به عنوان مثال، کاهش شرطی Tbgbr2 در سلول های لوله ای کلیوی منجر به افزایش سیگنالینگ NF-kB و التهاب کلیوی می شود (۵۴). کاهش Tbgbr2 در جمع آوری مکت ها تشدید می کندکلیویفیبروزدر پاسخ به UUO، احتمالا با افزایش پاراگرین TGF-β بین سلول های اپی اتليال و واسطه (55). در یک مطالعه توسط Neelisetty و همکاران، کاهش انتخابی Tbgbr2 در سلول های واسطه ای تولید کننده ماتریس با استفاده از Colla2-Cre/ERT2*Tgfbr2 و Tenascin C-Cre/ERT*Tgfbr2M محافظت در برابرکلیوی فیبروزالقا شده توسط UUO یا aristolochic اسید (56) ، نشان می دهد که abrogating TGF - β سیگنالینگ در فیبروبلاست کلیوی ممکن است کافی برای کاهش postinjuryکلیویفیبروز. در اینجا، ما نشان داد که فیبروبلاست خاص Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)deletion (using Colla2-Cre/ERT2*Txndc5)(دامنه thioredoxin شامل 5)نتایج در کاهش TGFBR1، TGF-βsignalingactivity وفیبروزدر کليه ها . مشاهده ای که deletion of Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5), اما نه Tgfbr2, در فیبروباست های کلیوی / سلول های واسطه ای را کاهش می دهدکلیویفیبروزپیشنهاد می کند که deletion از Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)ممکن است اثرات اضافی ضد فیبروتیک است که مستقل از TGF - β سیگنالینگ. در واقع، ما قبلا نشان داده ایم که در فیبروباست های قلبی، TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5), به عنوان یک PDI, همچنین ترویج فیبروژنز با تسهیل تاشو و تولید پروتئین ECM (17). همچنین ممکن است که Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)کاهش می تواند منجر به مهار اضافی مسیرهای سیگنالینگ فیبروژنیک مستقل از گیرنده های TGF-β مانند PDGF، CCN2، جوجه تیغی، و سیگنالینگ HIF-1α (57) شود و در نتیجه اثرات آنتی فیبروتیک آن را در کلیه ها قوی کند. آزمایش های بیشتری برای آزمایش مستقیم این فرضیه ها مورد نیاز خواهد بود.

در نتيجه، مطالعه حاضر نقش ضروری و قبلاً شناخته نشده پروتئين ER غنی شده با فيبروبلاست کليه TXNDC5 را آشکار کرد(دامنه thioredoxin شامل 5)در بیماری زاکلیویفیبروز. شواهد تجربی نشان می دهد که TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)ترویجکلیویفیبروزبا تقویت فعالیت سیگنالینگ TGF β با افزایش تاشو و پایداری TGFBR1 در فیبروبلاست های کلیوی، منجر به انتقال بیش از حد میوفیبروبلاست، تکثیر، و تولید ECM می شود. Deletion هدفمند Txndc5(دامنه thioredoxin شامل 5)در فیبروباست کلیوی محافظت در برابر توسعه و پیشرفت postinjuryکلیویفیبروز. این نتایج نشان می دهد که هدف قرار دادن TXNDC5(دامنه thioredoxin شامل 5)می تواند یک رویکرد جدید و قدرتمند برای درمان و یا جلوگیری ازفیبروز کلیویو CKD.

مرجع

1. لیو Y.کلیویفیبروز: بینش های جدید در مورد بیماری زا و درمان. کليه اينت . 2006;69(2):213-217.

2. چو MH.کلیویفیبروز. KoreanJPediatr. 2010;53(7):735-740.

3.Meng XM,et al. TGF-B:the masterregulatorofفیبروز. Nat Rev Nephrol.2016;12(6):325-338. 4.Liu BC, etal. آسیب کلیوی:یک نیروی محرکه به سمت بیماری مزمن کلیه. Kidney Int 2018;93(3):568-579.

5. Macconi D, et al. میانجی های کلیدی فیبروژنیک: بازیکنان قدیمی. سیستم رنین-آنژیوتنسین. Kidney Int Suppl (2011).2014;4(1):58-64.

6. یانگ L، و همکاران. دستگیری Epithelialcellcyde inG2/M میانجی گریکلیهفیبروزبعد از جراحت . NatMed. 2010;16(5):535-543.

7. کندال RT,Feghali-Bostwick CA. فیبروبلاست ها درفیبروز: نقش ها و میانجی های رمان. Front Pharmacol.2014;5:123.

8. Strutz F, Zeisben M.Renal fibroblasts and myofibroblasts in chronic kidney disease. JAmSoc Nephrol.2006;17(11):2992-2998.

9. Thannidkal VJ. پیری، پلیوتروپی خصومت آمیز، و بیماری فیبروتیک. Int JBiochem Cell Bol. 2010;42(9):1398-1400.

10. LeBleu VS, et al. منشأ و عملکرد میوفیبروبلاست ها درکلیهفیبروز. Nat Med. 2013;19(8):1047-1053.