ينظم المحور YY الكلوي 1- KIM 1- DR5 تطور إصابات الكلى الحادة

يتم تشخيص إصابة الكلى الحادة (إصابة الكلى الحادة ، AKI) في أكثر من 10 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم كل عام ، مما يتسبب في وفاة ما يقرب من 1.7 مليون شخص ويهدد حياة الناس وصحتهم بشكل خطير [1 ، 2]. يعتبر نقص التروية - ضخه وانسداد مجرى البول الناجم عن العملية السريرية من الأسباب المهمة لإصابة الكلى الحادة [3] ؛ قد تحدث إصابة الكلى الحادة أيضًا عن طريق استخدام العديد من الأدوية ، مثل الأدوية المضادة للالتهابات [4]. غالبًا ما تؤدي إصابة الكلى الحادة إلى زيادة المصفوفة خارج الخلية ، وضمور الأنبوب الكلوي ، وموت الخلايا ، مما يؤدي إلى اختلال وظيفي كلوي وضرر لا رجعة فيه في الكلى ، مما يؤدي إلى الإصابة بمرض الكلى المزمن الحاد [5] ويتطور في النهاية إلى مرض كلوي في المرحلة النهائية. خطر الإصابة بمرض الكلى المزمن CKD في المرضى الذين يعانون من إصابات الكلى الحادة هو 8 مرات من الأشخاص الأصحاء ، وخطر الموت لجميع الأسباب هو ضعف خطر الموت للأشخاص الأصحاء [6]. إصابة الكلى الحادة لها معدل مراضة مرتفع ومعدل وفيات مرتفع ، مما يهدد صحة الإنسان بشكل خطير. ومع ذلك ، فإن الآلية المرضية معقدة ولا توجد استراتيجية علاج دوائي فعالة [7 ، 8]. لإجراء بحث حول أهدافه العلاجية الرئيسية وتصميم العقاقير العلاجية وفقًا لذلك ، فإن له أهمية مهمة في البحث الأساسي والتحول السريري.

انقر لاستخراج مستخلص tubulosa لمرض الكلى

في 17 تموز (يوليو) 2023 ، نشر البروفيسور تشنغ لينغ من جامعة ووهان ، مع البروفيسور هوانغ كون والأستاذ المساعد تشين هونغ من كلية تونغجي للصيدلة بجامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا ، ورقة بعنوان "A renal YY 1- KIM 1- ينظم محور DR5 تطور الكلى الحادة "في Nature Communications. يكشف بحث الإصابات عن آلية عمل جزيء KIM1 المصاب بإصابة الكلى في إصابة الكلى الحادة ويصمم الببتيدات المضادة من خلال أهداف التدخل.

جزيء إصابة الكلى KIM1 هو بروتين سكري عبر الغشاء يتم التعبير عنه بشكل أساسي في الكلى ، ومستوى تعبيره منخفض في ظل الظروف الفسيولوجية [9]. لذلك ، تمت الموافقة عليه من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية كواسم حيوي مبكر لأمراض الكلى المختلفة [10]. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأنه يتم التعبير عن KIM1 في الخلايا الظهارية ، فيمكنه التوسط في مجموعة متنوعة من نقل الإشارات خارج الخلية ولعب مجموعة متنوعة من التأثيرات وقد تم الإبلاغ عن مشاركته في العديد من الأنشطة الفسيولوجية والمرضية مثل غزو الفيروس والاستجابة المناعية وتلف الأنسجة و إصلاح ، وتطوير الورم [11 ، 12]. ما الدور الذي يلعبه جزيء KIM1 في تطور إصابة الكلى الحادة؟ ما هي آلية العمل الجزيئية المحددة؟ هل يمكن استخدام تثبيط KIM1 وجزيئاته المؤثرة اللاحقة كعلاج لإصابة الكلى الحادة؟ كيف تصمم عقاقير علاج اصابات الكلى الحادة وفقا لذلك؟ هذه السلسلة من القضايا العلمية الهامة لا تزال بحاجة إلى مزيد من البحث.

ويرد أدناه مخطط مبسط لهيكل KIM1 (الشكل 1 أ). وجد الباحثون أن KIM1 تم تنظيمه بشكل كبير في نموذج AKI (الشكل 1 ب-د). في الخلايا الطلائية الأنبوبية الكلوية التي تفرط في التعبير عن KIM1 ، يمكن أن يؤدي التحفيز باستخدام السيسبلاتين إلى تعزيز موت الخلايا المبرمج الناجم عن السيسبلاتين وزيادة تنظيم العوامل الالتهابية ؛ يمكن أن يخفف KIM1 بالضربة القاضية من موت الخلايا المبرمج الناجم عن السيسبلاتين ويمنع التعبير عن العوامل الالتهابية (الشكل 1e-h). وجدت دراسات أخرى أن الإفراط في التعبير عن KIM1 قد عزز بوليميريز بوليميريز 1 الناجم عن السيسبلاتين (بوليميراز بولي ADP-ريبوز 1 ، PARP1) وفسفرة p53 ، وموت الخلايا المبرمج المتفاقم ؛ خروج المغلوب KIM1 يمنع انقسام PARP1 وفسفرة p53 الناجم عن سيسبلاتين (الشكل 1i-j). تشير النتائج المذكورة أعلاه مجتمعة إلى أن KIM1 قد يؤثر على تلف الخلايا الناجم عن السيسبلاتين عن طريق تعزيز موت الخلايا المبرمج.

تم تنظيم الشكل 1 KIM1 بشكل كبير وتفاقم الاستجابات الالتهابية والاستماتة بعد AKI

أثبتت تجارب Co-IP و FRET أن هناك ارتباطًا بين KIM1 و DR5 ، وأن الارتباط بين KIM1 و DR5 يميل إلى التعزيز في ظل ظروف التلف (الشكل 2 أ-د). تم تنظيم DR5 بشكل كبير بعد إصابة الكلى وكان له توطين مشترك واضح مع KIM1 (الشكل 2 هـ ، و). ضربة قاضية لـ DR5 محمية ضد موت الخلايا المبرمج الناجم عن السيسبلاتين والذي يتفاقم بواسطة KIM1 (الشكل 2g). يعزز التعبير المفرط لـ KIM1 قلة قلة القلة DR5 التي يسببها سيسبلاتين ، والتي تتجلى على أنها إشارة فريت محسّنة ؛ بينما تمنع ضربة قاضية KIM1 قلة قلة DR5 التي يسببها سيسبلاتين ، والتي تتجلى من خلال انخفاض إشارة FRET (الشكل ح ، ط). أظهرت نتائج التحليل الكهربائي للهلام غير المتحول للطبيعة أنه في ظل تحفيز السيسبلاتين ، شجع الإفراط في التعبير عن KIM1 على تكوين أوليغومرات عالية الوزن الجزيئي DR5 (أوليغومرات عالية الترتيب) ، وضربة قاضية KIM1 تمنع تكوين أوليغومرات عالية الوزن الجزيئي DR5 (الشكل 1). ي ، ك). وجدت دراسات أخرى أن KIM1 يمكن أن يرتبط بالطول الكامل لـ DR5 و DR5ΔTMH و DR5ΔCytD ، ولكن ليس بـ DR5ΔECD ، مما يشير إلى أن ECD هو الجزء الرئيسي لـ DR5 لربط KIM1 (الشكل 2l). في الوقت نفسه ، تم التعبير عن الاقتطاعات ذات الصلة بـ KIM 1- (Ig V ، Mucin ، TM plus CytD) والطول الكامل لـ DR5 ، وتم العثور على مقطع KIM1 Ig V ليكون الجزء الرئيسي لربطه بـ DR5 . يقترح أن KIM1 يشجع DR5 قليل القلة تحت تحفيز سيسبلاتين.

الشكل 2 يرتبط KIM1 بـ DR5 ويعزز قلة القلة

في نموذج الماوس AKI الناجم عن السيسبلاتين ، كان لدى فئران Kim1 بالضربة القاضية للنبيبات الكلوية (Kim1Ksp-KO) مستويات أقل من الكرياتينين في الدم والنيتروجين في الدم مقارنة بالفئران WT ، وتم تقليل إفراز الخلايا الظهارية الأنبوبية الكلوية وتمدد التجويف. أظهر أن فئران Kim1Ksp-KO تعرضت لضرر أقل (الشكل 3 أ-ج). أدى الضربة القاضية الخاصة بالكلى لـ Kim1 إلى منع تنشيط Caspase 3 و 8 و 9 (الشكل ثلاثي الأبعاد) ، مما يشير إلى أن مسار الإشارة في اتجاه مجرى DR5 قد تم تثبيته. تم تقليل التلوين الإيجابي للكلية TUNEL لفئران Kim1Ksp-KO بشكل ملحوظ مقارنةً بفئران WT (الشكل 3 هـ) ، مما يشير إلى أن ضربة قاضية Kim1 خففت من موت الخلايا المبرمج الناجم عن السيسبلاتين على مستوى الماوس. في الوقت نفسه ، حالت الضربة القاضية الخاصة بالأنابيب من Kim1 دون تكوين أوليغومرات DR5 عالية الوزن الجزيئي (الشكل 3f). علاوة على ذلك ، تم الحصول على نفس الاستنتاج في نموذج الماوس AKI الناجم عن bIRI ، أي الضربة القاضية الخاصة بالأنابيب من Kim1 التي خففت إصابة الكلى التي يسببها البيري عن طريق تثبيط إشارات موت الخلايا المبرمج في اتجاه DR5 (الشكل 3 جم - لتر). تشير هذه النتائج إلى أن الضربة القاضية الخاصة بالأنابيب من Kim1 تخفف من التهاب المفاصل الروماتويدي الناجم عن السيسبلاتين ونقص التروية.

الشكل 3 الضربة القاضية الخاصة بنبيب الكلى من Kim1 تخفف AKI الناجم عن سيسبلاتين ونقص التروية - ضخه

بالنسبة لموقع الربط بين KIM1 و DR5 ، تم استخدام AlphaFold2 و Human KIM 1- DR5 PPI لفحص الببتيدات المضادة ودمجها مع التحقق من الخلية ، تم الحصول على الببتيد المضاد P2 (الشكل 4 أ ، ب). يمكن أن يمنع P2 التعبير عن الجزيئات المرتبطة بالتلف وتنشيط Caspase3 و 8 و 9 الناجم عن السيسبلاتين ، ويعزز التعبير عن الجزيئات المضادة للاستماتة (الشكل 4 ج ، د). أظهرت دراسات أخرى أن P2 الموسوم بعلامات FAM 5 '(6) مشترك مترجمة مع KIM1 و DR5 في نموذج ماوس AKI الناجم عن السيسبلاتين (الشكل 4 هـ). في نموذج حيواني من AKI الناجم عن السيسبلاتين ، أدى حقن الوريد الذيل لـ P2 إلى تحسن كبير في وظائف الكلى وفي نفس الوقت خفف الضرر المرضي الكلوي (الشكل 4f-h). P2 منع بشكل كبير التنشيط الناجم عن السيسبلاتين لـ Caspase3 و 8 و 9 وتحسين موت الخلايا المبرمج الناجم عن السيسبلاتين (الشكل 4 ط ، ي). أظهرت نتائج Co-IP في أنسجة الكلى أن P2 يمكن أن يمنع ارتباط KIM1 بـ DR5 تحت تحفيز سيسبلاتين (الشكل 4 كيلو). أشارت النتائج المذكورة أعلاه إلى أنه في ظل إصابة سيسبلاتين ، يمكن أن يصل P2 إلى موقع التفاعل بين KIM1 و DR5 ، ويمنع الجمع بين KIM1 و DR5 ، وبالتالي تثبيط موت الخلايا المبرمج وتحسين AKI.

الشكل 4 يتداخل الببتيد المضاد P2 مع تفاعل KIM 1- DR5 للتخفيف من إصابة الكلى الحادة

الشكل 5 YY 1- KIM 1- يعزز محور DR5 تطوير القصور الكلوي الحاد وإستراتيجيات العلاج المحتملة

خاتمة المادة ومناقشتها والإلهام والتوقعات

باختصار ، استخدمت هذه الدراسة قاعدة بيانات التنبؤ بعامل النسخ ، جنبًا إلى جنب مع طرق البروتينات ، للكشف عن الشبكة التنظيمية الأولية وجزيئات المستجيب المصب لـ KIM1 في حالة إصابة الكلى ، واقترحت لأول مرة أن "YY {{1} } KIM 1- محور DR5 "قد يتطور في AKI ويلعب دورًا مهمًا (الشكل 5). في ظل الظروف الفسيولوجية ، يحافظ YY1 على مستوى عالٍ ويعمل كمثبط نسخي لـ KIM1. في هذا الوقت ، مستوى تعبير KIM1 منخفض. في حالة إصابة الكلى ، يتم تنظيم YY1 بشكل منخفض ، ويتم تحرير قمعه النسخي لـ KIM1 جزئيًا ، ويتم تنظيم مستوى KIM1. يرتبط KIM1 المنظم بدرجة عالية بـ DR5 ، وهو جزيء رئيسي ينظم موت الخلايا المبرمج ، ويعزز قلة القلة ، وينشط تفاعل كاسباس المتتالي ، ويحفز موت الخلايا المبرمج ، ويؤدي إلى تفاقم القصور الكلوي الحاد.

تقدم هذه الدراسة فكرة جديدة وهدفًا جديدًا لعلاج القصور الكلوي الحاد. من خلال بناء فأر Kim1 بالضربة القاضية خاص بنبيب الكلى (Kim1Ksp-KO) ، وجد أن الضربة القاضية لـ Kim1 يمكن أن تمنع قلة قلة الدم لـ DR5 ، وتمنع موت الخلايا المبرمج ، وتحسن AKI ؛ تم إنشاء نظام فحص الببتيد المضاد باستخدام AlphaFold2 ، وتم الحصول على ببتيدات مثبطة محددة. يمنع الببتيد المضاد P2 تفاعل KIM 1- DR5 ، ويمكن لـ P2 منع توليفة KIM 1- DR5 على مستوى الحيوان وتحسين AKI.