Koagulácia, receptory aktivované proteázou a diabetická obličková choroba: Lekcie od myší s deficitom ENOS

Endoteliálna syntáza oxidu dusnatéhoJe známe, že dysfunkcia (eNOS) zhoršuje progresiu a prognózudiabetické ochorenie obličiek(DKD). Jedným z mechanizmov, ktorými sa to dosahuje, je, že nízke hladiny eNOS sú spojené s hyperkoagulabilitou, ktorá podporuje poškodenie obličiek. Vo vonkajšej koagulačnej kaskáde tkanivový faktor (faktor III) a následné koagulačné faktory, ako je aktívny faktor X (FXa), zhoršujú zápal prostredníctvom aktivácie proteázou aktivovaných receptorov (PAR). Nedávno sa ukázalo, že nedostatok alebo znížená expresia eNOS u diabetických myší, ako model pokročilej DKD, zvyšuje hladiny renálneho tkanivového faktora a PAR1 a2 v ich obličkách. Ďalej farmaceutická inhibícia alebo genetická delécia koagulačných faktorov alebo PARzmiernený zápal v DKDu myší bez eNOS. V tomto prehľade sumarizujeme vzťah medzi eNOS, koaguláciou a PAR a navrhujeme novú terapeutickú možnosť na liečbupacientov s DKD. 

Kľúčové slová: diabetická glomeruloskleróza; faktor Xa; zápal; tkanivový faktor

KLIKNITE SEM A ZÍSKAJTE PRÍRODNÝ BIO EXTRAKT CISTANCHE S 25 % ECHINAKOZIDU A 9 % AKTEOZIDU PRE FUNKCIU OBLIČIEK

Podporná služba Wecistanche - Najväčší vývozca cistanche v Číne:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Nakupujte pre ďalšie špecifikácie Podrobnosti:

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

Úvod

Počet pacientov sdiabetické ochorenie obličiek(DKD) celosvetovo narastá (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). DKD je jednou z hlavných príčin mortality u pacientov s diabetickými komplikáciami (Afkarian et al. 2013). Okrem toho je DKD progresívna a je hlavnou príčinoukonečné štádium ochorenia obličiekvyžadujúcerenálna substitučná liečba(Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). V Japonsku,diabetická nefropatiapredstavuje viac ako 39 % nových dialyzovaných pacientov (Nitta et al. 2020). Preto,vývoj nových terapeutíkmožnosti liečby pacientov s DKD.

Zvyšuje sa záujem o úlohu koagulačného systému vPatogenéza DKD.Hyperkoagulabilitasa spája s DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Ukázalo sa, že zvýšená hladina fibrinogénu v krvi súvisí s nízkou odhadovanou rýchlosťou glomerulárnej filtrácie, vysokou proteinúriou a ťažkým histologickým poškodením a bola prediktorom progresie do konečného štádia ochorenia obličiek (Dalla Vestra a kol. 2005; Pan a kol. al. 2018; Zhang et al. 2018). Niektoré štúdie preukázali koreláciu medzi hladinou D-diméru, produktu degradácie fibrínu, a renálnou dysfunkciou v DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). Hyperkoagulabilita v DKD je pravdepodobne určená viacerými faktormi. Napríklad systém renín-angiotenzín-aldosterón aktivuje tkanivový faktor (TF, faktor III) a zvyšuje trombotické príhody (Dielis et al. 2005). V opačnom prípade sa hyperglykémia, dyslipidémia, zápal alebo endoteliálna dysfunkcia podieľajú na protrombotickom stave pod patogenézou DKD (Goldberg 2009).

Endoteliálna dysfunkcia je prítomná v DKD, ktorá progreduje do mikrovaskulárnych komplikácií (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Zhoršená produkcia endotelovej syntázy oxidu dusnatého (eNOS) alebo znížená aktivita eNOS (napr. zhoršená fosforylácia eNOS) je charakteristickým znakom endotelovej dysfunkcie v DKD (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). Ukázali sme, že strata expresie eNOS bola spojená so zvýšením hladiny TF a aktivitou vonkajšieho koagulačného systému (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), ktorá je úzko spojená s trombotickými príhodami u pacientov s chronickou obličkou chorôb (Kolachalama et al. 2018).

Okrem zvýšeného rizika trombotických príhod, koagulačné proteázy, ako je aktívny faktor FVII (FVIIa), aktívny faktor (FXa) a trombín, ktoré sú prítomné vo vonkajšej koagulačnej kaskáde, sprostredkovávajú poškodenie tkaniva prostredníctvom receptora aktivovaného proteázou ( mechanizmus závislý od PAR (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). V tomto prehľade sumarizujeme zistenia získané od diabetických myší bez eNOS a diskutujeme o vzťahu medzi koagulačnou-PAR dráhou, hladinami eNOS a patogenézou DKD.

Dráha tkanivového faktora/proteázou aktivovaných receptorov

Tkanivový faktor (TF), známy ako faktor III, je 47 kDa transmembránový proteín, ktorý interaguje s faktorom VII (FVII) (Grover a Mackman 2018). Komplex TF/FVIIa je aktivátorom vonkajšej koagulačnej kaskády a katalyzuje aktiváciu FX a FIX. FXa a aktivovaný kofaktor V (FVa) tvoria protrombotický komplex, ktorý vytvára trombín. Nakoniec trombín premieňa fibrinogén na fibrín, čo vedie k tvorbe trombov (Grover a Mackman 2018). TF je exprimovaný v bunkách hladkého svalstva ciev a adventiciálnych fibroblastoch. Pri zápalových stavoch je jeho expresia indukovaná v endotelových bunkách alebo cirkulujúcich bunkách, ako sú monocyty (Østerud a Bjørklid 2006).

Receptory aktivované proteázou (PAR) sú členmi superrodiny receptorov spojených s G-proteínom, ktorá obsahuje štyri proteíny PAR (PAR1-4). PAR podliehajú štiepeniu proteázami na N-terminálnom konci a sú aktivované po naviazaní na nový N-koniec obsahujúci viazaný ligand. Štyri členy PAR (PAR1-4) sú aktivované špecifickými koagulačnými proteázami: komplex TF a FVIIa aktivuje PAR2, faktor Xa aktivuje PAR1 aj PAR2 a trombín aktivuje PAR1, PAR3 a PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier a Ruf 2012; Zhao a kol. 2014). Vzťah medzi TF, koagulačnými proteázami a PAR je znázornený na obr.

Je známe, že PAR sú široko exprimované v obličkových bunkách a podieľajú sa na patofyziológii poškodenia obličiek. PAR1 aj PAR2 sú exprimované v glomerulárnych endotelových bunkách, mezangiálnych bunkách a obličkových tubulárnych bunkách odvodených od človeka alebo myši; PAR2, PAR3 a PAR4 sú exprimované v ľudských podocytoch; PAR1, PAR3 a PAR4 sú exprimované v myších podocytoch (Tanaka a kol. 2005; Vesey a kol. 2005; Madhusudhan a kol. 2012; Dong a kol. 2015; Madhusudhan a kol. 2016).

Hoci boli preukázané škodlivé alebo ochranné účinky PAR pri poškodení obličiek, hromadiace sa údaje naznačujú, že PAR zhoršujú zápal stimuláciou produkcie cytokínov a chemokínov (Rothmeier a Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). V súlade s týmto zistením agonisty PAR1 a PAR2 podporujú expresiu zápalových mediátorov, ako je monocytový chemotaktický proteín 1 (MCP1) a inhibítor aktivátora plazminogénu-1 (PAI-1) ​​a profibrotické molekuly v endoteliálnom , mezangiálne a obličkové tubulárne bunky (Vesey a kol. 2005; Vesey a kol. 2013; Ellinghaus a kol. 2016; Waasdorp a kol. 2016; Oe a kol. 2019). V štúdiách in vivo nedostatok PAR1 alebo prítomnosť inhibítorov PAR1 znižovala zápal v modeloch crescentickej glomerulonefritídy alebo obštrukčného poškodenia obličiek (Cunningham a kol. 2000; Waasdorp a kol. 2019; Lok a kol. 2020). Podobne boli terapeutické účinky inhibície PAR2 pri poraneniach obličiek sprevádzané znížením zápalu v obličkách (Hayashi a kol. 2016; Du a kol. 2017; Han a kol. 2019; Watanabe a kol. 2019).

Polymorfizmy endoteliálnej syntázy oxidu dusnatého v DKD

Endoteliálna syntáza oxidu dusnatého (eNOS) je jednou z troch izoforiem NOS a prispieva k tvorbe NO vo vaskulárnom endoteli (Walford a Loscalzo 2003). NO produkovaný eNOS vo vaskulárnom endoteli hrá kľúčovú úlohu pri regulácii vaskulárnej relaxácie, protizápalovej činnosti a prevencii tvorby trombu (Walford a Loscalzo 2003). Zhoršená expresia eNOS je spojená s vývojom DKD. Nedávno vykonané metaanalýzy na ľuďoch odhalili, že gény G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) a intrón 4b/4a ​​(rs{10}}) v eNOS (NOS3) sú úzko spojené s rozvoj DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). Z týchto variantov bola dobre charakterizovaná úloha polymorfizmu G894T (Glu298Asp) vo funkcii eNOS. Znížená produkcia NO alebo akumulácia dusitanov bola indikovaná v transfekovaných CHO bunkách s 298Asp v porovnaní s bunkami s 298Glu (Noiri et al. 2002). Súhrnne tieto výsledky naznačujú, že znížená produkcia NO dysfunkciou eNOS je dôležitá pre progresiu DKD u ľudí.

Obr. 1. Vzťah medzi koagulačnými faktormi a proteázou aktivovanými receptormi (PAR). Vo vonkajšej koagulačnej kaskáde komplex tkanivového faktora (TF) a aktívneho FVII (FVIIa) aktivuje proteázou aktivovaný receptor 2 (PAR2), aktívny FX (FXa) aktivuje PAR1 aj PAR2 a trombín sa zameriava na PAR1, PAR3 a PAR4. Štiepenie N-koncovej sekvencie PAR koagulačnými proteázami odhaľuje novú N-koncovú sekvenciu, ktorá pôsobí ako viazaný ligand a podporuje zápal.

Diabetické myši bez eNOS ako model ľudskej diabetickej nefropatie

Vytvorenie spoľahlivých predklinických modelov podobných ľudskej DKD je nevyhnutné pre štúdium nových terapeutických možností. Na základe dôkazov preukazujúcich súvislosť medzi polymorfizmom eNOS a DKD niekoľko štúdií preukázalo, že modely knock-out eNOS typu I a typu II DM sú niektoré z úspešných modelov napodobňujúcich ľudskú DKD (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Ukázalo sa, že u diabetických myší vyvolaných streptozotocínom, ktorým chýba eNOS, sa rozvinie ťažká albuminúria, mezangiálna expanzia, zhrubnutie glomerulárnej bazálnej membrány a arteriolárna hyalinóza, ktorá sa podobá ľudskej DKD (Nakagawa et al. 2007). Podobne diabetické myši typu II (db/db), ktorým chýba eNOS, vykazovali závažnú glomerulosklerózu a albuminúriu (Zhao et al. 2006).

Zvýšená TF u diabetických myší bez eNOS

NO inhibuje tvorbu trombu a agregáciu krvných doštičiek (Walford a Loscalzo 2003). Pretože tvorba glomerulárneho trombu bola pozorovaná u diabetických myší bez eNOS (Nakagawa et al. 2007), zhoršená expresia eNOS je pravdepodobne spojená so zvýšením koagulácie závislej od TF. Asociáciou medzi eNOS a TF v DKD sme sa zaoberali v našich predchádzajúcich správach (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (obr. 2).

Znížená alebo nedostatočná expresia eNOS zvyšuje aktivitu renálnej TF u diabetických myší Akita

Charakterizovali sme expresiu TF u diabetických myší Akita (Ins2Akita/+), modelu DM typu I, s rôznymi hladinami expresie eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- a eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Zistili sme, že závažnosť DKD bola spojená so zníženou expresiou eNOS. Vylučovanie albumínu močom, glomeruloskleróza a zníženie rýchlosti glomerulárnej filtrácie boli exacerbované v nasledujúcom poradí: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Je zaujímavé, že expresia a aktivita obličkovej TF boli zvýšené v eNOS+/-; Ins2Akita/+ a eNOS-/-; Myši Ins2Akita/+ v porovnaní s myšami v eNOS+/+; Myši Ins2Akita/+. Glomerulárna depozícia fibrínu bola tiež pozoruhodná v eNOS+/-; Ins2 Akita/+ a eNOS-/-; Myši Ins2 Akita/+. Okrem toho expresia renálnej Tf mRNA korelovala so závažnosťou ochorenia, vylučovaním albumínu močom a expresiou obličkových zápalových cytokínov.