Част 2: Церамид-1-фосфатът като потенциален регулатор на втората натриева помпа от проксималните тубули на бъбреците чрез задействане на различни протеин киназни пътища по йерархичен начин

За повече информация. контактtina.xiang@wecistanche.com

4. Обсъждане

Транспортът на течност през тубулния епител е едно от ключовите събития, пряко свързани с повечето различнибъбречни функции[49]. Сред различните разтворени вещества, обработвани вбъбрек, Нат е особено важен. Поради изобилието му в извънклетъчната течност е наложително да се разберат механизмите, чрез които Nat се реабсорбира или екскретира в урината, тъй като промените в интерстициалните и интраваскуларните концентрации на Na plus водят до промени в обема и могат да причинят смущения в кръвното налягане [50] . Регулирането на нивата на Nat в телесните течности се управлява основно от първични активни транспортери, като класическата Nat плюс Kt-ATPase [51] участва в масовия транспорт, докато "втората" Nat помпа или Nat-ATPase участва във финия настроена регулация на реабсорбцията на Nat [52,53] В литературата има много доклади относно регулирането на Nat плюс K плюс -ATPase от хормони и аутакоиди [50,54], както и ролята на регулаторното фосфорилиране [50,55]. Обратно, по-малко групи цитират регулацията на Na плюс -ATPase, тъй като все още има някои спорове относно нейната идентичност, въпреки че докладите показват чувствителна към фуроземид активност на Nat-ATPase от бозайници [41,56,57] до протозои [58,59]. ], както и клонирането на помпата от различни организми [60-63]. От резултатите, представени тук, нашата група показа, че не само хормоните и аутакоидите са в състояние да задействат клетъчни сигнални пътища, които модулират Nat-ATPase, но ефектът на ClP, екзогенно добавен към BLM фракциите, сочи или към възможно взаимодействие на биоактивния липид, с хидрофобните области на регулаторите или самата помпа; или трябва да има вид C1P рецептор в BLM, който все още не е идентифициран [20,22,23]. Фигура 6 показва предложена схема за обобщаване на тези възможни ClP начини на действие. Способността на серамидите да задействат кинази и да предизвикат различен физиологичен отговор е докладвана в чернодробните клетки [24]. Авторите не само показаха способността на церамид-зависима модулация на Nat/K плюс -ATPase и регулация на киназата, но също така докладваха двуфазни отговори, като се има предвид зависимото от времето стимулиране на тези клетъчни линии, което илюстрира, че трябва да има сложна кръстосана връзка между церамид -зависима сигнализация и други сигнални системи, присъстващи в клетъчните мембрани. мембрани (Фигура 2). Освен това резултатите, представени тук в комбинация с предишни резултати от нашата група, ясно показват, че Cer [33] и ClP модулират свързаните с BLM PKA и PKC, които изглежда медиират ефектите, предизвикани от керамидите върху Nat-ATPase, когато BLM фракциите са били третирани със 100 nM C1P, инхибирането на помпата не може да се припише на PKA (Фигура 4), тъй като предварителната инкубация с PKAi не повлиява C1P инхибиторното действие. От друга страна, значителното инхибиране на активността на Nat-ATPase при лечение с ClP е напълно предотвратено от калфостин С (Фигура 3). Предишни доклади показват, че PKA стимулира бъбречната активност на Nat-ATPase по път, който свързва Gs-свързаните рецептори с активността на помпата [41]. Сигналните системи, прекратени тук в нашия ръкопис - PKA и PKC - са добре проучени, така че има много информация в литературата, показваща концентрациите за положителни контроли, използвани тук (cAMP и форбол миристатна киселина PMA, съответно). Тъй като нашият фокус не беше изследване на доза-отговор с класически активатори или инхибитори за различните сигнални системи, ние използвахме само концентрациите на активатори или инхибитори, които вече са ефективно използвани в други проучвания от нашата или други групи.

Фигура 6. Предложен механизъм за действието на ClP върху активността на Na плюс -ATPase от BLM. (1) C1P (червен липид) инхибира PKC чрез все още неизвестен рецептор, свързан с G-протеин, което води до инхибиране на Na плюс -ATPase (син протеин). Същият маршрут може да активира BLM PKA (червена стрелка) без ефект върху помпата. (2) CIP може директно да се свърже с ефектори, присъстващи в BLM, като PKC, което води до инхибиторното действие върху описаната активност на Na плюс -ATPase. Нашите резултати показаха, че въпреки че PKA присъства в BLM и е готов да модулира помпата чрез cAMP (зелени кръгове и зелена стрелка), неговото активиране от CIP не повлия на помпата (червена пунктирана стрелка). (3) CIP директно се свързва с Nat-ATPase или се обогатява в микросредата на липидната мембрана, заобикаляща Nat-ATPase, като по този начин я модулира. От резултатите, представени тук, не успяхме да открием никакво модулиращо действие на ClP върху Nat/K плюс -ATPase (лилав протеин), присъстващ в BLM фракциите.

Щракнете тук, за да научите стандартизираната цистанче за удължаване на живота

Откриването на йерархия във фосфорилирането на Nat-ATPase беше предложено, когато стимулирахме BLM с Cer [33] и наблюдавахме, че блокирането на BLM-PKCZ притъпява инхибиторното действие на Cer върху помпата и позволява на cAMP- активиран PKA, за да го стимулира. Въпреки нарастващия брой доклади, показващи различни роли на Cer активирани кинази [44, 64-66], това е първият доклад за физиологичното действие на C1P върху BLM-резидентни кинази, което със сигурност играе роля в регулирането на Nat обработка в бъбреците. Не можем окончателно да потвърдим, че Nat-ATPase е директно фосфорилирана от изследваните кинази, тъй като няма налични експериментални инструменти за това, главно защото пълната структура на втората натриева помпа все още не е идентифицирана. Въпреки това е добре известно, че Nat-ATPase е P-тип ATPase и този факт ни позволява да постулираме, че тя може да бъде директно модулирана чрез фосфорилиране в предполагаеми регулаторни места [46,55] Не можем да изключим, че активирането на съответните кинази биха довели до фосфорилиране на друг протеин в тази регулаторна мрежа, който би бил отговорен за инхибирането на АТФазата.

Сред различните биоактивни сфинголипиди, C1P е по-малко документиран в различните физиологични системи. От друга страна, сфингозин-1-фосфатът, който може да бъде най-важният биоактивен липид, е много добре проучен във физиологията и патофизиологията на бъбреците [2,6,7,67]. Тъй като членовете на S1P и ClP са вид семейство от сигнални молекули с общи прекурсори и споделяне на взаимни стъпки на взаимно преобразуване, възможно е да си представим, че ClP също ще присъства по протежение на целия нефрон. Работата на Sugiura et al., 2002 [11], отличителна черта в тази област, показва, че CerK е силно експресиран в бъбреците. Въпреки стабилните данни в литературата, показващи ролята на ClP в подоцитите и гломерулната болест [68,69], не е имало работа, показваща индивидуално експресията на CerK и действието на ClP в който и да е от сегментите на нефрона. В противен случай е вероятно ClP да присъства във всички бъбречни клетки или поради наличието на сфингомиелин, което би позволило спасителния път за синтеза на ClP, или поради факта, че ClP може да бъде предоставен на бъбречната тъкан чрез кръвния поток. Това са много правдоподобни начини да се мисли, че този сигнализиращ липид ще играе различни роли в другите сегменти на нефрона, въпреки че не сме го изследвали тук.

По същество беше доказано, че нивата на Cer са значително повишени по време набъбречно уврежданепоради вече докладвано повишаване на Ca2t-стимулираната сфингомиелиназна активност след нарушаване на клетъчната Ca2t хомеостаза [2,4,24,70]. Това наблюдение ни позволява да постулираме, че медиираната от киназа модулация на активността на BLM Nat-ATPase от Cer и C1P може да бъде особено уместна в увредената бъбречна тъкан, което може да отвори нова роля за керамидите в установяването и прогресирането на нефропатии. В присъствието на C1P, изследваните BLMкинази са диференциално модулирани (Фигура 5). Докато ClP инхибира PKC, което води до значително инхибиране на Nat-ATPase активността, C1P-зависимото активиране на PKA не повлиява Nat-ATPase активността. Това ни позволява да постулираме, че има йерархия, включваща различни кинази, което води до сложно превключване/изключване към Nat-ATPase. Това превключване може да включва различни изоформи на PKC и PKA, или трябва да има кръстосано взаимодействие с потенциалното превръщане на C1P в Cer и други биоактивни липиди, задействащи други сигнални пътища, съдържащи се в BLM, което вече е описано в чернодробните клетки [24].

Балансът между Cer и ClP може да бъде нова обещаваща цел за разработването на нови класове лекарства с по-ефикасно действие, за да се опита да спре развитието набъбречна недостатъчностили поне да повишат качеството на живот на бъбречно болните.

5. Изводи

От резултатите, представени тук, сигнална каскада, започваща с производство на Cer и по-нататъшно фосфорилиране до ClP, е ефективен път за инхибиране на Nat-ATPase вклетки на проксималните бъбречни тубуличрез BLM-асоциирани PKA и PKC като ефектори[17]. Тези наблюдения разкриват значението на протеин киназите за финия контрол на Nat потоците в сегмент на нефрона, където повече от две трети от гломерулния ултрафилтрат се реабсорбира, проксималния тубул. Доколкото ни е известно, настоящата работа показва за първи път, че ClP може да модулира BLM-Nat-ATPase от клетки на проксималните тубули на бъбреците чрез задействане на свързани с мембраната кинази (PKA и PKC). По този начин горните резултати са доказателство за мнението, че Cer и ClP участват в регулаторната мрежа от биоактивни сфинголипиди и глицеролипиди, обитаващи този сегмент на нефрона, което трябва да е вярно за целия нефрон. Тази хипотеза може да бъде подкрепена от мнението, че Cer е липид, практически присъстващ във всички сегменти на нефрона, както и че наличието на Cer би позволило образуването на C1P.