Koagulation, proteaseaktiverede receptorer og diabetisk nyresygdom: Erfaringer fra ENOS-deficiente mus

Fedtrig kost og mangel på eNOS øger synergistisk TF hos diabetiske mus

Mange undersøgelser har påvist en sammenhæng mellem fedme og trombose (Samad og Ruf 2013). Til eksamenple, opregulering af TLR4-NF-kB-stien understofskiftesygdomforhold øger TF-niveauer (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero og Calder 2018). Desuden inducerer mættet fedtsyrepalmitat frigivelse af histon H3 via ROS- og JNK-vejafhængige mekanismer og ekstracellulære histoner, som øger TF-ekspression i monocytter (Shrestha et al. 2013). Med fokus på forholdet mellem koagulation, eNOS ogdyslipidæmi, har vores tidligere undersøgelse vist de kombinerede virkninger af eNOS-mangel og en fedtrig kost på TF-ekspression (Li et al. 2010). I undersøgelsen blev eNOS-nullmus behandlet med lavdosis STZ for at udvikle DM og blev fodret med en kost med højt fedtindhold. Manglen på eNOS-ekspression øgede urinalalbuminudskillelse oghistologiske skader, som blev yderligere forværret af en kost med højt fedtindhold. Ekspressionen og aktiviteten af ​​TF blev øget i musenyrer på grund af mangel på eNOS-ekspression og en fedtrig kost i ensynergistisk måde. Interessant nok viste kolokaliseringseksperimenter med en glomerulær monocyt/makrofagmarkør en stigning i niveauet af immunreaktivt TF.

Neutraliserende antistoffer mod TF forbedrer inflammation i diabetiske nyrer i eNOS-Knockout-mus

En stigning i TF-afhængig koagulation er forbundet med øget inflammation (Witkowski et al. 2016). Hæmning af det TF-afhængige koagulationssystem blev forbedretinflammatoriske sygdomme, såsom LPS-induceret sepsis (Pawlinski et al. 2010). For at belyse årsagssammenhængen mellem inflammation og TF i DKD undersøgte vi den kortsigtede effekt af neutraliserende antistoffer mod TF på inflammation afdiabetiske nyreri eNOS-mangelfulde mus (Li et al. 2010). Resultaterne viste, at administration af anti-TF-antistoffer markant reducerede de renale ekspressionsniveauer af inflammations- og fibrose-relaterede gener såsom Tnfa, Ccl2, Tgfb og Col4 mRNA i musenyrer fire dage efter TF-neutralisering.

KLIK HER FOR AT FÅ NATURLIGE ØKOLOGISKE CISTANCHE EKSTRAKT MED 25% ECHINACOSIDE OG 9% ACTEOSIDE TIL NYREFUNKTION

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

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tlf:+86 15292862950

Shop for flere specifikationer detaljer:

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

Koagulation FXa-hæmmer forbedrer nyreskade hos diabetiske mus, der mangler eNOS

Koagulation FXa, placeret nedstrøms for TF/VIIa, bidrager også til inflammation gennem den PAR-afhængige vej. Dens rolle i DKD er blevet demonstreret i flere dyremodeller. Sumi et al. (2011) viste, at fondaparinux, en FXa-hæmmer, reducerede urinproteinniveauer, glomerulær hypertrofi og fibrinaflejring i db/db-mus. Den terapeutiske effekt af FXa-hæmning i DKD-mus, der mangler eNOS, blev demonstreret af vores gruppe (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/dag), en oral FXa-hæmmer, blev administreret til eNOS-/-; Ins2Akita/+ mus i tre måneder, og resultaterne viste forbedring af histologiske skader, såsom mesangial matrixproliferation. Ekspressionsniveauerne af inflammatoriske gener i nyrerne blev reduceret af edoxaban (tabel 1). FXa aktiverer både PAR1 og PAR2. For at belyse mekanismen for FXa-medieret nyreskade demonstrerede vi, at de antiinflammatoriske virkninger af FXa-hæmmere ligner dem, der findes i PAR2-/- mus og PAR2-/- mus med FXa-hæmmere . Disse resultater tydede på, at FXa sandsynligvis forårsagede inflammation gennem en PAR2-afhængig mekanisme i DKD. I modsætning hertil forbedrede redoxforbuddet ikke glomerulær skade i eNOS+/+; Ins2Akita/+ mus, hvilket tyder på, at den terapeutiske effekt af FXa-hæmning var forbundet med eNOS-afhængig hyperkoagulabilitet i type Idiabetiske mus.

Andre koagulationsfaktorer i DKD

Fordi thrombin målretter mod PAR1, som skrider fremvaskulær betændelse(Chen og Dorling 2009),trombin forværrer sandsynligvis DKD. Thrombins beskyttende eller skadelige roller i DKD-patogenese er imidlertid blevet påvist; lavdosis thrombin (50 pM) forhindret, hvorimod højdosis thrombin (20 nM) forværrede,glukose-induceret apoptosei podocytter (Wang et al. 2011b). Virkningerne af thrombinhæmmere såsom dabigatran på diabetiske mus, der mangler eNOS, bør belyses i fremtiden.

Fibrinogen er involveret i forskelligeinflammatoriske tilstande. Interessant nok var delvis reduktion eller fravær af fibrinogen gavnlig for nyreiskæmi-reperfusionsmodeller eller obstruktiv nyrefibrose (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Fordi glomerulær fibrinaflejring er øget hos diabetiske mus, der mangler eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), hvilket belyser dens rolle iDKD patogenesefortjener yderligere forskning.

Ekspression af PAR1 og PAR2 i diabetiske mus, der mangler eNOS

Øget ekspression af PAR'er er forbundet med nyreskade. Vi og andre har vist, at ekspressionsniveauerne af Par1 og/eller Par2 mRNA blev øget i dyremodeller med diabetisk nefropati, adenin-induceret nyreskade, obstruktiv nyrefibrose og cisplatin-induceret nyreskade (Chung et al. 2013; Hayashi et al. al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). Endvidere blev glomerulære PAR2-proteinniveauer øget i db/db-mus, en model af type II DM (Sumi et al. 2011). Vi påviste sammenhængen mellem PAR-ekspression og eNOS-mangel hos diabetiske mus (Oe et al. 2016). Ekspressionsniveauet af Par1 mRNA var signifikant højere i eNOS−/−; Ins2Akita/+ mus end i eNOS−/−; Ins2Akita/+ og ikke-DM mus. Tilsvarende var ekspressionen af ​​Par2 signifikant højere i eNOS−/−; Ins2Akita/+ mus end i ikke-DM mus. I modsætning hertil var Par4 mRNA-niveauer ikke forskellige mellem genotyperne. Mangel på eNOS forværrer inflammation i DKD (Wang et al. 2011a). Fordi pro-inflammatoriske cytokiner angiveligt øger PAR'er (Nystedt et al. 1996), inducerer forhøjet inflammation forårsaget af mangel på eNOS sandsynligvis renal Pars-ekspression i DKD. Samlet antydede resultaterne af vores undersøgelser, at ekspressionsniveauerne af PAR1 og PAR2, svarende til tilfældet med TF, blev øget i diabetiske nyrer, når eNOS manglede (fig. 2).

PAR2-sletning Forbedret diabetisk nyre

Skade hos mus med reduceret eNOS

Vi og andre har behandlet PAR2's rolle i DKD i tidligere undersøgelser. Par2-deletion påvirkede ikke glomerulær skade hos diabetiske vildtype Akita-mus (Ins2Akita/+) med eNOS (Oe et al. 2016). Desuden viste STZ-inducerede diabetiske mus, der manglede PAR2, reduceret albuminuri sammenlignet med diabetiske vildtype mus, men øget gennemsnitlig måludvidelse (Waasdorp et al. 2017). Samlet viser disse resultater, at der ikke er nogen eller milde terapeutiske virkninger af PAR2-hæmning på nyreskade i de tidlige og milde modeller af DKD. I modsætning hertil har vi påvist effekterne af PAR2-mangel på DKD hos diabetiske Akita-mus med reduceret ekspression af eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). Manglen på PAR2 reducerede signifikant niveauerne af urinalbuminudskillelse, mesangial ekspansion og tykkelsen af ​​GBM. Ekspressionsniveauerne af pro-inflammatoriske og fibrose-relaterede gener, herunder Tnfa, Tgfb og Col4, blev også reduceret i musenyrer. Disse resultater tyder på, at PAR2 ikke er patogen i begyndelsen, men i den relativt fremskredne diabetiske glomerulære skade forårsaget af eNOS-mangel (tabel 1).

Dobbelt blokade af PAR1 og PAR2 i diabetiske mus med reduceret eNOS

Vi har påvist, at PAR1 og PAR2 i samarbejde bidrager til DKD-patogenese (Mitsui et al. 2020). I denne undersøgelse blev type I diabetiske Akita-hanmus heterozygote for eNOS (Ins2Akita/+; eNOS+/-) brugt som en model for DKD. Disse mus blev behandlet med vehikel, PAR1-antagonist (E5555, 60 mg/kg/dag), PAR2-antagonist (FSLLRY, 3 mg/kg/dag) eller E5555 + FSLLRY i 4 uger. Administration af PAR1- eller PAR2-antagonisten alene svækkede glomerulær beskadigelse, såsom mesangial ekspansion og collagen IV-aflejring, sammenlignet med administration af et vehikel. Synergistiske terapeutiske virkninger af både PAR1- og PAR2-hæmning blev observeret, og urinalbumin-til-kreatinin-forholdet blev signifikant reduceret, når både PAR1 og PAR2 blev blokeret med E5555 + FSLLRY sammenlignet med vehikeladministrationen. Ydermere forbedrede dobbelt blokade af PAR1 og PAR2 af E5555 + FSLLRY synergistisk kald histologisk skade, herunder mesangial ekspansion, glomerulær makrofaginfiltration og aflejring af type IV kollagen. Ekspressionsniveauerne af inflammations- og fibrose-relaterede gener i nyrerne blev også reduceret (tabel 1).

Vi fokuserede på de pro-inflammatoriske virkninger af PAR1- og PAR2-agonister på humane endotelceller (Mitsui et al. 2020). Resultaterne viste, at stimulering med både PAR1 og PAR2 agonister synergistisk øgede ekspressionsniveauerne af MCP1 og PAI1 mRNA. Virkningen af ​​PAR1-agonisten blev blokeret af en NF-KB-inhibitor, hvorimod virkningen af ​​PAR2-agonisten blev blokeret af NF-kB- og MAPK-hæmmere. Samlet bidrager PAR1 og PAR2 i fællesskab til vaskulær inflammation og DKD gennem forskellige signalveje (fig. 3).

Konklusion

I denne gennemgang fokuserede vi på forholdet mellem koagulationsprotease-PAR-vejen og eNOS-mangel hos diabetiske mus. Lav produktion af eNOS er forbundet med hyperkoagulabilitet og øget PAR-signalering, som er skadelige for DKD. Disse fund kan indikere deres patologiske roller i den fremskredne eller senere fase af DKD (f.eks. med nyresvigt og/eller massiv proteinuri). Orale FXa-hæmmere anvendes i vid udstrækning til at forebygge trombose (Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015). Deres brug i behandlingen af ​​DKD er en lovende mulighed. Desuden kan nogle PAR1-antagonister, herunder atopaxar og vorapaxar, anvendes i blodpladehæmmende behandling for at forhindre akut koronarsyndrom (Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012). Derudover er der bemærkelsesværdige fremskridt i udviklingen af ​​PAR2-antagonister (Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018), og de kan være nye terapeutiske muligheder til at behandle patienter med DKD.

Anerkendelser

Denne undersøgelse blev støttet af Gonryo Medical Foundation. Vi vil gerne takke Editage (https://www. editage.com) for engelsksproget redigering.

Interessekonflikt Forfatterne erklærer ingen interessekonflikt.

Referencer

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

Azushima, K., Gurley, SB & Coffman, TM (2018) Modellering af 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 af diabetisk nefropati.J. Am. Soc. Nephrol., 20, 2503-2512. Camerer, E., Huang, W. & Coughlin, SR (2000) Vævsfaktor og faktor X-afhængig aktivering af protease-aktiveret receptor 2 af faktor VIIa.Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 5255-5260. 

Chen, D. & Dorling, A. (2009) Kritiske roller for thrombin ved akut og kronisk inflammation.J. Thromb. Haemost., 7 Suppl 1, 122-126. Cheng, H., Wang, H., Fan, X., Paueksakon, P. & Harris, RC (2012) Forbedring af endothelial nitrogenoxidsyntase-aktivitet forsinker progressionen af ​​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) Strukturel indsigt i allosterisk modulering af protease-aktiveret receptor 2.

Natur, 545, 112-115. Chung, H., Ramachandran, R., Hollenberg, MD & Muruve, DA (2013) Proteinase-aktiveret receptor-2 transaktivering af epidermal vækstfaktorreceptor og transformerende vækstfaktor- receptor signalveje bidrager til nyrefibrose.J. Biol. Chem., 288, 37319-37331. Coughlin, SR (2005) Protease-aktiverede receptorer i hæmostase, 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 udtømning af fibrinogen beskytter mod nyrefibrose.Er. J. Physiol. Renal Physiol., 307, 

F471- 484. Cunningham, MA, Rondeau, E., Chen, X., Coughlin, SR, Hold sworth, SR & Tipping, PG (2000) Protease-aktiveret receptor 1 medierer thrombin-afhængig, cellemedieret nyrebetændelse ved halvmåneglomerulonefritis.J. Exp. Med., 191, 455-462.