Коагуляция, рецепторы, активируемые протеазой, и диабетическая болезнь почек: уроки мышей с дефицитом ENOS

Эндотелиальная синтаза оксида азотаИзвестно, что дисфункция eNOS усугубляет прогрессирование и прогноздиабетическая болезнь почек(ДКД). Одним из механизмов, с помощью которых это достигается, является то, что низкие уровни eNOS связаны с гиперкоагуляцией, которая способствует повреждению почек. Во внешнем каскаде свертывания крови тканевой фактор (фактор III) и нижестоящие факторы свертывания крови, такие как активный фактор X (FXa), усугубляют воспаление за счет активации протеазно-активируемых рецепторов (PAR). Недавно было показано, что отсутствие или снижение экспрессии eNOS у мышей с диабетом, как модели развитой ДБП, увеличивает уровни почечного тканевого фактора и PAR1 и2 выражения в почках. Кроме того, фармацевтическое ингибирование или генетическое удаление факторов свертывания крови или PAR.уменьшение воспаления при ДБПу мышей, лишенных eNOS. В этом обзоре мы суммируем взаимосвязь между eNOS, коагуляцией и PAR и предлагаем новый терапевтический вариант леченияпациенты с ДКД. 

Ключевые слова: диабетический гломерулосклероз; фактор Ха; воспаление; тканевой фактор

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ НАТУРАЛЬНЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ ЭКСТРАКТ ЦИСТАНШИ С 25% ЭХИНАКОЗИДА И 9% АКТЕОЗИДА ДЛЯ ФУНКЦИИ ПОЧЕК

Служба поддержки Wecistanche — крупнейшего экспортера цистаншей в Китае:

Электронная почта:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Телефон:+86 15292862950

Магазин для получения дополнительных технических характеристик:

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

Введение

Число пациентов сдиабетическая болезнь почек(ДКД) растет во всем мире (де Бур и др., 2011; Кайнц и др., 2015; Огурцова и др., 2017). ДКД является одной из основных причин смертности пациентов с диабетическими осложнениями (Афкарян и др., 2013). Более того, ДБП прогрессирует и является основной причинойтерминальная стадия заболевания почектребующийзаместительная почечная терапия(Грегг и др., 2014 г.; Лиянаге и др., 2015 г.). В Японии,диабетическая нефропатияприходится более 39% новых пациентов на диализе (Nitta et al. 2020). Следовательноразработка новых терапевтическихварианты необходимы для ведения пациентов с ДБП.

Растет интерес к роли системы свертывания крови вПатогенез ДБП.Гиперкоагуляциясвязан с ДБП (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Было показано, что повышенный уровень фибриногена в крови связан с низкой расчетной скоростью клубочковой фильтрации, высокой протеинурией и тяжелым гистологическим повреждением и является предиктором прогрессирования до терминальной стадии заболевания почек (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. 2005; Pan et. др. 2018; Чжан и др. 2018). Некоторые исследования показали корреляцию между уровнем D-димера, продукта деградации фибрина, и почечной дисфункцией при ДБП (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). Гиперкоагуляция при ДБП, вероятно, определяется множеством факторов. Например, ренин-ангиотензин-альдостероновая система активирует тканевой фактор (ТФ, фактор III) и усиливает тромботические явления (Dielis et al. 2005). В противном случае гипергликемия, дислипидемия, воспаление или эндотелиальная дисфункция участвуют в протромботическом состоянии при патогенезе ДБП (Goldberg 2009).

Эндотелиальная дисфункция присутствует при ДБП, которая прогрессирует до микрососудистых осложнений (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Нарушение выработки эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS) или снижение активности eNOS (например, нарушение фосфорилирования eNOS) является признаком эндотелиальной дисфункции при ДБП (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). Мы показали, что потеря экспрессии eNOS связана с повышением уровня ТФ и активности внешней системы свертывания крови (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), что тесно связано с тромботическими явлениями у пациентов с хронической почечной недостаточностью. заболевания (Колачалама и др., 2018).

Помимо повышенного риска тромботических событий, протеазы свертывания крови, такие как активный фактор FVII (FVIIa), активный фактор (FXa) и тромбин, которые присутствуют во внешнем каскаде свертывания крови, опосредуют повреждение тканей через рецептор, активируемый протеазой. PAR)-зависимый механизм (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). В этом обзоре мы суммируем результаты, полученные на мышах с диабетом, у которых отсутствует eNOS, и обсуждаем взаимосвязь между путем коагуляции-PAR, уровнями eNOS и патогенезом DKD.

Путь тканевого фактора/рецепторов, активируемых протеазой

Тканевой фактор (ТФ), известный как фактор III, представляет собой трансмембранный белок массой 47 кДа, который взаимодействует с фактором VII (FVII) (Grover and Mackman 2018). Комплекс TF/FVIIa является активатором внешнего каскада свертывания крови и катализирует активацию FX и FIX. FXa и активированный кофактор V (FVa) образуют протромботический комплекс, который генерирует тромбин. Наконец, тромбин превращает фибриноген в фибрин, что приводит к образованию тромбов (Гровер и Макман, 2018). ТФ экспрессируется как в гладкомышечных клетках сосудов, так и в адвентициальных фибробластах. При воспалительных состояниях его экспрессия индуцируется в эндотелиальных клетках или циркулирующих клетках, таких как моноциты (Остеруд и Бьёрклид, 2006).

Рецепторы, активируемые протеазой (PAR), являются членами суперсемейства рецепторов, связанных с G-белком, включающим четыре белка PAR (PAR1-4). PAR расщепляются протеазами на N-конце и активируются при связывании с новым N-концом, содержащим привязанный лиганд. Четыре члена PAR (PAR1-4) активируются специфическими протеазами коагуляции: комплекс TF и ​​FVIIa активирует PAR2, фактор Ха активирует как PAR1, так и PAR2, а тромбин активирует PAR1, PAR3 и PAR4 (Camerer et al. 2000; Кофлин 2005; Ротмайер и Руф 2012; Чжао и др. 2014). Взаимосвязь между ТФ, протеазами свертывания крови и PAR показана на рис. 1.

Известно, что PAR широко экспрессируются в клетках почек и участвуют в патофизиологии повреждения почек. И PAR1, и PAR2 экспрессируются в эндотелиальных клетках клубочков, мезангиальных клетках и клетках почечных канальцев, полученных от человека или мыши; PAR2, PAR3 и PAR4 экспрессируются в подоцитах человека; PAR1, PAR3 и PAR4 экспрессируются в подоцитах мышей (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

Хотя вредное или защитное действие PAR при повреждении почек было продемонстрировано, накапливающиеся данные позволяют предположить, что PAR усугубляют воспаление, стимулируя выработку цитокинов и хемокинов (Rothmeier and Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). В соответствии с этим открытием, агонисты PAR1 и PAR2 способствуют экспрессии медиаторов воспаления, таких как моноцитарный хемотаксический белок 1 (MCP1) и ингибитор активатора плазминогена-1 (PAI-1), а также профибротических молекул в эндотелиальных клетках. , мезангиальные и почечные канальцевые клетки (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). В исследованиях in vivo отсутствие PAR1 или присутствие ингибиторов PAR1 уменьшало воспаление на моделях серповидного гломерулонефрита или обструктивного повреждения почек (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). Аналогичным образом, терапевтический эффект ингибирования PAR2 при повреждениях почек сопровождался уменьшением воспаления в почках (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

Полиморфизм эндотелиальной синтазы оксида азота при ДБП

Эндотелиальная синтаза оксида азота (eNOS) является одной из трех изоформ NOS и способствует выработке NO в эндотелии сосудов (Walford and Loscalzo 2003). NO, продуцируемый eNOS в сосудистом эндотелии, играет решающую роль в регуляции релаксации сосудов, противовоспалительной терапии и предотвращении образования тромбов (Walford and Loscalzo 2003). Нарушение экспрессии eNOS связано с развитием ДБП. Недавно проведенный метаанализ на людях показал, что G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) и интрон 4b/4a ​​(rs869109213) в генах eNOS (NOS3) тесно связаны с развитие ДКД (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). Из этих вариантов хорошо охарактеризована роль полиморфизма G894T (Glu298Asp) в функции eNOS. Снижение продукции NO или накопления нитрита было отмечено в клетках CHO, трансфицированных 298Asp, по сравнению с клетками, обработанными 298Glu (Noiri et al. 2002). В совокупности эти результаты указывают на то, что снижение продукции NO вследствие дисфункции eNOS важно для прогрессирования ДБП у людей.

Рис. 1. Связь между факторами свертывания крови и протеазно-активируемыми рецепторами (PAR). Во внешнем каскаде свертывания крови комплекс тканевого фактора (TF) и активного FVII (FVIIa) активирует протеазо-активируемый рецептор 2 (PAR2), активный FX (FXa) активирует как PAR1, так и PAR2, а тромбин нацелен на PAR1, PAR3 и PAR4. Расщепление N-концевой последовательности PAR протеазами коагуляции обнаруживает новую N-концевую последовательность, которая действует как связанный лиганд и способствует воспалению.

Мыши с диабетом, лишенные eNOS, как модель диабетической нефропатии человека

Создание надежных доклинических моделей, напоминающих человеческую ДБП, имеет важное значение для изучения новых терапевтических возможностей. На основании данных, показывающих связь между полиморфизмом eNOS и ДБП, несколько исследований показали, что модели с нокаутом eNOS при СД типа I и типа II являются одними из успешных моделей, имитирующих ДБП человека (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2018). Было продемонстрировано, что у мышей с диабетом, индуцированным стрептозотоцином, с отсутствием eNOS развивается тяжелая альбуминурия, мезангиальное расширение, утолщение базальной мембраны клубочков и артериолярный гиалиноз, напоминающий человеческий ДКД (Nakagawa et al. 2007). Аналогичным образом, у мышей с диабетом II типа (db/db), лишенных eNOS, наблюдался тяжелый гломерулосклероз и альбуминурия (Zhao et al. 2006).

Повышенный TF у мышей с диабетом, лишенных eNOS

NO ингибирует образование тромбов и агрегацию тромбоцитов (Walford and Loscalzo 2003). Поскольку образование клубочковых тромбов наблюдалось у мышей с диабетом, лишенных eNOS (Nakagawa et al. 2007), нарушение экспрессии eNOS, вероятно, связано с усилением TF-зависимой коагуляции. Связь между eNOS и TF при DKD рассматривалась в наших предыдущих отчетах (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (рис. 2).

Снижение или отсутствие экспрессии eNOS увеличивает активность почечного ТФ у мышей Акита с диабетом.

Мы охарактеризовали экспрессию TF у диабетических мышей Akita (Ins2Akita/+), модели СД I типа, с различными уровнями экспрессии eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- и eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Мы обнаружили, что тяжесть ДБП была связана со снижением экспрессии eNOS. Экскреция альбумина с мочой, гломерулосклероз и снижение скорости клубочковой фильтрации усугублялись в следующем порядке: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Инс2Акита/+. Интересно, что экспрессия и активность TF в почках были увеличены при eNOS+/-; Ins2Akita/+ и eNOS-/-; Мыши Ins2Akita/+ по сравнению с мышами eNOS+/+; Мыши Ins2Akita/+. Отложение клубочкового фибрина также было заметным при eNOS+/-; Ins2 Акита/+ и eNOS-/-; Мыши Ins2 Akita/+. Кроме того, экспрессия мРНК Tf в почках коррелировала с тяжестью заболевания, экскрецией альбумина с мочой и экспрессией почечных воспалительных цитокинов.