Koagulasjon, proteaseaktiverte reseptorer og diabetisk nyresykdom: Leksjoner fra ENOS-mangelfulle mus

Høyfett diett og mangel på eNOS øker synergistisk TF hos diabetiske mus

Mange studier har vist en sammenheng mellom overvekt og trombose (Samad og Ruf 2013). Til eksamenple, oppregulering av TLR4-NF-kB-banen undermetabolsk sykdomforhold øker TF-nivåene (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero og Calder 2018). Videre induserer mettet fettsyrepalmitat frigjøring av histon H3 via ROS- og JNK-veiavhengige mekanismer og ekstracellulære histoner, som øker TF-ekspresjonen i monocytter (Shrestha et al. 2013). Med fokus på forholdet mellom koagulasjon, eNOS ogdyslipidemi, har vår tidligere studie vist de kombinerte effektene av eNOS-mangel og et fettrikt kosthold på TF-uttrykk (Li et al. 2010). I studien ble eNOS-null-mus behandlet med lavdose STZ for å utvikle DM og ble matet med en fettrik diett. Mangelen på eNOS-uttrykk økte utskillelsen av albumin i urin oghistologiske skader, som ble ytterligere forverret av et fettrikt kosthold. Uttrykket og aktiviteten til TF ble økt i musenyrer på grunn av mangel på eNOS-uttrykk og et fettrikt kosthold i ensynergistisk måte. Interessant nok viste kolokaliseringseksperimenter med en glomerulær monocytt/makrofagmarkør en økning i nivået av immunreaktivt TF.

Nøytraliserende antistoffer mot TF forbedrer betennelse i diabetiske nyrer i eNOS-Knockout-mus

En økning i TF-avhengig koagulasjon er assosiert med økt betennelse (Witkowski et al. 2016). Hemming av det TF-avhengige koagulasjonssystemet ble bedreinflammatoriske sykdommer, slik som LPS-indusert sepsis (Pawlinski et al. 2010). For å belyse årsakssammenhengen mellom betennelse og TF ved DKD, undersøkte vi den kortsiktige effekten av nøytraliserende antistoffer mot TF på betennelse idiabetiske nyrerhos eNOS-mangelfulle mus (Li et al. 2010). Resultatene viste at administrering av anti-TF-antistoffer markant reduserte nyreekspresjonsnivåene av betennelses- og fibroserelaterte gener som Tnfa, Ccl2, Tgfb og Col4 mRNA i musenyrer fire dager etter TF-nøytralisering.

KLIKK HER FOR Å FÅ NATURLIG ORGANISK CISTANCHE EKSTRAKT MED 25 % ECHINACOSIDE OG 9 % ACTEOSIDE FOR NYREFUNKSJON

Supportive Service Of Wecistanche - Den største cistanche-eksportøren i Kina:

E-post:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tlf:+86 15292862950

Handle for flere spesifikasjoner:

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

Koagulasjons-FXa-hemmer forbedrer nyreskade hos diabetiske mus som mangler eNOS

Koagulasjons-FXa, lokalisert nedstrøms for TF/VIIa, bidrar også til betennelse gjennom den PAR-avhengige veien. Dens rolle i DKD har blitt demonstrert i flere dyremodeller. Sumi et al. (2011) viste at fondaparinux, en FXa-hemmer, reduserte urinproteinnivåer, glomerulær hypertrofi og fibrinavsetning i db/db-mus. Den terapeutiske effekten av FXa-hemming hos DKD-mus som mangler eNOS ble demonstrert av vår gruppe (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/dag), en oral FXa-hemmer, ble administrert til eNOS-/-; Ins2Akita/+ mus i tre måneder, og resultatene viste forbedring av histologiske skader, slik som mesangial matriseproliferasjon. Ekspresjonsnivåene av inflammatoriske gener i nyrene ble redusert med edoksaban (tabell 1). FXa aktiverer både PAR1 og PAR2. For å belyse mekanismen for FXa-mediert nyreskade, demonstrerte vi at de antiinflammatoriske effektene av FXa-hemmere ligner på de som finnes i PAR2-/- mus og PAR2-/- mus med FXa-hemmere . Disse funnene antydet at FXa sannsynligvis forårsaket betennelse gjennom en PAR2-avhengig mekanisme i DKD. Derimot forbedret redoksforbudet ikke glomerulær skade i eNOS+/+; Ins2Akita/+ mus, noe som tyder på at den terapeutiske effekten av FXa-hemming var assosiert med eNOS-avhengig hyperkoagulabilitet i type Idiabetiske mus.

Andre koagulasjonsfaktorer i DKD

Fordi trombin retter seg mot PAR1, som utvikler segvaskulær betennelse(Chen og Dorling 2009),trombin forverrer sannsynligvis DKD. Imidlertid er de beskyttende eller skadelige rollene til trombin i DKD-patogenesen vist; lavdose trombin (50 pM) forhindret, mens høydose trombin (20 nM) forverret,glukoseindusert apoptosei podocytter (Wang et al. 2011b). Effekten av trombinhemmere som dabigatran på diabetiske mus som mangler eNOS bør belyses i fremtiden.

Fibrinogen er involvert i ulikeinflammatoriske tilstander. Interessant nok var delvis reduksjon eller fravær av fibrinogen gunstig for nyreiskemi-reperfusjonsmodeller eller obstruktiv nyrefibrose (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Fordi glomerulær fibrinavsetning er økt hos diabetiske mus som mangler eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), som belyser dens rolle iDKD patogenesefortjener videre forskning.

Uttrykk av PAR1 og PAR2 i diabetiske mus som mangler eNOS

Økt uttrykk for PAR er assosiert med nyreskade. Vi og andre har vist at ekspresjonsnivåene av Par1 og/eller Par2 mRNA ble økt i dyremodeller med diabetisk nefropati, adenin-indusert nyreskade, obstruktiv nyrefibrose og cisplatin-indusert nyreskade (Chung et al. 2013; Hayashi et al. al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). Videre ble glomerulære PAR2-proteinnivåer økt i db/db-mus, en modell av type II DM (Sumi et al. 2011). Vi demonstrerte sammenhengen mellom PAR-uttrykk og eNOS-mangel hos diabetiske mus (Oe et al. 2016). Ekspresjonsnivået til Par1 mRNA var signifikant høyere i eNOS−/−; Ins2Akita/+ mus enn i eNOS−/−; Ins2Akita/+ og ikke-DM mus. Tilsvarende var uttrykket av Par2 signifikant høyere i eNOS−/−; Ins2Akita/+ mus enn i ikke-DM mus. Derimot skilte ikke Par4 mRNA-nivåer seg mellom genotypene. Mangel på eNOS forverrer betennelse ved DKD (Wang et al. 2011a). Fordi pro-inflammatoriske cytokiner angivelig øker PARs (Nystedt et al. 1996), induserer forhøyet betennelse forårsaket av mangel på eNOS sannsynligvis renal Pars-ekspresjon i DKD. Samlet antydet resultatene av våre studier at ekspresjonsnivåene av PAR1 og PAR2, lik tilfellet med TF, ble økt i diabetiske nyrer når eNOS manglet (fig. 2).

PAR2-sletting Forbedret diabetisk nyre

Skade hos mus med redusert eNOS

Vi og andre har tatt opp rollen til PAR2 i DKD i tidligere studier. Par2-delesjon påvirket ikke glomerulær skade hos diabetiske villtype Akita-mus (Ins2Akita/+) med eNOS (Oe et al. 2016). Videre viste STZ-induserte diabetiske mus som mangler PAR2 redusert albuminuri sammenlignet med diabetiske villtypemus, men økt gjennomsnittlig målutvidelse (Waasdorp et al. 2017). Samlet viser disse resultatene at det ikke er noen eller milde terapeutiske effekter av PAR2-hemming på nyreskade i de tidlige og milde modellene av DKD. Derimot har vi demonstrert effekten av PAR2-mangel på DKD hos diabetiske Akita-mus med redusert ekspresjon av eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). Mangelen på PAR2 reduserte nivåene av urinalalbuminutskillelse, mesangial ekspansjon og tykkelsen av GBM betydelig. Ekspresjonsnivåene av pro-inflammatoriske og fibroserelaterte gener, inkludert Tnfa, Tgfb og Col4, ble også redusert i musenyrer. Disse funnene tyder på at PAR2 er patogen ikke tidlig, men i den relativt avanserte diabetiske glomerulære skaden forårsaket av eNOS-mangel (tabell 1).

Dobbel blokade av PAR1 og PAR2 i diabetiske mus med redusert eNOS

Vi har vist at PAR1 og PAR2 i samarbeid bidrar til DKD-patogenese (Mitsui et al. 2020). I denne studien ble Akita-hannlige type I diabetiske mus heterozygote for eNOS (Ins2Akita/+; eNOS+/-) brukt som en modell av DKD. Disse musene ble behandlet med bærer, PAR1-antagonist (E5555, 60 mg/kg/dag), PAR2-antagonist (FSLLRY, 3 mg/kg/dag) eller E5555 + FSLLRY i 4 uker. Administrering av PAR1- eller PAR2-antagonisten alene svekket glomerulær skade, slik som mesangial ekspansjon og kollagen IV-avsetning, sammenlignet med administrering av en bærer. Synergistiske terapeutiske effekter av både PAR1- og PAR2-hemming ble observert, og urinalbumin-til-kreatinin-forholdet ble signifikant redusert når både PAR1 og PAR2 ble blokkert med E5555 + FSLLRY sammenlignet med vehikeladministrasjonen. Videre, dobbel blokade av PAR1 og PAR2 av E5555 + FSLLRY synergistisk lindret histologisk skade, inkludert mesangial ekspansjon, glomerulær makrofaginfiltrasjon og avsetning av type IV kollagen. Ekspresjonsnivåene av betennelses- og fibroserelaterte gener i nyrene ble også redusert (tabell 1).

Vi fokuserte på de pro-inflammatoriske effektene av PAR1- og PAR2-agonister på humane endotelceller (Mitsui et al. 2020). Resultatene viste at stimulering med både PAR1 og PAR2 agonister synergistisk økte ekspresjonsnivåene av MCP1 og PAI1 mRNA. Effekten av PAR1-agonisten ble blokkert av en NF-KB-hemmer, mens effekten av PAR2-agonisten ble blokkert av NF-kB- og MAPK-hemmere. Samlet bidrar PAR1 og PAR2 i samarbeid til vaskulær betennelse og DKD gjennom ulike signalveier (fig. 3).

Konklusjon

I denne anmeldelsen fokuserte vi på forholdet mellom koagulasjonsprotease-PAR-veien og eNOS-mangel hos diabetiske mus. Lav produksjon av eNOS er knyttet til hyperkoagulabilitet og økt PAR-signalering, som er skadelig for DKD. Disse funnene kan indikere deres patologiske roller i den avanserte eller senere fasen av DKD (f.eks. med nyresvikt og/eller massiv proteinuri). Orale FXa-hemmere er mye brukt for å forebygge trombose (Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015). Bruken deres i behandlingen av DKD er et lovende alternativ. Videre kan noen PAR1-antagonister, inkludert atopaxar og vorapaxar, brukes i blodplatehemmende behandling for å forebygge akutt koronarsyndrom (Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012). I tillegg er det bemerkelsesverdig fremgang i utviklingen av PAR2-antagonister (Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018), og de kan være nye terapeutiske alternativer for å behandle pasienter med DKD.

Anerkjennelser

Denne studien ble støttet av Gonryo Medical Foundation. Vi vil gjerne takke Editage (https://www. editage.com) for engelskspråklig redigering.

Interessekonflikt Forfatterne erklærer ingen interessekonflikt.

Referanser

Afkarian, M., Sachs, MC, Kestenbaum, B., Hirsch, IB, Tuttle, KR, Himmelfarb, J. & de Boer, IH (2013) Nyresykdom og økt dødelighetsrisiko ved type 2 diabetes.J. Am. Soc. Nephrol., 24, 302-308. 

Azushima, K., Gurley, SB & Coffman, TM (2018) Modellering av diabetisk nefropati hos mus.Nat. Rev. Nephrol., 14, 48-56. Brosius, FC, Alpers, CE, Bottinger, EP, Breyer, MD, Coffman, TM, Gurley, SB, Harris, RC, Kakoki,

M., Kretzler, M., Leiter, EH, Levi, M., McIndoe, RA, Sharma, K., Smithies, O., Susztak, K., et al. (2009) Musemodeller av diabetisk nefropati.J. Am. Soc. Nephrol., 20, 2503-2512. Camerer, E., Huang, W. & Coughlin, SR (2000) Vevsfaktor og faktor X-avhengig aktivering av proteaseaktivert reseptor 2 av faktor VIIa.Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 5255-5260. 

Chen, D. & Dorling, A. (2009) Kritiske roller for trombin ved akutt og kronisk betennelse.J. Thromb. Haemost., 7 Suppl 1, 122-126. Cheng, H., Wang, H., Fan, X., Paueksakon, P. & Harris, RC (2012) Forbedring av endotelial nitrogenoksidsyntaseaktivitet forsinker progresjonen av diabetisk nefropati hos db/db-mus.Nyre Int., 82, 1176-1183. Cheng, RKY, Fiez-Vandal, C., Schlenker, O., Edman, K., Aggeler, B., Brown, DG, Brown, GA, Cooke, RM, Dumelin, CE, Doré, AS, Geschwindner, S. , Grebner, C., Hermansson, NO, Jazayeri, A., Johansson, P., et al. (2017) Strukturell innsikt i allosterisk modulering av proteaseaktivert reseptor 2.

Natur, 545, 112-115. Chung, H., Ramachandran, R., Hollenberg, MD & Muruve, DA (2013) Proteinase-aktivert reseptor-2 transaktivering av epidermal vekstfaktorreseptor og transformerende vekstfaktor- reseptorsignalveier bidrar til nyrefibrose.J. Biol. Chem., 288, 37319-37331. Coughlin, SR (2005) Protease-aktiverte reseptorer i hemostase, trombose og vaskulær biologi.J. Thromb. Haemost., 3, 1800-1814. Craciun, FL, Ajay, AK, Hoffmann, D., Saikumar, J., Fabian, SL,

Bijol, V., Humphreys, BD & Vaidya, VS (2014) Farmakologisk og genetisk uttømming av fibrinogen beskytter mot nyrefibrose.Er. J. Physiol. Renal Physiol., 307, 

F471- 484. Cunningham, MA, Rondeau, E., Chen, X., Coughlin, SR, Hold sworth, SR & Tipping, PG (2000) Proteaseaktivert reseptor 1 medierer trombinavhengig, cellemediert nyrebetennelse ved halvmåneglomerulonefritt.J. Exp. Med., 191, 455-462.