Sasaran Molekul Pengkalsifikasi Vaskular dalam Penyakit Buah Pinggang Kronik

Untuk maklumat lanjut. kenalantina.xiang@wecistanche.com

Penyebab kalsifikasi vaskular(VC).kardiovaskularmorbiditi dan kematian pada pesakit denganpenyakit buah pinggang yang kronik(CKD), terutamanya mereka yang menghidap penyakit buah pinggang peringkat akhir (ESKD) pada rawatan dialisis penyelenggaraan. Walaupun banyak mekanisme telah dicadangkan, kesan terperincinya masih tidak difahami sepenuhnya. Dalam isu JCI ini, Li et al. mengkaji mekanisme molekul peranan perlindungan SIRT6 InVC pada pesakit dengan CKD. Menggunakan model in vitro dan haiwanCKD, penulis menunjukkan bahawa SIRT6 menghalang VC dengan menekan transdifferentiation osteogenik sel otot licin vaskular (VSMC). Secara mekanis, SIRTS mengikat dan menyahasetilasi faktor transkripsi berkaitan runt 2(Runx2), faktor transkripsi utama untuk pembezaan osteogenik, menggalakkan eksport nuklearnya untuk degradasi proteasom. Kajian ini menyediakan laluan dalam patogenesis VC dan mewajarkan Menyiasat SIRT6 sebagai sasaran berpotensi dalam CKD.

Klik di sini untuk mengetahui tentang manfaat herba cistanche

Evolusi kalsifikasi vaskular

Kalsifikasi vaskular (VC) melibatkan pemendapan mineral kalsium fosfat bersama-sama dengan ekspresi tempatan dan pemendapan protein yang berkaitan dengan tulang, mineralisasi yang mengawal selia di dua tapak berbeza saluran darah: intima dan media(1). Berbeza dengan aterosklerotik. kalsifikasi intimal, kalsifikasi medial VSMC, biasanya dilihat pada pesakit dengan penyakit buah pinggang kronik lanjutan (CKD), berlaku tanpa ketiadaan lipid atau sel radang. Peningkatan dalam kalsium ekstraselular dan fosforus daripada sebarang sebab memihak kepada VC. Eksperimen in vitro dan model haiwan menunjukkan bahawa fosforus tak organik memasuki VSMC melalui pengangkut bersama fosfat yang bergantung kepada natrium PiT-1 dan PiT-2 (Rajah 1), meningkatkan pemendapan mineral dalam cara yang bergantung kepada masa dan kepekatan (2).

Rajah 1. Mekanisme untuk transdifferentiation osteogenik VSMC dalam patogenesis VC. VSMC mengambil fosforus melalui kotransporter fosfat yang bergantung kepada natrium PiT-1 dan PiT-2 sebagai tindak balas kepada peningkatan dalam fosforus ekstrasel dalam sebarang sebab, paling biasa pada pesakit CKD. Pengambilan ini membawa kepada penurunan regulasi ekspresi SIRT6, peningkatan regulasi gen morfogenik tulang, dan peningkatan dalam ekspresi faktor transkripsi Runx2, pengawal selia utama pembentukan tulang. Dengan ketiadaan SIRT6, Runx2 menandakan pematangan osteoblas dan mineralisasi matriks. Sebaliknya, overexpression SIRT6 menandakan protein Runx2 untuk ubiquitination dan degradasi. menghalang kalsifikasi VSMC. Kajian oleh Li et al.(16) menunjukkan bahawa peningkatan regulasi SIRT6 dalam persekitaran fosforus ekstraselular yang meningkat membawa kepada pengikatan dan penyahetilasi SIRT6 protein Runx2 dalam VSMC, menggalakkan eksport nuklearnya untuk degradasi proteasome dan dengan itu menghalang isyarat hilirannya untuk transdifferentiation osteogenik.

Persekitaran fosfat tinggi adalah perkara biasa dalam tetapan CKD, dengan pesakit mempunyai keseimbangan fosforus positif bersih. Sebagaifungsi buah pinggangmerosot, pengekalan paras fosfat serum normal bergantung kepada dua hormon fosfat: faktor pertumbuhan fibroblast 23(FGF23), dirahsiakan oleh osteosit tulang, dan hormon paratiroid (PTH), yang dikeluarkan daripada kelenjar paratiroid.PTH mengikat kepada reseptor jenis 1 PTH pada membran basolateral sel tubular proksimal, mendorong pengambilan pengangkut natrium fosfat 2a(NPT2a) dari sempadan berus. Begitu juga, FGF23 dan klotho kofaktornya mengikat kompleks klotho-FGFR1c pada membran basolateral sel tubular proksimal, yang mengurangkan ekspresi kedua-dua kotransporter natrium fosfat NPT2a dan NPT2c. Peranan utama kompleks FGF23-klotho dalam pengawalseliaan fosfat ditunjukkan oleh perkembangan kalsifikasi vaskular dan ektopik dan jangka hayat pendek pada tikus kekurangan klotho atau kalah mati berganda kedua-dua klotho dan FGF23 pada tikus pada fosfat tinggi diet (3, 4). Mekanisme penyesuaian pengawalseliaan fosfat hilang dengan perkembangan CKD dan terutamanya dalam penyakit buah pinggang peringkat akhir (ESKD) yang membawa kepada peningkatan fosforus ekstraselular dan peningkatan dalam pengambilan fosforus VSMC.

VC secara aktif dihalang dalam VSMC (5, 6) tetapi dengan metabolisme mineral yang tidak terkawal dalam CKD, kalsifikasi bermula dalam media tunika, akhirnya membawa kepada penebalan sepusat dinding vesel (7). VSMC yang diperoleh daripada lesi kalsifikasi mempamerkan sifat osteoblastik, dengan VSMC menyatakan penanda osteogenesis. Antara gen morfogenik tulang terkawal yang dinyatakan dalam VSMC yang dirawat dengan fosforus tinggi ialah osteokalsin, protein morfogenetik tulang (BMP) dan Runx2, yang sebelum ini dipanggil Osf2 atau Cbfa-1(2, 8).Protein BMP yang diekstrak daripada tulang mampu mendorong pembentukan tulang rawan dan tulang apabila disuntik secara subkutan, intramuskular, atau periosteal ke dalam tikus dewasa atau spesies lain (9,10). Baru-baru ini, pengaktifan BMP2 melalui overexpression alkB homolog 1 ditunjukkan untuk meningkatkan perkembangan dan keterukan VC dengan meningkatkan ekspresi Runx2 (11). Pengatur utama pembentukan tulang ialah faktor transkripsi Runx2, dan ketidakcukupan haplo Runx2 menyebabkan penyakit tulang keturunan displasia cleidocranial (12,13). Selain itu, gangguan yang disasarkan Runx2 mengakibatkan kekurangan lengkap pembentukan tulang akibat penangkapan matang osteoblas (14). Aktiviti protein Runx2 dikawal oleh pelbagai pengubahsuaian pascatranslasi seperti fosforilasi, metilasi, asetilasi, atau ubiquitination (15). Peraturan ini mencadangkan bahawa penindasan mana-mana pengubahsuaian pasca terjemahan Runx2 boleh membantu dalam pencegahan VC.

Ubiquitination protein Runx2

Dalam isu JCI ini, Liet al.(16) dengan elegan membongkar mekanisme untuk menindas isyarat Runx2. Penulis menunjukkan bahawa SIRT6 memainkan peranan penting dalam pengubahsuaian pascatranslasi Runx2 yang menindas transdifferentiation osteogenik VSMC dan seterusnya menghalang VC dalam CKD. Ekspresi SIRT6 telah dikurangkan dalam sel mononuklear darah periferal dan arteri kalsifikasi pada pesakit dengan model haiwan CKD dan CKD (kedua-dua model tetikus CKD yang disebabkan oleh adenine dan 5/6 nephrectomy CKD). Pembalikan VC ditunjukkan dalam SIRT6-tetikus transgenik (SIRT6-Tg) yang mengekspresikan SIRT6 secara berlebihan. Sebaliknya, menyenyapkan SIRT6 secara in vitro dengan RNA gangguan kecil (siRNA) atau OSS perencat SIRT6 tertentu-128167 menghasilkan VC. Begitu juga, model tetikus dengan pengantaraan virus yang berkaitan dengan adeno tertentu (pengantaraan AAV) SIRT6 knockdown mempamerkan tikus VCthan yang lebih teruk dalam kumpulan kawalan. Akhir sekali, peranan interaksi SIRT6-Runx2 dalam VC telah disahkan dalam satu siri percubaan in vivo dan in vitro. Khususnya, pengarang menunjukkan bahawa ekspresi protein Runx2 telah dikurangkan dalam SIRT6-Tikus Tg yang mengekspresikan SIRT6 secara berlebihan dan mempertingkatkan ekspresi Runx2 melalui plasmid membalikkan kesan perlindungan SIRT6 secara in vitro. Penulis menunjukkan bahawa penurunan ekspresi protein Runx2 berlaku melalui peraturan pasca translasi (penurunan asetilasi Runx2 menandakan protein untuk ubiquitination dan degradasi) dan bukan pada tahap transkripsi. Selanjutnya, interaksi fizikal SIRT6 dengan Runx2 ditunjukkan oleh ujian coimmunoprecipitation.

Beri merah sehari menghalang VC?

Sirtuin ialah enzim yang bergantung kepada NAD* dan antara keluarga sirtuin1to7, SIRT6 telah terlibat dalam melindungi daripada pelbagai keadaan seperti penuaan, penyakit berkaitan usia dan penyakit metabolik (17-19).Flavonoiddan khususnya anthocyanidins memodulasi aktiviti SIRT6 (20). Sianidin (hadir pada tahap tinggi dalam beri merah) adalah sebatian paling mujarab yang meningkatkan aktiviti nyahetilasi SIRT6 dengan ketara. Kajian olehLiet al.(16) menunjukkan bahawa SIRT6 meningkatkan ubiquitination dan degradasi RUNX2, menghalang VC (Rajah 1). Walau bagaimanapun, kajian ini juga mencerminkan kerumitan transdifferentiation osteogenik VSMC dan pelbagai laluan isyarat yang terlibat dalam proses ini. Banyak percubaan terapeutik untuk menentang proses VC tertumpu pada isyarat laluan hulu dengan menyasarkan fosforus dan disregulasi metabolisme mineral sebagai pencetus ketoksikan vaskular. Tiada yang jelas menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam membalikkan VC atau mengurangkan kejadian kardiovaskular pada pesakit dengan ESKD (21-24). Percubaan klinikal besar (PHOSPHATE) sedang dijalankan untuk menguji kesan sasaran fosfat intensif berbanding liberal pada hasil kardiovaskular komposit dalam ESKD pada dialisis (NCTO3573089). SNF472, garam heksasodium phytate, sedang dibangunkan sebagai bentuk fitat yang diberikan secara intravena untuk mencegah agregat fosfat dan kalsium menjadi kristal hidroksiapatit ke dalam VSMC dan telah ditunjukkan untuk mengurangkan perkembangan kalsium arteri koronari dan kalsifikasi injap aorta pada pesakit yang menerima ESKD. hemodialisis (25). Seseorang mungkin berhujah bahawa campur tangan dalam ESKD sudah terlambat untuk membalikkan VC dan bahawa campur tangan pada peringkat awal CKD adalah sukar untuk dilaksanakan kerana pesakit ini mempunyai homeostasis mineral yang kelihatan normal. Intervensi pada isyarat hiliran proses VC mempunyai komplikasi yang wujud. Terdapat banyak laluan isyarat osteogenik yang akhirnya menghasilkan pengaktifan Runx2. Pemilihan laluan yang sesuai, masa campur tangan dan mengelakkan kesan luar sasaran adalah tugas yang mencabar. Adakah dengan menekan Runx2 akan mengakibatkan osteoporosis? Adakah penyelarasan SIRT6 untuk meningkatkan ubiquitination dan degradasi Runx2 berfungsi lebih baik daripada menghalang ekspresi Runx2 secara langsung dalam membalikkan VC? Adakah makan buah beri merah sehari akan menjauhkan VC? Walaupun banyak persoalan, kajian oleh Li et al. (16) menyediakan laluan dalam patogenesis VC yang memerlukan ujian lanjut. Kajian ini telah dilaksanakan dengan baik dengan penemuan yang memberi kesan dan meletakkan asas untuk SIRT6 sebagai sasaran yang boleh diguna pakai dadah.