Coagulació, receptors activats per proteases i malaltia renal diabètica: lliçons de ratolins amb deficiència d'ENOS

Òxid nítric sintasa endotelialSe sap que la disfunció (eNOS) agreuja la progressió i el pronòsticmalaltia renal diabètica(DKD). Un dels mecanismes a través dels quals s'aconsegueix és que els nivells baixos d'eNOS s'associen a la hipercoagulabilitat, la qual cosa afavoreix la lesió renal. A la cascada de la coagulació extrínseca, el factor tisular (factor III) i els factors de coagulació aigües avall, com el factor actiu X (FXa), agreugen la inflamació mitjançant l'activació dels receptors activats per proteases (PAR). Recentment, s'ha demostrat que la manca o la reducció d'expressió d'eNOS en ratolins diabètics, com a model de DKD avançada, augmenta els nivells de factor del teixit renal i l'expressió PAR1 i 2 als seus ronyons. A més, la inhibició farmacèutica o la supressió genètica de factors de coagulació o PARmillora la inflamacióen DKD en ratolins que no tenen eNOS. En aquesta revisió, resumim la relació entre eNOS, coagulació i PAR i proposem una nova opció terapèutica per al maneig dels pacients amb DKD.

Paraules clau:glomeruloesclerosi diabètica; factor Xa;inflamació; factor tisular

FEU CLIC AQUÍ PER OBTENIR EXTRACTE DE CISTANX ORGÀNIC NATURAL AMB 25% ECHINACOSIDE I 9% ACTEOSIDE PER A LA FUNCIÓ RENOLÓ

Introducció

El nombre de pacients ambmalaltia renal diabètica(DKD) està augmentant a tot el món (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). La DKD és una de les principals causes de mortalitat en pacients amb complicacions de la diabetis (Afkarian et al. 2013). A més, la DKD és progressiva i és la principal causa de la malaltia renal en fase terminal que requereix teràpia de substitució renal (Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). Al Japó, la nefropatia diabètica representa més del 39% dels nous pacients en diàlisi (Nitta et al. 2020). Per tant, el desenvolupament deterapèutica novaes requereixen opcions per gestionar pacients amb DKD.

sistema en la patogènesi de DKD. La hipercoagulabilitat està associada a la DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016). Es va demostrar que un nivell elevat de fibrinogen a la sang s'associava amb una taxa de filtració glomerular estimada baixa, una proteinúria elevada i una lesió histològica greu, i era un predictor de la progressió a la malaltia renal terminal (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et al. al 2018; Zhang et al. 2018). Alguns estudis han demostrat una correlació entre el nivell de dímer D, un producte de degradació de la fibrina i la disfunció renal en DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). La hipercoagulabilitat en DKD probablement està determinada per múltiples factors. Per exemple, el sistema renina-angiotensina-aldosterona activa el factor tisular (TF, factor III) i augmenta els esdeveniments trombòtics (Dielis et al. 2005). En cas contrari, la hiperglucèmia, la dislipèmia, la inflamació o la disfunció endotelial estan implicades en l'estat protrombòtic sota la patogènesi de la DKD (Goldberg 2009).

La disfunció endotelial està present en la DKD que progressa cap a complicacions microvasculars (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). La producció deteriorada d'òxid nítric sintasa (eNOS) o la reducció de l'activitat d'eNOS (per exemple, la fosforilació d'eNOS deteriorada) és un segell distintiu de la disfunció endotelial en DKD (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012). Hem demostrat que una pèrdua d'expressió d'eNOS estava relacionada amb l'elevació del nivell de TF i l'activitat del sistema de coagulació extrínsec (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), que està estretament associada amb esdeveniments trombòtics en pacients amb ronyó crònic. malalties (Kolachalama et al. 2018).

A més de l'elevat risc d'esdeveniments trombòtics, les proteases de coagulació, com el factor actiu FVII (FVIIa), el factor actiu (FXa) i la trombina, que estan presents a la cascada de coagulació extrínseca, medien la lesió tisular a través d'un receptor activat per proteases. Mecanisme depenent de PAR (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019). En aquesta revisió, resumim les troballes obtingudes de ratolins diabètics que no tenen eNOS i discutim la relació entre la via de coagulació-PAR, els nivells d'eNOS iPatogènesi de DKD.

Via del factor tissular/receptors activats per proteases

El factor tisular (TF), conegut com a factor III, és una proteïna transmembrana de 47 kDa que interacciona amb el factor VII (FVII) (Grover i Mackman 2018). El complex TF/FVIIa és un activador de la cascada de coagulació extrínseca i catalitza l'activació de FX i FIX. FXa i el cofactor V activat (FVa) formen un complex protrombòtic que genera trombina. Finalment, la trombina converteix el fibrinogen en fibrina, donant lloc a la formació de trombos (Grover i Mackman 2018). El TF s'expressa tant en cèl·lules musculars llises vasculars com en fibroblasts adventicials. En condicions inflamatòries, la seva expressió s'indueix en cèl·lules endotelials o cèl·lules circulants com els monòcits (Østerud i Bjørklid 2006).

Els receptors activats per proteases (PAR) són membres de la superfamília de receptors acoblats a proteïnes G, que inclou quatre proteïnes PAR (PAR1-4). Els PAR pateixen una escissió per proteases a l'extrem N-terminal i s'activen en unir-se a un nou N-terminal que conté un lligand lligat. Els quatre membres dels PAR (PAR1-4) s'activen per proteases de coagulació específiques: el complex TF i FVIIa activa PAR2, el factor Xa activa tant PAR1 com PAR2 i la trombina activa PAR1, PAR3 i PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier i Ruf 2012; Zhao et al. 2014). La relació entre TF, proteases de coagulació i PAR es mostra a la figura 1.

Se sap que els PAR s'expressen àmpliament a les cèl·lules renals i estan implicats en la fisiopatologia de la lesió renal. Tant PAR1 com PAR2 s'expressen en cèl·lules endotelials glomerulars, cèl·lules mesangials i cèl·lules tubulars renals derivades d'humans o de ratolí; PAR2, PAR3 i PAR4 s'expressen en podòcits humans; PAR1, PAR3 i PAR4 s'expressen en podòcits murins (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016).

Tot i que els efectes nocius o protectors dels PAR alesió renals'han demostrat, l'acumulació de dades suggereix que els PAR exacerben la inflamació estimulant la producció de citocines i quimiocines (Rothmeier i Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019). D'acord amb aquesta troballa, els agonistes PAR1 i PAR2 promouen l'expressió de mediadors inflamatoris, com la proteïna quimiotàctica monòcit 1 (MCP1) i l'inhibidor de l'activador del plasminogen-1 (PAI{-1) ​​i molècules profibròtiques en endotelials. , mesangials i cèl·lules tubulars renals (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019). En estudis in vivo, la manca de PAR1 o la presència d'inhibidors de PAR1 va reduir la inflamació en models de glomerulonefritis crentica o lesió renal obstructiva (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020). De la mateixa manera, els efectes terapèutics de la inhibició de PAR2 en lesions renals van anar acompanyats deinflamació reduïdaals ronyons (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

Polimorfismes endotelials d'òxid nítric sintasa en DKD

Òxid nítric sintasa endotelial(eNOS) és una de les tres isoformes de NOS i contribueix a la producció de NO a l'endoteli vascular (Walford i Loscalzo 2003). El NO produït per eNOS a l'endoteli vascular té un paper crucial en la regulació de la relaxació vascular, l'antiinflamació i la prevenció de la formació de trombes (Walford i Loscalzo 2003). L'expressió deteriorada d'eNOS s'associa amb el desenvolupament de DKD. Les metaanàlisis realitzades recentment en humans han revelat que G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) i l'intró 4b/4a ​​(rs{869109213) en els gens eNOS (NOS3) estan estretament associats amb el desenvolupament de DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018). D'aquestes variants, el paper del polimorfisme G894T (Glu298Asp) en la funció d'eNOS ha estat ben caracteritzat. La producció reduïda de NO o acumulació de nitrits es va indicar a les cèl·lules CHO transfectades amb 298Asp en comparació amb les amb 298Glu (Noiri et al. 2002). Col·lectivament, aquests resultats indiquen que la producció reduïda de NO per la disfunció d'eNOS és important per a la progressió de la DKD en humans.

Ratolins diabètics que no tenen eNOS com a model de nefropatia diabètica humana

L'establiment de models preclínics fiables semblants a la DKD humana és essencial per a l'estudi de noves opcions terapèutiques. A partir de l'evidència que mostra una associació entre el polimorfisme d'eNOS i la DKD, diversos estudis han demostrat que els models d'eliminació d'eNOS de tipus I i tipus II de DM són alguns dels models d'èxit que imiten la DKD humana (Brosius et al. 2009; Azushima et al. al. 2018). Es va demostrar que els ratolins diabètics induïts per estreptozotocina que no tenen eNOS desenvolupen albuminúria severa, expansió mesangial, engrossiment de la membrana basal glomerular i hialinosi arteriolar, semblant a la DKD humana (Nakagawa et al. 2007). De la mateixa manera, els ratolins diabètics tipus II (db/db) que no tenien eNOS van mostrar una glomeruloesclerosi severa i albuminúria (Zhao et al. 2006).

TF elevat en ratolins diabètics que no tenen eNOS

El NO inhibeix la formació de trombes i l'agregació plaquetària (Walford i Loscalzo 2003). Com que es va observar la formació de trombes glomerulars en ratolins diabètics que no tenien eNOS (Nakagawa et al. 2007), una expressió deteriorada d'eNOS probablement s'associa amb l'augment de la coagulació dependent de TF. L'associació entre eNOS i TF en DKD s'ha abordat en els nostres informes anteriors (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (Fig. 2).

La reducció o la manca d'expressió d'eNOS augmenta l'activitat renal de TF en ratolins Akita diabètics Hem caracteritzat l'expressió de TF en ratolins Akita diabètics (Ins2Akita/+), un model de DM tipus I, amb diversos nivells d'expressió d'eNOS (eNOS+/+, eNOS+/-). i eNOS-/-) (Wang et al. 2011a). Vam trobar que la gravetat de la DKD es va associar amb una expressió reduïda d'eNOS. L'excreció d'albúmina urinària, la glomerulosclerosi i la reducció de la taxa de filtració glomerular es van agreujar en l'ordre següent: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Curiosament, l'expressió i l'activitat del TF renal es van incrementar en eNOS +/-; Ins2Akita/+ i eNOS-/-; Ratolins Ins2Akita/+ en comparació amb els d'eNOS+/+; Ins2Akita/+ ratolins. La deposició de fibrina glomerular també va ser notable en eNOS+/-; Ins2 Akita/+ i eNOS-/-; Ins2 Akita/+ ratolins. A més, l'expressió d'ARNm de Tf renal es va correlacionar amb la gravetat de la malaltia, l'excreció d'albúmina urinària iinflamatori renalexpressió de citocines.

La dieta alta en greixos i la manca d'eNOS augmenten sinèrgicament el TF en ratolins diabètics

Molts estudis han demostrat una connexió entre l'obesitat i la trombosi (Samad i Ruf 2013). Per exemple, la regulació a l'alça de la via TLR4-NF-kB en condicions de malaltia metabòlica augmenta els nivells de TF (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero i Calder 2018). A més, el palmitat d'àcids grassos saturats indueix l'alliberament d'histona H3 mitjançant mecanismes dependents de la via ROS i JNK i histones extracel·lulars, que augmenten l'expressió de TF en monòcits (Shrestha et al. 2013). Centrant-nos en la relació entre la coagulació, l'eNOS i la dislipèmia, el nostre estudi anterior ha demostrat els efectes combinats de la deficiència d'eNOS i una dieta alta en greixos sobre l'expressió de TF (Li et al. 2010). A l'estudi, els ratolins eNOS nuls van ser tractats amb STZ de dosis baixes per desenvolupar DM i van ser alimentats amb una dieta alta en greixos. La manca d'expressió d'eNOS va augmentar l'excreció d'albúmina urinària i les lesions histològiques, que es van veure agreujades encara més per una dieta alta en greixos. L'expressió i l'activitat del TF es van augmentar als ronyons del ratolí a causa de la manca d'expressió d'eNOS i una dieta alta en greixos de manera sinèrgica. Curiosament, es va demostrar un augment del nivell de TF immunoreactiu mitjançant experiments de colocalització amb un marcador glomerular de monòcits / macròfags.

Els anticossos neutralitzants contra el TF milloren la inflamació en ronyons diabètics en ratolins eNOS-Knockout

Un augment de la coagulació dependent de TF s'associa amb un augment de la inflamació (Witkowski et al. 2016). S'ha millorat la inhibició del sistema de coagulació dependent de TFmalalties inflamatòries, com la sèpsia induïda per LPS (Pawlinski et al. 2010). Per dilucidar el vincle causal entre la inflamació i la TF en DKD, es va examinar l'efecte a curt termini dels anticossos neutralitzadors contra la TF sobre la inflamació dels ronyons diabètics en ratolins amb deficiència d'eNOS (Li et al. 2010). Els resultats van mostrar que l'administració d'anticossos anti-TF va reduir notablement els nivells d'expressió renal de gens relacionats amb la inflamació i la fibrosi com Tnfa, Ccl2, Tgfb i l'ARNm Col4 als ronyons del ratolí quatre dies després de la neutralització de TF.

L'inhibidor de la coagulació FXa millora la lesió renal en ratolins diabètics que no tenen eNOS

La coagulació FXa, situada aigües avall de TF/VIIa, també contribueix a la inflamació a través de la via dependent de PAR. El seu paper en la DKD s'ha demostrat en diversos models animals. Sumi et al. (2011) van demostrar que fondaparinux, un inhibidor de FXa, va reduir els nivells de proteïnes urinàries, la hipertròfia glomerular i la deposició de fibrina en ratolins db/db. El nostre grup va demostrar l'efecte terapèutic de la inhibició de FXa en ratolins DKD que no tenen eNOS (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/dia), un inhibidor oral de FXa, es va administrar a eNOS-/-; Ratolins Ins2Akita/+ durant tres mesos, i els resultats van mostrar una millora de les lesions histològiques, com la proliferació de la matriu mesangial. Els nivells d'expressió dels gens inflamatoris als ronyons es van reduir per edoxaban (taula 1). FXa activa tant PAR1 com PAR2. Per dilucidar el mecanisme de la lesió renal mediada per FXa, vam demostrar que els efectes antiinflamatoris dels inhibidors de FXa són similars als que es troben en ratolins PAR2-/- i ratolins PAR{2-/- amb inhibidors de FXa. . Aquestes troballes van suggerir que probablement FXa va causar inflamació mitjançant un mecanisme depenent de PAR2-en DKD. En canvi, edoxaban no va millorar la lesió glomerular en eNOS+/+; Ratolins Ins2Akita/+, cosa que suggereix que l'efecte terapèutic de la inhibició de FXa es va associar amb la hipercoagulabilitat depenent d'eNOS en ratolins diabètics tipus I.

Altres factors de coagulació en DKD

Com que la trombina s'adreça a PAR1, que avança en la inflamació vascular (Chen i Dorling 2009), és probable que la trombina agreugi la DKD. Tanmateix, s'han demostrat els papers protectors o nocius de la trombina en la patogènesi de la DKD; la trombina a dosis baixes (50 pM) va prevenir, mentre que la trombina a dosis altes (20 nM) va agreujar l'apoptosi induïda per la glucosa als podòcits (Wang et al. 2011b). Els efectes dels inhibidors de la trombina com el dabigatran en ratolins diabètics que no tenen eNOS s'han d'aclarir en el futur.

El fibrinogen està implicat en diversos estats inflamatoris. Curiosament, la reducció parcial o l'absència de fibrinogen va ser beneficiosa per als models d'isquèmia-reperfusió renal o per a la fibrosi renal obstructiva (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Com que la deposició de fibrina glomerular augmenta en ratolins diabètics que no tenen eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), dilucidar el seu paper en la patogènesi de la DKD mereix més investigació.

Expressió de PAR1 i PAR2 en ratolins diabètics que no tenen eNOS

L'augment de l'expressió de PAR s'associa amb una lesió renal. Nosaltres i altres hem demostrat que els nivells d'expressió d'ARNm Par1 i/o Par2 van augmentar en models animals amb nefropatia diabètica, lesió renal induïda per nou ade, fibrosi renal obstructiva i lesió renal induïda per cisplatí (Chung et al. 2013; Hayashi). et al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). A més, es van augmentar els nivells de proteïna glomerular PAR2 en ratolins db/db, un model de DM tipus II (Sumi et al. 2011). Hem demostrat l'associació entre l'expressió PAR i la deficiència d'eNOS en ratolins diabètics (Oe et al. 2016). El nivell d'expressió de l'ARNm Par1 va ser significativament més alt en eNOS-/-; ratolins Ins2Akita/+ que en eNOS−/−; Ratolins Ins2Akita/+ i no DM. De la mateixa manera, l'expressió de Par2 va ser significativament més alta en eNOS-/-; Ratolins Ins2Akita/+ que en ratolins no DM. En canvi, els nivells d'ARNm de Par4 no difereixen entre els genotips. La manca d'eNOS agreuja la inflamació en DKD (Wang et al. 2011a). Com que les citocines proinflamatòries s'informa que augmenten els PAR (Nystedt et al. 1996), una inflamació elevada causada per la manca d'eNOS probablement indueixi l'expressió de Pars renal en DKD. Col·lectivament, els resultats dels nostres estudis van suggerir que els nivells d'expressió de PAR1 i PAR2, de manera similar al cas de la TF, es van incrementar en els ronyons diabètics quan mancava eNOS (Fig. 2).

La supressió de PAR2 va millorar la lesió renal diabètica en ratolins amb eNOS reduït

Nosaltres i altres hem abordat el paper de PAR2 en DKD en estudis anteriors. La supressió de Par2 no va afectar la lesió glomerular en ratolins Akita diabètics de tipus salvatge (Ins2Akita/+) amb eNOS (Oe et al. 2016). A més, els ratolins diabètics induïts per STZ que no tenien PAR2 van mostrar una albumínúria reduïda en comparació amb els ratolins diabètics de tipus salvatge, però van augmentar l'expansió mesangial (Waasdorp et al. 2017). Col·lectivament, aquests resultats demostren que no hi ha efectes terapèutics lleus o no de la inhibició de PAR2 sobre la lesió renal en els models primerencs i lleus de DKD. En canvi, hem demostrat els efectes de la deficiència de PAR2 sobre la DKD en ratolins Akita diabètics amb una expressió reduïda d'eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). La manca de PAR2 va reduir significativament els nivells d'excreció d'albúmina urinària, l'expansió mesangial i el gruix del GBM. Els nivells d'expressió dels gens proinflamatoris i relacionats amb la fibrosi, inclosos Tnfa, Tgfb i Col4, també es van reduir als ronyons del ratolí. Aquests descobriments suggereixen que PAR2 és patogènic no al principi, sinó en la lesió glomerular diabètica relativament avançada causada per la deficiència d'eNOS (taula 1).

Servei de suport de Wecistanche: el major exportador de cistanche a la Xina:

Correu electrònic:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Compreu per obtenir més detalls de les especificacions:

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