Malé Rab GTPázy pri intracelulárnom obchodovaní s vezikulami: Prípad Rab3A/Raphillin-3Komplex v obličkách
Mar 30, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Abstrakt:Malé Rab GTPázy, najväčšia skupina malých monomérnych GTPáz, regulujú odstraňovanie vezikúl v bunkách, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou mnohých bunkových procesov. Ich úloha pri neurologických ochoreniach, ako je rakovina a zápaly, bola dôkladne študovaná, ale ich vplyv na ochorenie obličiek nebol do hĺbky preskúmaný. Ukázalo sa, že expresia Rab3a a jeho efektora Rabphillin-3A (Rph3A) je prítomná v podocytochnormálneobličkyu myší, potkanov a ľudí, okolo vezikúl obsiahnutých vo výbežkoch nôh a sú nadmerne exprimované pri ochoreniach s proteinúriou. Okrem toho model Rab3A knockout myší vyvolal hlboké cytoskeletálne zmeny v podocytoch zvierat s vysokým obsahom glukózy. Podobne interferencia RphA v modeli Drosophila spôsobila štrukturálne a funkčné poškodenie v nefrocytoch so znížením infiltračných kapacít a počtu nefrocytov. Zmeny v štruktúre srdcového vlákna v rovnakom modeli interferencie RphA otvárajú otázku, či by dysfunkcia Rab3A spôsobila súčasné poškodenie srdca aobličkové bunky,atraktívny odbor, ktorý si v budúcnosti bude vyžadovať pozornosť.
Kľúčové slová:Rab proteíny; Rab3A; Rabphilin-3A, oblička, oblička
ÚvodMalé Rab GTPázy, najväčšia skupina malých monomérnych GTPáz, a ich Rabinteragujúce proteíny sa podieľajú na viacerých bunkových funkciách vrátane prenosu endozomálnych vezikúl a kombinácie plazmatickej membrány na uvoľnenie nákladu do extracelulárneho priestoru [1,2]. Úloha Rab GTPáz pri ochoreniach a špecifických syndrómoch bola široko skúmaná [3]. Motívom výskumu v posledných rokoch boli do značnej miery hodnotené a zapojené do vezikulových synapsií a depozitov pri ochoreniach nervového systému, dôkazy o ich asociácii v iných tkanivách a patologické procesy, ako je rakovina, zápaly, trombocyty a endokrinné sekréty. Funkčne koordinujú Rab GTPase udalosti membránového obchodovania na základe cyklickej vzájomnej konverzie medzi aktívnymi stavmi viazanými na GTP a neaktívnymi stavmi viazanými na HDP. Forma viazaná na GTP môže interagovať s efektormi, podporovať rôzne kroky a prispievať k vektorovej membránovej premávke [2]. Každý proteín Rab má špecifické efektorové proteíny, ktoré regulujú odlišné kroky intracelulárneho transportu, ktorými sú trans-Golgiho sieť, endozomálna dráha-lyzozóm na klírens/degradáciu alebo fúzia s bunkovou membránou na uvoľnenie vezikúl, ktoré sú najviac študované [4–6].
Rabs sú spojené s dedičnými genetickými a získanými chorobami [7]. Ich vplyv na rakovinu,neurologické ochorenie, imunita,a boli rozpoznané infekcie [8]. Napriek nárastu vedomostí je ich príspevok k dysfunkcii a poškodeniu obličiek a srdca minimálny. Tento prehľad preto poskytuje prehľad o význame Rab GTPáz pri ľudských ochoreniach s osobitným zameraním na komplex Rab3a-Rph3A a jeho kritickú úlohu pri ochorení obličiek a zmienku o budúcich dôsledkoch.
Rab GTPázy a obchodovanie s vezikulamiProteíny Rab [9] sú hlavnými regulátormi intracelulárneho transportu vezikúl medzi rôznymi kompartmentmi prostredníctvom náboru efektorov a špecifických regulátorov [2], pričom sa podieľajú buď na pučaní vezikúl, mobilite prostredníctvom interakcie s cytoskeletom alebo priviazaní k membráne. Rodina Rab sa skladá z viac ako 70 GTPáz, z ktorých každá je prednostne spojená s jedným intracelulárnym kompartmentom, aby sa kontrolovala špecifickosť a smerovosť dráh prenosu membrán, väčšinou súvisiacich s vezikulárnym transportom. Prispievajú tak k udeleniu identity membrány [10] a zabezpečujú, aby sa náklad viazaný na membránu prepravoval na správne miesta v bunke.
Procesy majú dobre definované cesty prenosu, vrátane exocytických a endocytických dráh, pričom posledné z nich pozostávajú zo skorých, neskorých a recyklačných komponentov [11]. Každá z dráh je zvyčajne vložená do neprekrývajúcich sa Rabs a vyskytuje sa v rôznych kompartmentoch (obrázok 1).
V spojení s trans-Golgiho sieťou a sekrečnými vezikulami bolo identifikovaných niekoľko proteínov Rab. Rab1 uľahčuje pučanie vezikúl na výstupnom mieste endoplazmatického retikula a translokáciu vezikúl do pre-Golgiho intermediárneho kompartmentu [12]. Prechod vezikúl z endoplazmatického retikula do pre-Golgiho obdobia môže byť tiež regulovaný Rab2-sprostredkovaným reverzným partnerom. Rab8 prenáša prenos vezikúl do sekrečnej cesty vedúcej z trans-Golgiho siete do plazmatickej membrány. Členovia podrodiny Rab3 sú kritickými regulátormi exocytózy sekrečných vezikúl v eukaryotických bunkách, ale nedávne štúdie naznačujú, že pre tento proces sú potrebné ďalšie izoformy Rab, podrodina Rab27 [13]. Nedávna literatúra uvádza, že Rab3 a Rab27 spolupracujú na dosiahnutí exocytózy vezikúl náborom špecifických efektorových proteínov, ako je Rabphilin3a (Rph3a), ktoré viažu Rab27a, náborom aktivačného enzýmu Rab3IL1, regulátora Rab, ktorý katalyzuje výmenu GDP za GTP na Rab3a [14 ]. Rph3a riadi dokovanie vezikúl na cieľových membránach. Avšak, niektoré sekrečné vezikuly. Rph3a riadi dokovanie vezikúl na cieľových membránach. Niektoré sekrečné vezikuly sa však pravdepodobne tvoria aj priamym pučaním plazmatickej membrány a požiadavka na aktivitu Rab GTPázy pri takejto sekrécii nie je známa.
Obrázok 1. Vnútrobunkový vezikulárny transport sprostredkovaný proteínmi Rab. Zvýraznené proteíny rodiny Rab, ktoré hrajú kľúčovú úlohu pri regulácii prenosu bunkovej membrány vrátane endocytózy, exocytózy, sekrécie exozómov a dodávania vezikúl medzi organelami. Malé Rab GTPázy hrajú kľúčovú úlohu pri regulácii bunkového vezikulárneho prenosu vrátane endocytózy, exocytózy, exozómovej sekrécie a intracelulárneho dodávania vezikúl. Rab5, ktorý je lokalizovaný v skorých endozómoch, sprostredkuje endocytózu a endozómovú fúziu vezikúl. Rab11 a Rab25 sprostredkúvajú pomalú endocytickú recykláciu prostredníctvom recyklačných endozómov, zatiaľ čo Rab4 sprostredkúva rýchlu endocytickú recykláciu priamo zo skorých endozómov. Neskorý endozóm-lyzozómový prenos spojený s Rab7 sprostredkuje dozrievanie neskorých endozómov a ich fúziu s lyzozómami. Ďalšia neskorá endozomálna GTPáza, Rab9, sprostredkúva prenos z neskorých endozómov do trans-Golgiho siete (TGN). Rab1, ktorý sa nachádza na výstupných miestach endoplazmatického retikula (ER) a pre-Golgiho intermediárnom kompartmente (IC), sprostredkúva obchodovanie ER-Golgi. Rab2, ktorý sa nachádza v IC, môže tiež regulovať obchodovanie s Golgi-ER. Rab6 je známy hlavne pre obchodovanie s vezikulami v rámci Golgiho. Rab8 sprostredkúva konštitutívny prenos z TGN do plazmatickej membrány, zatiaľ čo Rab3 a Rab27 sprostredkúvajú rôzne typy regulovaných exocytických udalostí. Rab22 sprostredkúva obchodovanie medzi TGN a skorými endozómami a naopak. Nakoniec, pre sekréciu závislú od multivezikulárneho tela (MVB) sa ukázalo, že Rab11, Rab35 a Rab27 podporujú sekréciu exozómov a môžu pôsobiť na rôzne MVB pozdĺž endocytickej dráhy. MVB: multivezikulárne telo; TGN: trans-Golgiho sieť.
Pokiaľ ide o endocytózu a recyklačné endozómové dráhy, Rab5 je rezidentom skorých endozómov, fagozómov, plazmatických membrán a sprostredkúva endocytózu zahŕňajúcu vezikuly potiahnuté klatrínom. Rab11 a Rab25 sa podieľajú na pomalej recyklácii endozómov a Rab4 uľahčuje rýchlu recykláciu endozómov zo skorých populácií endozómov. Potom Rab7 sprostredkuje dozrievanie neskorého endozómu (LE) a potom uvedie LE do lyzozómu na degradáciu. Nakoniec Rab9 spája LE s trans-Golgiho sieťou. So zameraním na sekréciu exozómov existujú noví molekulárni hráči v patogenéze mnohých chorôb, pričom Rab11 je prvý zaznamenaný [15]. Neskôr boli v exozómovej sekrécii zdôraznené dva nové Rab, Rab27 a Rab35, oba umožňujúce dokovanie multivezikulárnych teliesok (MVB) k plazmatickej membráne. Umlčovacie experimenty Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11 a najúčinnejšie Rab27A a Rab27B znížili sekréciu exozómov [16–18]. Tieto jednotlivé pozorovania sa však líšili podľa analyzovaných typov buniek a ovplyvnené diverzitou exozómov obohatenou o rôzne náklady. Rab11 a Rab35 sú spojené hlavne s recykláciou a včasným triedením endozómov a Rab27A/B do neskorých endozomálnych a sekrečných kompartmentov, často nazývaných organely súvisiace s lyzozómami [9]. Rôzne podtypy neskorých endozómov by teda mohli generovať rôzne exozómy [19]. Možno, že diverzita exozómov v proteínových nákladoch by mohla byť spôsobená rôznymi cestami sekrécie regulovanými špecifickými proteínmi Rab podľa bunkového stimulu.
Okrem toho interakcie Rab s efektormi regulujú zacielenie na vezikuly a membránovú fúziu tromi spôsobmi [20]. Po prvé, Rabs pomáhajú pri preprave vezikúl z ich miesta pôvodu do akceptorových kompartmentov prostredníctvom prvkov cytoskeletu a motorických proteínov. Po druhé, efektory Rab regulujú prenos membrány v kroku dokovania vezikúl. Po tretie, pri membránovej fúzii vezikúl je dokovanie na membráne riadené SNARE [20]. Stručne povedané, špecifická lokalizácia rôznych Rab GTPáz do definovaných membránových kompartmentov a ich schopnosť regulovať špecifické dráhy prenosu ich urobila atraktívnymi ako nové molekulárne ciele. Existujú však čiastočné poznatky o presnej funkcii a vplyve nadmernej alebo nedostatočnej expresie Rab GTPáz na prevádzku vezikúl odvodených z heterogenity funkcie v rôznych typoch buniek s ťažkosťami pri identifikácii ich kinetiky. Vývoj nových technológií, ako je konfokálna mikroskopia s vysokým rozlíšením [21] a technológia CRISPR/Cas, prispievajú k získaniu solídnych informácií a lepšiemu pochopeniu úlohy Rab GTPáz v biogenéze a sekrécii vezikúl, odhaľujúc dovtedy neznáme fyziologické úlohy, a teda aj ich vplyv na zdravie a chorobu.
cistanche na predaj
Rab-sprostredkovaná vezikulárna doprava a chorobyPresná regulácia procesov membránového transportu Rab GTPázami závisí od interakcií s efektormi, udržiavania polarity buniek na dosiahnutie maximálnej účinnosti funkcie a štruktúry a regulácie bunkovej signalizácie, delenia, prežitia a migrácie [22,23]. Ich význam pri regulácii obchodovania s vezikulami teda viedol k skúmaniu ich vzťahu k rozvoju niekoľkých chorôb (tabuľka 1).
Ako fungujú proteíny Rab a ich úloha pri chorobe, bolo rozsiahle študované v bunkách nervového systému, pričom sa hodnotila úloha v životnom cykle neurónov, aktivite a akumulácii intraneuronálnych depozitov [24–27]. Pri rôznych neurodegeneratívnych poruchách sa skúmali zmeny a regulačné úlohy proteínov Rab v patologických mechanizmoch v neurónoch na mitochondriálnej úrovni a dysfunkcie gliových buniek. Pri Alzheimerovej chorobe, Parkinsonovej chorobe, Huntingtonovej Corea, amyotrofickej laterálnej skleróze a Charcot-Marie-Toothovej chorobe [25] boli identifikované zmeny proteínov Rab. Hoci zmena proteínov Rab nie je u všetkých primárnou príčinou choroby, dokonca je jej dôsledkom. Mutácie Rab7, Rab28 a Rab11 sú primárnou príčinou choroby Charcot-Marie-Tooth a Rab39B pri Parkinsonovej chorobe [28–31]. Sekundárne účinky RabGTPáz na samotný prenos membrány boli pozorované pri mnohých iných ochoreniach (pozri široký prehľad v 16). Príkladom komplexnosti mechanizmov zapojených do potenciálnych zmien Rab proteínov sú štúdie uskutočnené na Parkinsonovej chorobe [32]. V súvislosti s mutáciou Rab39b boli Rab29, Rab5a a Rab7 identifikované pri dedičnej Parkinsonovej chorobe so skorým nástupom s Lewyho telieskom [31]. Na rozdiel od toho Rab11 zachraňuje niekoľko fenotypov, ako je akumulácia Lewyho proteínu [33]. Výskum v oblasti analýzy Rab a mechanizmov vezikulárnej dopravy môže pomôcť pochopiť, čo udržuje neuróny pri živote a jeho úlohu pri neurodegeneratívnych poruchách.
Pri kardiovaskulárnych ochoreniach sa získali aj relevantné informácie. Zvýšená expresia Rab1 v myokarde narúša subcelulárnu lokalizáciu proteínov a je dostatočná na to, aby spôsobila srdcovú hypertrofiu a zlyhanie [34]. V myocytoch Rab9-dependentné autofagozómy rozpoznávajú a pohlcujú poškodené mitochondrie, čo vedie k ischemicko-reperfúznym (IR) zmenám v oxidatívnej fosforylácii, prípadne k zníženiu životaschopnosti kardiomyocytov [35–37]. U diabetických pacientov s albuminúriou celogenómová asociačná štúdia identifikovala genetický lokus Rab38 spojený s albuminúriou, čo poukázalo na nové cesty ovplyvňujúce albuminúriu [38].
Vplyv krvných doštičiek na hemostázu a trombózu, ako aj na regeneráciu tkaniva, zápaly a metastázy prostredníctvom vychytávania, balenia a uvoľňovania exozómov zo zásobných vezikúl sa rozsiahle skúma vzhľadom na ich potenciálne terapeutické dôsledky [39]. Zistilo sa, že úloha pri fagocytóze pohlcovať, zabíjať a spracovávať cudzie telesá a apoptotické bunky a prezentovať antigény imunitným bunkám zohráva dôležitú úlohu v imunitných procesoch [40]. Pri IR poranení je mechanizmus polarizácie regulovaný fosforyláciou cez Rab21 cez Rph3A dôležitý pre adhéziu neutrofilov na endotelové bunky počas zápalových reakcií [41]. Vpečeňinterferónový regulačný faktor 1 reguluje transkripciu Rab27a a extracelulárnu sekréciu vezikúl, čo vedie k oxidovanej fosfolipidovej aktivácii neutrofilov a následnému poškodeniu IR pečene [42].
Vzhľadom na dôležitosť Rab GTPáz pri prenose membrán a význam tohto procesu pre ľudské zdravie [22] je možno prekvapujúce, že s dysfunkciou Rab je spojený len obmedzený počet genetických chorôb. Existencia viacerých izoforiem Rab a dráh obchodovania pravdepodobne robí ľudí menej zraniteľnými voči mutáciám v jednotlivých génoch kódujúcich Rab.
3.1. Rab-sprostredkované akcie v oblasti zdravia a choroby v obličkách
Theobličkysú kľúčovým orgánom na udržanie homeostázy objemových tekutín a elektrolytov prostredníctvom činnosti špecializovaných buniek na rôznych úrovniach štruktúry. Dysfunkcia jedného z nich má negatívny vplyv na ostatné, čo vedie k postupnému znižovaniuobličkové funkciuprechod na chronickúOchorenie obličiek(CKD), ktorá je vysoko rozšírená vo všeobecnej populácii, okolo 10 percent. Väčšina buniek v tkanivách a najmä vobličkysú polarizované a zvyčajne majú dve odlišné domény plazmatickej membrány – apikálnu a bazolaterálnu membránu – čo je výsledkom polarizovaného prenosu proteínov a lipidov. Vobličkovéglomeruluspodocyty sú vysoko diferencované rozvetvené bunky, ktoré majú hlavnú úlohu pri udržiavaní filtračnej bariéry [53] v spolupráci s vaskulárnym endotelom a mezangiálnymi bunkami. V tubuloch majú bunky viaceré mechanizmy špecializované na rôzne funkcie a tie v endoteliálno-mezenchymálnej translácii hrajú dôležitú úlohu v zápalových mechanizmoch. Poznatky o Rab GTPáze v rôznych bunkových zložkáchobličkybola stanovená, hoci význam pre zdravie a choroby je dnes obmedzený. Pokroky v pochopení úlohy Rab GTPázy vobličkysa získal z hodnotenia expresie a aktivity komplexu exocyst pri vývoji a oprave tubulárneho poškodenia, identifikovaných zmien v proteínoch Rab vyvolaných nízkofrekvenčnou genetickou nefropatiou alebo hypertenziou alebo z hodnotenia patologickej expresie v modeloch proteinúrie, glomerulárnej aj tubulárnej . Podobne sa skúmala aj úloha v sekrécii exozómov. Kultúraobličkové bunkya in vivo modely boli použité na hľadanie mechanizmov, v ktorých boli zahrnuté Rab proteíny. Napríklad nefrocyty Drosophila, analógy podocytov a tubulárne bunky súčasne poskytujú nástroj na testovanie funkcií Rab pomocou genetickej manipulácie. V tabuľke 2 súhrn poznatkov o zapojení Rabu doobličkovéje prezentovaná fyziológia a patologické stavy. Exocysta je vysoko konzervovaný proteínový komplex s ôsmimi podjednotkami, ktorý sa podieľa na zacielení a ukotvení exocytických vezikúl translokujúcich z trans-Golgiho siete na rôzne miesta vobličkovébunky [54]. Mnoho funkcií exocystu vobličkysú výsledkom rôznych malých regulačných GTPáz, ktoré sa podieľajú na primárnej ciliognéze, cystogenéze a tubulogenéze. Úloha opravyobličkovétubulárne epitelové bunky po anakútnapoškodenie obličiekbol tiež uznaný [55].
3.1.1. Podocyty
Fu et al., identifikovali 27 rôznych Rabov v nefrocytoch, jedenásť bolo funkčných a medzi nimi päť bolo dôležitých na udržanie funkčnosti a tri boli nevyhnutné. Umlčanie Rab5 identifikovalo ich úlohu pri regulácii endocytózy. Pri tom istom v Rab7 a Rab 11 sa pozorovali zmeny v degradácii proteínov a recyklácii membrány. V dôsledku umlčania týchto génov sa pozorovalo narušenie organizácie vezikúl, integrita filtračnej bariéry a subcelulárne štruktúry zodpovedné za reabsorpciu proteínov [56]. Steroid-rezistentný nefrotický syndróm (SRNS) je ochorenie s nízkou frekvenciou, pri ktorom je 30 percent prípadov u detí spôsobených génovou mutáciou, s histologickými léziami fokálnej glomerulosklerózy (FSGS), syndrómom menej častým u dospelých. V missense mutáciách v géne TBC1D8B (rodina domény TBC1), pozorovaných v dvoch rodinách s X-viazaným SRNS so skorým nástupom, pokles proteínu aktivujúceho GTPázu Rab11b, pozorovanie podocytu v rámci architektonických zmien a migračných defektov v dôsledku nedostatku internalizácie a recyklačné procesy [46]. Kamp a kol. opísali päť ďalších rodín s touto mutáciou a v modeli Drosophila potvrdili implikáciu Rab11 v procese [57]. Ďalšie mutácie identifikované ako príčina SRNS boli v géne GAPVD1 (endozomálny regulátor) a pravdepodobne v géne ANKFY1 (Ankyrin Repeat a FYVE doména obsahujúca 1). Oba gény interagovali s Rab5 a mutácie naopak zvýšili väzbu na GTP-viazaný RAB5. Interakcia GAPVD1 a nefrínu, štrukturálneho proteínového kľúča v štrbinovej diafragme, naznačuje, že endocytický prenos nefrínu môže hrať úlohu v patogenéze SRNS sprostredkovanej RAB5- [45].
3.1.2. Renálne tubuly
Tubulárne funkcie, hlavne tie, ktoré sa podieľajú na reabsorpcii proteínov, sú do značnej miery ovplyvnené zmenou vezikulárnej premávky. U hypertenzného potkana plavého, model s hypertenziouobličkové ochorenie, Rab38 ovplyvňuje vylučovanie bielkovín močom v proximálnom tubule. Použitím kultivovaných buniek LLC-PK1 proximálneho tubulu knockdown Rab38 mRNA znížil endocytózu albumínu spojeného s koloidným zlatom [49]. Okrem úlohy Rab38 v epiteliálnych tubulárnych bunkách bola tiež identifikovaná relevantná úloha Rab7 pri ochrane vývoja endotelového mezenchymálneho prechodu (EMT) a apoptózy, keď je indukované preťaženie albumínom. Preťaženie albumínom pri aktivácii MMP-2, matrix metaloproteinázy-2 indukovanej tubulárnymi bunkami, degraduje kolagén typu IV a znižuje zhrubnutie tubulárnej bazálnej membrány. Nadmerná expresia Rab7 znižuje aktivitu MMP{12}} pri zachovaní tubulárnej bazálnej membrány. Výsledok tejto štúdie otvára možnosť, že aktivácia Rab7 bude užitočná na ochranu vplyvu preťaženia proteínov v intratubulárnej tekutine znižujúcej EMT, ku ktorému dochádza pri diabetickej nefropatii [50]. Okrem toho Slp{15}}a, efektor Rab27A, reguluje apikálne zacielenie podokalyxínu a jeho väzbového partnera, ezrinu, v súlade s Rab27A. Autori vytvorili model expresie klaudínu{18}} prostredníctvom transportu podokalyxínu na apikálny povrch funkciou komplexu Slp2-a–Rab27A [51], ktorý prispieva k množstvu proteínu tesného spojenia .
Nakoniec bola študovaná úloha proteínov Rab v zbernom tubule. Aquaporín je vazopresínom regulovaný proteín vodného kanála zodpovedný za osmotickú reabsorpciu vody zbernými kanálikmi. V prítomnosti vazopresínu sa Rab7 a triedenie vakuolárneho proteínu 35 (Vps35) podieľajú na triedení AQP2 v skorých endozómoch za podmienok vehikula a transportu apikálnej membrány [58].
kde kúpiť cistanche
3.1.3. Uvoľnenie exozómov
Hodnotil sa aj vplyv proteínov Rab na uvoľňovanie exozómov, pričom relevantnú úlohu zohrával Rab27. Dve nedávne štúdie uvádzajú, že inhibícia alebo aktivácia expresie Rab27 vedie k zníženiu alebo zvýšeniu uvoľňovania exozómov z podocytov. V prvej z týchto štúdií nadmerná expresia KIBRA stabilizovala Rab27, čím sa vyhla jeho degradácii prostredníctvom ubikvitín-proteazómovej dráhy [59]. V druhom, v modeli zápalovej reakcie na proximálne tubulárne epiteliálne bunky, vyradenie Rab27a inhibovalo nadmernú zápalovú reakciu prostredníctvom CHAC1/NF-KB dráhy. Bolo to spôsobené intracelulárnou akumuláciou miR-26a, ktorá tak oddialila vývoj diabetickejochorenie obličiek [52].
3.2. Rab-3A/Rabphilin-3Komplex vOchorenie obličiek
V štúdiách genetickej asociácie naša skupina identifikovala SNP súvisiace s rizikom vzniku mikroalbuminúrie pomocou kombinovaných genetických a metabolomických údajov zo všeobecnej populácie, pričom zistila súvislosť medzi polymorfizmom génu RPH3A a SAE [60]. Nedávno bolo v údajoch zo štúdie Strong Heart Study anotovaných celkovo 277 variantov v génoch RPH3A, RPH3AL (podobný Rabphilinu 3A), RAB3IL1 (RAB3A interagujúci proteín podobný 1) a RAB27A boli k dispozícii na analýzu asociácie s progresiou UAE a GFR. časom. Použitím modelov so zmiešanými účinkami na zohľadnenie rodinnej príbuznosti a prispôsobenie sa potenciálnym mätúcim faktorom, polymorfizmy na RAB3IL1 a RPH3A ukázali sugestívnu významnú súvislosť s progresiou hladín SAE a GFR (nepublikované údaje). Okrem toho predchádzajúca štúdia z Framinghamskej kohorty tiež ukázala súvislosť medzi SAE a RPH3A [61].
V roku 2003 Rastaldi a spol. skúmali Rph3A a Rab3A ako možných hráčov v biológii podocytov. Na základe toho, že Rph3A sa viaže na Rab3A, je to komplex potrebný na pripojenie synaptických vezikúl k ich cieľovej membráne a ktorý sa viaže s cytoskeletálnymi proteínmi v neurónoch, vezikálne a cytoskeletálne sú tiež dôležité pre homeostázu podocytov [47]. Komplex Rab3A-Rph3A bol preukázaný v neurónoch a neuroendokrinných štruktúrach, ako aj v normálnychobličkyz myší, potkanov a ľudí v podocytoch okolo vezikúl obsiahnutých vo výbežkoch nôh [62,63]. Okrem toho v ľudských biopsiách proteínurických pacientov s fokálnou a segmentálnou glomerulosklerózou bol tiež identifikovaný nárast expresie Rab3A-Rph3A [47]. Potenciálna úloha týchto molekúl vobličkovépoškodenie bolo ďalej študované tou istou skupinou na modeli Rab3A knockout myší s diétou s vysokým obsahom glukózy. U knockoutovaných myší sa vyvinula zmenená plasticita aktínu podocytov s poškodením podocytov a proteinúriou. Navyše v modeli s diétou s vysokým obsahom glukózyobličkovéboli vyvinuté lézie podobné tým pri ľudskej diabetickej nefropatii [64].
Naša skupina v nedávnej práci zistila, že Rph3A je exprimovaný a kolokalizovaný s molekulárnymi markermi endocytických a exocytických dráh v perikardiálnych nefrocytoch Drosophila melanogaster. Nefrocyt je bunka, ktorá kombinuje podocyt aobličkovéfunguje proximálny tubul a podieľa sa na odstraňovaní odpadových produktov z hemolymfy a Malpighových tubulov, čo je štruktúra považovaná za analogickú sobličkovérúrkový systém [48]. Existujú dve odlišné populácie nefrocytov: nefrocyty girlandových buniek okolo pažeráka (dvojjadrové) a perikardiálne nefrocyty (mononukleátové) umiestnené spolu so srdcom, funkčne, štrukturálne a molekulárne podobné ľudským podocytom [65].
Niekoľko štúdií ukazuje, že endocytická dráha hrá dôležitú úlohu vo vývoji, udržiavaní a poškodení podocytu a môže viesť k zmenám v morfológii buniek [66–68]. Interferencia Rph3A znižuje expresiu Rab3a a ortológ Drosophila transkripčného faktora Krüppelovho faktora 15 (KLF15) je transkripčný faktor so zinkovým prstom vysoko exprimovaný v glomerulách a intersticiálnych bunkách. Má ochrannú úlohu v proteinurických modeloch tým, že znižuje poškodenie tubulov a podocytov,obličkovéfibróza a mezangiálna lézia. Tieto znížené úrovne poškodenia podporujú zmenu endocytických dráh, ktoré nakoniec strácajú bunkový osud [69]. Morfologický vplyv na nefrocyty bol pozorovaný na niekoľkých úrovniach: (a) narušenie bazálnej membrány a (b) cytoskeletálne modifikácie vedúce k absencii labyrintových kanálov a strate nefrocytov (obrázok 2).
Rph3A interferencia tiež ovplyvňuje expresiu génov priamo zapojených do štruktúry a funkcie nefrocytov. Proteíny Sns a Kirra, ľudský nefrín a neph1 ortológy, v danom poradí, ktoré interagujú prostredníctvom svojich extracelulárnych domén za vzniku nefrocytovej diafragmy [70], sú redukované (umlčané). Neprítomnosť expresie Sns vedie k dramatickému zníženiu počtu nefrocytov, čo je v súlade s nedávnymi štúdiami, ktoré dokumentovali význam cytoplazmatického Sns pri regulácii organizácie aktínu v nefrocytoch [71]. Okrem toho, systém Cubilin-Amnionless, zodpovedný za endocytózu proteínov malej veľkosti cez labyrintové kanály [72], je tiež ovplyvnený interferenciou Rph3A. Zníženie príjmu bielkovín nefrocytom je výsledkom zníženia expresie Cubilin a vezikulárneho prenosu ovplyvneného nízkymi hladinami KLF15 [48] (obrázok 2). Oba systémy, proteíny Sns a proteíny Cubillin, môžu byť zmenené znížením génovej expresie alebo nesprávnou lokalizáciou ktorejkoľvek z ich zložiek. Naša štúdia zdôrazňuje úlohu recipročnej regulácie medzi cytoskeletálnymi zložkami a proteínmi nefrocytovej diafragmy ako nevyhnutnú pre filtráciu závislú od veľkosti a náboja a poskytuje údaje na podporu predchádzajúcich výsledkov v modeli Rab3A knockout myší, ktorý vyvolal proteinúriu aobličkovénedostatočnosť [64].
Súčasne naša skupina analyzovala vplyv vysokej hladiny glukózy a angiotenzínu II na systém Rab3A-Rph3A v ľudských imortalizovaných podocytoch a v peletách buniek moču od pacientov s hypertenziou a diabetom [73]. Naše výsledky naznačujú, že systém Rab3A Rph3A by sa mohol podieľať na zmenách pozorovaných v poranených podocytoch a že môže byť aktivovaný mechanizmus na zníženie poškodenia prostredníctvom zosilnenia vezikulárneho transportu riadeného týmto systémom. Napokon predbežné údaje z našej skupiny zistili, že Rph3A je tiež exprimovaný v myokardiocytoch Drosophila a umlčanie Rph3A malo silný vplyv na organizáciu vlákien a funkčné srdcové parametre [74]. Stručne povedané, systém Rab3A-Rph3A hrá úlohuobličkymechanizmov poškodenia. Či by to mohlo hrať úlohu pri sprievodnej dysfunkcii orgánov alebo nie, sa stáva atraktívnou oblasťou výskumu, ktorá si v budúcnosti vyžaduje pozornosť.
4. Závery
Rab-GTPázy sú proteíny, ktoré sprostredkovávajú medzikompartmentový transport vezikúl nesúcich náklady do buniek a organel a von z nich. Rabs majú prevládajúcu úlohu v regulácii prenosu vezikúl v bunkách, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou mnohých bunkových procesov, ako je bunková proliferácia, bunková výživa, vrodená imunitná odpoveď, mitóza a apoptóza. Rabs sú teda potenciálne molekulárne ciele pri niekoľkých ochoreniach, ako je rakovina, kardiovaskulárne ochorenia, imunologické poruchy a neurodegeneratívne ochorenia. Vplyv zmenenej Rabsovej expresie je však menej pochopený v špecifických orgánoch, kde má obchod s vezikulami veľký význam pre ich štruktúru a funkciu, ako napr.obličky.Nedávne štúdie odhalili dôležitosť komplexu Rab3A-Rph3A v morfológii, strate buniek a funkcii fifiltrácie vobličky. Tiež nedávno v srdci Drosophila, čo z neho robí nového molekulárneho hráča v patogenézeobličkovéa srdcovej dysfunkcie a sú súčasným predmetom záujmu s potenciálnymi terapeutickými aplikáciami. V súčasnosti zostáva niekoľko otázok o presnom mechanizme účinku nezodpovedaných a budú si vyžadovať budúci výskum.
cistanche na predaj
