Koagulacija, receptori aktivirani proteazom i dijabetička bolest bubrega: lekcije miševa s nedostatkom ENOS-a

Endotelna sintaza dušikovog oksidaPoznato je da disfunkcija (eNOS) pogoršava progresiju i prognozudijabetička bolest bubrega(DKD). Jedan od mehanizama pomoću kojih se to postiže je da su niski nivoi eNOS-a povezani sa hiperkoagulabilnošću, što potiče oštećenje bubrega. U kaskadi ekstrinzične koagulacije, tkivni faktor (faktor III) i nizvodni faktori koagulacije, kao što je aktivni faktor X (FXa), pogoršavaju upalu kroz aktivaciju receptora aktiviranih proteazom (PAR). Nedavno je pokazano da nedostatak ili smanjena ekspresija eNOS kod dijabetičkih miševa, kao model uznapredovalog DKD, povećava nivoe bubrežnog tkivnog faktora i PAR1 i2 ekspresija u njihovim bubrezima. Nadalje, farmaceutska inhibicija ili genetska delecija faktora koagulacije ili PAR-aublažavanje upale kod DKDkod miševa kojima nedostaje eNOS. U ovom pregledu sumiramo odnos između eNOS-a, koagulacije i PAR-a i predlažemo novu terapijsku opciju za upravljanjepacijenata sa DKD. 

Ključne riječi: dijabetička glomeruloskleroza; faktor Xa; upala; tkivni faktor

KLIKNITE OVDJE DA DOBIJETE PRIRODNI ORGANSKI EKSTRAKT CISTANCHE SA 25% EHINAKOZIDA I 9% AKTEOZIDA ZA FUNKCIJU BUBREGA

Wecistanche usluga podrške - najveći izvoznik cistanchea u Kini:

Email:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/tel:+86 15292862950

Kupite za više detalja o specifikacijama:

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

Uvod

Broj pacijenata sadijabetička bolest bubrega(DKD) raste širom svijeta (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). DKD je jedan od glavnih uzroka smrtnosti pacijenata sa komplikacijama dijabetesa (Afkarian et al. 2013). Nadalje, DKD je progresivan i glavni je uzrokzavršnom stadijumu bolesti bubregazahtijevajućibubrežna nadomjesna terapija(Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). u Japanu,dijabetička nefropatijačini više od 39% novih pacijenata na dijalizi (Nitta et al. 2020). Stoga, therazvoj novih terapijskihpotrebne su opcije za vođenje pacijenata sa DKD.

Sve je veći interes za ulogu koagulacionog sistema uPatogeneza DKD.Hiperkoagulabilnostje povezan sa DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Pokazalo se da je povišen nivo fibrinogena u krvi povezan sa niskom procijenjenom brzinom glomerularne filtracije, visokom proteinurijom i teškim histološkim ozljedama, te je bio prediktor progresije u završnoj fazi bubrežne bolesti (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. drugi 2018; Zhang i drugi 2018). Neke studije su pokazale korelaciju između nivoa D-dimera, produkta razgradnje fibrina, i bubrežne disfunkcije kod DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). Hiperkoagulabilnost u DKD je vjerovatno određena više faktora. Na primjer, sistem renin-angiotenzin-aldosteron aktivira tkivni faktor (TF, faktor III) i povećava trombotičke događaje (Dielis et al. 2005). Inače, hiperglikemija, dislipidemija, upala ili endotelna disfunkcija uključeni su u protrombotično stanje pod patogenezom DKD (Goldberg 2009).

Endotelna disfunkcija je prisutna kod DKD-a koja napreduje do mikrovaskularnih komplikacija (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Oslabljena proizvodnja endotelne sintaze dušikovog oksida (eNOS) ili smanjena aktivnost eNOS (npr. poremećena fosforilacija eNOS) je znak endotelne disfunkcije kod DKD (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). Pokazali smo da je gubitak ekspresije eNOS povezan s povišenjem nivoa TF i aktivnošću ekstrinzičnog koagulacionog sistema (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), što je usko povezano sa trombotičkim događajima kod pacijenata sa hroničnim bubrezima. bolesti (Kolachalama et al. 2018).

Pored povećanog rizika od trombotičnih događaja, koagulacione proteaze, kao što su aktivni faktor FVII (FVIIa), aktivni faktor (FXa) i trombin, koji su prisutni u kaskadi ekstrinzične koagulacije, posreduju u ozljeđivanju tkiva preko receptora aktiviranog proteazom ( PAR) ovisan mehanizam (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). U ovom pregledu sumiramo nalaze dobijene od dijabetičkih miševa kojima nedostaje eNOS i raspravljamo o odnosu između puta koagulacije-PAR, nivoa eNOS-a i patogeneze DKD.

Putanje receptora tkivnog faktora/proteaze aktiviranih

Tkivni faktor (TF), poznat kao faktor III, je 47 kDa transmembranski protein koji je u interakciji sa faktorom VII (FVII) (Grover i Mackman 2018). TF/FVIIa kompleks je aktivator kaskade ekstrinzične koagulacije i katalizira aktivaciju FX i FIX. FXa i aktivirani kofaktor V (FVa) formiraju protrombotski kompleks koji stvara trombin. Konačno, trombin pretvara fibrinogen u fibrin, što rezultira stvaranjem tromba (Grover i Mackman 2018). TF se eksprimira i u vaskularnim glatkim mišićnim ćelijama i u advencijalnim fibroblastima. U inflamatornim stanjima, njegova ekspresija se indukuje u endotelnim ćelijama ili cirkulišućim ćelijama kao što su monociti (Østerud i Bjørklid 2006).

Receptori aktivirani proteazom (PAR) su članovi superfamilije receptora vezanih za G-protein, koja se sastoji od četiri PAR proteina (PAR1-4). PAR se podvrgavaju cijepanju proteazama na N-terminalnom kraju i aktiviraju se nakon vezivanja za novi N-terminus koji sadrži vezan ligand. Četiri člana PAR-a (PAR1-4) se aktiviraju specifičnim koagulacijskim proteazama: kompleks TF i FVIIa aktivira PAR2, faktor Xa aktivira i PAR1 i PAR2, a trombin aktivira PAR1, PAR3 i PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier i Ruf 2012; Zhao et al. 2014). Odnos između TF, koagulacionih proteaza i PAR je prikazan na slici 1.

Poznato je da su PAR-ovi široko eksprimirani u bubrežnim stanicama i da su uključeni u patofiziologiju oštećenja bubrega. I PAR1 i PAR2 su eksprimirani u glomerularnim endotelnim ćelijama, mezangijalnim ćelijama i bubrežnim tubularnim ćelijama dobijenim od ljudi ili miša; PAR2, PAR3 i PAR4 su izraženi u ljudskim podocitima; PAR1, PAR3 i PAR4 eksprimirani su u mišjim podocitima (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

Iako su dokazani štetni ili zaštitni efekti PAR-a kod ozljede bubrega, podaci koji se prikupljaju sugeriraju da PAR-ovi pogoršavaju upalu stimulirajući proizvodnju citokina i hemokina (Rothmeier i Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). U skladu s ovim nalazom, PAR1 i PAR2 agonisti promovišu ekspresiju inflamatornih medijatora, kao što su monocitni hemotaktički protein 1 (MCP1) i inhibitor aktivatora plazminogena-1 (PAI-1), i profibrotskih molekula u endotelnoj , mezangijalne i bubrežne tubularne ćelije (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). U in vivo studijama, nedostatak PAR1 ili prisutnost PAR1 inhibitora smanjio je upalu na modelima polumjesecnog glomerulonefritisa ili opstruktivne ozljede bubrega (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). Slično, terapeutski efekti inhibicije PAR2 kod ozljeda bubrega bili su praćeni smanjenjem upale u bubrezima (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

Polimorfizmi endotelne sintaze dušikovog oksida u DKD

Endotelna sintaza dušikovog oksida (eNOS) je jedna od tri izoforme NOS i doprinosi proizvodnji NO u vaskularnom endotelu (Walford i Loscalzo 2003). NO koji proizvodi eNOS u vaskularnom endotelu igra ključnu ulogu u regulaciji vaskularne relaksacije, protiv upale i prevencije stvaranja tromba (Walford i Loscalzo 2003). Oštećena ekspresija eNOS-a povezana je sa razvojem DKD. Nedavno sprovedene meta-analize na ljudima su otkrile da su G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) i intron 4b/4a ​​(rs869109213) u eNOS (NOS3) genima blisko povezani sa razvoj DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). Od ovih varijanti, uloga polimorfizma G894T (Glu298Asp) u eNOS funkciji je dobro okarakterisana. Smanjena proizvodnja akumulacije NO ili nitrita je indikovana u transficiranim CHO ćelijama sa 298Asp u poređenju sa onima sa 298Glu (Noiri et al. 2002). Zajedno, ovi rezultati pokazuju da je smanjena proizvodnja NO zbog disfunkcije eNOS-a važna za napredovanje DKD-a kod ljudi.

Slika 1. Odnos između faktora koagulacije i receptora aktiviranih proteazom (PAR). U kaskadi ekstrinzične koagulacije, tkivni faktor (TF) i aktivni FVII (FVIIa) kompleks aktivira receptor 2 (PAR2) aktiviran proteazom, aktivni FX (FXa) aktivira i PAR1 i PAR2, a trombin cilja PAR1, PAR3 i PAR4. Cijepanje N-terminalne sekvence PAR-a koagulacijskim proteazama otkriva novu N-terminalnu sekvencu koja djeluje kao vezani ligand i potiče upalu.

Miševi dijabetičari kojima nedostaje eNOS kao model ljudske dijabetičke nefropatije

Uspostavljanje pouzdanih pretkliničkih modela koji liče na ljudski DKD je od suštinskog značaja za proučavanje novih terapijskih opcija. Na osnovu dokaza koji pokazuju povezanost između eNOS polimorfizma i DKD, nekoliko studija je pokazalo da su eNOS nokaut modeli tipa I i tipa II DM neki od uspješnih modela koji oponašaju ljudski DKD (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Pokazalo se da dijabetički miševi izazvani streptozotocinom koji nemaju eNOS razvijaju tešku albuminuriju, mezangijalnu ekspanziju, zadebljanje bazalne membrane glomerula i arteriolarnu hijalinozu, nalik humanoj DKD (Nakagawa et al. 2007). Slično, dijabetički miševi tipa II (db/db) kojima nedostaje eNOS pokazali su tešku glomerulosklerozu i albuminuriju (Zhao et al. 2006).

Povišeni TF kod dijabetičkih miševa kojima nedostaje eNOS

NO inhibira stvaranje tromba i agregaciju trombocita (Walford i Loscalzo 2003). Budući da je formiranje glomerularnog tromba uočeno kod dijabetičkih miševa kojima nedostaje eNOS (Nakagawa et al. 2007), smanjena ekspresija eNOS je vjerovatno povezana s povećanjem koagulacije zavisne od TF. Povezanost između eNOS i TF u DKD je obrađena u našim prethodnim izvještajima (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (slika 2).

Smanjena ili nedostatak ekspresije eNOS-a povećava aktivnost TF bubrega kod dijabetičkih miševa Akita

Karakterizirali smo ekspresiju TF kod dijabetičkih Akita (Ins2Akita/+) miševa, modela DM tipa I, sa različitim nivoima ekspresije eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- i eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Otkrili smo da je ozbiljnost DKD povezana sa smanjenom ekspresijom eNOS-a. Izlučivanje albumina u urinu, glomeruloskleroza i smanjenje brzine glomerularne filtracije su pogoršani sljedećim redoslijedom: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Zanimljivo je da su ekspresija i aktivnost TF bubrega povećane u eNOS+/-; Ins2Akita/+ i eNOS-/-; Ins2Akita/+ miševi u poređenju sa onima u eNOS+/+; Ins2Akita/+ miševi. Taloženje glomerularnog fibrina je takođe bilo značajno kod eNOS+/-; Ins2 Akita/+ i eNOS-/-; Ins2 Akita/+ miševi. Nadalje, ekspresija renalne Tf mRNA bila je u korelaciji s težinom bolesti, izlučivanjem albumina u urinu i ekspresijom renalnih inflamatornih citokina.