Pembekuan, Reseptor Diaktifkan Protease, Dan Penyakit Buah Pinggang Diabetik: Pengajaran Daripada Tikus Kurang ENOS

Endothelial nitric oxide synthase(eNOS) disfungsi diketahui memburukkan lagi perkembangan dan prognosispenyakit buah pinggang kencing manis(DKD). Salah satu mekanisme yang melaluinya ini dicapai ialah tahap eNOS yang rendah dikaitkan dengan hiperkoagulasi, yang menggalakkan kecederaan buah pinggang. Dalam lata pembekuan ekstrinsik, faktor tisu (faktor III) dan faktor pembekuan hiliran, seperti faktor aktif X (FXa), memburukkan lagi keradangan melalui pengaktifan reseptor diaktifkan protease (PAR). Baru-baru ini, telah ditunjukkan bahawa kekurangan atau pengurangan ekspresi eNOS dalam tikus diabetes, sebagai model DKD lanjutan, meningkatkan tahap faktor tisu buah pinggang dan ekspresi PAR1 dan 2 dalam buah pinggang mereka. Tambahan pula, perencatan farmaseutikal atau penghapusan genetik faktor pembekuan atau PARmemperbaiki keradangandalam DKD pada tikus yang tidak mempunyai eNOS. Dalam ulasan ini, kami meringkaskan hubungan antara eNOS, pembekuan, dan PAR dan mencadangkan pilihan terapeutik baru untuk pengurusan pesakit dengan DKD.

Kata kunci:glomerulosklerosis diabetes; faktor Xa;keradangan; faktor tisu

KLIK DI SINI UNTUK MENDAPATKAN EKSTRAK CISTANCHE ORGANIK SEMULAJADI DENGAN 25% ECHINACOSIDE DAN 9% ACTEOSIDE UNTUK FUNGSI BUAH PINGGANG

pengenalan

Bilangan pesakit denganpenyakit buah pinggang kencing manis(DKD) semakin meningkat di seluruh dunia (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). DKD adalah salah satu punca utama kematian pada pesakit dengan komplikasi diabetes (Afkarian et al. 2013). Tambahan pula, DKD adalah progresif dan merupakan punca utama penyakit buah pinggang peringkat akhir yang memerlukan terapi penggantian buah pinggang (Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). Di Jepun, nefropati diabetik menyumbang lebih daripada 39% pesakit dialisis baharu (Nitta et al. 2020). Oleh itu, pembangunanterapeutik novelpilihan diperlukan untuk menguruskan pesakit dengan DKD.

sistem dalam patogenesis DKD. Hiperkoagulasi dikaitkan dengan DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Tahap fibrinogen yang tinggi dalam darah ditunjukkan dikaitkan dengan anggaran kadar penapisan glomerular yang rendah, proteinuria yang tinggi, dan kecederaan histologi yang teruk, dan ia merupakan peramal kepada perkembangan penyakit buah pinggang peringkat akhir (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. 2018; Zhang et al. 2018). Beberapa kajian telah menunjukkan korelasi antara tahap D-dimer, produk degradasi fibrin, dan disfungsi buah pinggang dalam DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). Hiperkoagulasi dalam DKD mungkin ditentukan oleh pelbagai faktor. Sebagai contoh, sistem renin-angiotensin-aldosteron mengaktifkan faktor tisu (TF, faktor III) dan meningkatkan kejadian trombotik (Dielis et al. 2005). Jika tidak, hiperglikemia, dislipidemia, keradangan, atau disfungsi endothelial terlibat dalam keadaan pro-trombotik di bawah patogenesis DKD (Goldberg 2009).

Disfungsi endothelial hadir dalam DKD yang berkembang menjadi komplikasi mikrovaskular (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Pengeluaran endothelial nitric oxide synthase (eNOS) terjejas atau aktiviti eNOS yang berkurangan (cth, fosforilasi eNOS terjejas) adalah ciri disfungsi endothelial dalam DKD (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). Kami telah menunjukkan bahawa kehilangan ekspresi eNOS dikaitkan dengan ketinggian tahap TF dan aktiviti sistem pembekuan ekstrinsik (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), yang berkait rapat dengan kejadian trombotik pada pesakit dengan buah pinggang kronik. penyakit (Kolachalama et al. 2018).

Sebagai tambahan kepada peningkatan risiko kejadian trombotik, protease pembekuan, seperti faktor aktif FVII (FVIIa), faktor aktif (FXa), dan trombin, yang terdapat dalam lata pembekuan ekstrinsik, menengahi kecederaan tisu melalui reseptor diaktifkan protease ( mekanisme yang bergantung kepada PAR) (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). Dalam ulasan ini, kami meringkaskan penemuan yang diperoleh daripada tikus diabetes yang tidak mempunyai eNOS dan membincangkan hubungan antara laluan koagulasi-PAR, tahap eNOS, danPatogenesis DKD.

Laluan Reseptor Diaktifkan Faktor Tisu/Protease

Faktor tisu (TF), dikenali sebagai faktor III, ialah protein transmembran 47 kDa yang berinteraksi dengan faktor VII (FVII) (Grover dan Mackman 2018). Kompleks TF/FVIIa ialah pengaktif lata pembekuan ekstrinsik dan memangkinkan pengaktifan FX dan FIX. FXa dan co-factor V (FVa) yang diaktifkan membentuk kompleks protrombotik yang menghasilkan trombin. Akhirnya, trombin menukarkan fibrinogen kepada fibrin, mengakibatkan pembentukan trombi (Grover dan Mackman 2018). TF dinyatakan dalam kedua-dua sel otot licin vaskular dan fibroblas adventitial. Di bawah keadaan keradangan, ekspresinya diinduksi dalam sel endothelial atau sel yang beredar seperti monosit (Østerud dan Bjørklid 2006).

Reseptor diaktifkan protease (PAR) ialah ahli superfamili reseptor yang digabungkan dengan protein G, yang terdiri daripada empat protein PAR (PAR1-4). PAR mengalami belahan oleh protease di hujung terminal-N dan diaktifkan apabila mengikat pada terminal-N baharu yang mengandungi ligan yang ditambat. Empat ahli PAR (PAR1-4) diaktifkan oleh protease pembekuan khusus: kompleks TF dan FVIIa mengaktifkan PAR2, faktor Xa mengaktifkan kedua-dua PAR1 dan PAR2, dan trombin mengaktifkan PAR1, PAR3, dan PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier dan Ruf 2012; Zhao et al. 2014). Hubungan antara TF, protease pembekuan, dan PAR ditunjukkan dalam Rajah 1.

PAR diketahui secara meluas dinyatakan dalam sel buah pinggang dan terlibat dalam patofisiologi kecederaan buah pinggang. Kedua-dua PAR1 dan PAR2 dinyatakan dalam sel endothelial glomerular, sel mesangial, dan sel tiub buah pinggang yang diperoleh daripada manusia atau tetikus; PAR2, PAR3, dan PAR4 dinyatakan dalam podosit manusia; PAR1, PAR3, dan PAR4 dinyatakan dalam podosit murine (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

Walaupun kesan berbahaya atau perlindungan PAR dalamkecederaan buah pinggangtelah ditunjukkan, data terkumpul mencadangkan bahawa PAR memburukkan lagi keradangan dengan merangsang pengeluaran sitokin dan kemokin (Rothmeier dan Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). Selaras dengan penemuan ini, agonis PAR1 dan PAR2 menggalakkan ekspresi mediator keradangan, seperti monocyte chemotactic protein 1 (MCP1) dan plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), dan molekul pro-fibrotik dalam endothelial , mesangial, dan sel tubular buah pinggang (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). Dalam kajian in vivo, kekurangan PAR1 atau kehadiran perencat PAR1 mengurangkan keradangan dalam model glomerulonefritis bulan sabit atau kecederaan buah pinggang obstruktif (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). Begitu juga, kesan terapeutik perencatan PAR2 dalam kecederaan buah pinggang disertai denganmengurangkan keradangandalam buah pinggang (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

Polimorfisme Sintase Nitrik Oksida Endothelial dalam DKD

Endothelial nitric oxide synthase(eNOS) adalah salah satu daripada tiga isoform NOS, dan ia menyumbang kepada pengeluaran NO dalam endothelium vaskular (Walford dan Loscalzo 2003). NO yang dihasilkan oleh eNOS dalam endothelium vaskular memainkan peranan penting dalam mengawal kelonggaran vaskular, anti-radang, dan pencegahan pembentukan trombus (Walford dan Loscalzo 2003). Ekspresi eNOS terjejas dikaitkan dengan pembangunan DKD. Meta-analisis yang dijalankan baru-baru ini ke atas manusia telah mendedahkan bahawa G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744), dan intron 4b/4a ​​(rs869109213) dalam gen eNOS (NOS3) berkait rapat dengan pembangunan DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). Daripada varian ini, peranan polimorfisme G894T (Glu298Asp) dalam fungsi eNOS telah dicirikan dengan baik. Pengeluaran NO atau pengumpulan nitrit yang berkurangan ditunjukkan dalam sel CHO yang ditransfeksi dengan 298Asp berbanding dengan yang mempunyai 298Glu (Noiri et al. 2002). Secara kolektif, keputusan ini menunjukkan bahawa pengurangan pengeluaran NO oleh disfungsi eNOS adalah penting untuk perkembangan DKD pada manusia.

Tikus Diabetik Kurang eNOS sebagai Model Nefropati Diabetik Manusia

Penubuhan model praklinikal yang boleh dipercayai yang menyerupai DKD manusia adalah penting untuk kajian pilihan terapeutik novel. Berdasarkan bukti yang menunjukkan perkaitan antara polimorfisme eNOS dan DKD, beberapa kajian telah menunjukkan bahawa model kalah mati eNOS jenis I dan jenis II DM adalah beberapa model yang berjaya meniru DKD manusia (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Telah ditunjukkan bahawa tikus diabetes yang disebabkan oleh streptozotocin yang kekurangan eNOS mengalami albuminuria yang teruk, pengembangan mesangial, penebalan membran bawah tanah glomerular, dan hyalinosis arteriolar, menyerupai DKD manusia (Nakagawa et al. 2007). Begitu juga, tikus diabetes jenis II (db/db) yang kekurangan eNOS menunjukkan glomerulosklerosis dan albuminuria yang teruk (Zhao et al. 2006).

Peningkatan TF dalam Tikus Diabetik Kurang eNOS

NO menghalang pembentukan trombus dan pengagregatan platelet (Walford dan Loscalzo 2003). Oleh kerana pembentukan trombus glomerular diperhatikan pada tikus diabetes yang kekurangan eNOS (Nakagawa et al. 2007), ekspresi eNOS terjejas mungkin dikaitkan dengan peningkatan pembekuan bergantung kepada TF. Perkaitan antara eNOS dan TF dalam DKD telah ditangani dalam laporan kami sebelum ini (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (Rajah 2).

Pengurangan atau kekurangan ekspresi eNOS meningkatkan aktiviti TF buah pinggang dalam tikus Akita yang menghidap diabetes Kami mencirikan ekspresi TF dalam tikus Akita (Ins2Akita/+) diabetes, model DM jenis I, dengan pelbagai tahap ekspresi eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- , dan eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Kami mendapati bahawa keterukan DKD dikaitkan dengan ekspresi eNOS yang dikurangkan. Perkumuhan albumin dalam air kencing, glomerulosklerosis, dan pengurangan kadar penapisan glomerular diburukkan dalam susunan berikut: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Menariknya, ekspresi dan aktiviti TF buah pinggang meningkat dalam eNOS+/-; Ins2Akita/+ dan eNOS-/-; Tikus Ins2Akita/+ berbanding dengan tikus dalam eNOS+/+; Ins2Akita/+ tikus. Pemendapan fibrin glomerular juga luar biasa dalam eNOS+/-; Ins2 Akita/+ dan eNOS-/-; Ins2 Akita/+ tikus. Tambahan pula, ekspresi mRNA Tf buah pinggang dikaitkan dengan keparahan penyakit, perkumuhan albumin kencing, danradang buah pinggangekspresi sitokin.

Diet tinggi lemak dan kekurangan eNOS secara sinergistik meningkatkan TF dalam tikus diabetes

Banyak kajian telah menunjukkan hubungan antara obesiti dan trombosis (Samad dan Ruf 2013). Contohnya, penyelarasan laluan TLR4-NF-kB dalam keadaan penyakit metabolik meningkatkan tahap TF (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero and Calder 2018). Tambahan pula, palmitat asid lemak tepu mendorong pembebasan histon H3 melalui mekanisme yang bergantung kepada laluan ROS dan JNK dan histon ekstraselular, yang meningkatkan ekspresi TF dalam monosit (Shrestha et al. 2013). Memfokuskan pada hubungan antara pembekuan, eNOS dan dislipidemia, kajian terdahulu kami telah menunjukkan kesan gabungan kekurangan eNOS dan diet tinggi lemak pada ekspresi TF (Li et al. 2010). Dalam kajian itu, tikus eNOS-null telah dirawat dengan STZ dos rendah untuk membangunkan DM dan diberi makan diet tinggi lemak. Kekurangan ekspresi eNOS meningkatkan perkumuhan albumin kencing dan kecederaan histologi, yang diburukkan lagi oleh diet tinggi lemak. Ekspresi dan aktiviti TF telah meningkat dalam buah pinggang tikus kerana kekurangan ekspresi eNOS dan diet tinggi lemak secara sinergistik. Menariknya, peningkatan tahap TF imunoreaktif ditunjukkan oleh eksperimen kolokalisasi dengan penanda monosit/makrofaj glomerular.

Meneutralkan Antibodi terhadap TF Mengurangkan Keradangan dalam Buah Pinggang Diabetik dalam Tikus eNOS-Knockout

Peningkatan pembekuan bergantung kepada TF dikaitkan dengan peningkatan keradangan (Witkowski et al. 2016). Perencatan sistem pembekuan bergantung kepada TF dipertingkatkanpenyakit radang, seperti sepsis yang disebabkan oleh LPS (Pawlinski et al. 2010). Untuk menjelaskan hubungan sebab akibat antara keradangan dan TF dalam DKD, kami mengkaji kesan jangka pendek peneutralan antibodi terhadap TF pada keradangan buah pinggang diabetes dalam tikus kekurangan eNOS (Li et al. 2010). Keputusan menunjukkan bahawa pentadbiran antibodi anti-TF dengan ketara mengurangkan tahap ekspresi buah pinggang gen berkaitan keradangan dan fibrosis seperti Tnfa, Ccl2, Tgfb, dan Col4 mRNA dalam buah pinggang tikus empat hari selepas peneutralan TF.

Pembekuan FXa Inhibitor Mengurangkan Kecederaan Buah Pinggang pada Tikus Diabetes yang Kurang eNOS

Coagulation FXa, yang terletak di hilir TF/VIIa, juga menyumbang kepada keradangan melalui laluan yang bergantung kepada PAR. Peranannya dalam DKD telah ditunjukkan dalam beberapa model haiwan. Sumi et al. (2011) menunjukkan bahawa fondaparinux, perencat FXa, mengurangkan tahap protein kencing, hipertrofi glomerular, dan pemendapan fibrin dalam tikus db/db. Kesan terapeutik perencatan FXa dalam tikus DKD yang kekurangan eNOS telah ditunjukkan oleh kumpulan kami (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/hari), perencat FXa oral, diberikan kepada eNOS-/-; Ins2Akita/+ tikus selama tiga bulan, dan hasilnya menunjukkan pemulihan kecederaan histologi, seperti percambahan matriks mesangial. Tahap ekspresi gen keradangan dalam buah pinggang dikurangkan oleh edoxaban (Jadual 1). FXa mengaktifkan kedua-dua PAR1 dan PAR2. Untuk menjelaskan mekanisme kecederaan buah pinggang pengantara FXa, kami menunjukkan bahawa kesan anti-radang perencat FXa adalah serupa dengan yang terdapat dalam PAR2-/- tikus dan PAR2-/- tikus dengan perencat FXa . Penemuan ini mencadangkan bahawa FXa berkemungkinan menyebabkan keradangan melalui mekanisme bergantung{17}}PAR dalam DKD. Sebaliknya, edoxaban tidak memperbaiki kecederaan glomerular dalam eNOS+/+; Ins2Akita/+ tikus, menunjukkan bahawa kesan terapeutik perencatan FXa dikaitkan dengan hiperkoagulasi yang bergantung kepada eNOS dalam tikus diabetes jenis I.

Faktor Pembekuan Lain dalam DKD

Oleh kerana thrombin menyasarkan PAR1, yang menyebabkan keradangan vaskular (Chen dan Dorling 2009), trombin berkemungkinan memburukkan lagi DKD. Walau bagaimanapun, peranan pelindung atau berbahaya trombin dalam patogenesis DKD telah ditunjukkan; trombin dos rendah (50 pM) menghalang, manakala trombin dos tinggi (20 nM) memburukkan lagi, apoptosis yang disebabkan oleh glukosa dalam podosit (Wang et al. 2011b). Kesan perencat thrombin seperti dabigatran pada tikus diabetes yang kekurangan eNOS harus dijelaskan pada masa hadapan.

Fibrinogen terlibat dalam pelbagai status keradangan. Menariknya, pengurangan separa atau ketiadaan fibrinogen bermanfaat kepada model reperfusi iskemia buah pinggang atau fibrosis buah pinggang obstruktif (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Oleh kerana pemendapan fibrin glomerular meningkat dalam tikus kencing manis yang kekurangan eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), menjelaskan peranannya dalam patogenesis DKD patut dikaji lebih lanjut.

Ungkapan PAR1 dan PAR2 dalam Tikus Diabetes Kurang eNOS

Peningkatan ekspresi PAR dikaitkan dengan kecederaan buah pinggang. Kami dan yang lain telah menunjukkan bahawa tahap ekspresi Par1 dan/atau Par2 mRNA telah meningkat dalam model haiwan dengan nefropati diabetik, kecederaan buah pinggang ade sembilan, fibrosis buah pinggang obstruktif, dan kecederaan buah pinggang yang disebabkan oleh cisplatin (Chung et al. 2013; Hayashi et al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). Tambahan pula, paras protein PAR2 glomerular telah meningkat dalam tikus db/db, model DM jenis II (Sumi et al. 2011). Kami menunjukkan perkaitan antara ekspresi PAR dan kekurangan eNOS dalam tikus diabetes (Oe et al. 2016). Tahap ekspresi mRNA Par1 adalah lebih tinggi dengan ketara dalam eNOS−/−; Ins2Akita/+ tikus berbanding eNOS−/−; Ins2Akita/+ dan tikus bukan DM. Begitu juga, ungkapan Par2 adalah jauh lebih tinggi dalam eNOS−/−; Ins2Akita/+ tikus berbanding tikus bukan DM. Sebaliknya, tahap mRNA Par4 tidak berbeza antara genotip. Kekurangan eNOS memburukkan lagi keradangan dalam DKD (Wang et al. 2011a). Oleh kerana sitokin pro-radang dilaporkan meningkatkan PAR (Nystedt et al. 1996), keradangan tinggi yang disebabkan oleh kekurangan eNOS berkemungkinan mendorong ekspresi Pars buah pinggang dalam DKD. Secara kolektif, hasil kajian kami mencadangkan bahawa tahap ekspresi PAR1 dan PAR2, serupa dengan kes TF, meningkat dalam buah pinggang diabetes apabila eNOS kurang (Rajah 2).

Penghapusan PAR2 Kecederaan Buah Pinggang Diabetik Diperbaiki pada Tikus dengan eNOS Berkurangan

Kami dan yang lain telah menangani peranan PAR2 dalam DKD dalam kajian terdahulu. Pemadaman Par2 tidak menjejaskan kecederaan glomerular dalam tikus Akita jenis liar diabetes (Ins2Akita/+) dengan eNOS (Oe et al. 2016). Tambahan pula, tikus diabetes yang disebabkan oleh STZ yang kekurangan PAR2 menunjukkan penurunan albuminuria berbanding tikus jenis liar diabetes, tetapi meningkatkan pengembangan mesangial (Waasdorp et al. 2017). Secara kolektif, keputusan ini menunjukkan bahawa tiada atau kesan terapeutik ringan perencatan PAR2 pada kecederaan buah pinggang dalam model awal dan ringan DKD. Sebaliknya, kami telah menunjukkan kesan kekurangan PAR2 pada DKD dalam tikus Akita diabetes dengan pengurangan ekspresi eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). Kekurangan PAR2 dengan ketara mengurangkan tahap perkumuhan albumin kencing, pengembangan mesangial, dan ketebalan GBM. Tahap ekspresi gen pro-radang dan berkaitan fibrosis, termasuk Tnfa, Tgfb, dan Col4, juga dikurangkan dalam buah pinggang tikus. Penemuan ini menunjukkan bahawa PAR2 adalah patogen bukan pada awalnya, tetapi dalam kecederaan glomerular diabetes yang agak maju yang disebabkan oleh kekurangan eNOS (Jadual 1).

Perkhidmatan Sokongan Wecistanche-Pengeksport cistanche terbesar di China:

E-mel:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Beli Untuk Butiran Spesifikasi Lebih Lanjut:

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