Nova terapijska strategija za dijabetičku nefropatiju: CCR2 antagonist

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

DIO Ⅱ:Učinci CCR2 antagonista na makrofage i ekspresije Toll-like receptora 9 u mišjem modelu dijabetičke nefropatije

Seigo Ito, Hiroyuki Nakashima, Takuya Ishikiriyama, Masahiro Nakashima, Akira Yamagata i dr.

Abstract

Patogeneza oddijabetička nefropatija(DN) se odnosi na regrutaciju makrofaga (Mo) u bubrege, proizvodnju faktora tumorske nekroze-u (TNF-o) i oksidativni stres. Aktivacija Toll-like receptora 9 (TLR9) navodno je uključena u sistemsku upalu i pogoršava ovo stanje u metaboličkom sindromu. Stoga smo pretpostavili da TLR9 igra ulogu u patogenezi DN(dijabetička nefropatija). Dvije podskupine bubrega Mos u DNdijabetička nefropatijamodel (db/db) miševi su analizirani pomoću protočne citometrije da bi se procijenila njihova distribucija i ekspresija i funkcija TLR9. Miševima su davaniCCR2antagonist INCB3344 8 sedmica; promjene u distribuciji i funkciji Mo i njegovim terapijskim efektima na DNdijabetička nefropatijapregledana je patologija. CD11bhigh(BM-Mo) izveden iz koštane srži i CD11blow Mos(Res-Mo) rezidentan u tkivu identifikovani su u bubrezima miša. Kao DNdijabetička nefropatijanapredovao, broj BM-Mφ, ekspresija TLR9 i proizvodnja TNF-a značajno su porasli. U Res-Mos-u, povećana je proizvodnja reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) i fagocitna aktivnost. INCB3344 je smanjio albuminuriju, nivo kreatinina u serumu, obilje BM-Mφ, ekspresiju TLR9 i proizvodnju TNF-a od strane BM-Mφs i proizvodnju ROS-a od strane Res-Mos. I povećana aktivacija BM-Mo putem TLR9 i TNF-produkcije i povećana proizvodnja ROS-a od strane Res-Mos-a bili su uključeni u DN(dijabetička nefropatija)progresija. Stoga je inaktivacija Mos i njihove ekspresije TLR9 od strane INCB3344 potencijalna terapijska strategija za DN(dijabetička nefropatija).

NOVO I ZNAČAJNO Mi smo klasificirali bubrežne makrofage (Mos) u Mos (BM-Mos) izveden iz koštane srži koji ekspresira visok CD1lb i tkivno specifičan rezidentni Mo(Res-Mos) koji eksprimira niski CD11b. Udijabetička nefropatija(DN) model miševa. Ekspresija 9(TLR9) receptora sličnog Toll-u i proizvodnja TNF-a putem aktivacije TLR9 u BM-Mos i produkcija ROS-a u Res-Mos su poboljšane.CCR2antagonist je potisnuo infiltraciju bubrega BM-Mos i njihovu funkciju i proizvodnju ROS-a od strane Res-Mos-a, uz istovremenu supresiju TLR9. Naša studija predstavlja novu terapijsku strategiju za DN(dijabetička nefropatija).

cistanche pharma specialzabubreg

KLIKNITE OVDJE ZA DIO Ⅰ

DISKUSIJA

U ovoj studiji predstavili smo tri nova nalaza. Prvo, kod dijabetičkih DB/DB miševa, BM-Mos je eksprimirao TLR9 i oslobodio TNF-. u obilnijim količinama od onih kod nedijabetičkih maglovitih miševa, dok je Res-Mos proizvodio više ROS i pokazao fagocitnu funkciju. Drugo, INCB3344, aCCR2antagonist, smanjena ekspresija TLR9 i otpuštanje TNF-a iz oba tipa MPS-a i smanjena proizvodnja ROS-a od strane Res-Mos-a. Konačno, ovi mehanizmi mogu objasniti smanjenje albuminurije i nivoa Cr u serumu kod dijabetičkih DB/DB miševa, kao i poboljšanje mezangijalne proliferacije i ekspresije podocita.

Na osnovu naših nalaza, Mos bubrega je podijeljen u dvije populacije, tj. BM-Mos koji visoko eksprimira marker izveden iz koštane srži i Res-Mos ga jedva izražava. Kako nisu zavisile od prisustva dijabetesa, smatrale su se jedinstvenim svojstvima dva tipa bubrega Mos. Nasuprot tome, njihove različite funkcije su poboljšane kod dijabetičkih miševa. Štaviše, povećana je proizvodnja TNF-, proinflamatornog citokina koji uglavnom proizvodi Mos, i IL-10, protuupalnog citokina. Ovo ukazuje da su bubrežni Mos istovremeno uključeni ne samo u indukciju već iu konvergenciju upale kod kroničnih upalnih stanja kao što je DN(Dijabetička nefropatija). Uloge dvije vrste bubrežnih makrofaga

Budući da se izlučivanje albumina u urinu, koje odražava težinu nefropatije, povećava s procentom BM-Mos kod DB/DB miševa, predlažemo da BM-Mos igra glavnu ulogu u DN(Dijabetička nefropatija) razvoj. Štaviše, otkrili smo da su ekspresija TLR9 i proizvodnja TNF povećana u BM-Mos, dok su proizvodnja ROS i fagocitna aktivnost povećane u Res-Mos sa DN(dijabetička nefropatija)progresija. Budući da ova zapažanja nisu učinjena kod mlađih i starijih maglovitih miševa (podaci nisu prikazani), mislimo da su povezana sa DN(dijabetička nefropatija)progresije i nisu posljedica promjena koje zavise od starosti. TLR prepoznaju molekularne obrasce povezane s patogenima, kao što su lipopolisaharidi, bakterijska DNK i endogeni molekularni obrasci povezani s opasnošću, čiji su nivoi povećani kod dijabetesa (33,34). Konkretno, TLR2 i TLR4 su navodno uključeni u održavanje upale u DN(dijabetička nefropatija), vjerovatno preko Mos (35-38). TLR9 prepoznaje mitohondrijalnu i besćelijsku DNK koju u cirkulaciju oslobađaju oštećene/mrtve ćelije ili adipociti i uobičajeni bakterijski DNK motiv CpG-ODN, aktivirajući tako urođeni imunitet i sugerirajući njegovu uključenost u ozljedu bubrega (11,14).

Proizvodnja ROS-a i fagocitoza od strane Res-Mos-a povećane su zajedno sa DN(Dijabetička nefropatija) progresija. Kidney Mos je navodno bio uključen u DN(dijabetička nefropatija)progresija oslobađanjem ROs kroz aktivnost nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADPH)oksidaze (39,40), a naša prethodna studija je pokazala da su ROS izvedeni iz Res-Mos uključeni u ozljedu jetrenog tkiva (20). Stoga, u bubrezima, Res-Mos također može biti uključen u ozljedu tkiva izazvanu ROS. Nadalje, ekspresija TLR9 u Res-Mos je pojačana u dijabetičkom stanju (slika 1E). Kako na ROS koje proizvodi Res-Mos utiče aktivacija TLR9 i lokalni nivoi TNF-a (20,41, 42), povećanje proizvodnje ROS-a od strane Res-Mos sa DN(Dijabetička nefropatija) progresija je uzrokovana povećanjem njihove ekspresije TLR9 ili pod utjecajem pojačane proizvodnje TNF-a BM-Mos. Stoga spekulišemo da je povećanje proizvodnje TNF-a od strane BM-Mos i ROS proizvodnje od strane Res-Mgps pogoršalo DN(dijabetička nefropatija).

Iako Res-Mos može igrati štetnu ulogu kroz pojačanu proizvodnju ROS, njihova snažna sposobnost fagocitoze mogla bi imati zaštitni učinak na DN(Dijabetička nefropatija) miševi. Res-Mos može fagocitirati oštećene ćelije bubrega tokom progresije bolesti i učestvovati u obnavljanju bubrežnog tkiva. Nadalje, povećanje proizvodnje ROS-a od strane Res-Mos-a može se dogoditi zbog probave fagocitiziranog oštećenog tkiva. Kako smo procijenili ROS koji proizvodi Mos bubrega u nestimuliranom okruženju, ROS su proizvedeni u fazi gdje je Mos fagocitozirao i vario oštećeno bubrežno tkivo. Stoga, povećana proizvodnja ROS-a u Res-Mos-u možda neće biti negativan učinak na DN(dijabetička nefropatija).

EfektiCCR2Antagonist INCB3344 na dijabetičkoj nefropatiji

CCL2 je prekomjerno eksprimiran u bubrezima dijabetičkih modela miševa (43-46) i umiješan je u pogoršanje albuminurije zbog svog djelovanja na glomerularne podocite(47). Nadalje, infiltraciju monocita na upalnim mjestima uglavnom reguliše CCL2, a CCL2 privlači Ms u tkivo bubrega (krozCCR2posredovana signalizacija) i igra važnu ulogu u DN(Dijabetička nefropatija) patogeneza(46,47). CCL2 proizvode glomerularni podociti, mezangijalne ćelije i tubularne epitelne ćelije i indukuje intersticijalnu upalu, tubularnu atrofiju i fibrozu u bubregu(44, 48,49). Administracija nekolikoCCR2Nedavno se pokazalo da antagonisti kod dijabetičkih modela miševa potiskuju infiltraciju Mo u bubreg i sprječavaju DN(dijabetička nefropatija)napredovanje (50-53). Kako god,CCR2antagonisti nisu klinički korišćeni kod ljudi, verovatno zbog problema kao što su kratak farmakološki poluživot i nizak afinitet za ljudeCCR2. Nasuprot tome, INCB3344 se može vezati za ljudske monocite sa visokom selektivnošću zaCCR2i ima dug farmakokinetički poluživot u ljudskom ili mišjem tijelu (8,9).

U ovoj studiji, INCB3344 bi mogao potisnuti migraciju BM-Mos u bubreg u DN(Dijabetička nefropatija); međutim, nije imao izražen učinak na Res-Migos, što sugerira da su BM- i Res-Mφ populacije imale različita svojstva. Štaviše, INCB3344 je polarizirao Mgs u M2 fenotip (M2 polarizacija), sugerirajući efekat pretvaranja proinflamatornog u protuupalni fenotip.

Značajno je da je INCB3344 značajno smanjio proizvodnju TNF-a u oba tipa Mos, što je možda najviše doprinijelo poboljšanju DN(Dijabetička nefropatija). TNF- je uključen u hipertrofiju bubrega, izlučivanje albumina i smanjenu funkciju bubrega u DN(Dijabetička nefropatija) (3, 54) i pleiotropni je citokin koji stimuliše proizvodnju drugih citokina na autokrini i parakrini način (55-58). Stoga, inhibicija TNF-o može poslužiti za blokiranje niza drugih inflamatornih medijatora koji bi mogli objasniti njegove korisne učinke na DN(dijabetička nefropatija). AsCCR2stimulacija dovodi do proizvodnje TNF-a putem aktivnosti intracelularne glikogen sintaze kinaze 3(GSK3)(59), spekulisali smo da INCB3344 inhibira proizvodnju TNF-a blokiranjem ovog puta u bubregu Mos. Međutim, vjerujemo da bi nivoe GSK3 u ovom modelu trebalo procijeniti, te je potrebno provesti daljnje studije kako bi se potvrdila ova spekulacija. Nadalje, naši rezultati su pokazali da je većina glomerularnih Mos bila BM-Mos, a proizvodnja TNF-a u glomerularnom BM-Mos bila je veća od one u drugim BM-Mos u bubregu. Ovi rezultati sugeriraju da je INCB3344, koji je potisnuo BM-Mφ broj (preciznije), uglavnom doprinio poboljšanju glomerularnih lezija smanjenjem mezangijalne proliferacije i zaštitom podocita (povećavanjem WT-1).

CCR2Prijavljeno je da inhibicija smanjuje proizvodnju TNF-a kroz supresiju TLR9 (60,61), a ekspresija TLR9 nije uočena u parenhima bubrega, uključujući tubule, intersticij i glomerule, osim za ćelije za koje se morfološki pretpostavlja da su Mos u sadašnjosti studija. Stoga je administracija INCB3344 također smanjila ekspresiju TLR9 u oba tipa Mos. Uzeti zajedno, rezultati sugeriraju da INCB3344 potiskuje ne samo inflamatornu infiltraciju BM-Mg u bubreg, već i njihove štetne funkcije povezane s upalom i može doprinijeti ublažavanju DN(dijabetička nefropatija).

Zaključno, BM-Mos je eksprimirao TLR9 i oslobađao TNF-a u većoj količini kod dijabetičkih miševa nego kod nedijabetičkih miševa, dok je Res-Mos proizvodio više ROS i pokazao povećanu fagocitnu aktivnost kod dijabetičkih miševa. INCB3344, aCCR2antagonist, smanjena ekspresija TLR9 i otpuštanje TNF-a iz oba tipa Mos-a i smanjena proizvodnja ROS-a od strane Res-Mos-a. Ove promjene objašnjavaju smanjenje albuminurije i razine Cr u serumu, kao i patološko poboljšanje kod dijabetičkih miševa. Predlažemo da INCB3344 ima snažan potencijal za liječenje DN(dijabetička nefropatija)u klinici.

Perspektive i značaj

Pokazali smo da jeCCR2antagonist INCB3344 može smanjiti albuminuriju i nivo Cr u serumu i poboljšati mezangijalnu proliferaciju i ekspresiju podocita kod miševa sa DN(dijabetička nefropatija). Ovi korisni efekti su ostvareni kroz smanjenje proizvodnje TNF-a iz BM-Mos i oslobađanja ROS-a iz Res-Mφs, a oba su bila zasnovana na smanjenju ekspresije TLR9 u oba tipa Mos i M2 polarizacije. U budućnosti, ovaj receptorski antagonist se može koristiti kao robusna alternativa ili partner blokatoru receptora angiotenzina II i kotransporteru natrijum-glukoze-2 za liječenje pacijenata kako bi se spriječilo napredovanje DN(dijabetička nefropatija).

REFERENCE

1. Qi C. MaoX, Zhang Z.Wu H, Klasifikacija i diferencijalna dijagnozadijabetička nefropatija. J Diabetes Res 2017:8637138,2017. doi:10.1155/2017/8637138.

2. You H, Gao T, Cooper TK, Brian Reeves W, Awad AS. Makrofagi direktno posreduju u dijabetičkoj ozljedi bubrega. J Physiol Renal Physiol 305:F1719-F1727,2013. doi:10.1152/ajprenal.00141.2013.

3. Awad AS, You H, Gao T, Cooper TK, Nedospasov SA, Vacher J, Wilkinson PF, Farrell FX, Brian Reeves W. Faktor nekroze tumora izveden iz makrofaga-alfa posreduje u dijabetičkoj ozljedi bubrega. Kidney Int 88:722-733,2015.doi:10.1038/ki.2015.162.

4. Lin M, Yiu WH, Wu HJ, Chan LY, Leung JC, Au WS, Chan KW, Lai KN, Tang SC. Toll-like receptor 4 potiče upalu tubula udijabetička nefropatija. J Am Soc Nephrol 23:86-102, 2012. doi:10.1681/asn.2010111210.

5. Hou Y, Shi Y, Han B, Liu X, Qiao X, Qi Y, Wang L. Antioksidativni peptid SS31 sprječava oksidativni stres, smanjuje CD36 i poboljšava funkciju bubrega udijabetička nefropatija. Transplantacija Nephrol Dial 33: 1908-1918, 2018.doi:10.1093/ndt/gfy021.

6. Seok SJ, Lee ES, Kim GT, Hyun M, Lee JH, Chen S, Choi R, Kim HM, Lee EY, Chung CH.Blokada CCL2/CCR2signalizacija poboljšavadijabetička nefropatijakod DB/DB miševa. Transplantacija Nephrol Dial 28:1700-1710,2013. doi:10.1093/ndt/gfs555.

7. Brodmerkel CM, Huber R, Covington M, Diamond S, Hall L, Collins R, Leffet L, Gallagher K, Feldman P, Collier P, Stow M, Gu X, Baribaud F, Shin N, Thomas B, Burn T, Hollis G , Yeleswaram S, Solomon K, Friedman S, Wang A, Xue CB, Newton RC. Scherle P, Vaddi K. Otkriće i farmakološka karakterizacija novog aktivnog glodavcaCCR2antagonist, INCB3344.J Immunol 175:5370-5378, 2005. doi:10.4049/jimmunol.175.8.5370.

8. Shin N, Baribaud F, Wang K, Yang G, Wynn R, Covington MB, Feldman P, Gallagher KB, Leffet LM, Lo YY, Wang A, Xue CB, Newton RC, Scherle PA. Farmakološka karakterizacija INCB3344, antagonista malog molekula čovjekaCCR2. Biochem Biophys Res Commun 387: 251–255, 2009. doi:10. 1016/j.bbrc.2009.06.135.