Small Rab GTPases in Intracellular Vesicle Trafficking: The Case Of Rab3A/Raphillin-3A Complex in The Kidney
Mar 30, 2022
Ta kontakt med:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Abstrakt:Små Rab GTPaser, den største gruppen av små monomere GTPaser, regulerer vesikkeltrafikk i celler, som er integrert i mange cellulære prosesser. Deres rolle i nevrologiske sykdommer, som kreft og betennelse, har blitt grundig studert, men deres implikasjon i nyresykdom har ikke blitt undersøkt i dybden. Rab3a og dets effektor Rabphillin-3A (Rph3A) uttrykk har vist seg å være tilstede i podocyttene tilvanlignyrerav mus rotter og mennesker, rundt vesikler inneholdt i fotprosessene, og de er overuttrykt i sykdommer med proteinuri. I tillegg induserte Rab3A knockout-musemodellen dyptgripende cytoskjelettforandringer i podocytter fra dyr som er matet med høyt glukose. På samme måte ga RphA-interferens i Drosophila-modellen strukturell og funksjonell skade i nefrocytter med en reduksjon i infiltrasjonskapasitet og nefrocyttantall. Endringer i strukturen til hjertefiber i samme RphA-interferensmodell åpner spørsmålet om Rab3A-dysfunksjon vil gi samtidig skade i hjertet ognyreceller,et attraktivt felt som vil kreve oppmerksomhet i fremtiden.
Nøkkelord:Rab proteiner; Rab3A; Rabphilin-3A, nyre, nyre
IntroduksjonSmå Rab GTPaser, den største gruppen av små monomere GTPaser, og deres Rabinteragerende proteiner er involvert i flere cellulære funksjoner inkludert trafikken av endosomale vesikler og plasmamembrankombinasjoner for å frigjøre laster til det ekstracellulære rommet [1,2]. Rollen til Rab GTPaser i sykdommer og spesifikke syndromer har blitt bredt undersøkt [3]. I stor grad vurdert og implisert i vesikkelsynapser og avleiringer i nervesystemsykdommer, har bevis på deres assosiasjon i andre vev og patologiske prosesser som kreft, betennelse, blodplater og endokrine sekreter vært motivet for forskning de siste årene. Funksjonelt koordinerer Rab GTPaser membrantrafikkhendelser på grunnlag av syklisk interkonvertering mellom aktive GTP-bundne tilstander og inaktive GDP-bundne tilstander. Den GTP-bundne formen kan samhandle med effektorer, fremme ulike trinn og bidra til vektoriell membrantrafikk [2]. Hvert Rab-protein har spesifikke effektorproteiner som regulerer distinkte intracellulære transporttrinn, som er trans-Golgi-nettverket, endosomal pathway-lysosom for clearance/degradation, eller fusjon med cellemembranen for vesikkelfrigjøring er det mest studerte [4-6].
Rabs er assosiert med arvelige genetiske og ervervede sykdommer [7]. deres innvirkning på kreft,nevrologisk sykdom, immunitet,og infeksjoner har blitt gjenkjent [8]. Til tross for økt kunnskap, er deres bidrag til nyre- og hjertedysfunksjon og -skader knappe. Derfor gir denne gjennomgangen en oversikt over relevansen av Rab GTPaser i menneskelige sykdommer, med et spesielt fokus på Rab3a-Rph3A-komplekset og dets kritiske rolle i nyresykdom og en omtale av fremtidige implikasjoner.
Rab GTPaser og vesikkelhandelRab-proteiner [9] er masterregulatorer for intracellulær vesikkeltransport mellom forskjellige rom gjennom rekruttering av effektorer og spesifikke regulatorer [2], og er involvert i enten vesikkelspirer, mobilitet gjennom interaksjon med cytoskjelettet eller binding til membranen. Rab-familien er sammensatt av mer enn 70 GTPaser, som hver fortrinnsvis er assosiert med ett intracellulært rom for å kontrollere spesifisiteten og retningsevnen til membrantrafikkveier, hovedsakelig relatert til vesikulær transport. Ved å gjøre det bidrar de til å gi membranidentitet [10] og sørger for at membranbundne laster transporteres til deres riktige destinasjoner i cellen.
Prosessene har veldefinerte trafikkveier, inkludert eksocytiske og endocytiske veier, hvor sistnevnte består av tidlige, sene og resirkuleringskomponenter [11]. Hver av banene er vanligvis innebygd med ikke-overlappende Rabs og forekommer i forskjellige rom (figur 1).
Assosiert med trans-Golgi-nettverket og sekretoriske vesikler har flere Rab-proteiner blitt identifisert. Rab1 letter spiring av vesikler ved utgangsstedet for endoplasmatisk retikulum og translokasjon av vesikler til pre-Golgi mellomrom [12]. Transitten av vesikler fra endoplasmatisk retikulum til pre-Golgi kan også reguleres av Rab2-mediert omvendt kar. Rab8 videresender vesikkeltrafikk i den sekretoriske ruten som fører fra trans-Golgi-nettverket til plasmamembranen. Rab3-underfamiliemedlemmer er kritiske regulatorer av sekretorisk vesikkeleksocytose i eukaryote celler, men nyere studier indikerer at ytterligere Rab-isoformer, Rab27-underfamilien, er nødvendig for denne prosessen [13]. Nyere litteratur rapporterer at Rab3 og Rab27 samarbeider for å oppnå vesikkeleksocytose ved å rekruttere spesifikke effektorproteiner, slik som Rabphilin3a (Rph3a) som binder Rab27a, rekruttere et aktiverende enzym Rab3IL1, en Rab-regulator, som katalyserer utvekslingen av GDP for GTP på [GTP på Rab3a] ]. Rph3a driver vesikkeldokking ved målmembraner. Imidlertid noen sekretoriske vesikler. Rph3a driver vesikkeldokking ved målmembraner. Imidlertid er noen sekretoriske vesikler sannsynligvis også dannet gjennom direkte knoppdannelse av plasmamembranen, og kravet til Rab GTPase-aktivitet i slik sekresjon er ikke kjent.
Figur 1. Rab-protein-mediert intracellulær vesikulær transport. Fremhevede Rab-familieproteiner som spiller nøkkelroller i å regulere cellulær membranhandel inkludert endocytose, eksocytose, eksosomekresjon og vesiklerlevering mellom organeller. Små Rab GTPaser spiller nøkkelroller i å regulere cellulær vesikulær trafficking inkludert endocytose, eksocytose, eksosomekresjon og intracellulær vesikkellevering. Rab5, som er lokalisert til tidlige endosomer, medierer endocytose og endosomfusjon av vesikler. Rab11 og Rab25 medierer langsom endocytisk resirkulering gjennom resirkulering av endosomer, mens Rab4 medierer rask endocytisk resirkulering direkte fra tidlige endosomer. Den sene endosom-lysosomtrafikken assosiert med Rab7 medierer modningen av sene endosomer og deres fusjon med lysosomer. En annen sen endosomal GTPase, Rab9, formidler trafikk fra sene endosomer til trans-Golgi-nettverket (TGN). Rab1, lokalisert ved endoplasmatisk retikulum (ER) utgangssteder og pre-Golgi intermediate compartment (IC), formidler ER-Golgi trafficking. Rab2, som ligger ved IC, kan også regulere Golgi–ER-handel. Rab6 er hovedsakelig kjent for intra-Golgi-handel av vesikler. Rab8 medierer konstitutiv trafficking fra TGN til plasmamembranen, mens Rab3 og Rab27 formidler ulike typer regulerte eksocytiske hendelser. Rab22 formidler trafficking mellom TGN og tidlige endosomer og omvendt. Til slutt, for den multivesikulære kroppen (MVB)-avhengig sekresjon, har Rab11, Rab35 og Rab27 vist seg å fremme eksosomsekresjon og kan virke på forskjellige MVB-er langs den endocytiske banen. MVB: multivesikulær kropp; TGN: trans-Golgi-nettverk.
I forhold til endocytose og resirkulering av endosomveier, er Rab5 hjemmehørende i tidlige endosomer, fagosomer, plasmamembraner og medierer endocytose som involverer clathrin-belagte vesikler. Rab11 og Rab25 deltar i sakte endosomresirkulering og Rab4 letter rask resirkulering av endosomer fra tidlige endosompopulasjoner. Deretter medierer Rab7 modningen av sent endosom (LE) og fører deretter LE til lysosomet for nedbrytning. Til slutt kobler Rab9 LE til trans-Golgi-nettverket. Med fokus på eksosomsekresjon er det nye molekylære aktører i patogenesen av mange sykdommer, Rab11 er den første rapporterte [15]. Senere ble to nye Rabs vektlagt i eksosomsekresjon, Rab27 og Rab35, som begge tillot dokking av multivesikulære legemer (MVB) til plasmamembranen. Dempende eksperimenter av Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11, og mest effektivt Rab27A og Rab27B reduserte utskillelsen av eksosomer [16–18]. Imidlertid var disse individuelle observasjonene forskjellige i henhold til celletypene som ble analysert og påvirket av eksosommangfold beriket med forskjellige laster. Rab11 og Rab35 er hovedsakelig assosiert med henholdsvis resirkulering og tidlig sortering av endosomer, og Rab27A/B til sene endosomale og sekretoriske kompartmenter, ofte kalt lysosomrelaterte organeller [9]. Dermed kan forskjellige undertyper av sene endosomer generere forskjellige eksosomer [19]. Kanskje eksosommangfold i proteinlaster kan skyldes de forskjellige sekresjonstrafikkveiene regulert av spesifikke Rab-proteiner i henhold til cellestimulus.
Dessuten regulerer Rab-interaksjoner med effektorer vesikkelmålretting og membranfusjon på tre måter [20]. For det første hjelper Rabs med å frakte vesikler fra opprinnelsesstedet til akseptorrommene gjennom cytoskjelettelementer og motorproteiner. For det andre regulerer Rab-effektorer membrantrafikk ved vesikkeldokkingstrinnet. For det tredje, i membranfusjonen av vesikler er SNAREs-drevet dokking på membranen [20]. Oppsummert har den spesifikke lokaliseringen av forskjellige Rab GTPaser til definerte membranrom og deres evne til å regulere spesifikke menneskehandelsveier gjort dem attraktive som nye molekylære mål. Imidlertid er det delvis kunnskap om den nøyaktige funksjonen og virkningen av over- eller underuttrykk av Rab GTPaser på vesikkeltrafikk avledet fra heterogeniteten til funksjon i de forskjellige celletypene med vanskeligheter med å identifisere kinetikken deres. Utvikling av nye teknologier, som høyoppløselig konfokalmikroskopi [21] og CRISPR/Cas-teknologi, bidrar til å oppnå solid informasjon og en større forståelse av rollen til Rab GTPaser i vesikkelbiogenese og sekresjon, og avslører tidligere ukjente fysiologiske roller og derfor dens innvirkning på helse og sykdom.
cistanche til salgs
Rab-mediert vesikulær trafikk og sykdommerDen nøyaktige reguleringen av membranhandelsprosesser av Rab GTPases er avhengig av interaksjoner med effektorer, opprettholdelse av polaritet av celler for å oppnå maksimal effektivitet av funksjon og struktur, og regulering av cellesignalering, deling, overlevelse og migrasjon [22,23]. Dermed har deres relevans for å regulere vesikkelhandel ført til å undersøke forholdet til utviklingen av flere sykdommer (tabell 1).
Hvordan Rab-proteiner fungerer og deres rolle i sykdom har blitt grundig studert i celler i nervesystemet, og vurderer rollen på nevronal livssyklus, aktivitet og akkumulering av intraneuronale avleiringer [24–27]. I forskjellige nevrodegenerative lidelser har endringer og regulatoriske roller til Rab-proteiner i de patologiske mekanismene i nevroner, på mitokondrielt nivå, og gliacelledysfunksjoner blitt undersøkt. Ved Alzheimers, Parkinsons, Huntington Corea, Amyotrofisk lateral sklerose og Charcot-Marie-Tooth sykdommer [25] er endringer av Rab-proteiner identifisert. Selv om Rab-proteinendringen ikke er den primære årsaken til sykdommen hos dem alle, til og med en konsekvens. Rab7-, Rab28- og Rab11-mutasjoner er den primære årsaken til Charcot-Marie-Tooth sykdom og Rab39B ved Parkinsons sykdom [28–31]. Sekundære effekter av RabGTPases på selve membranhandelen har blitt observert i mange andre sykdommer (se en bred oversikt i 16). Et eksempel på kompleksiteten til mekanismer involvert i de potensielle endringene av Rab-proteinene er studiene utført på Parkinsons sykdom [32]. Koblet til Rab39b-mutasjon, Rab29, Rab5a og Rab7 har blitt identifisert ved arvelig tidlig debut av Parkinsons sykdom med Lewys kropp [31]. I kontrast redder Rab11 flere fenotyper, for eksempel akkumulering av Lewy-protein [33]. Forskning i å analysere Rab og vesikulære trafikkmekanismer kan bidra til å forstå hva som holder nevroner i live og dens rolle i nevrodegenerative lidelser.
Ved hjerte- og karsykdommer er det også innhentet relevant informasjon. Økt ekspresjon av Rab1 i myokard forvrenger subcellulær lokalisering av proteiner og er tilstrekkelig til å forårsake hjertehypertrofi og hjertesvikt [34]. I myocytter gjenkjenner Rab9-avhengige autofagosomer og oppsluker skadede mitokondrier, noe som resulterer i iskemi-reperfusjon (IR) endringer i oksidativ fosforylering, og til slutt reduserer kardiomyocyttenes levedyktighet [35–37]. Hos diabetespasienter med albuminuri, identifiserte en genomomfattende assosiasjonsstudie et genetisk locus av Rab38 assosiert med albuminuri, og fremhevet nye veier som påvirker albuminuri [38].
I blodplater er deres innvirkning på hemostase og trombose så vel som på vevsregenerering, betennelse og metastase gjennom opptak, pakking og frigjøring av eksosomer fra lagringsvesikler grundig studert på grunn av deres potensielle terapeutiske implikasjoner [39]. Rollen i fagocytose for å oppsluke, drepe og behandle fremmedlegemer og apoptotiske celler og presentere antigener til immuncellene har blitt identifisert som å spille en viktig rolle i immunprosesser [40]. Ved IR-skade er en fosforyleringsregulert polarisasjonsmekanisme gjennom Rab21 via Rph3A viktig for nøytrofiladhesjon til endotelceller under inflammatoriske responser [41]. Ilever, regulerer interferonregulatorisk faktor 1 Rab27a-transkripsjon og ekstracellulær vesikkelsekresjon, noe som fører til oksidert fosfolipidaktivering av nøytrofiler og påfølgende lever-IR-skade [42].
Gitt viktigheten av Rab GTPaser i membranhandel, og relevansen av denne prosessen for menneskers helse [22], er det kanskje overraskende at bare et begrenset antall genetiske sykdommer er assosiert med Rab-dysfunksjon. Eksistensen av flere Rab-isoformer og menneskehandelsveier gjør antagelig mennesker mindre sårbare for mutasjoner i individuelle Rab-kodende gener.
3.1. Rab-medierte handlinger i helse og sykdommer i nyrene
Denyrerer et avgjørende organ for å opprettholde homeostasen av volumvæsker og elektrolytter gjennom aktiviteten til spesialiserte celler på forskjellige nivåer av strukturen. Dys-funksjon av en av disse gir en negativ innvirkning på de andre, noe som fører til en progressiv reduksjon inyre funksjonbeveger seg mot en kroniskNyresykdom(CKD), som er svært utbredt i befolkningen generelt, rundt 10 prosent. De fleste celler i vev og spesielt inyrerer polariserte og har vanligvis to distinkte plasmamembrandomener - en apikal og en basolateral membran - som er et resultat av polarisert handel med proteiner og lipider. Inyreglomerulus, er podocytter høyt differensierte forgrenede celler som har en stor rolle i vedlikeholdet av filtrasjonsbarrieren [53], i samarbeid med det vaskulære endotelet og de mesangiale cellene. I tubuli har cellene flere mekanismer spesialisert for forskjellige funksjoner, og de i endotel-mesenkymal oversettelse spiller en viktig rolle i inflammatoriske mekanismer. Kunnskap om Rab GTPase i de forskjellige cellulære komponentene inyrerer etablert, selv om relevansen i helse og sykdom i dag er begrenset. Fremskritt i å forstå rollen til Rab GTPase inyrehar blitt oppnådd fra å vurdere uttrykket og aktiviteten til eksocystkomplekset i utvikling og reparasjon av tubulær skade, identifiserte endringer i Rab-proteiner indusert av lavfrekvent genetisk nefropati eller hypertensjon, eller vurdering av patologisk uttrykk i modeller av proteinuri, både glomerulær og tubulær . Likeledes ble også rollen i eksosomsekresjon undersøkt. Kulturnyre cellerog in vivo-modeller har blitt brukt til å søke etter mekanismene som Rab-proteinene var involvert i. For eksempel gir nefrocytter av Drosophila, analoger av podocytter og tubulære celler samtidig et verktøy for å teste Rab-funksjoner ved å bruke genetisk manipulasjon. I tabell 2 er en oppsummering av kunnskapen om Rab involvering inyrefysiologi og patologiske tilstander presenteres. Eksocysten er et svært konservert proteinkompleks med åtte underenheter involvert i målretting og dokking av eksocytiske vesikler som translokerer fra trans-Golgi-nettverket til forskjellige steder inyreceller [54]. Mange funksjoner av exocyst inyreer resultatet av forskjellige små regulatoriske GTPaser, som er involvert i primær ciliognese, cystogenese og tubulogenese. Reparasjonsrollennyretubuli epitelceller etter enakuttnyreskadehar også blitt anerkjent [55].
3.1.1. Podocytter
Fu et al., identifiserte 27 forskjellige Rabs i nefrocytter, elleve var funksjonelle og blant dem var fem viktige for å opprettholde funksjonaliteten, og tre var avgjørende. Silencing Rab5 identifiserte deres rolle i å regulere endocytose. Mens man gjorde det samme i Rab7 og Rab 11, ble endringer i proteinnedbrytning og membranresirkulering observert. Som en konsekvens av å dempe disse genene, ble forstyrrelser i vesiklenes organisering, integriteten til filtrasjonsbarrieren og subcellulære strukturer med ansvar for proteinreabsorpsjon observert [56]. Steroid-resistent nefrotisk syndrom (SRNS) er en lavfrekvent sykdom der 30 prosent av tilfellene hos barn skyldes en genmutasjon, med histologiske lesjoner av fokal glomerulosklerose (FSGS), et syndrom som er sjeldnere hos voksne. I missense-mutasjoner i TBC1D8B-genet (TBC1-domenefamilien), observert i to familier med X-koblet tidlig debuterende SRNS, reduksjon av Rab11b GTPase-aktiverende protein, observasjon av en podocytt i de arkitektoniske endringene og migrasjonsdefekter som et resultat av mangel på internalisering og resirkuleringsprosesser [46]. Kamp et al. beskrev ytterligere fem familier med denne mutasjonen, og i Drosophila-modellen bekreftet implikasjonen av Rab11 i prosessen [57]. Andre mutasjoner identifisert som årsak til SRNS, var i GAPVD1-genet (endosomal regulator), og sannsynligvis i ANKFY1-genet (Ankyrin Repeat og FYVE Domain Containing 1). Begge genene interagerte med Rab5 og mutasjonene økte omvendt bindingen til GTP-bundet RAB5. Interaksjonen mellom GAPVD1 og nefrin, en strukturell proteinnøkkel i spaltemembranen, antyder at endocytisk trafikk av nefrin kan spille en rolle i en RAB5--mediert patogenese av SRNS [45].
3.1.2. Nyretubuli
Tubulære funksjoner, hovedsakelig de som er involvert i proteinreabsorpsjon, påvirkes i stor grad av endring i vesikulær trafikk. I den gule hette hypertensive rotten, en modell av hypertensjon-assosiertnyresykdomRab38 påvirker proteinutskillelsen i urinen i den proksimale tubuli. Ved å bruke dyrkede proksimale tubulus LLC-PK1-celler reduserte Rab38 mRNA-knockdown endocytose av kolloidalt gullkoblet albumin [49]. Foruten rollen til Rab38 i de epiteliale tubulære cellene, har en relevant rolle for Rab7 også blitt identifisert for å beskytte utviklingen av endotelial mesenkymal overgang (EMT) og apoptose når albuminoverbelastning induseres. Overbelastningen av albumin i den tubulære celle-induserte aktiveringen av MMP-2, matriksmetalloproteinase-2, bryter ned type IV kollagen og reduserer fortykkelsen av den tubulære basalmembranen. Rab7-overuttrykk reduserer MMP-2-aktiviteten og bevarer den rørformede basalmembranstrukturen. Resultatet av denne studien åpner for muligheten for at aktivering av Rab7 vil resultere i å være nyttig for å beskytte virkningen av overbelastning av proteiner i den intratubulære væsken som reduserer EMT, slik som forekommer ved diabetisk nefropati [50]. I tillegg regulerer Slp2-a, en effektor av Rab27A, apikal målretting av podocalyxin og dets bindingspartner, ezrin, i samråd med Rab27A. Forfatterne etablerte en modell for claudin-2-ekspresjon gjennom transport av podocalyxin til den apikale overflaten ved funksjonen til Slp2-a–Rab27A-komplekset [51], som bidrar til mengden av tight junction-protein .
Til slutt er rollen til Rab-proteiner i samlerøret blitt studert. Aquaporin er et vasopressinregulert vannkanalprotein som er ansvarlig for osmotisk vannreabsorpsjon ved å samle kanaler. I nærvær av vasopressin deltar Rab7 og vakuolær proteinsortering 35 (Vps35) i AQP2-sortering i tidlige endosomer under kjøretøyforhold og apikal membranhandel [58].
hvor du kan kjøpe cistanche
3.1.3. Eksosom utgivelse
Virkningen av Rab-proteiner i eksosomfrigjøring har også blitt vurdert med Rab27 som spiller en relevant rolle. To nyere studier identifiserer at hemming eller aktivering av Rab27-ekspresjon resulterer i en reduksjon eller økning i eksosomfrigjøring fra podocyttene. I den første av disse studiene stabiliserte overekspresjon av KIBRA Rab27, og unngikk dets nedbrytning via ubiquitin-proteasomveien [59]. I den andre, i en modell av inflammatorisk respons på proksimale tubulære epitelceller, hemmet å slå ut Rab27a den overdrevne inflammatoriske responsen gjennom CHAC1/NF-KB-banen. Dette var på grunn av den intracellulære akkumuleringen av miR-26a, som dermed forsinket utviklingen av diabetikerenyresykdom [52].
3.2. Rab-3A/Rabphilin-3Et kompleks iNyresykdom
I genetiske assosiasjonsstudier identifiserte vår gruppe SNP-er relatert til risikoen for å utvikle mikroalbuminuri ved å bruke kombinerte genetiske og metabolomiske data fra en generell populasjon, og fant en assosiasjon mellom en polymorfisme av RPH3A-genet og UAE [60]. Nylig, i data fra Strong Heart Study, ble totalt 277 varianter kommentert i gener RPH3A, RPH3AL (Rabphilin 3A-lignende), RAB3IL1 (RAB3A-interagerende protein-lignende 1) og RAB27A var tilgjengelige for assosiasjonsanalyse med UAE og GFR-progresjon over tid. Ved å bruke modeller med blandede effekter for å ta hensyn til familierelaterthet og justering for potensielle konfoundere, viste polymorfismer ved RAB3IL1 og RPH3A en antydende signifikant sammenheng med progresjonen av UAE og GFR-nivåer (upubliserte data). Videre viste en tidligere studie fra Framingham-kohorten også en assosiasjon mellom UAE og RPH3A [61].
I 2003, Rastaldi et al. undersøkte Rph3A og Rab3A som mulige aktører innen podocyttbiologi. Basert på at Rph3A binder seg til Rab3A, er det et kompleks som kreves for dokking av synaptiske vesikler til målmembranen deres og som binder med cytoskjelettproteiner i nevroner, vesical og cytoskeletal er også viktig for podocytthomeostase [47]. Komplekset Rab3A-Rph3A har blitt demonstrert i nevroner og nevroendokrine strukturer så vel som i normalenyrerfra mus, rotter og mennesker i podocytter rundt vesikler inneholdt i fotprosessene [62,63]. I tillegg, i humane biopsier av proteinuriske pasienter med fokal og segmentell glomerulosklerose, ble det også identifisert en økning av Rab3A-Rph3A-ekspresjon [47]. Den potensielle rollen til disse molekylene inyreskade ble videre studert av samme gruppe i en modell av Rab3A knockout-mus med høy glukose diett. Knockout-musene utviklet endret podocyttaktinplastisitet med podocyttskade og proteinuri. Dessuten, i modellen med et kosthold med høyt glukose,nyrelesjoner som ligner de ved human diabetisk nefropati ble utviklet [64].
Vår gruppe i nyere arbeid har identifisert at Rph3A er uttrykt og kolokalisert med molekylære markører for endocytiske og eksocytiske veier i perikardiale nefrocytter av Drosophila melanogaster. Nephrocyte er en celle som kombinerer podocytt ognyreproksimale tubuli fungerer og er involvert i fjerning av avfallsstoffer fra hemolymfe og malpighian tubuli, en struktur som anses som analog mednyrerørsystem [48]. Det er to distinkte nefrocyttpopulasjoner: kranscellenefrocyttene rundt spiserøret (binukleat) og perikardiale nefrocytter (mononukleat) plassert sammen med hjertet, både funksjonelt, strukturelt og molekylært lik humane podocytter [65].
Flere studier viser at den endocytiske banen spiller en viktig rolle i utvikling, vedlikehold og skade av podocytten og kan føre til endringer i cellemorfologi [66–68]. Rph3A-interferens reduserer uttrykket av Rab3a og Drosophila-ortologen av transkripsjonsfaktor Krüppel-lignende faktor 15 (KLF15) er sink-finger transkripsjonsfaktor sterkt uttrykt i glomeruli og interstitielle celler. Den har en beskyttende rolle i proteinuriske modeller, ved å redusere tubulær og podocyttskade,nyrefifibrose og mesangial lesjon. Disse reduserte skadenivåene fremmer endring i endocytiske veier som til slutt mister celleskjebne [69]. En morfologisk innvirkning på nefrocytter ble observert på flere nivåer: (a) forstyrrelse av basalmembranen og (b) cytoskjelettmodifikasjoner som førte til fravær av labyrintiske kanaler og tap av nefrocytter (figur 2).
Rph3A-interferens påvirker også uttrykket av gener som er direkte involvert i nefrocyttstrukturen og funksjonen. Proteinene Sns og Kirra, henholdsvis human nephrin og neph1 ortologer, som interagerer gjennom sine ekstracellulære domener for å danne nefrocyttmembranen [70], reduseres (stilles til lyd). Fraværet av Sns-ekspresjon fører til en dramatisk reduksjon av nefrocytttallet, i samsvar med nyere studier som har dokumentert betydningen av cytoplasmatisk Sns i regulering av intra-nefrocytt-aktinorganisering [71]. I tillegg er Cubilin-Amnionless-systemet, som har ansvaret for endocytose av små proteiner over de labyrintiske kanalene [72], også påvirket av Rph3A-interferensen. Reduksjon i proteininntak av nefrocytten er et resultat av en reduksjon i Cubilin-ekspresjon og vesikulær trafikk påvirket av lave nivåer av KLF15 [48] (Figur 2). Begge systemene, Sns-proteiner og Cubillin-proteiner, kan endres ved en reduksjon i genuttrykket eller feillokalisering av noen av komponentene deres. Vår studie fremhever rollen til den gjensidige reguleringen mellom cytoskjelettkomponenter og nefrocyttdiafragmaproteiner som avgjørende for størrelse og ladningsavhengig filtrering og gir data for å støtte de tidligere resultatene i Rab3A knockout musemodellen, som induserte proteinuri ognyreinsuffisiens [64].
Samtidig har gruppen vår analysert virkningen av høy glukose og angiotensin II på Rab3A-Rph3A-systemet i humane udødelige podocytter og i urincellepelleter fra pasienter med hypertensjon og diabetes [73]. Resultatene våre antydet at Rab3A Rph3A-systemet kan være involvert i endringene observert i skadde podocytter, og at en mekanisme kan aktiveres for å redusere skade gjennom den vesikulære transportforbedringen som styres av dette systemet. Til slutt fant foreløpige data fra vår gruppe at Rph3A også er uttrykt i Drosophila myokardiocytter, og Rph3A silencing hadde en sterk innvirkning på organiseringen av fibre og funksjonelle hjerteparametre [74]. Oppsummert spiller Rab3A-Rph3A-systemet en rolle inyreskademekanismer. Hvorvidt det kan spille en rolle i samtidig organdysfunksjon eller ikke, blir et attraktivt forskningsfelt som krever oppmerksomhet i fremtiden.
4. Konklusjoner
Rab-GTPases er proteiner som medierer inter-kompartmental transport av vesikler som frakter last inn og ut av celler og organeller. Rabs har en dominerende rolle i reguleringen av vesikkelhandel i celler, som er integrert i mange cellulære prosesser, som celleproliferasjon, celleernæring, medfødt immunrespons, mitose og apoptose. Dermed er Rabs potensielle molekylære mål for flere sykdommer som kreft, hjerte- og karsykdommer, immunologiske lidelser og nevrodegenerative sykdommer. Imidlertid er virkningen av endret Rabs-uttrykk mindre forstått i spesifikke organer der vesikulær trafikk har stor relevans for deres struktur og funksjon, for eksempel inyre.Nyere studier har avslørt viktigheten av Rab3A-Rph3A-komplekset i morfologien, celletap og fifiltrasjonsfunksjonen inyre. Også nylig i Drosophila-hjertet, noe som gjør det til en ny molekylær aktør i patogenesen avnyreog hjertedysfunksjon og å være et aktuell felt av interesse med potensielle terapeutiske anvendelser. På dette tidspunktet forblir flere spørsmål om den eksakte virkningsmekanismen ubesvarte og vil kreve fremtidig forskning.
cistanche til salgs
