Нова терапевтична стратегия за диабетна нефропатия: CCR2 антагонист

Контакт:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

ЧАСТ Ⅱ:Ефекти на CCR2 антагонист върху макрофаги и експресии на Toll-подобен рецептор 9 в миши модел на диабетна нефропатия

Сейго Ито, Хироюки Накашима, Такуя Ишикирияма, Масахиро Накашима, Акира Ямагата и др.

Резюме

Патогенезата надиабетна нефропатия(DN) е свързано с набирането на макрофаги (Mo) в бъбреците, производството на тумор некрозисфактор-u (TNF-o) и оксидативния стрес. Съобщава се, че активирането на Toll-подобен рецептор 9 (TLR9) участва в системно възпаление и изостря това състояние при метаболитен синдром. Следователно, ние предположихме, че TLR9 играе роля в патогенезата на DN (диабетна нефропатия). Две подгрупи на бъбречен Mos в DNдиабетна нефропатиямодел (db/db) мишки бяха анализирани с помощта на поточна цитометрия, за да се оцени тяхното разпределение и експресията и функцията на TLR9. На мишките са прилаганиCCR2антагонист INCB3344 за 8 седмици; промени в разпределението и функцията на Mo и неговите терапевтични ефекти върху DNдиабетна нефропатияпатологията е изследвана. Произведени от костен мозък CD11bhigh (BM-Mo) и резидентни в тъканта CD11blow Mos (Res-Mo) бяха идентифицирани в бъбреците на мишката. Като DNдиабетна нефропатияпрогресира, броят на BM-Mφ, експресията на TLR9 и продукцията на TNF се увеличават значително. В Res-Mos производството на реактивни кислородни видове (ROS) и фагоцитната активност бяха повишени. INCB3344 намалява албуминурията, нивото на серумния креатинин, изобилието на BM-Mφ, експресията на TLR9 и производството на TNF-a от BM-Mφs и производството на ROS от Res-Mos. Както повишеното активиране на BM-Mo чрез TLR9 и производството на TNF, така и увеличеното производство на ROS от Res-Mos участват в DN(диабетна нефропатия)прогресия. По този начин, инактивирането на Mos и тяхната TLR9 експресия от INCB3344 е потенциална терапевтична стратегия за DN (диабетна нефропатия).

НОВО И ЗАБЕЛЕЖИТЕЛНО Ние класифицирахме бъбречните макрофаги (Mos) в получени от костен мозък Mos (BM-Mos), експресиращи висок CD1lb, и тъканно-специфични резидентни Mo (Res-Mos), експресиращи ниско CD11b. вдиабетна нефропатия(DN) модел мишки. Експресията на Toll-подобен рецептор 9 (TLR9) и производството на TNF чрез активиране на TLR9 в BM-Mos и производството на ROS в Res-Mos бяха подобрени Освен това,CCR2антагонистът потиска бъбречната инфилтрация на BM-Mos и тяхната функция и производството на ROS от Res-Mos, със съпътстващо потискане на TLR9. Нашето проучване представя нова терапевтична стратегия за DN (диабетна нефропатия).

cistanche pharma specialзабъбрек

НАТИСНЕТЕ ТУК ЗА ЧАСТ Ⅰ

ДИСКУСИЯ

Представихме три нови открития в това проучване. Първо, при диабетни DB/DB мишки, BM-Mos експресира TLR9 и освобождава TNF-. по-изобилно от тези при недиабетни мисти мишки, докато Res-Mos произвежда повече ROS и показва фагоцитна функция. Второ, INCB3344, aCCR2антагонист, намалена експресия на TLR9 и освобождаване на TNF от двата типа MPS и намалено производство на ROS от Res-Mos. На последно място, тези механизми биха могли да обяснят намаляването на албуминурията и серумните нива на Cr при диабетни DB/DB мишки, както и подобряване на мезангиалната пролиферация и експресията на подоцити.

Въз основа на нашите открития бъбречните Mos бяха разделени на две популации, т.е. BM-Mos, силно експресиращ маркер, получен от костен мозък, и Res-Mos, който почти не го експресира. Тъй като не зависят от наличието на диабет, те се считат за уникални свойства на двата вида бъбречни Mos. За разлика от това, техните различни функции са подобрени при мишки с диабет. Освен това, производството на TNF-, провъзпалителен цитокин, произвеждан главно от Mos, и IL-10, противовъзпалителен цитокин, също беше повишено. Това показва, че бъбречните Mos участват едновременно не само в индукцията, но и в конвергенцията на възпалението при хронични възпалителни състояния като DN (Диабетна нефропатия). Роли на два вида бъбречни макрофаги

Тъй като екскрецията на албумин в урината, която отразява тежестта на нефропатията, се увеличава с процента на BM-Mos при DB/DB мишки, ние предполагаме, че BM-Mos играе основна роля в DN (Диабетна нефропатия) развитие. Освен това открихме, че експресията на TLR9 и производството на TNF са повишени в BM-Mos, докато производството на ROS и фагоцитната активност са повишени в Res-Mos с DN(диабетна нефропатия)прогресия. Тъй като тези наблюдения не са направени при по-младите и по-възрастните мисти мишки (данните не са показани), смятаме, че те са свързани с DN(диабетна нефропатия)прогресия и не се дължат на промени в зависимост от възрастта. TLR разпознават свързани с патогени молекулярни модели, като липополизахариди, бактериална ДНК и ендогенни молекулярни модели, свързани с опасност, чиито нива са повишени при диабет (33, 34). По-специално, TLR2 и TLR4 се съобщава, че участват в продължаване на възпалението в DN(диабетна нефропатия), вероятно през Мос (35-38). TLR9 разпознава митохондриална и безклетъчна ДНК, пусната в кръвообращението от увредени/мъртви клетки или адипоцити и общ бактериален ДНК мотив CpG-ODN, като по този начин активира вродения имунитет и предполага участието му в бъбречно увреждане (11,14).

Производството на ROS и фагоцитозата от Res-Mos бяха увеличени заедно с DN(Диабетна нефропатия) прогресия. Съобщава се, че Kidney Mos са участвали в DN(диабетна нефропатия)прогресия чрез освобождаване на RO чрез никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADPH) оксидазна активност (39, 40), а предишното ни проучване показа, че ROS, получени от Res-Mos, участват в увреждане на чернодробната тъкан (20). Следователно, в бъбреците, Res-Mos може също да участва в ROS-индуцирано увреждане на тъканите. Освен това, експресията на TLR9 в Res-Mos беше повишена при диабетно състояние (фиг. 1E). Тъй като ROS, произведени от Res-Mos, се влияят от активиране на TLR9 и локални нива на TNF-a (20, 41, 42), увеличението на производството на ROS от Res-Mos с DN (Диабетна нефропатия) прогресията се дължи на увеличаването на тяхната експресия на TLR9 или повлияна от повишеното TNF- производство на BM-Mos. Следователно, ние спекулираме, че увеличаването на производството на TNF-a от BM-Mos и производството на ROS от Res-Mgps изостри DN(диабетна нефропатия).

Въпреки че Res-Mos може да играе вредна роля чрез повишено производство на ROS, тяхната силна способност за фагоцитоза може да упражни защитен ефект върху DN (Диабетна нефропатия) мишки. Res-Mos може да фагоцитира увредените бъбречни клетки по време на прогресията на заболяването и да участва в възстановяването на бъбречната тъкан. Освен това, увеличаването на производството на ROS от Res-Mos може да възникне поради смилането на фагоцитираната увредена тъкан. Докато оценявахме ROS, продуцирани от бъбречен Mos в нестимулирана среда, ROS се произвеждат на етапа, където Mos фагоцитира и усвоява увредената бъбречна тъкан. Следователно повишеното производство на ROS в Res-Mos може да не е отрицателен ефект при DN(диабетна нефропатия).

Ефекти отCCR2Антагонист INCB3344 при диабетна нефропатия

CCL2 е свръхекспресиран в бъбреците на диабетни моделни мишки (43-46) и е замесен в екзацербацията на албуминурията поради действието си върху гломерулните подоцити (47). Освен това, моноцитната инфилтрация в местата на възпаление се регулира основно от CCL2, а CCL2 привлича Ms към бъбречната тъкан (чрезCCR2-медиирано сигнализиране) и играе важна роля в DN(Диабетна нефропатия) патогенеза (46,47). CCL2 се произвежда от гломерулни подоцити, мезангиални клетки и тубулни епителни клетки и предизвиква интерстициално възпаление, тубулна атрофия и фиброза в бъбреците (44, 48, 49). Администриране на няколкоCCR2Наскоро беше показано, че антагонистите при диабетни модели мишки потискат инфилтрацията на Mo в бъбреците и предотвратяват DN(диабетна нефропатия)прогресия (50-53). Въпреки това,CCR2антагонистите не са били клинично използвани при хора, вероятно поради проблеми като кратък фармакологичен полуживот и нисък афинитет към хораCCR2. Обратно, INCB3344 може да се свързва с човешки моноцити с висока селективност заCCR2и има дълъг фармакокинетичен полуживот в тялото на човек или мишка (8,9).

В настоящото проучване INCB3344 може да потисне миграцията на BM-Mos към бъбрека при DN (Диабетна нефропатия); обаче, той не е имал подчертан ефект върху Res-Migos, което предполага, че BM- и Res-Mφ популациите имат различни свойства. Освен това, INCB3344 поляризира Mgs в M2 фенотипа (M2 поляризация), което предполага ефект на превръщане на провъзпалителния в противовъзпалителен фенотип.

Трябва да се отбележи, че INCB3344 значително намалява производството на TNF- в двата вида Mos, което може да е допринесло най-много за подобряването на DN (Диабетна нефропатия). TNF- участва в бъбречната хипертрофия, екскрецията на албумин и намалената бъбречна функция при DN (Диабетна нефропатия) (3, 54) и е плейотропен цитокин, който стимулира производството на други цитокини по автокринен и паракринен начин (55-58). Следователно, инхибирането на TNF-o може да служи за блокиране на различни други възпалителни медиатори, които биха могли да обяснят благоприятните му ефекти върху DN(диабетна нефропатия). КатоCCR2стимулиране води до производство на TNF-a чрез активността на вътреклетъчната гликоген синтаза киназа 3(GSK3)(59), ние спекулирахме, че INCB3344 инхибира производството на TNF-a чрез блокиране на този път в бъбрека Mos. Ние обаче вярваме, че нивата на GSK3 в този модел трябва да бъдат оценени и трябва да се проведат допълнителни проучвания, за да се потвърди тази спекулация. Освен това, нашите резултати показват, че повечето гломерулни Mos са BM-Mos и производството на TNF в гломерулните BM-Mos е по-високо от това в други BM-Mos в бъбреците. Тези резултати предполагат, че INCB3344, който потиска броя на BM-Mφ （по-конкретно）, основно допринася за подобряването на гломерулните лезии чрез намаляване на мезангиалната пролиферация и защита на подоцитите (увеличаване на WT-1).

CCR2докладвано е, че инхибирането намалява производството на TNF чрез супресия на TLR9 (60, 61), а експресията на TLR9 не се наблюдава в бъбречния паренхим, включително тубули, интерстициум и гломерули, с изключение на клетки, за които морфологично се предполага, че са Mos в настоящето проучване. Следователно, прилагането на INCB3344 също намалява експресията на TLR9 и в двата типа Mos. Взети заедно, резултатите предполагат, че INCB3344 потиска не само възпалителната инфилтрация на BM-Mg в бъбреците, но и техните вредни функции, свързани с възпалението, и може да допринесе за облекчаване на DN(диабетна нефропатия).

В заключение, BM-Mos експресира TLR9 и освобождава TNF-a по-изобилно при мишки с диабет, отколкото при мишки без диабет, докато Res-Mos произвежда повече ROS и показва повишена фагоцитна активност при мишки с диабет. INCB3344, aCCR2антагонист, намалена експресия на TLR9 и освобождаване на TNF от двата вида Mos и намалено производство на ROS от Res-Mos. Тези промени обясняват намаляването на албуминурията и серумните нива на Cr, както и патологичното подобрение при мишки с диабет. Предполагаме, че INCB3344 има силен потенциал за лечение на DN(диабетна нефропатия)в клиниката.

Перспективи и значение

Ние демонстрирахме, чеCCR2антагонистът INCB3344 може да намали албуминурията и серумното ниво на Cr и да подобри мезангиалната пролиферация и експресията на подоцити при мишки с DN(диабетна нефропатия). Тези благоприятни ефекти са упражнени чрез намаляване на производството на TNF от BM-Mos и освобождаването на ROS от Res-Mφs, като и двата се основават на намаляване на експресията на TLR9 и в двата типа поляризация на Mos и M2. В бъдеще този рецепторен антагонист може да се използва като стабилна алтернатива или партньор на ангиотензин II рецепторния блокер и натриево-глюкозния котранспортер-2 за лечение на пациенти за предотвратяване на прогресията на DN(диабетна нефропатия).

ПРЕПРАТКИ

1. Qi C. MaoX, Zhang Z.Wu H, Класификация и диференциална диагноза надиабетна нефропатия. J Diabetes Res 2017:8637138,2017. doi:10.1155/2017/8637138.

2. You H, Gao T, Cooper TK, Brian Reeves W, Awad AS. Макрофагите директно медиират диабетно бъбречно увреждане. J Physiol Renal Physiol 305:F1719-F1727,2013. doi:10.1152/ajprenal.00141.2013.

3. Awad AS, You H, Gao T, Cooper TK, Nedospasov SA, Vacher J, Wilkinson PF, Farrell FX, Brian Reeves W. Произведен от макрофаги тумор некрозис фактор-алфа медиира диабетно бъбречно увреждане. Kidney Int 88:722-733,2015.doi:10.1038/ki.2015.162.

4. Lin M, Yiu WH, Wu HJ, Chan LY, Leung JC, Au WS, Chan KW, Lai KN, Tang SC. Toll-подобен рецептор 4 насърчава тубулното възпаление вдиабетна нефропатия. J Am Soc Nephrol 23:86-102, 2012. doi:10.1681/asn.2010111210.

5. Hou Y, Shi Y, Han B, Liu X, Qiao X, Qi Y, Wang L. Антиоксидантният пептид SS31 предотвратява оксидативния стрес, понижава CD36 и подобрява бъбречната функция придиабетна нефропатия. Трансплантация на Nephrol Dial 33: 1908-1918, 2018.doi:10.1093/ndt/gfy021.

6. Seok SJ, Lee ES, Kim GT, Hyun M, Lee JH, Chen S, Choi R, Kim HM, Lee EY, Chung CH. Блокада на CCL2/CCR2сигнализирането се подобрявадиабетна нефропатияв DB/DB мишки. Nephrol Dial Transplant 28:1700-1710,2013. doi:10.1093/ndt/gfs555.

7. Brodmerkel CM, Huber R, Covington M, Diamond S, Hall L, Collins R, Leffet L, Gallagher K, Feldman P, Collier P, Stow M, Gu X, Baribaud F, Shin N, Thomas B, Burn T, Hollis G , Yeleswaram S, Solomon K, Friedman S, Wang A, Xue CB, Newton RC. Scherle P, Vaddi K. Откриване и фармакологична характеристика на нов активен за гризачиCCR2антагонист, INCB3344.J Immunol 175:5370-5378, 2005. doi:10.4049/jimmunol.175.8.5370.

8. Shin N, Baribaud F, Wang K, Yang G, Wynn R, Covington MB, Feldman P, Gallagher KB, Leffet LM, Lo YY, Wang A, Xue CB, Newton RC, Scherle PA. Фармакологична характеристика на INCB3344, малък молекулен антагонист на човекаCCR2. Biochem Biophys Res Commun 387: 251–255, 2009. doi:10. 1016/j.bbrc.2009.06.135.