SuPAR: Inflamatorni posrednik za bubrege

AbstractPozadina: Upalaje uobičajena karakteristika mnogih bolesti bubrega. Međutim, implicirani upalni medijatori i njihovi osnovni molekularni mehanizmi često nisu jasni.Sažetak:suPAR je rastvorljivi oblik receptora za aktivator plazminogena tipa urokinaze (uPAR), povezan saupalaiimunološka aktivacija. Razvio se u jedinstveni cirkulirajući faktor bolesti bubrega u posljednjih 10 godina. Konkretno, suPAR ima višestruki izgled zbog enzimskog cijepanja i alternativnog transkripcionog spajanja uPAR gena. Nedavno se suPAR pojavio kao sistemski medijator za infekciju COVID-19, povezanu s disfunkcijom pluća i bubrega. Kao i uPAR vezan za membranu, su PAR bi mogao stupiti u interakciju sa integrinima (npr. v 3 integrin) na podocitima, pružajući molekularnu osnovu za neke glomerularne bolesti bubrega. Osim toga, postoje brojne studije koje sugeriraju da suPAR povezuje akutnu ozljedu bubrega s kroničnom bolešću bubrega kao poseban faktor rizika za bubrege. Štaviše, implikacija cirkulirajućih nivoa suPAR-a u transplantaciji bubrega i plazmaferezi ne samo da ukazuje na njegovu relevantnost u praćenju recidiva, već implicira i suPAR kao mogući terapeutski cilj. U stvari, terapeutski koncept manipulacije suPAR funkcijom je dokazan u nekolikoeksperimentalni modeli bolesti bubrega. 

Ključne poruke: Posljednjih 10 godina istraživanja utvrdilo je suPAR kao jedinstveno sredstvo za upalumedijator za bubrege. Iako ostaju otvorena pitanja i zaslužuju dodatne studije, modulacija suPAR funkcije može predstavljati obećavajuću novu terapijsku strategiju za bubrežnu bolest.

KLIKNITE OVDJE DA DOBIJETE CISTANCHE ZA BOLESNIKA OD UPALE BUBREGA

Uvod

Tokom poslednje decenije,koncept upale bubregaposredstvom cirkulirajućih medijatora je usredsređen na rastvorljivi receptor aktivatora plazminogena tipa urokinaze (suPAR), urođeni imunološki efektorni molekul. Manipulacija suPAR funkcijom ima terapeutske implikacije kod bolesti bubrega. Iako je uloga suPAR-a kao cirkulirajućeg faktora bolesti bubrega utvrđena, još uvijek postoje neka otvorena pitanja koja zahtijevaju daljnje studije. U ovom pregledu ćemo raspravljati o ovim intrigantnim temama uključujući porijeklo, biologiju i funkciju suPAR-a; njegova uloga u pokretanju ili pogoršanju bolesti bubrega u različitim patološkim stanjima kao što je trenutna pandemija teškog akutnog respiratornog sindroma koronavirusa 2 (SARS-CoV-2); i na kraju, dijagnostički i terapijski modaliteti usredsređeni na suPAR. Trenutni pregled ima za cilj da pruži neke uvide koji vode sadašnji i budući rad na ovom fascinantnom molekulu.

Slika 1. suPAR i bubreg – priča koja se razvija. UPAR vezan za membranu (npr. uPAR podocita) mogao bi posredovati u ćelijskoj signalizaciji na "autokrini" ili "parakrini" način. uPAR ima više izoforma zbog alternativne transkripcije. Cepanje GPI sidra sa ćelijske membrane ili direktno izlučivanje iz ćelija stvara suPAR koji cirkuliše u krvi. Infekcija i/ili upala kao što je COVID-19 potiče proizvodnju suPAR-a iz mijeloidnih ćelija koštane srži. Visoki nivoi suPAR u cirkulaciji povezani su i sa AKI i sa CKD kao faktorom bolesti bubrega. U određenim okolnostima, suPAR sam (tj. dimerizovani oblik) ili zajedno sa drugim faktorima rizika (kao što su CD40 autoantitelo ili APOL1 varijante rizika) izaziva promene slične FSGS.

uPAR/suPAR Biologija i funkcija

Receptor aktivatora plazminogena tipa urokinaze (uPAR), također poznat kao CD87, je jako glikoziliran receptor vezan za membranu, lišen ikakvih transmembranskih i intracelularnih domena, usidren lipidima na površini više tipova ćelija kao što su imune ćelije i vaskularne endotelne ćelije [1]. uPAR sadrži tri uzastopna LY6/uPAR (LU) ponavljanja, naime DI, DII i DIII (kao što su numerisani od N-kraja), sa sekvencom linkera između DI i DII posebno [2]. Receptor je vezan za lipidni dvosloj ćelijske membrane C-terminalnim glikozil-fosfatidilinozitol (GPI) sidrom. Dok N-terminalni DI domen dozvoljava vezivanje uPAR-a za njegov srodni ligand, aktivator plazminogena tipa urokinaze (uPA), intaktni uPAR sa tri domene je neophodan za vezivanje visokog afiniteta [3]. Zanimljivo je da se uPAR pune dužine ne može vezati samo za uPA već i za druge dijelove poput vitronektina. UPA vezan za receptor katalizira konverziju prekursora plazminogena u aktivirani plazmin, proteazu koja posreduje u degradaciji ekstracelularnog matriksa, olakšavajući ćelijsku adheziju, migraciju, invaziju i remodeliranje tkiva [4].

uPAR se oslobađa kao rastvorljivi multidomenski signalni molekul, takozvani suPAR [5, 6] nakon cijepanja GPI sidra pomoću GPI-specifične fosfolipaze C [7], ili katepsina G [8]. Nadalje, vezni region između DI i DII domena u suPAR-u i membranski vezanom uPAR-u je vrlo osjetljiv na proteolitičko cijepanje enzimima kao što su plazmin, himotripsin, elastaza, nekoliko matriksnih metaloproteaza ili uPA [5]. Dakle, različiti suPAR fragmenti koji nastaju enzimskim cijepanjem (suPAR DI-DII DIII, suPAR DII-D3, suPAR DI) se otkrivaju u cirkulaciji ili drugim tjelesnim tekućinama [9-11]. Ova svojstva čine uPAR/suPAR višestrukim molekulom. Iako DII DIII fragment nije kompetentan da veže uPA, vitronektin i većinu drugih liganada osim receptora sličnih formil peptidnim receptorima 1 i 2 (FPRL 1 i 2) [12], on i dalje daje biološku aktivnost zahvaljujući svojim hemotaktičkim svojstvima [13, 14 ]. Prvobitno smo definirali ulogu podocitnog uPAR-a u posredovanju funkcije barijere filtracije bubrega [15], nakon čega su uslijedile mnoge studije koje ocrtavaju implikaciju suPAR-a kao cirkulirajućeg faktora u bolesti bubrega [16]. Dok cirkulirajući suPAR djeluje sistemski na bubrege preko mnoštva receptora, uPAR eksprimiran u ćelijama bubrega vjerovatno učestvuje u autolognoj ćelijskoj signalizaciji (slika 1).

uPAR postoji u više izoforma

uPAR, kanonski kodiran sa sedam egzona, prolazi kroz alternativno spajanje kako bi se generirale izoforme s različitim karakteristikama i lokalizacijom. Za razliku od mišjeg uPAR (muPAR) koji ima dvije izoforme [17], ljudski uPAR (huPAR) postoji u najmanje četiri glavne izoforme [18]. Identifikacija kanonskog oblika pune dužine (muPAR1) muPAR u luminalnim epitelnim ćelijama i kraćeg izlučenog oblika (muPAR2) u bazalnim epitelnim ćelijama gastrointestinalnog trakta pružila je prve dokaze za postojanje uPAR izoforma [17]. Dok muPAR1 sadrži 3 intaktna domena (DI, DII i DIII) sa 7 predviđenih mjesta glikozilacije, muPAR2 posjeduje samo potpuni DI (kodiran egzonima 2 i 3) i djelomični DII domen (kodiran egzonom 4). MuPAR2, kojem nedostaje GPI sidro, predstavlja sekretornu verziju proteina, bez DIII, a dio DII (kodiran egzonima 5-7) također nedostaje [19].

Analogno kanonskom muPAR1, ljudska izoforma 1 (huPAR1) sadrži tri intaktna domena, pet N-vezanih glikozilacionih mjesta i GPI sidro [20]. Slično, ljudska izoforma 2 (huPAR2) je ekvivalent muPAR2 po tome što nema GPI sidro i egzon 7, koji kodira C-terminalni dio DIII. Posljedično, huPAR2 bi vjerovatno generirao sekretorni oblik hu PAR. Ljudsku izoformu 3 (huPAR3) karakterizira delecija egzona 5, što rezultira skraćenjem DII na njegovom C-terminusu. Konačno, delecija eksona 6 unutar okvira stvara ljudsku izoformu 4 (huPAR4). Iako ovo brisanje zadržava C-terminal DIII i GPI sidro, dio N-kraja u DIII nedostaje.

Unatoč dostupnosti detaljnih informacija o uPAR izoformama, i dalje ostaje otvoreno pitanje, "koje su implikacije ovih različitih uPAR izoforma u bolesti bubrega kod ljudi"? Ekspresija muPAR2 kod miševa putem elektroporacije ili upotrebom muPAR2 transgenih miševa izazvala je proteinursku bolest bubrega koja je ličila na FSGS [16, 21]. Budući da je huPAR3 vrlo sličan muPAR2 u svojoj proteinskoj strukturi [21], možemo spekulirati o nekoj sličnosti u njegovoj funkciji. Uz neke obećavajuće podatke koji ukazuju na prisustvo različitih izoforma huPAR, biće uzbudljivo i važno pokazati da li su izoforme huPAR patogene za bolesti bubrega kod ljudi. Na primjer, da li bi huPAR3 uzrokovao FSGS?

suPAR i Integrini: Kada i gdje

suPAR/uPAR ima više liganada i koreceptora [4]. Posebno smo se fokusirali na integrine u ovom pregledu jer je poznato da aktivacija integrina na različitim ćelijama bubrega u različitim patološkim stanjima igra važnu ulogu u napredovanju bolesti bubrega [22]. Inte grini, heterodimeri nekovalentno povezane i podjedinice, od kojih je svaka transmembranski protein tipa I za jedan prolaz, glavna su familija receptora za adheziju na ćelijskoj površini koji se u suštini eksprimiraju u svim tkivima. Većina integrina sadrži velike ekstracelularne, ali kratke citoplazmatske domene. Integrini mogu obavljati dvosmjernu signalizaciju. Signali iz unutrašnjosti ćelije aktiviraju vezivanje integrina za ekstracelularne ligande (signalizacija iznutra prema van), što zauzvrat pokreće intracelularnu signalizaciju (signalizacija izvana-unutra). Očigledno, integrini su uključeni u patobiologiju bubrega koja zavisi i od ekspresije integrina i od nivoa aktivacije. Studije su otkrile da se različiti integrini različito eksprimiraju na različitim tipovima bubrežnih ćelija kao što su tubularne epitelne ćelije (TEC) [23], fibroblasti [24] i podociti [25]. TEC, u normalnim uslovima, izražavaju uglavnom v i 1 integrine, ali prelaze na v 6 podtip pod tubularne povrede [26]. Fibroblasti normalno eksprimiraju integrin 1, 4, 5 i 1 koji se pretvara u integrin 5, 1 i v kao dominantne podtipove u fibrotičkim uslovima [24, 27]. Za podocite, jedan od najbolje okarakteriziranih integrinskih dimera je 3 1, čiji nokaut uzrokuje izostanak formiranja procesa stopala (FP), a regulacija na nižu razinu dovodi do brisanja FP u bubrezima odraslih [28]. Još jedan glavni integrin koji se eksprimira na površini podocita je v 3, iako je nivo njegove aktivnosti nizak u normalnim uslovima. U skladu sa niskom osnovnom aktivacijom, smanjenje v 3 nije izazvalo očigledan fenotip bubrega, ali je njegovo odsustvo ublažilo njegovu aktivaciju dajući zaštitu od LPS-posredovanog uklanjanja FP podocita [15].

Većina integrina pokazuje sposobnost vezanja širokog spektra liganada [29]. Mnoge studije su nedvosmisleno pokazale da se integrini mogu vezati sa nekanonskim molekulima kako bi orkestrirali nizvodne signalne puteve [30]. Na primjer, neki integrini se vezuju i aktiviraju TGF- kako bi izazvali Smad2/3 signalizaciju, koja promovira intersticijalnu fibrozu i potiskuje TEC proliferaciju [31]. Također postoje mnoge studije koje sugeriraju da uPAR/suPAR djeluje kao ligand za integrine. Intrigantno pitanje koje je oduvijek zbunjivalo istraživače bilo je kako uPAR, molekul bez tipične transmembranske strukture, može posredovati u ćelijskoj signalizaciji. U početku se vjerovalo da moraju postojati neki "transmembranski adapterski molekuli" koji povezuju ekstracelularni uPAR sa intracelularnim signalnim molekulima kako bi transducirali signalnu kaskadu [32]. Međutim, postalo je očigledno da uPAR može formirati dinamičke signalne komplekse na površini ćelije koji mogu uključivati ​​integrine [33], receptore epidermalnog faktora rasta [34], receptor faktora rasta koji potiče od trombocita [35], internalizujući receptor povezan s receptorom lipoproteina protein [36], kaveolin [37], vitronektin [38], a potencijalno i drugi molekuli. Konkretno, pokazalo se da uPAR reaguje sa 1, 2 i 3 familije integrinskih receptora [39–41]. Zanimljiva studija Tarui et al. [42] su pokazali da se GPI-usidren uPAR specifično vezuje za integrine na suprotnim ćelijama; stoga bi angažman uPAR-integrina mogao olakšati trans-ćelijsku interakciju. Osnovna studija naše grupe otkrila je sposobnost su PAR-a da inicira signalizaciju vezivanjem za v3 integrin na površini podocita, doprinoseći FSGS-u [16]. U 2015. godini, Alfano et al. [43] su pokazali da interakcija suPAR-a pune dužine sa v 3 integrinom na podocitima rezultira smanjenjem modulacije nefrina i WT-1, što potencijalno može objasniti uzrok disfunkcije bubrega kod patologija povezanih s povećanom koncentracijom suPAR-a. Nadalje, identificirali smo interakcije visokog afiniteta između suPAR, apolipoproteina L1 (APOL1) i v 3 integrina, pri čemu su varijante APOL1 G1 i G2 proteina pokazale veći afinitet za suPAR aktiviran v 3 integrin od APOL1 referentnog G0 proteina, što pokazuje primjer faktora rizika pogoršanja bolesti bubrega [25]. Pored toga, pokazalo se da se suPAR vezuje za TEC preko integrina 6 pod oštećenim uslovima što dovodi do aktivacije Rac1 praćene početkom CD44/Smad3 signalizacije, što kulminira intersticijskom fibrozom [44]. Kada i gdje suPAR stupa u interakciju s kojim integrinom(ima) u različitim okruženjima bolesti biće fascinantno područje za buduća istraživanja.

Wecistanche usluga podrške - najveći izvoznik cistanchea u Kini:

Email:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/tel:+86 15292862950

Prodavnica:

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