التخثر، ومستقبلات البروتياز، ومرض الكلى السكري: دروس من الفئران التي تعاني من نقص ENOS

سينسيز أكسيد النيتريك البطانيمن المعروف أن الخلل الوظيفي (eNOS) يؤدي إلى تفاقم تطور المرض والتشخيصمرض الكلى السكري(دكد). إحدى الآليات التي يتم من خلالها تحقيق ذلك هي أن انخفاض مستويات eNOS يرتبط بفرط تخثر الدم، مما يعزز إصابة الكلى. في سلسلة التخثر الخارجية، يؤدي عامل الأنسجة (العامل III) وعوامل التخثر النهائية، مثل العامل النشط X (FXa)، إلى تفاقم الالتهاب من خلال تنشيط المستقبلات المنشطة للبروتياز (PARs). لقد ثبت مؤخرًا أن نقص أو انخفاض تعبير eNOS في الفئران المصابة بداء السكري، كنموذج لـ DKD المتقدم، يزيد من مستويات عامل أنسجة الكلى وتعبير PAR1 و 2 في كليتيهما. علاوة على ذلك، التثبيط الدوائي أو الحذف الجيني لعوامل التخثر أو PARsالتهاب مخفففي DKD في الفئران التي تفتقر إلى eNOS. في هذه المراجعة، نلخص العلاقة بين eNOS، والتخثر، وPARs ونقترح خيارًا علاجيًا جديدًا لإدارة المرضى الذين يعانون من DKD.

الكلمات الدالة:تصلب الكبيبات السكري. العامل Xa؛اشتعال; عامل الأنسجة

انقر هنا للحصول على مستخلص سيستانش عضوي طبيعي يحتوي على 25% من الإكيناكوسيد و9% أكتيوسايد لوظيفة الكلى.

مقدمة

عدد المصابينمرض الكلى السكري(DKD) يتزايد في جميع أنحاء العالم (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). يعد DKD أحد الأسباب الرئيسية للوفيات لدى المرضى الذين يعانون من مضاعفات مرض السكري (Afkarian et al. 2013). علاوة على ذلك، فإن مرض الكلى المزمن هو مرض تقدمي وهو السبب الرئيسي لمرض الكلى في المرحلة النهائية والذي يتطلب العلاج ببدائل الكلى (Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). في اليابان، يمثل اعتلال الكلية السكري أكثر من 39% من مرضى غسيل الكلى الجدد (Nitta et al. 2020). ولذلك فإن تطويررواية علاجيةالخيارات مطلوبة لإدارة المرضى الذين يعانون من DKD.

النظام في التسبب في DKD. ترتبط فرط تخثر الدم بـ DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). وقد تبين أن ارتفاع مستوى الفيبرينوجين في الدم يرتبط بانخفاض معدل الترشيح الكبيبي المقدر، وارتفاع بروتينية، وإصابة نسيجية شديدة، وكان مؤشرا للتطور إلى مرض الكلى في المرحلة النهائية (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. آل 2018؛ تشانغ وآخرون 2018). أظهرت بعض الدراسات وجود علاقة بين مستوى D-dimer، وهو منتج تحلل الفيبرين، والخلل الكلوي في DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). من المحتمل أن يتم تحديد فرط تخثر الدم في DKD من خلال عوامل متعددة. على سبيل المثال، يقوم نظام الرينين-أنجيوتنسين-الألدوستيرون بتنشيط عامل الأنسجة (TF، العامل III) ويزيد من أحداث التخثر (Dielis et al. 2005). خلاف ذلك، فإن ارتفاع السكر في الدم، أو دسليبيدميا، أو الالتهاب، أو خلل بطانة الأوعية الدموية متورط في الحالة المؤيدة للتخثر في ظل التسبب في مرض DKD (جولدبرج 2009).

يوجد خلل وظيفي في بطانة الأوعية الدموية في مرض DKD والذي يتطور إلى مضاعفات الأوعية الدموية الدقيقة (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). يعد ضعف إنتاج سينسيز أكسيد النيتريك البطاني (eNOS) أو انخفاض نشاط eNOS (على سبيل المثال، ضعف فسفرة eNOS) من العلامات المميزة للخلل الوظيفي البطاني في DKD (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). لقد أظهرنا أن فقدان تعبير eNOS كان مرتبطًا بارتفاع مستوى TF ونشاط نظام التخثر الخارجي (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a)، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بأحداث التخثر لدى المرضى الذين يعانون من الكلى المزمنة الأمراض (كولاتشالاما وآخرون 2018).

بالإضافة إلى ارتفاع خطر حدوث أحداث التخثر، فإن بروتيازات التخثر، مثل العامل النشط FVII (FVIIa)، والعامل النشط (FXa)، والثرومبين، الموجودة في سلسلة التخثر الخارجية، تتوسط في إصابة الأنسجة من خلال مستقبل منشط للبروتياز ( PAR) آلية تعتمد على (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). في هذه المراجعة، قمنا بتلخيص النتائج التي تم الحصول عليها من الفئران المصابة بداء السكري والتي تفتقر إلى eNOS ومناقشة العلاقة بين مسار التخثر-PAR، ومستويات eNOS، والتسبب في DKD.

عامل الأنسجة / مسار مستقبلات البروتياز المنشط

عامل الأنسجة (TF)، المعروف باسم العامل III، هو بروتين عبر الغشاء بقدرة 47 كيلو دالتون يتفاعل مع العامل السابع (FVII) (Grover and Mackman 2018). مجمع TF/FVIIa هو منشط لسلسلة التخثر الخارجية ويحفز تنشيط FX وFIX. يشكل عامل FXa والعامل المساعد المنشط V (FVa) مركبًا تخثريًا يولد الثرومبين. أخيرًا، يحول الثرومبين الفيبرينوجين إلى الفيبرين، مما يؤدي إلى تكوين الجلطات الدموية (Grover and Mackman 2018). يتم التعبير عن TF في كل من خلايا العضلات الملساء الوعائية والخلايا الليفية العرضية. في ظل الظروف الالتهابية، يتم تحفيز التعبير عنه في الخلايا البطانية أو الخلايا المنتشرة مثل الخلايا الوحيدة (Østerud and Bjørklid 2006).

تعد المستقبلات المنشطة للبروتياز (PARs) أعضاء في فصيلة المستقبلات المقترنة بالبروتين G، والتي تضم أربعة بروتينات PAR (PAR1-4). تخضع PARs للانقسام بواسطة البروتياز في نهاية الطرف N ويتم تنشيطها عند الارتباط بطرف N جديد يحتوي على يجند مربوط. يتم تنشيط الأعضاء الأربعة لـ PARs (PAR1-4) بواسطة بروتيازات تخثر محددة: يقوم مركب TF وFVIIa بتنشيط PAR2، والعامل Xa ينشط كلاً من PAR1 وPAR2، والثرومبين ينشط PAR1 وPAR3 وPAR4 (Camerer et al. 2000؛ كوغلين 2005؛ روثماير وروف 2012؛ تشاو وآخرون 2014). تظهر العلاقة بين TF وبروتياز التخثر وPARs في الشكل 1.

من المعروف أن PARs يتم التعبير عنها على نطاق واسع في خلايا الكلى وتشارك في الفيزيولوجيا المرضية لإصابة الكلى. يتم التعبير عن كل من PAR1 وPAR2 في الخلايا البطانية الكبيبية، وخلايا مسراق الكبيبة، والخلايا الأنبوبية الكلوية المشتقة من الإنسان أو الفأر؛ يتم التعبير عن PAR2 وPAR3 وPAR4 في الخلايا البشرية؛ يتم التعبير عن PAR1 وPAR3 وPAR4 في الخلايا الرجلية الفأرية (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

على الرغم من أن الآثار الضارة أو الوقائية لـ PARs فيإصابة الكلىوقد ثبت أن البيانات المتراكمة تشير إلى أن PARs تؤدي إلى تفاقم الالتهاب عن طريق تحفيز إنتاج السيتوكينات والكيماويات (Rothmeier and Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). تمشيا مع هذه النتيجة، تعمل منبهات PAR1 وPAR2 على تعزيز التعبير عن وسطاء الالتهابات، مثل البروتين الكيميائي أحادي الخلية 1 (MCP1) ومثبط منشط البلازمينوجين -1 (PAI-1)، والجزيئات المؤيدة للتليف في الخلايا البطانية. والخلايا الأنبوبية مسراق الكُلى والخلايا الأنبوبية (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). في الدراسات التي أجريت على الجسم الحي، أدى نقص PAR1 أو وجود مثبطات PAR1 إلى تقليل الالتهاب في نماذج التهاب كبيبات الكلى الهلالي أو إصابة الكلى الانسدادية (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). وبالمثل، فإن التأثيرات العلاجية لتثبيط PAR2 في إصابات الكلى كانت مصحوبة بـانخفاض الالتهابفي الكلى (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

تعدد الأشكال سينسيز أكسيد النيتريك البطانية في DKD

سينسيز أكسيد النيتريك البطاني(eNOS) هو أحد الأشكال الإسوية NOS الثلاثة، ويساهم في إنتاج NO في بطانة الأوعية الدموية (Walford and Loscalzo 2003). يلعب NO الذي ينتجه eNOS في بطانة الأوعية الدموية دورًا حاسمًا في تنظيم استرخاء الأوعية الدموية ومكافحة الالتهاب ومنع تكوين الخثرة (Walford and Loscalzo 2003). يرتبط تعبير eNOS الضعيف بتطور DKD. كشفت التحليلات التلوية التي أجريت مؤخرًا على البشر أن جينات G894T (rs1799983)، وC-786T (rs2070744)، وintron 4b/4a ​​(rs869109213) في جينات eNOS (NOS3) ترتبط ارتباطًا وثيقًا بـ تطوير DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). من بين هذه المتغيرات، تم تحديد دور تعدد الأشكال G894T (Glu298Asp) في وظيفة eNOS بشكل جيد. تمت الإشارة إلى انخفاض إنتاج أكسيد النيتروجين أو تراكم النتريت في خلايا CHO المنقولة باستخدام 298Asp مقارنة بتلك التي تحتوي على 298Glu (Noiri et al. 2002). بشكل جماعي، تشير هذه النتائج إلى أن انخفاض إنتاج NO بواسطة خلل eNOS مهم لتطور DKD لدى البشر.

الفئران المصابة بالسكري التي تفتقر إلى eNOS كنموذج لاعتلال الكلية السكري البشري

يعد إنشاء نماذج ما قبل السريرية موثوقة تشبه DKD البشري أمرًا ضروريًا لدراسة الخيارات العلاجية الجديدة. استنادًا إلى الأدلة التي تظهر وجود علاقة بين تعدد أشكال eNOS وDKD، أظهر عدد من الدراسات أن نماذج eNOS الضاربة من النوع الأول والنوع الثاني DM هي بعض النماذج الناجحة التي تحاكي DKD البشري (Brosius et al. 2009; Azuشيما وآخرون آل.2018). لقد ثبت أن الفئران المصابة بداء السكري الناجم عن الستربتوزوتوسين والتي تفتقر إلى eNOS تصاب ببيلة زلالية حادة وتوسع مسراق الكبيبة وسماكة الغشاء القاعدي الكبيبي والتصلب الشرياني الشرياني، مما يشبه DKD البشري (Nakagawa et al. 2007). وبالمثل، أظهرت الفئران المصابة بداء السكري من النوع الثاني (ديسيبل / ديسيبل) التي تفتقر إلى eNOS تصلب كبيبات حاد وبيلة ​​ألبومينية (Zhao et al. 2006).

ارتفاع TF في الفئران المصابة بالسكري التي تفتقر إلى eNOS

NO يمنع تكوين الخثرة وتراكم الصفائح الدموية (Walford and Loscalzo 2003). نظرًا لملاحظة تكوين الخثرة الكبيبية في الفئران المصابة بداء السكري التي تفتقر إلى eNOS (Nakagawa et al. 2007)، فمن المحتمل أن يرتبط ضعف تعبير eNOS بزيادة في التخثر المعتمد على TF. تمت معالجة العلاقة بين eNOS و TF في DKD في تقاريرنا السابقة (Li et al. 2010؛ Wang et al. 2011a؛ Oe et al. 2016) (الشكل 2).

انخفاض أو نقص تعبير eNOS يزيد من نشاط TF الكلوي في فئران أكيتا المصابة بالسكري. لقد ميزنا تعبير TF في الفئران أكيتا (Ins2Akita/+) المصابة بالسكري، وهو نموذج من النوع I DM، مع مستويات تعبير مختلفة من eNOS (eNOS+/+، eNOS+/-). و eNOS-/-) (وانغ وآخرون 2011أ). لقد وجدنا أن شدة DKD كانت مرتبطة بانخفاض تعبير eNOS. تم تفاقم إفراز الألبومين البولي، وتصلب الكبيبات، وانخفاض معدل الترشيح الكبيبي بالترتيب التالي: eNOS+/+؛ Ins2Akita/+ التهاب الكلىتعبير السيتوكين.

النظام الغذائي عالي الدهون ونقص eNOS يعملان على زيادة TF في الفئران المصابة بالسكري

أثبتت العديد من الدراسات وجود علاقة بين السمنة وتجلط الدم (Samad and Ruf 2013). على سبيل المثال، يؤدي تنظيم مسار TLR4- NF-kB في ظل ظروف الأمراض الأيضية إلى زيادة مستويات TF (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero and Calder 2018). علاوة على ذلك، يحفز بالميتات الأحماض الدهنية المشبعة إطلاق هيستون H3 عبر الآليات المعتمدة على مسار ROS وJNK والهستونات خارج الخلية، مما يزيد من تعبير TF في الخلايا الوحيدة (Shrestha et al. 2013). بالتركيز على العلاقة بين تجلط الدم وeNOS وخلل شحوم الدم، أظهرت دراستنا السابقة التأثيرات المجمعة لنقص eNOS واتباع نظام غذائي غني بالدهون على تعبير TF (Li et al. 2010). في الدراسة، عولجت الفئران الخالية من eNOS بجرعة منخفضة من STZ لتطوير مرض السكري وتم إطعامها بنظام غذائي غني بالدهون. أدى عدم وجود تعبير eNOS إلى زيادة إفراز الزلال البولي والإصابات النسيجية، والتي تفاقمت بسبب اتباع نظام غذائي غني بالدهون. تمت زيادة تعبير ونشاط TF في كليتي الفأر بسبب نقص تعبير eNOS واتباع نظام غذائي غني بالدهون بطريقة تآزرية. ومن المثير للاهتمام، أن الزيادة في مستوى TF المناعي تم إثباتها من خلال تجارب التوطين المشترك مع علامة الكريات الأحادية/البلاعم الكبيبية.

تحييد الأجسام المضادة ضد TF يخفف الالتهاب في الكلى المصابة بالسكري في الفئران بالضربة القاضية eNOS

ترتبط الزيادة في التخثر المعتمد على TF بزيادة الالتهاب (Witkowski et al. 2016). تم تحسين تثبيط نظام التخثر المعتمد على TFالأمراض الالتهابية، مثل الإنتان الناجم عن LPS (Pawlinski et al. 2010). لتوضيح العلاقة السببية بين الالتهاب ومرض TF في DKD، قمنا بفحص التأثير قصير المدى لتحييد الأجسام المضادة ضد TF على التهاب الكلى المصابة بالسكري في الفئران التي تعاني من نقص eNOS (Li et al. 2010). أظهرت النتائج أن تناول الأجسام المضادة لـ TF قلل بشكل ملحوظ من مستويات التعبير الكلوي للجينات المرتبطة بالالتهاب والتليف مثل Tnfa، وCcl2، وTgfb، وCol4 mRNA في كليتي الفأر بعد أربعة أيام من تحييد TF.

مثبط تخثر الدم FXa يخفف من إصابة الكلى لدى الفئران المصابة بداء السكري والتي تفتقر إلى eNOS

يساهم التخثر FXa، الموجود أسفل TF/VIIa، أيضًا في حدوث الالتهاب من خلال المسار المعتمد على PAR. لقد تم توضيح دوره في DKD في العديد من النماذج الحيوانية. سومي وآخرون. (2011) أظهر أن fondaparinux، وهو مثبط FXa، قلل من مستويات البروتين البولي، وتضخم الكبيبات، وترسب الفيبرين في الفئران ديسيبل / ديسيبل. تم توضيح التأثير العلاجي لتثبيط FXa في الفئران DKD التي تفتقر إلى eNOS من قبل مجموعتنا (Oe et al. 2016). تم إعطاء Edoxaban (50 مجم / كجم / يوم) ، وهو مثبط FXa عن طريق الفم ، إلى eNOS-/- ؛ Ins2Akita/+ الفئران لمدة ثلاثة أشهر، وأظهرت النتائج تحسنًا في الإصابات النسيجية، مثل تكاثر مصفوفة مسراق الكبيبة. تم تقليل مستويات التعبير عن الجينات الالتهابية في الكلى بواسطة الإدوكسابان (الجدول 1). يقوم FXa بتنشيط كلاً من PAR1 وPAR2. لتوضيح آلية إصابة الكلى بوساطة FXa، أثبتنا أن التأثيرات المضادة للالتهابات لمثبطات FXa تشبه تلك الموجودة في PAR2-/- الفئران وPAR2-/- الفئران مع مثبطات FXa . تشير هذه النتائج إلى أن عامل FXa ربما تسبب في حدوث التهاب من خلال آلية تعتمد على PAR2-في DKD. في المقابل، لم يحسن الإدوكسابان الإصابة الكبيبية في eNOS+/+؛ Ins2Akita/+ الفئران، مما يشير إلى أن التأثير العلاجي لتثبيط FXa كان مرتبطًا بفرط تخثر الدم المعتمد على eNOS في الفئران المصابة بداء السكري من النوع الأول.

عوامل التخثر الأخرى في DKD

نظرًا لأن الثرومبين يستهدف PAR1، الذي يؤدي إلى تطور التهاب الأوعية الدموية (Chen and Dorling 2009)، فمن المحتمل أن يؤدي الثرومبين إلى تفاقم DKD. ومع ذلك، فقد تم إثبات الأدوار الوقائية أو الضارة للثرومبين في التسبب في مرض DKD؛ تم منع جرعة منخفضة من الثرومبين (50 ميكرومتر)، في حين أن جرعة عالية من الثرومبين (20 نانومتر) أدت إلى تفاقم موت الخلايا المبرمج الناجم عن الجلوكوز في الخلايا الرجلية (Wang et al. 2011b). ينبغي توضيح تأثيرات مثبطات الثرومبين مثل دابيجاتران على الفئران المصابة بداء السكري والتي تفتقر إلى eNOS في المستقبل.

ويشارك الفيبرينوجين في حالات التهابية مختلفة. ومن المثير للاهتمام أن التخفيض الجزئي أو غياب الفيبرينوجين كان مفيدًا لنماذج نقص تروية الكلى أو تليف الكلى الانسدادي (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). نظرًا لزيادة ترسب الفيبرين الكبيبي في الفئران المصابة بداء السكري التي تفتقر إلى eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a)، فإن توضيح دوره في التسبب في DKD يستحق المزيد من البحث.

التعبير عن PAR1 وPAR2 في الفئران المصابة بداء السكري التي تفتقر إلى eNOS

ترتبط زيادة التعبير عن PARs بإصابة الكلى. لقد أثبتنا نحن وآخرون أن مستويات التعبير عن Par1 و/أو Par2 mRNA قد زادت في النماذج الحيوانية المصابة باعتلال الكلية السكري، وإصابة الكلى الناجمة عن تسعة، والتليف الكلوي الانسدادي، وإصابة الكلى الناجمة عن السيسبلاتين (Chung et al. 2013; Hayashi). وآخرون 2016؛ أوي وآخرون 2016؛ واتانابي وآخرون 2019). علاوة على ذلك، تمت زيادة مستويات البروتين الكبيبي PAR2 في الفئران ديسيبل/ديسيبل، وهو نموذج من النوع الثاني DM (سومي وآخرون 2011). لقد أظهرنا العلاقة بين تعبير PAR ونقص eNOS في الفئران المصابة بداء السكري (Oe et al. 2016). كان مستوى التعبير عن Par1 mRNA أعلى بكثير في eNOS -/−؛ الفئران Ins2Akita/+ مقارنة بـ eNOS−/−؛ Ins2Akita/+ والفئران غير DM. وبالمثل، كان التعبير عن Par2 أعلى بكثير في eNOS -/−؛ Ins2Akita/+ الفئران مقارنة بالفئران غير DM. في المقابل، لم تختلف مستويات Par4 مرنا بين الأنماط الجينية. يؤدي نقص eNOS إلى تفاقم الالتهاب في DKD (Wang et al. 2011a). نظرًا لأن السيتوكينات المؤيدة للالتهابات تزيد من PARs (Nystedt et al. 1996) ، فإن الالتهاب المرتفع الناجم عن نقص eNOS من المحتمل أن يؤدي إلى تعبير Pars الكلوي في DKD. بشكل جماعي، أشارت نتائج دراساتنا إلى أن مستويات التعبير عن PAR1 وPAR2، على غرار حالة TF، قد زادت في الكلى المصابة بالسكري عندما كان نقص eNOS (الشكل 2).

أدى حذف PAR2 إلى تحسين إصابة الكلى المصابة بالسكري في الفئران مع انخفاض eNOS

لقد تناولنا نحن وآخرون دور PAR2 في DKD في الدراسات السابقة. لم يؤثر حذف Par2 على الإصابة الكبيبية في فئران أكيتا المصابة بداء السكري من النوع البري (Ins2Akita/+) مع eNOS (Oe et al. 2016). علاوة على ذلك، أظهرت الفئران المصابة بداء السكري المستحثة بـ STZ والتي تفتقر إلى PAR2 انخفاضًا في بيلة الألبومين مقارنة بالفئران البرية المصابة بداء السكري، ولكنها أظهرت زيادة في توسع مسراق الكبيبة (Waasdorp et al. 2017). بشكل جماعي، توضح هذه النتائج أنه لا توجد آثار علاجية خفيفة لتثبيط PAR2 على إصابة الكلى في النماذج المبكرة والمعتدلة من DKD. في المقابل، أظهرنا آثار نقص PAR2 على DKD في فئران أكيتا المصابة بداء السكري مع انخفاض التعبير عن eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). أدى نقص PAR2 إلى انخفاض كبير في مستويات إفراز الزلال البولي وتوسع مسراق الكبيبة وسمك GBM. كما انخفضت مستويات التعبير عن الجينات المؤيدة للالتهابات والمرتبطة بالتليف، بما في ذلك Tnfa وTgfb وCol4، في كليتي الفأر. تشير هذه النتائج إلى أن PAR2 مسبب للأمراض ليس في وقت مبكر، ولكن في إصابة الكبيبات السكري المتقدمة نسبيًا الناجمة عن نقص eNOS (الجدول 1).

الخدمة الداعمة لشركة Wecistanche - أكبر مصدر للسيستانش في الصين:

البريد الإلكتروني:wallence.suen@wecistanche.com

واتساب/هاتف:+86 15292862950

تسوق لمزيد من تفاصيل المواصفات:

https://www.xjcistanche.com٪2FCISTANCHE-shop