Коагуляція, рецептори, що активуються протеазою, і діабетична хвороба нирок: уроки мишей з дефіцитом ENOS

Ендотеліальна синтаза оксиду азотуВідомо, що дисфункція (eNOS) загострює прогресування та прогноздіабетична хвороба нирок(DKD). Одним із механізмів, завдяки якому це досягається, є те, що низькі рівні eNOS пов’язані з гіперкоагуляцією, яка сприяє пошкодженню нирок. У зовнішньому каскаді коагуляції тканинний фактор (фактор III) і наступні фактори коагуляції, такі як активний фактор X (FXa), посилюють запалення через активацію рецепторів, що активуються протеазою (PAR). Нещодавно було показано, що відсутність або знижена експресія eNOS у діабетичних мишей, як моделі розвинутого DKD, підвищує рівні фактора ниркової тканини та PAR1 і2 вираження в їх нирках. Крім того, фармацевтичне інгібування або генетичне видалення факторів згортання крові або PARsполегшення запалення при DKDу мишей без eNOS. У цьому огляді ми підсумовуємо зв’язок між eNOS, коагуляцією та PARs і пропонуємо новий терапевтичний варіант для лікуванняхворих на DKD. 

Ключові слова: діабетичний гломерулосклероз; фактор Ха; запалення; тканинний фактор

НАТИСНІТЬ ТУТ, ЩОБ ОТРИМАТИ НАТУРАЛЬНИЙ ОРГАНІЧНИЙ ЕКСТРАКТ ЦИСТАНШИ З 25% ЕХІНАКОЗИДУ ТА 9% АКТЕОЗИДУ ДЛЯ ФУНКЦІЇ НИРОК

Служба підтримки Wecistanche - найбільшого експортера cistanche в Китаї:

Електронна адреса:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Тел.:+86 15292862950

Зверніться в магазин, щоб дізнатися більше про технічні характеристики:

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

вступ

Кількість хворих надіабетична хвороба нирок(DKD) зростає в усьому світі (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). DKD є однією з основних причин смертності пацієнтів з діабетичними ускладненнями (Afkarian et al. 2013). Крім того, DKD прогресує і є основною причиноютермінальна стадія захворювання нироквимагаючизамісна ниркова терапія(Gregg та ін. 2014; Liyanage та ін. 2015). В Японії,діабетична нефропатіястановить понад 39% нових пацієнтів на діалізі (Nitta et al. 2020). Томурозробка нових терапевтичних засобівпараметри необхідні для ведення пацієнтів із ДЗН.

Зростає інтерес до ролі системи згортання крові вПатогенез DKD.Гіперкоагуляціяасоціюється з DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Було показано, що підвищений рівень фібриногену в крові пов’язаний із низькою оцінюваною швидкістю клубочкової фільтрації, високою протеїнурією та серйозним гістологічним ушкодженням, і це був предиктор прогресування до термінальної стадії захворювання нирок (Dalla Vestra та ін. 2005; Pan et al. інші, 2018; Чжан та інші, 2018). Деякі дослідження показали кореляцію між рівнем D-димеру, продукту розпаду фібрину, та нирковою дисфункцією при ДЗН (Domingueti та ін. 2018; Пан та ін. 2018). Гіперкоагуляція при DKD, ймовірно, визначається кількома факторами. Наприклад, ренін-ангіотензин-альдостеронова система активує тканинний фактор (TF, фактор III) і збільшує тромботичні події (Dielis et al. 2005). В іншому випадку гіперглікемія, дисліпідемія, запалення або ендотеліальна дисфункція беруть участь у протромботичному стані в патогенезі DKD (Goldberg 2009).

Ендотеліальна дисфункція присутня при DKD, що прогресує до мікросудинних ускладнень (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Порушення вироблення ендотеліальної синтази оксиду азоту (eNOS) або зниження активності eNOS (наприклад, порушення фосфорилювання eNOS) є характерною ознакою ендотеліальної дисфункції при DKD (Nakagawa та ін. 2011; Cheng та ін. 2012). Ми показали, що втрата експресії eNOS була пов’язана з підвищенням рівня ТФ і зовнішньої активності системи згортання крові (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), що тісно пов’язане з тромботичними подіями у пацієнтів із хронічною нирковою недостатністю. захворювань (Kolachalama та ін. 2018).

На додаток до підвищеного ризику тромботичних подій, протеази коагуляції, такі як активний фактор FVII (FVIIa), активний фактор (FXa) і тромбін, які присутні в зовнішньому каскаді коагуляції, опосередковують пошкодження тканин через рецептор, що активується протеазою ( PAR)-залежний механізм (Madhusudhan та ін. 2016; Posma та ін. 2019). У цьому огляді ми узагальнюємо результати, отримані від діабетичних мишей без eNOS, і обговорюємо зв’язок між шляхом коагуляції-PAR, рівнями eNOS і патогенезом DKD.

Шлях тканинного фактора/рецепторів, що активуються протеазою

Тканинний фактор (TF), відомий як фактор III, є трансмембранним білком 47 кДа, який взаємодіє з фактором VII (FVII) (Grover and Mackman 2018). Комплекс TF/FVIIa є активатором зовнішнього каскаду коагуляції та каталізує активацію FX та FIX. FXa та активований кофактор V (FVa) утворюють протромботичний комплекс, який генерує тромбін. Нарешті, тромбін перетворює фібриноген на фібрин, що призводить до утворення тромбів (Grover and Mackman 2018). ТФ експресується як у гладком’язових клітинах судин, так і в адвентиційних фібробластах. За умов запалення його експресія індукується в ендотеліальних клітинах або циркулюючих клітинах, таких як моноцити (Østerud and Bjørklid 2006).

Рецептори, що активуються протеазою (PAR), є членами суперродини рецепторів, зв’язаних з G-білком, що включає чотири білки PAR (PAR1-4). PAR піддаються розщепленню протеазами на N-кінцевому кінці та активуються після зв’язування з новим N-кінцем, що містить прив’язаний ліганд. Чотири члени PAR (PAR1-4) активуються специфічними коагуляційними протеазами: комплекс TF і FVIIa активує PAR2, фактор Xa активує PAR1 і PAR2, а тромбін активує PAR1, PAR3 і PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier and Ruf 2012; Zhao et al. 2014). Зв’язок між TF, коагуляційними протеазами та PAR показаний на рис. 1.

Відомо, що PAR широко експресуються в клітинах нирок і беруть участь у патофізіології ураження нирок. Як PAR1, так і PAR2 експресуються в клубочкових ендотеліальних клітинах, мезангіальних клітинах і клітинах ниркових канальців, отриманих від людини або миші; PAR2, PAR3 і PAR4 експресуються в подоцитах людини; PAR1, PAR3 та PAR4 експресуються в мишачих подоцитах (Tanaka та ін. 2005; Vesey та ін. 2005; Madhusudhan та ін. 2012; Dong та ін. 2015; Madhusudhan та ін. 2016).

Хоча було продемонстровано шкідливий або захисний ефект PAR при ураженні нирок, дані, що накопичуються, свідчать про те, що PAR посилюють запалення, стимулюючи вироблення цитокінів і хемокінів (Rothmeier and Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). Згідно з цим висновком, агоністи PAR1 і PAR2 сприяють експресії медіаторів запалення, таких як моноцитарний хемотаксичний білок 1 (MCP1) та інгібітор активатора плазміногену-1 (PAI-1), а також профіброзних молекул в ендотеліальних , мезангіальних і канальцевих клітин нирки (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). У дослідженнях in vivo відсутність PAR1 або наявність інгібіторів PAR1 зменшувало запалення на моделях серповидного гломерулонефриту або обструктивного ураження нирок (Cunningham та ін. 2000; Waasdorp та ін. 2019; Lok та ін. 2020). Подібним чином, терапевтичний ефект інгібування PAR2 при травмах нирок супроводжувався зменшенням запалення в нирках (Hayashi та ін. 2016; Du та ін. 2017; Хан та ін. 2019; Watanabe та ін. 2019).

Поліморфізм ендотеліальної синтази оксиду азоту при DKD

Ендотеліальна синтаза оксиду азоту (eNOS) є однією з трьох ізоформ NOS, і вона сприяє виробленню NO в ендотелії судин (Walford and Loscalzo 2003). NO, що виробляється eNOS в ендотелії судин, відіграє вирішальну роль у регуляції розслаблення судин, протизапальній дії та запобіганні утворенню тромбів (Walford and Loscalzo 2003). Порушення експресії eNOS пов’язане з розвитком DKD. Нещодавно проведений метааналіз на людях виявив, що гени G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) та інтрон 4b/4a ​​(rs869109213) у eNOS (NOS3) тісно пов’язані з розвиток DKD (Dellamea та ін. 2014; Zhang та ін. 2015; Dong та ін. 2018). З цих варіантів роль поліморфізму G894T (Glu298Asp) у функції eNOS була добре охарактеризована. Знижене виробництво NO або накопичення нітритів було показано в трансфікованих клітинах СНО з 298Asp порівняно з клітинами з 298Glu (Noiri та ін. 2002). У сукупності ці результати вказують на те, що зниження виробництва NO через дисфункцію eNOS є важливим для прогресування DKD у людей.

Рис. 1. Зв’язок між факторами згортання крові та рецепторами, активованими протеазами (PAR). У зовнішньому каскаді коагуляції тканинний фактор (TF) і комплекс активного FVII (FVIIa) активують рецептор 2, що активується протеазою (PAR2), активний FX (FXa) активує як PAR1, так і PAR2, а тромбін – мішені PAR1, PAR3 і PAR4. Розщеплення N-кінцевої послідовності PAR коагуляційними протеазами відкриває нову N-кінцеву послідовність, яка діє як прив’язаний ліганд і сприяє запаленню.

Діабетичні миші без eNOS як модель діабетичної нефропатії людини

Створення надійних доклінічних моделей, схожих на DKD людини, є важливим для вивчення нових терапевтичних варіантів. Ґрунтуючись на доказах зв’язку між поліморфізмом eNOS і DKD, кілька досліджень продемонстрували, що нокаутні моделі eNOS ЦД типу I та II є одними з успішних моделей, що імітують DKD людини (Brosius та ін. 2009; Azushima та ін. 2018). Було продемонстровано, що у індукованих стрептозотоцином діабетичних мишей без eNOS розвивається важка альбумінурія, мезангіальне розширення, потовщення базальної мембрани клубочків і гіаліноз артеріол, що нагадує DKD людини (Nakagawa et al. 2007). Подібним чином миші з діабетом II типу (db/db) без eNOS показали важкий гломерулосклероз і альбумінурію (Zhao et al. 2006).

Підвищений ТФ у діабетичних мишей без eNOS

NO пригнічує утворення тромбу та агрегацію тромбоцитів (Walford and Loscalzo 2003). Оскільки у діабетичних мишей без eNOS спостерігалося утворення гломерулярного тромбу (Nakagawa et al. 2007), порушення експресії eNOS, ймовірно, пов’язане зі збільшенням ТФ-залежної коагуляції. Зв’язок між eNOS і TF при DKD розглядався в наших попередніх звітах (Li та ін. 2010; Wang та ін. 2011a; Oe та ін. 2016) (рис. 2).

Зниження або відсутність експресії eNOS підвищує активність ниркового ТФ у діабетичних мишей Akita

Ми охарактеризували експресію TF у діабетичних мишей Акіта (Ins2Akita/+), моделі ЦД типу I, з різними рівнями експресії eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- та eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Ми виявили, що тяжкість DKD була пов’язана зі зниженою експресією eNOS. Екскреція альбуміну з сечею, гломерулосклероз і зниження швидкості клубочкової фільтрації посилювалися в такому порядку: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Цікаво, що експресія та активність ниркового ТФ були збільшені в eNOS+/-; Ins2Akita/+ та eNOS-/-; Миші Ins2Akita/+ порівняно з мишами eNOS+/+; Ins2Akita/+ миші. Відкладення клубочкового фібрину також було помітним у eNOS+/-; Ins2 Akita/+ та eNOS-/-; Ins2 Акіта/+ миші. Крім того, ниркова експресія мРНК Tf корелювала з тяжкістю захворювання, екскрецією альбуміну з сечею та експресією ниркових запальних цитокінів.