Connexin 43: Et mål for behandling av betennelse i sekundære komplikasjoner av nyre og øye ved diabetes Ⅱ

2. Målretting av inflammasjon i mikrovaskulære komplikasjoner av diabetes

Medvirkende til patogenesen av diabetes og dens komplikasjoner, har målrettet antiinflammatorisk terapi blitt foreslått for både forebygging og behandling av diabetes og har blitt grundig gjennomgått [54–56]. Kjent for å underbygge sykdomsprogresjon over flere aldersassosierte tilstander, f.eks. diabetes [55], fedme [25] og aldersrelatert makuladegenerasjon [57], har nylig oppmerksomhet fokusert på utformingen av farmakologiske forbindelser som blokkerer viktige inflammatoriske kandidater, som f. nod-like receptor protein 3 (NLRP3) inflammasom (f.eks. MCC950) [58], endringer i cellefenotype (f.eks. senolytika) [59] eller cellefunksjon (f.eks. natrium-glukose co-transporter-2 hemmere: SGLT2i) [60–62].

NY URTERFORMULERING FORANTI-INFLAMMATORISK TERAPI

NLRP3-inflammasomet har blitt referert til som 'betennelsens gretten gamle mann' [63] og er knyttet til en rekke inflammatoriske tilstander, inkludert aterosklerose [64], Alzheimers sykdom [27], inflammatorisk tarmsykdom [65] og ikke- alkoholisk steatohepatitt [66]. Det er oppregulert i immun- og epitelceller på tvers av forskjellige vevstyper, der aktivering kulminerer i utskillelse av pro-inflammatoriske mediatorer, interleukin-1 (IL1) og interleukin-18 (IL18). I sin tur aktiverer disse tumornekrosefaktor-alfa (TNF ) og interleukin-6 (IL6), som begge viser økte serumnivåer med alder og sykdom og medierer betennelse/fibrose i flere sekundære komplikasjoner av diabetes [67–71 ]. Siden kroniske betennelsestilstander forsterkes og videreføres av inflammasomveien, er det ikke overraskende at blokkering av NLRP3-inflammasomet direkte (f.eks. MCC950) lindrer betennelse på tvers av flere aldersassosierte sykeligheter [60,68,72].

Til tross for disse oppmuntrende observasjonene, har teppeblokkering av en kompleks integrert del av den medfødte immunresponsen blitt møtt med bekymring. Aktivert av både skadeassosierte molekylære mønstre (DAMPs) og patogenassosierte molekylære mønstre (PAMPs), medierer NLRP3-inflammasomet både steril og ikke-steril betennelse [73]. Følgelig, mens hemming av NLRP3-inflammasom kan beskytte mot steril betennelse indusert av endogene skadelige stimuli, kan dette gjøre individer mottakelige for skade der PAMP-assosiert mikrobiell infeksjon ikke klarer å fremkalle en respons [74,75]. Likevel, siden NLRP3 har blitt identifisert som en nøkkelmediator for betennelse i over 80 forskjellige skademodeller [76–80], er det ikke overraskende at forskjellige forbindelser har gått inn i kliniske studier, f.eks. Inzomelid (NCT04015076), IFM{{12 }} (DFV890) (NCT04382053) og Dapansutrile (OLT1177) (NCT04540120) [81]. Til tross for dette har et medikament som lykkes med NLRP3 ennå ikke nådd sitt primære endepunkt, en observasjon forsterket av vår mangel på kunnskap om dets struktur og potensielle bindingssteder [82]. Følgelig har intervensjoner for å målrette nedstrøms mediatorer, f.eks. IL1 og TNF, fått betydelig oppmerksomhet. Canakinumab (ACZ885, Ilaris) er et rekombinant humant monoklonalt antistoff som selektivt hemmer IL1-reseptorbinding og viste positive primære utfall i Canakinumab Anti-inflammatory Thrombosis Outcome Study (CANTOS) [83]. Det ble deretter lisensiert for behandling av sjeldne inflammatoriske tilstander, inkludert juvenil artritt [84]. Effektiviteten viste seg imidlertid å være skuffende i behandlingen av betennelse ved diabetisk retinopati (NCT01589029), Type I Diabetes Mellitus (T1DM) (NCT00947427, [85]) og aterosklerose (NCT00900146, [86]), en effekt potensielt knyttet til til økte infeksjonsrater og sepsis [87]. Lignende forsøk på å målrette TNF inkluderer forbindelser som inneholder enten reseptorfusjonsproteiner (etanercept) [88], som undertrykker den fysiologiske responsen på TNF, eller monoklonale antistoffer (golimumab, infliximab, adalimumab og certolizumab pegol), som alle har hatt blandet suksess [ 89].

Selv om det er åpenbart at det er mye å lære i vår søken etter å utvikle nye intervensjoner som med suksess (a) retter seg mot steril betennelse og (b) gjør det i fravær av alvorlige bivirkninger, har nylig FDA-godkjenning av SGLT2-hemmere kanskje vært det viktigste trinnet fremover i å håndtere og forbedre resultater hos pasienter med nefropati [90] og hjerte- og karsykdommer [91]. Ved å blokkere natriumglukose-samtransport og redusere blodsukkernivået, demonstrerer SGLT2i forbedrede nyre- og kardiovaskulære utfall hos pasienter med T2DM og diabetisk nefropati [92–94]. Mens innledende beskyttelse antas å stamme fra en reduksjon i glomerulær hyperfiltrasjon, viser flere studier at SGLT2i gir beskyttelse via undertrykkelse av betennelse og fibrose, selv om de utbredte mekanismene gjenstår å bli fullstendig belyst [95–97]. Men med resept rettet mot individer med T2DM i motsetning til T1DM og potensielle bivirkninger som inkluderer ketoacidose [98], økt risiko for amputasjon [99] og økt kjønnsorganinfeksjon [100], er SGLT2i ikke en størrelse som passer alle. Som en alternativ tilnærming er Cx43 hemikanalblokkere en klasse medikamenter som inkluderer Gap19 [101] og Tonabersat [102,103]. De binder seg til og lukker hemikanaler for å forhindre frigjøring av en rekke DAMP-er, inkludert ATP (for en mer detaljert gjennomgang av hvordan disse peptidene fungerer henviser vi leseren til King et al. som publisert i denne spesialutgaven) [104]. I nærvær av DAMP-er aktiveres NLRP3-komplekset og fremkaller en upassende inflammatorisk respons, stimulerende og aktiverende via lokal parakrin-mediert signalering, både infiltrerende immunceller og residente fibroblaster [50,78,105,106]. På dette grunnlaget alene er det ikke vanskelig å forstå hvorfor connexin hemikanalblokkere i økende grad forkjemperes som en effektiv terapeutisk strategi for å hemme steril betennelse ved sykdom.

3. Cx43 hemikanalblokkere og behandling av betennelse ved diabetes og dens sekundære komplikasjoner

Med bevis for at Cx43 hemichannel-mediert kommunikasjon bidrar til patogenesen og progresjonen av vevsskade i sekundære komplikasjoner av diabetes [49,107,108], har legemidler som retter seg mot Cx43-hemikanaler blitt identifisert som potensielle antiinflammatoriske terapier [109,110]. Forbindelser av interesse inkluderer peptid 5, kjent for å binde seg til den andre ekstracellulære løkken til Cx43 [111]; Gap26, som etterligner den første ekstracellulære sløyfen til Cx43 [112]; og CT1, et Cx43-basert peptid [113]. Deres virkningsmekanisme, sammen med modeller der de har blitt utprøvd er oppsummert i tabell 1. Disse forbindelsene hemmer spesifikt Cx43 hemichannel åpning [114] og har demonstrert effektivitet i å forhindre frigjøring av vevsskade induserende signaler og dermed lindre nedstrøms betennelse og fibrose i sekundære komplikasjoner av diabetes [105], inkludert diabetisk nefropati [108].

Tabell 1. Cx43 hemikanalblokkere, virkningsmekanisme og modeller de har blitt utprøvd i til dags dato.

4. Cx43 hemikanaler og behandling av betennelse ved diabetisk nyresykdom

Diabetisk nefropati er allment ansett som en glomerulær sykdom, hvor proteinuri er den dominerende tidlige kliniske markøren [140]. Tegn på glomerulær skade inkluderer podocyttskade og utsletting [141,142], halvmånedannelse [143], basalmembranfortykkelse [144], makrofaginfiltrasjon [145] og betennelse [146]. Tidlige studier som evaluerte en sammenheng mellom konnexiner og glomerulær skade, observerte økt Cx43-ekspresjon i både biopsier fra skadde humane glomeruli og i den nefrotoksiske glomerulonefritt (NTS-GN) murine modellen avkronisk nyresykdom[147]. NTS-GN-modellene viser en lignende presentasjon som streptozotocin (STZ) musemodell av T1DM, med histologiske og funksjonelle studier som rapporterer at disse musene utvikler glomerulosklerose, betennelse, fibrose og albuminuri [148]. Hos NTS-GN-mus skjer oppregulering av Cx43 via økt binding av aktivert protein-1 (AP-1) ​​transkripsjonsfaktorer, fosforylert (p)-cellulær (c) JUN, p-signaltransduser, og aktivator for transkripsjon-1 (STAT1) til Cx43-promotoren [147]. Videre, hos mus behandlet med et Cx43-spesifikt antisense-oligodeoksynukleotid eller i den heterogene Cx43+/− mus indusert med NTS-GN, reduseres proteinuri, blodurea-nitrogen (BUN) og serumkreatininnivåer [148]. Lignende observasjoner ble også rapportert i STZ-indusert rotte når den ble behandlet med Cx43 liten interfererende ribonukleinsyre (siRNA) [149]. Denne beskyttelsen kan stamme fra nedsatt autofagi, en intracellulær nedbrytningsmekanisme som fjerner/resirkulerer dysfunksjonelle eller unødvendige cellulære komponenter for å sikre effektiv helse og funksjon av cellen [149]. Mediert gjennom aktivering av pattedyrmål for rapamycin (mTOR)-signalering, høyglukosebehandlede musepodocytter (MPC5) der Cx43-ekspresjon ble redusert via forbigående transfeksjon med siRNA, viser redusert mTOR-aktivering, nedsatt autofagisk fluks og redusert podocyttskade [149]. Parakrin-mediert purinergisk signalering har også vært knyttet til Cx43-indusert podocyttskade, med transformerende vekstfaktor beta 1 (TGF 1)-behandlede muse E.11-podocytter, co-inkubert med Cx43-spesifikt blokkerende peptid Gap26 og purinergisk reseptorblokker suraminert, reorganisert cytoskeletenuization, reorganisert cytoskeletenuization. , forbedret morfologi og en reduksjon i apoptose sammenlignet med TGF 1 alene [147].

Selv om en glomerulær sykdom oppstår, er avanserte stadier av nefropati preget av alvorlig tubulus interstitiell betennelse og fibrose [150]. Arbeid i våre laboratorier knytter endret Cx43-uttrykk til tubulusskade i både in vitro [108,135,151,152] og in vivo [108] sykdomsmodeller [153]. Innledende observasjoner identifiserte en omtrentlig 5- ganger økning i Cx43-ekspresjon i biopsimateriale fra individer med diabetisk nefropati sammenlignet med sunn kontroll [151], mens paret-patch-elektrofysiologi og ATP-biosensing antydet at dette økte uttrykket ble parallelt med redusert gap- junction intercellular coupling (GJIC) og økt hemichannel-mediert ATP-frigjøring [151]. Med intercellulær adhesjon en forutsetning for dannelse av gap-junction, bestemte AFM-enkeltcellekraftspektroskopi [154] at dette tapet av direkte cellekobling parallelt med reduksjonen av E-Cadherin-mediert celleadhesjon [155], en effekt som ble betydelig sløvet av co- inkubasjon med P2X7-reseptor (P2X7R)-antagonistene Suramin, A438079 eller A804598 [108,156]. Tidligere studier kobler P2X7R-aktivering til makrofag og ekstracellulær matriseavsetning i begge in vitro-modeller avdiabetisk nyresykdom[108,157] og i STZ-induserte diabetiske mus [157], mens vi nylig observerte økt P2X7R-ekspresjon i nyrebiopsi fra personer med diabetisk nefropati og i den unilaterale ureteral obstruksjon (UUO) musemodellen [108]. UUO er en modell for avansert interstitiell betennelse og fibrose som rekapitulerer skader på sent stadium observert idiabetisk nyre, uavhengig av de initierende stimuli [158]. Det er mye brukt for mekanistiske studier i alle former for avansert CKD [158]. Til tross for vår kunnskap om en rolle for P2X7R-aktivering i sykdomspatogenese, har forsøk på å målrette P2X7 vært relativt mislykket, potensielt på grunn av den genetiske variasjonen til den humane P2X7-reseptoren som kan føre til endrede farmakodynamiske responser [159,160]. Følgelig, etter å ha identifisert at nedsatt gap junction-kobling er parallelt med økt hemichannel-mediert ATP-frigjøring [151], kombinert med bevis på at forhøyet ATP og vedvarende P2X7R er knyttet til utbrudd og progresjon av betennelse og fibrose i flere vevstyper, vurderte vi en rolle for både Cx43- og P2X7R-aktivering ved demontering av adherensene og tight junction-komplekset i begge TGF 1-behandlede humane primære tubuliceller co-inkubert med P2X7R-hemmere A438079 og A804598 og i Cx43+/− UUO-musemodellen [108]. Blokkering av P2X7R reduserte den TGF 1-fremkalte endringen i adherens (E-Cadherin, N-Cadherin) og tight junction-proteiner (Claudin-2 og Zona Occludins (ZO-1) betydelig, samtidig som den gjenopprettet både celleadhesjon og paracellulær permeabilitet [107]. Ikke overraskende ble disse TGF 1--induserte effektene betydelig redusert når cellene ble co-inkubert med Apyrase, en ATP-difosfohydrolase som katalyserer den sekvensielle hydrolysen av ATP til ADP, deretter AMP og adenosin, noe som tyder på en nedstrøms rolle for ATP i mediering av handlingene til TGF 1. Opprinnelsen til dette signalet støttes videre av våre nylige studier i Cx43+/− UUO-musen hvor demontering av adherensene (f.eks. E-cadherin) og tett (f.eks. ZO{ {38}}) koblingskomplekser ble betydelig sløvet sammenlignet med villtypekontroll [108]. Selv om disse studiene til sammen støtter en rolle for Cx43 og nedstrøms purinergisk signalering ved tubulær skade, er det viktig å forstå hvordan denne beskyttelsen gis hvis man ønsker å målrette denne kommunikasjonen gjennom farmakologisk intervensjon.

I motsetning til observasjonene ovenfor, har Sun et al. nylig antydet at Cx43-uttrykk er nedregulert idiabetisk nyresykdomog at overekspresjon av Cx43 ved bruk av korte hårnåls-RNA-er demper nyrefibrose og reduserer epitel-til-mesenkymal overgang (EMT) på en karboksylterminal signaltransduksjonsavhengig måte i leptinreseptor-mangelfulle type 2 diabetiske (db/db) mus og hos rotter nyre NRK-52E-celler behandlet med høy (30 mM) glukose [161]. De tilskrev denne ikke-kanalavhengige effekten til regulering av sirtuin-1 hypoksi-induserbar faktor-1alfa (SIRT1-HIF-1A) signalvei og har nylig foreslått at de beskyttende effektene av Cx43 er assosiert med ubiquitin-spesifikk protease 9X (USP9X/FAM) mediert de-ubiquitinering [161]. Selv om implikasjonene av dette endrede Cx43-uttrykket for cellekommunikasjon gjenstår å bli rapportert i disse modellene, tyder kombinerte bevis fra andre studier på at blokkering av Cx43-hemikanaler gjennom mimetiske peptider kan representere en ny tilnærming for å målrette betennelse og fibrose i flere vevstyper [108,113,162,163]. Peptid 5 er et connexin-peptidomimetikum som etterligner en del av den andre ekstracellulære sløyfen til Cx43 [111] og har vist seg effektiv i å blokkere Cx43-hemikanaler og forhindre ATP-frigjøring i flere skademodeller når det leveres intraokulært [126], inn i cerebrospinalvæsken [164] og systemisk [165]. Studier bekrefter målanvendbarhet og spesifisitet og gir lignende og betydelige fordeler på tvers av ulike skademodeller [108,126,164–166]. Våre nylige funn bestemte at forhøyede nivåer av TGF 1 øker Cx43 hemichannel-mediert ATP-frigjøring [151], en effekt som driver P2X7R-medierte fenotypiske endringer knyttet til initiering av delvis EMT i den proksimale regionen av nyren [108,164]. Saminkubering av TGF 1-behandlede humane proksimale tubuli-epitelceller (hPTECs) med peptid 5, blokkerte vellykket hemikanal-mediert karboksyfluorescein-fargestoffopptak og sanntids-ATP-frigjøring, hvis virkning ble bevist ved gjenoppretting av uttrykk for adherens og tight junction-proteiner som ble skadet celler [108].

Instrumentell til celleadhesjon og vedlikehold av polaritet, er demontering av celleforbindelseskomplekser knyttet til delvis EMT, hendelser som disponerer betennelse og fibrose [167], sistnevnte er bidratt til av ekstracellulær matrise (ECM) avsetning [152]. Med kollagen I økt i interstitium til UUO-mus, en effekt som ble redusert i Cx43+/−-modellen [168], antok vi at et modifisert mikromiljø kan fremkalle fenotypiske endringer via økt Cx43-mediert hemichannel ATP-frigjøring. Følgelig observerte vi at TGF 1-behandlede humane nyreceller binder seg med økt affinitet til kollagen I via integrinisoform 2 1, en interaksjon som endret cellefenotypen til en med økt ekspresjon av integrinkoblet kinase, N-cadherin, fibronektin og kollagen IV sammenlignet med celler ubelagt kontroll. Interessant nok blokkerte ko-inkubering av TGF 1-behandlede celler med peptid 5 signifikant økningen i hemikanal-mediert fargestoffopptak og gjenopprettet til slutt ekspresjonen av markører for tubulær skade til nivåer som er representative for kontrollceller dyrket på plast. Dessuten blokkerte Peptid 5 TGF 1-indusert sekresjon av kollagen I [168], som bekrefter in vivo-data i Cx43+/−-musen [168] og fremhever eksistensen av en potensiell tilbakemeldingssløyfe der avvikende Cx43-hemikanal-mediert ATP frigjøring øker kollagen I-sekresjon og avsetning, hvorav sistnevnte opprettholder tubulær skade via en Cx43 hemichannel-mediert mekanisme.

Med utgangspunkt i våre publiserte observasjoner med peptid 5, vurderte vi nylig effekten av Danegaptide for å gi beskyttelse i en in vitro-modell av tubulær skade. En Cx43 gap junction modifikator [133,134], vi rapporterte at Danegaptide også var i stand til å blokkere hemikanalmediert fargestoffopptak, ATP-frigjøring og følgelig TGF 1-induserte endringer i markører for tubulær skade, f.eks. E-Cadherin og N-Cadherin og fibrose, f.eks. kollagenI , kollagen-IV og fibronektin i humane primære tubuli-epitelceller (hPTECs) [135]. Videre, basert på bevis for at Cx43+/− UUO-musen har redusert fibroblastaktivering og redusert makrofaginfiltrasjon sammenlignet med villtype UUO-kontroll [168], brukte vi proteomprofiler-matriser for å screene for uttrykksprofilen av 125 inflammatoriske cytokiner i TGF 1-behandlede humane primære proksimale tubuliceller i nærvær/fravær av Danegaptide [135]. Løselige kjemokiner, adhesjonsmolekyler og vekstfaktorer rekrutterer og aktiverer infiltrerende immunceller og residente fibroblaster for å mediere betennelse og fibrose idiabetisk nyre[135]. Imidlertid er lite kjent om bryteren som utløser frigjøring av disse kjemotaktiske signalene eller om blokkering av denne bryteren har implikasjoner for heterotypisk cellekommunikasjon. Selv om vi ennå ikke fullt ut forstår rollen til Cx43 hemikanalaktivitet i disse parakrine medierte hendelsene, observerte vi at Danegaptide signifikant blokkerte Cx43-mediert ATP-frigjøring i tubulære epitelceller for å oppheve sekresjon av mange inflammatoriske mediatorer, inkludert kjemokiner, monocytt kjemoattraktant protein (MCP1), regulert ved aktivering, normale T-celler uttrykt og antagelig utskilt (RANTES; involvert i makrofaginfiltrasjon [169 170]), inflammatoriske interleukiner (IL6 og IL1 ) og adipokinadiponectin (assosiert med makrofag-til-myofibroblastier [171-differensiering] ]). Til støtte for våre in vitro-data og Cx43+/− UUO-mus [108], arbeid av Abed et al. demonstrerte at antallet primære monocytter som fester seg til et aktivert muse-endotelcellemonolag er redusert i endotelceller co-inkubert med Gap26 [168]. Funnene fremhever det fristende terapeutiske potensialet ved å målrette Cx43 hemichannel-aktivitet ved diabetisk nefropati og andre former for CKD. Det gjenstår å løse hvordan blokkering av Cx43 gir beskyttelse in vivo, mens ytterligere forskning er nødvendig for å vurdere effekten av Cx43-mimetiske peptider i en klinisk setting

5. Det terapeutiske potensialet for blokkering av Cx43 ved diabetisk retinopati

Diabetisk retinopati rammer rundt en tredjedel av personer med diabetes og er den primære bidragsyteren til blindhet i befolkningen i arbeidsfør alder [172], noe som ofte resulterer i synstap som en konsekvens av diabetisk makulaødem, blødning eller netthinneløsning [173]. Dette skyldes økt celleapoptose, vaskulær permeabilitet og forstyrrelse av retinal homeostase [173]. Kategorisert i to kliniske stadier av sykdommen, opptrer diabetisk retinopati i utgangspunktet som en ikke-proliferativ form, preget av betennelse, hypertrofi, ødem, kapillærnedbrytning, iskemi og tap av mikrovaskulær endotelintegritet som fører til unormal blod-retinal barriere (BRB) permeabilitet [ 9]. Den påfølgende reduksjonen i blodstrøm og næringstilførsel driver progresjon til det proliferative stadiet hvor økt blodkardannelse fører til blødninger og arrvevsdannelse [9]. Disse patologiene kan forårsake løsrivelse av netthinnen som resulterer i alvorlig eller fullstendig blindhet [9].

Tap av syn ved retinopati er assosiert med nedbrytning av retinalt pigmentepitel (RPE), hvor perioder med vedvarende hyperglykemi driver betennelse og apoptose gjennom økt utskillelse av viktige inflammatoriske mediatorer, vekstfaktorer og hypoksi-induserbare faktorer [174]. Denne betennelsen antas å aktivt bidra til assosiert skade på netthinnevaskulaturen gjennom dens evne til å utløse apoptose av RPE-celler og fremme av retinal neovaskularisering. Av de viktigste skadeinduserende molekylene hvis aktivitet og uttrykk er kjent for å være oppregulert i det diabetiske øyet, er det økt sekresjon av vaskulær endotelial vekstfaktor (VEGF) som utløser neovaskularisering og utbruddet av det proliferative stadiet av diabetisk retinopati [175]. Sammen med sammenbruddet av tette koblinger mellom celler i RPE, gjør forstyrrelser i retinalpigmentepitelet det mulig for disse nyutviklede og skjøre blodårene å presse gjennom og lekke inn i makulaen. Det resulterende makulaødemet er en av de største bidragsyterne til synstap ved diabetisk retinopati [176]. Mens laserbehandlinger [177] og anti-VEGF-injeksjoner [178] henholdsvis stabiliserer blodårene og forhindrer ytterligere neovaskularisering, er målretting oppstrøms for denne RPE-sammenbruddet og betennelsen et hovedfokus i feltet. Å takle tilstanden i de tidlige stadiene, og dermed forhindre overgang fra det ikke-proliferative til det proliferative stadiet, vil ikke bare forbedre pasientresultatene, men redusere den sosioøkonomiske byrden av denne sykdommen.

Når du målretter mot denne skaden, er det viktig å forstå hvordan den manifesterer seg. Interessant nok er rekken av hendelser som driver proliferativ diabetisk retinopati av en lignende etiologi som de vi ser isent stadium diabetisk nyresykdom[23]. Som med utbruddet og progresjonen av tubulointerstitiell fibrose [167], er nedbrytningen av retinalt pigmentepitel assosiert med demontering av koblingsproteiner, nemlig ZO-1, E-cadherin, -catenin og occludin og til slutt induksjon av EMT [179 ]. Faktisk regnes EMT av RPE-celler som en initierende trigger i tap av epitelial integritet og er drevet av glukosefremkalte endringer i TGF [180]. Dessuten, en fersk studie av Lyon et al. identifiserte at betennelse kombinert med glykemisk skade medierer EMT av RPE via avvikende Cx43-mediert hemikanalaktivitet [50], mens peptid 5 blokkerte tap av ZO-1-ekspresjon og gjenoppretter RPE-permeabilitet målt ved transepitelial motstand [125]. Disse studiene støtter videre det omfattende arbeidet innen connexin-biologi og oftalmologi, som de siste årene har identifisert en nøkkelpatologisk rolle for connexin-hemikanaler ved oftalmologisk sykdom [47].

Både in vitro [105] og in vivo [181] modeller av diabetisk retinopati har blitt brukt for å evaluere en rolle for Cx43-mediert kommunikasjon når de behandles med IL1ß og TNF i nærvær av høy glukose. Ved å bruke klonale humane retinale pigmentepitelceller (ARPE-19) og NOD-mus, Mugisho et al. demonstrerte at disse cellene viser økt ekspresjon av Cx43, en effekt som forverres i nærvær av både glukose og betennelse. Dette økte Cx43-uttrykket ble parallelt med økt sekresjon av pro-inflammatoriske cytokiner (interleukin-6, interleukin-18, monocyttkjemoattraktant protein-1 og intercellulært adhesjonsmolekyl 1), angiogent fremmende VEGF [181 ] og nedstrøms ekstracellulært matriseprotein kollagen-IV [125]. Videre, med bevis på at disse cellene frigjør forhøyede nivåer av ATP, fastslo forfatterne senere at disse effektene ble sløvet i nærvær av Cx43 hemichannel blocker Peptide 5, mens eksogen påføring av ATP og gjenoppretting av responsen ytterligere bekreftet en rolle for Cx43 i kjøringen. disse in vitro observasjonene [105,125]. In vivo Cx43-ekspresjon økte i både Akimba (om enn ikke Akita)-musen, mens økt ekspresjon også ble observert i donorretinaer med bekreftet diabetisk retinopati sammenlignet med alderstilpassede kontroller [182]. I tillegg, og basert på deres in vitro-observasjoner, utviklet teamet en in vivo-modell for diabetisk retinopati der pro-inflammatoriske cytokiner, IL1 og TNF, ble injisert i glasslegemet til NOD-mus. Resultatene viste at injeksjon av intravitreale cytokiner i disse musene induserte en rekke parametere som var skadelige for vevsfunksjon, inkludert alvorlige glassaktige hyperreflekterende foci, kardilatasjon, ødem mikroglia oppregulering [183]. Med tidligere bevis på at peptid 5 var i stand til å forhindre Cx43-mediert vaskulær lekkasje og retinal ganglioncelledød etter retinal iskemisk skade hos rotter [159], ble peptid 5 administrert til disse NOD-musene og strukturelle og funksjonelle parametere ble registrert. Injeksjon av peptid 5 forbedret kardilatasjon og perler betydelig, reduserte sub-retinal væskeakkumulering, redusert mikroglial infiltrasjon i det ytre kjernelaget og redusert ekspresjon av både NLRP3 og adapterproteinet ASC, sistnevnte antyder en kobling mellom Cx43 hemikanaler og aktivering av inflammasomveien [182].

Siden NLRP3-inflammasomet er en integrert mediator av vår medfødte immunrespons, ble koblingen mellom avvikende Cx43 hemichannel-mediert ATP-frigjøring og aktivering av NLRP3-inflammasomet ytterligere utforsket in vitro, der NLRP3-komplekssammenstilling, caspase 1-aktivering og IL1-sekresjon ble blokkert i behandling. ARPE-19-celler co-inkubert med peptid 5 [105]. På samme måte beskyttet Cx43 hemichannel blocker, Tonabersat (Xiflam) også mot netthinneskade ved å blokkere Cx43-mediert ATP-frigjøring, NLRP3-inflammasomaktivering og frigjøring av pro-inflammatoriske mediatorer, f.eks. IL1 , IL6 og VEGF, i både høyt behandlet ARPE{{16} } celler [50] og i organotypiske humane retinale eksplantater [184]. Blokkering av NLRP3-inflammasomet i tillegg til hendelsene beskrevet ovenfor dempet immunresponsen, reduserte aneurismeutvikling og gjenopprettet cellefunksjonen. I den lysskadede albinorottemodellen av diabetisk retinopati når den ble behandlet med enten Peptide 5 [126] eller Tonabersat [185] ble de resulterende endringene i fotoreseptorfunksjon og vaskulær permeabilitet observert ledsaget av en redusert hastighet av sykdomsprogresjon [185].

Selv om beviset på en rolle for Cx43-hemikanaler i å drive patologien til diabetisk retinopati er ubestridelig, har tap av vevsfunksjon som svar på endret GJIC også blitt rapportert. Under forhold med glykemisk skade, reduseres Cx43 gap junction kobling i retinale kapillærer fra personer med diabetes [185,186], mikrovaskulære endotelceller fra rotter [187] og i pericytter [188]. Implikasjoner for disse endringene var assosiert med endotelcelleapoptose [187], pericytdød [186,188] og acellulær kapillærdannelse [187]. Med bevis for at Danegaptide gir beskyttelse i in vitro-modeller av diabetisk nefropati og diabetisk retinopati [135,188], har dipeptidet spesifikt vist seg å opprettholde gap junction-kobling mellom endotelceller til tross for høyt glukosestress, vurdert ved bruk av skrapebelastningsfargeoverføring. I primære retinale endotelceller fra rotter modulerte Danegaptide en høy glukoseindusert økning i apoptose og cellepermeabilitet [188], og fremhevet dermed ytterligere de lovende effektene ved å regulere Cx43-mediert kommunikasjon via modulering av deres aktivitet med mimetiske peptider.

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

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