Коагулация, протеазно-активирани рецептори и диабетно бъбречно заболяване: уроци от мишки с дефицит на ENOS

Диетата с високо съдържание на мазнини и липсата на eNOS синергично увеличават TF при мишки с диабет

Много проучвания показват връзка между затлъстяването и тромбозата (Samad and Ruf 2013). За изпитple, регулиране нагоре на TLR4-NF-kB пътя подметаболитно заболяванеусловия повишава нивата на TF (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero and Calder 2018). Освен това палмитатът на наситена мастна киселина индуцира освобождаване на хистон Н3 чрез механизми, зависими от пътя на ROS и JNK, и извънклетъчни хистони, които повишават експресията на TF в моноцитите (Shrestha et al. 2013). Фокусирайки се върху връзката между коагулацията, eNOS идислипидемия, предишното ни проучване демонстрира комбинираните ефекти на дефицит на eNOS и диета с високо съдържание на мазнини върху експресията на TF (Li et al. 2010). В проучването eNOS-нулеви мишки са третирани с ниска доза STZ за развитие на DM и са хранени с диета с високо съдържание на мазнини. Липсата на експресия на eNOS повишава екскрецията на албумин в урината ихистологични наранявания, които бяха допълнително изострени от диета с високо съдържание на мазнини. Експресията и активността на TF са повишени в бъбреците на мишка поради липса на експресия на eNOS и диета с високо съдържание на мазнини всинергичен начин. Интересно е, че експериментите за колокализация с маркер на гломерулен моноцит/макрофаг показват повишаване на нивото на имунореактивен TF.

Неутрализиращи антитела срещу TF облекчават възпалението при диабетни бъбреци при eNOS-нокаут мишки

Увеличаването на TF-зависимата коагулация е свързано с повишено възпаление (Witkowski et al. 2016). Инхибирането на TF-зависимата коагулационна система се подобрявавъзпалителни заболявания, като LPS-индуциран сепсис (Pawlinski et al. 2010). За да изясним причинно-следствената връзка между възпалението и TF при DKD, ние изследвахме краткосрочния ефект на неутрализиращи антитела срещу TF върху възпалението надиабетни бъбреципри мишки с дефицит на eNOS (Li et al. 2010). Резултатите показват, че прилагането на анти-TF антитела значително намалява нивата на бъбречна експресия на гени, свързани с възпаление и фиброза, като Tnfa, Ccl2, Tgfb и Col4 mRNA в миши бъбреци четири дни след неутрализацията на TF.

НАТИСНЕТЕ ТУК, ЗА ДА ВЗЕМЕТЕ НАТУРАЛЕН ОРГАНИЧЕН ЕКСТРАКТ ОТ ЦИСТАНША С 25% ЕХИНАКОЗИД И 9% АКТЕОЗИД ЗА БЪБРЕЧНАТА ФУНКЦИЯ

Поддържаща услуга на Wecistanche-най-големият износител на cistanche в Китай:

Имейл:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/телефон:+86 15292862950

Пазарувайте за повече подробности за спецификациите:

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

Коагулационният FXa инхибитор облекчава увреждането на бъбреците при диабетни мишки без eNOS

Коагулацията FXa, разположена след TF/VIIa, също допринася за възпалението чрез PAR-зависимия път. Неговата роля в DKD е демонстрирана в няколко животински модела. Суми и др. (2011) демонстрира, че фондапаринукс, инхибитор на FXa, намалява нивата на протеин в урината, гломерулна хипертрофия и отлагане на фибрин при db/db мишки. Терапевтичният ефект от инхибирането на FXa при DKD мишки без eNOS беше демонстриран от нашата група (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/ден), перорален FXa инхибитор, се прилага на eNOS-/-; Ins2Akita/+ мишки в продължение на три месеца и резултатите показват подобряване на хистологичните увреждания, като пролиферация на мезангиална матрица. Нивата на експресия на възпалителни гени в бъбреците бяха намалени от едоксабан (Таблица 1). FXa активира както PAR1, така и PAR2. За да изясним механизма на FXa-медиирано бъбречно увреждане, ние демонстрирахме, че противовъзпалителните ефекти на FXa инхибиторите са подобни на тези, открити при PAR2-/- мишки и PAR2-/- мишки с FXa инхибитори . Тези открития предполагат, че FXa вероятно причинява възпаление чрез PAR2-зависим механизъм при DKD. Обратно, редокс забраната не подобри гломерулното увреждане при eNOS+/+; Ins2Akita/+ мишки, което предполага, че терапевтичният ефект от инхибирането на FXa е свързан с eNOS-зависима хиперкоагулация при тип Iмишки с диабет.

Други коагулационни фактори при DKD

Тъй като тромбинът е насочен към PAR1, който прогресирасъдово възпаление(Чен и Дорлинг 2009),тромбинът вероятно влошава DKD. Доказана е обаче защитната или вредната роля на тромбина в патогенезата на DKD; ниска доза тромбин (50 pM) предотвратява, докато висока доза тромбин (20 nM) влошава,индуцирана от глюкоза апоптозав подоцитите (Wang et al. 2011b). Ефектите на инхибиторите на тромбина като дабигатран върху мишки с диабет, лишени от eNOS, трябва да бъдат изяснени в бъдеще.

Фибриногенът участва в различнивъзпалителни състояния. Интересно е, че частичното намаляване или липсата на фибриноген е от полза за модели на бъбречна исхемия-реперфузия или обструктивна бъбречна фиброза (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Тъй като отлагането на гломерулен фибрин е увеличено при мишки с диабет, лишени от eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), изяснявайки ролята му вПатогенеза на DKDзаслужава допълнителни изследвания.

Експресия на PAR1 и PAR2 в мишки с диабет без eNOS

Повишената експресия на PARs е свързана с бъбречно увреждане. Ние и други демонстрирахме, че нивата на експресия на Par1 и/или Par2 иРНК са повишени при животински модели с диабетна нефропатия, индуцирано от аденин бъбречно увреждане, обструктивна бъбречна фиброза и индуцирано от цисплатин бъбречно увреждане (Chung et al. 2013; Hayashi et др., 2016 г.; Oe и др., 2016 г.; Watanabe и др., 2019 г.). Освен това нивата на гломерулен PAR2 протеин са повишени в db/db мишки, модел на тип II DM (Sumi et al. 2011). Ние демонстрирахме връзката между експресията на PAR и дефицита на eNOS при мишки с диабет (Oe et al. 2016). Нивото на експресия на Par1 mRNA е значително по-високо в eNOS-/-; Ins2Akita/+ мишки, отколкото в eNOS−/−; Ins2Akita/+ и не-DM мишки. По подобен начин, експресията на Par2 е значително по-висока в eNOS-/-; Ins2Akita/+ мишки, отколкото при не-DM мишки. Обратно, нивата на Par4 mRNA не се различават между генотиповете. Липсата на eNOS изостря възпалението при DKD (Wang et al. 2011a). Тъй като се съобщава, че провъзпалителните цитокини повишават PARs (Nystedt et al. 1996), повишеното възпаление, причинено от липса на eNOS, вероятно индуцира бъбречна експресия на Pars при DKD. Взети заедно, резултатите от нашите проучвания предполагат, че нивата на експресия на PAR1 и PAR2, подобно на случая на TF, са повишени в бъбреците с диабет, когато липсва eNOS (фиг. 2).

PAR2 делеция подобрява диабетен бъбрек

Нараняване при мишки с намален eNOS

Ние и други разгледахме ролята на PAR2 в DKD в предишни проучвания. Делецията на Par2 не повлиява гломерулното увреждане при мишки Akita от див тип диабет (Ins2Akita/+) с eNOS (Oe et al. 2016). Освен това, STZ-индуцираните мишки с диабет, лишени от PAR2, показват намалена албуминурия в сравнение с мишки от див тип диабет, но увеличават средното разширяване на целта (Waasdorp et al. 2017). Взети заедно, тези резултати показват, че няма или има леки терапевтични ефекти от инхибирането на PAR2 върху бъбречно увреждане при ранните и леки модели на DKD. За разлика от това, ние демонстрирахме ефектите от дефицит на PAR2 върху DKD при мишки Akita с диабет с намалена експресия на eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). Липсата на PAR2 значително намалява нивата на екскреция на албумин в урината, мезангиалната експанзия и дебелината на GBM. Нивата на експресия на провъзпалителни и свързани с фиброза гени, включително Tnfa, Tgfb и Col4, също бяха намалени в миши бъбреци. Тези констатации предполагат, че PAR2 е патогенен не в ранен етап, а в относително напреднало диабетно гломерулно увреждане, причинено от дефицит на eNOS (Таблица 1).

Двойна блокада на PAR1 и PAR2 при мишки с диабет с намален eNOS

Ние показахме, че PAR1 и PAR2 съвместно допринасят за патогенезата на DKD (Mitsui et al. 2020). В това проучване мъжки мишки Akita с диабет тип I, хетерозиготни за eNOS (Ins2Akita/+; eNOS+/-), са използвани като модел на DKD. Тези мишки бяха третирани с носител, PAR1 антагонист (E5555, 60 mg/kg/ден), PAR2 антагонист (FSLLRY, 3 mg/kg/ден) или E5555 + FSLLRY в продължение на 4 седмици. Приложението само на PAR1 или PAR2 антагониста намалява гломерулното увреждане, като мезангиална експанзия и отлагане на колаген IV, в сравнение с прилагането на носител. Бяха наблюдавани синергични терапевтични ефекти както на инхибирането на PAR1, така и на PAR2 и съотношението албумин към креатинин в урината беше значително намалено, когато и PAR1, и PAR2 бяха блокирани с E5555 + FSLLRY в сравнение с прилагането на носител. Освен това, двойната блокада на PAR1 и PAR2 от E5555 + FSLLRY синергично облекчава хистологичното увреждане, включително мезангиална експанзия, инфилтрация на гломерулни макрофаги и отлагане на колаген тип IV. Нивата на експресия на свързаните с възпаление и фиброза гени в бъбреците също бяха намалени (Таблица 1).

Фокусирахме се върху провъзпалителните ефекти на PAR1 и PAR2 агонистите върху човешки ендотелни клетки (Mitsui et al. 2020). Резултатите показват, че стимулирането както с PAR1, така и с PAR2 агонисти синергично повишава нивата на експресия на MCP1 и PAI1 иРНК. Ефектът на PAR1 агониста е блокиран от NF-kB инхибитор, докато този на PAR2 агониста е блокиран от NF-kB и MAPK инхибитори. Взети заедно, PAR1 и PAR2 съвместно допринасят за съдово възпаление и DKD чрез различни сигнални пътища (фиг. 3).

Заключение

В този преглед се фокусирахме върху връзката между пътя на коагулационната протеаза-PAR и дефицита на eNOS при мишки с диабет. Ниското производство на eNOS е свързано с хиперкоагулация и повишено PAR сигнализиране, които са вредни за DKD. Тези находки могат да показват тяхната патологична роля в напредналата или по-късна фаза на DKD (напр. с бъбречна недостатъчност и/или масивна протеинурия). Оралните инхибитори на FXa се използват широко за предотвратяване на тромбоза (Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015). Използването им при лечението на DKD е обещаващ вариант. Освен това, някои PAR1 антагонисти, включително атопаксар и ворапаксар, могат да се използват в антиагрегантна терапия за предотвратяване на остър коронарен синдром (Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012). Освен това има забележителен напредък в разработването на PAR2 антагонисти (Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018) и те могат да бъдат нови терапевтични възможности за лечение на пациенти с DKD.

Благодарности

Това проучване е подкрепено от Gonryo Medical Foundation. Бихме искали да благодарим на Editage (https://www. editage.com) за редактирането на английски език.

Конфликт на интереси Авторите декларират липса на конфликт на интереси.

Препратки

Afkarian, M., Sachs, MC, Kestenbaum, B., Hirsch, IB, Tuttle, KR, Himmelfarb, J. & de Boer, IH (2013) Бъбречно заболяване и повишен риск от смъртност при диабет тип 2.J. Am. Soc. Нефрол., 24, 302-308. 

Azushima, K., Gurley, SB & Coffman, TM (2018) Моделиране на диабетна нефропатия при мишки.Нац. преп. Нефрол., 14, 48-56. Brosius, FC, Alpers, CE, Bottinger, EP, Breyer, MD, Coffman, TM, Gurley, SB, Harris, RC, Kakoki,

M., Kretzler, M., Leiter, EH, Levi, M., McIndoe, RA, Sharma, K., Smithies, O., Susztak, K., et al. (2009) Миши модели на диабетна нефропатия.J. Am. Soc. Нефрол., 20, 2503-2512. Camerer, E., Huang, W. & Coughlin, SR (2000) Тъканен фактор и фактор X-зависимо активиране на протеаза-активиран рецептор 2 от фактор VIIa.Proc. Natl. акад. Sci. САЩ, 97, 5255-5260. 

Chen, D. & Dorling, A. (2009) Критични роли на тромбина при остро и хронично възпаление.J. Thromb. Хемост., 7 Допълнение 1, 122-126. Cheng, H., Wang, H., Fan, X., Paueksakon, P. & Harris, RC (2012) Подобряването на ендотелната активност на азотен оксид синтаза забавя прогресията на диабетната нефропатия при db/db мишки.Kidney Int., 82, 1176-1183. Cheng, RKY, Fiez-Vandal, C., Schlenker, O., Edman, K., Aggeler, B., Brown, DG, Brown, GA, Cooke, RM, Dumelin, CE, Doré, AS, Geschwindner, S. , Grebner, C., Hermansson, NO, Jazayeri, A., Johansson, P., et al. (2017) Структурен поглед върху алостеричната модулация на рецептор 2, активиран от протеаза.

Природата, 545, 112-115. Chung, H., Ramachandran, R., Hollenberg, MD & Muruve, DA (2013) Протеиназа-активиран рецептор-2 трансактивиране на рецептор на епидермален растежен фактор и трансформиращ растежен фактор- рецепторни сигнални пътища допринася за бъбречна фиброза.J. Biol. Chem., 288, 37319-37331. Coughlin, SR (2005) Протеаза-активирани рецептори при хемостаза, тромбоза и съдова биология.J. Thromb. Хемост., 3, 1800-1814. Craciun, FL, Ajay, AK, Hoffmann, D., Saikumar, J., Fabian, SL,

Bijol, V., Humphreys, BD & Vaidya, VS (2014) Фармакологично и генетично изчерпване на фибриноген предпазва от бъбречна фиброза.Am. J. Physiol. Бъбречна физиология., 307, 

Е471- 484. Cunningham, MA, Rondeau, E., Chen, X., Coughlin, SR, Hold Sworth, SR & Tipping, PG (2000) Протеаза-активиран рецептор 1 медиира тромбин-зависимо, клетъчно-медиирано бъбречно възпаление при полумесечен гломерулонефрит.J. Exp. Med., 191, 455-462.