Small Rab GTPases in Intracellular Vesicle Trafficking: The Case Of Rab3A/Raphillin-3A Complex in The Kidney

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstrakt:Små Rab GTPaser, den største gruppe af små monomere GTPaser, regulerer vesikeltrafik-finicking i celler, som er integreret i mange cellulære processer. Deres rolle i neurologiske sygdomme, såsom kræft og inflammation, er blevet grundigt undersøgt, men deres implikation i nyresygdomme er ikke blevet forsket i dybden. Rab3a og dets effektor Rabphillin-3A (Rph3A)-ekspression har vist sig at være til stede i podocytterne inormalnyreraf mus rotter og mennesker, omkring vesikler indeholdt i fodprocesserne, og de er overudtrykt i sygdomme med proteinuri. Derudover inducerede Rab3A knockout musemodellen dybtgående cytoskeletale ændringer i podocytter fra højt glukosefodrede dyr. Ligeledes producerede RphA-interferens i Drosophila-modellen strukturel og funktionel skade i nefrocytter med en reduktion i infiltrationskapacitet og nefrocytantal. Ændringer i strukturen af ​​hjertefiber i den samme RphA-interferensmodel åbner spørgsmålet, om Rab3A-dysfunktion ville forårsage samtidig skade i hjertet ognyreceller,et attraktivt felt, der vil kræve opmærksomhed i fremtiden.

Nøgleord:Rab-proteiner; Rab3A; Rabphilin-3A, nyre, nyre

cistanche og tongkat ali

IntroduktionSmå Rab GTPaser, den største gruppe af små monomere GTPaser, og deres Rabinteragerende proteiner er involveret i flere cellulære funktioner, herunder trafikken af ​​endosomale vesikler og plasmamembrankombination for at frigive laster til det ekstracellulære rum [1,2]. Rollen af ​​Rab GTPaser i sygdomme og specifikke syndromer er blevet bredt undersøgt [3]. I vid udstrækning vurderet og impliceret i vesikelsynapser og aflejringer i nervesystemsygdomme, har beviser for deres sammenhæng i andre væv og patologiske processer såsom cancer, inflammation, blodplader og endokrine sekretioner været motivet for forskning i de senere år. Funktionelt koordinerer Rab GTPaser membranhandelsbegivenheder på basis af cyklisk interkonvertering mellem aktive GTP-bundne tilstande og inaktive GDP-bundne tilstande. Den GTP-bundne form kan interagere med effektorer, fremme forskellige trin og bidrage til vektoriel membrantrafik [2]. Hvert Rab-protein har specifikke effektorproteiner, der regulerer forskellige intracellulære transporttrin, som er trans-Golgi-netværket, endosomal pathway-lysosom til clearance/nedbrydning eller fusion med den cellulære membran til vesikelfrigivelse er den mest undersøgte [4-6].

Rabs er forbundet med arvelige genetiske og erhvervede sygdomme [7]. deres indvirkning på kræft,neurologisk sygdom, immunitet,og infektioner er blevet anerkendt [8]. På trods af stigningen i viden er deres bidrag til nyre- og hjertedysfunktion og -skader knap. Derfor giver denne gennemgang et overblik over relevansen af ​​Rab GTPaser i humane sygdomme, med et særligt fokus på Rab3a-Rph3A komplekset og dets kritiske rolle i nyresygdom og en omtale af fremtidige implikationer.

Rab GTPaser og vesikelhandelRab-proteiner [9] er masterregulatorer for intracellulær vesikeltransport mellem forskellige kompartmenter gennem rekruttering af effektorer og specifikke regulatorer [2], der er involveret i enten vesikelspirer, mobilitet gennem interaktion med cytoskelettet eller binding til membranen. Rab-familien er sammensat af mere end 70 GTPaser, som hver især er associeret med ét intracellulært rum for at kontrollere specificiteten og retningsbestemmelsen af ​​membrantrafikveje, for det meste relateret til vesikulær transport. Derved bidrager de til at give membranidentitet [10] og sikre, at membranbundne laster transporteres til deres korrekte destinationer i cellen.

Processerne har veldefinerede traffikruter, herunder exocytiske og endocytiske veje, hvor sidstnævnte består af tidlige, sene og genbrugskomponenter [11]. Hver af veje er normalt indlejret med ikke-overlappende Rabs og forekommer i forskellige rum (figur 1).

Forbundet med trans-Golgi-netværket og sekretoriske vesikler er adskillige Rab-proteiner blevet identificeret. Rab1 letter knopskydningen af ​​vesikler ved det endoplasmatiske retikulums udgangssted og translokationen af ​​vesikler til præ-Golgi-mellemrummet [12]. Transit af vesikler fra det endoplasmatiske retikulum til præ-Golgi kan også være reguleret af Rab2-medieret omvendt fyr. Rab8 videregiver vesikeltrafik i den sekretoriske rute, der fører fra trans-Golgi-netværket til plasmamembranen. Rab3-underfamiliemedlemmer er kritiske regulatorer af sekretorisk vesikel-exocytose i eukaryote celler, men nyere undersøgelser indikerer, at yderligere Rab-isoformer, Rab27-underfamilien, er nødvendige for denne proces [13]. Nyere litteratur rapporterer, at Rab3 og Rab27 samarbejder om at opnå vesikel-exocytose ved at rekruttere specifikke effektorproteiner, såsom Rabphilin3a (Rph3a), der binder Rab27a, rekruttering af et aktiverende enzym Rab3IL1, en Rab-regulator, som katalyserer udvekslingen af ​​GDP med [14 Rab3a] ]. Rph3a driver vesikeldocking ved målmembraner. Dog nogle sekretoriske vesikler. Rph3a driver vesikeldocking ved målmembraner. Imidlertid er nogle sekretoriske vesikler sandsynligvis også dannet gennem direkte knopskydning af plasmamembranen, og kravet til Rab GTPase-aktivitet i sådan sekretion er ikke kendt.

Figur 1. Rab-protein-medieret intracellulær vesikulær transport. Fremhævede Rab-familieproteiner, der spiller en nøglerolle i regulering af cellulær membranhandel, herunder endocytose, exocytose, exosomsekretion og levering af vesikler mellem organeller. Små Rab GTPaser spiller nøgleroller i regulering af cellulær vesikulær trafficking, herunder endocytose, exocytose, exosomsekretion og intracellulær vesikulær levering. Rab5, som er lokaliseret til tidlige endosomer, medierer endocytose og endosomfusion af vesikler. Rab11 og Rab25 medierer langsom endocytisk genanvendelse gennem genbrug af endosomer, hvorimod Rab4 medierer hurtig endocytisk genanvendelse direkte fra tidlige endosomer. Den sene endosom-lysosom trafik forbundet med Rab7 medierer modningen af ​​sene endosomer og deres fusion med lysosomer. En anden sen endosomal GTPase, Rab9, formidler trafficking fra sene endosomer til trans-Golgi-netværket (TGN). Rab1, placeret ved endoplasmatisk retikulum (ER) udgangssteder og præ-Golgi mellemrum (IC), formidler ER-Golgi trafficking. Rab2, placeret ved IC, kan også regulere Golgi-ER-handel. Rab6 er hovedsageligt kendt for intra-Golgi handel med vesikler. Rab8 medierer konstitutiv trafficking fra TGN til plasmamembranen, mens Rab3 og Rab27 medierer forskellige typer af regulerede eksocytiske hændelser. Rab22 formidler trafficking mellem TGN og tidlige endosomer og omvendt. Endelig, for den multivesikulære krop (MVB)-afhængige sekretion, har Rab11, Rab35 og Rab27 vist sig at fremme exosom-sekretion og kan virke på forskellige MVB'er langs den endocytiske vej. MVB: multivesikulær krop; TGN: trans-Golgi netværk.

I forhold til endocytose og genbrug af endosomveje er Rab5 hjemmehørende i tidlige endosomer, fagosomer, plasmamembraner og medierer endocytose, der involverer clathrin-overtrukne vesikler. Rab11 og Rab25 deltager i langsom endosomgenanvendelse, og Rab4 letter hurtig genanvendelse af endosomer fra tidlige endosompopulationer. Derefter medierer Rab7 modningen af ​​sent endosom (LE) og fører derefter LE til lysosomet for nedbrydning. Endelig forbinder Rab9 LE til trans-Golgi-netværket. Med fokus på exosomsekretion er der nye molekylære spillere i patogenesen af ​​mange sygdomme, Rab11 er den første rapporterede [15]. Senere blev to nye Rabs fremhævet i exosomsekretion, Rab27 og Rab35, som begge tillader docking af multivesikulære legemer (MVB'er) til plasmamembranen. Silencing eksperimenter af Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11 og mest effektivt Rab27A og Rab27B reducerede sekretion af exosomer [16-18]. Disse individuelle observationer var imidlertid forskellige afhængigt af de analyserede celletyper og påvirket af exosom-diversitet beriget med forskellige laster. Rab11 og Rab35 er hovedsageligt forbundet med henholdsvis genbrug og tidlig sortering af endosomer, og Rab27A/B til sene endosomale og sekretoriske kompartmenter, ofte kaldet lysosom-relaterede organeller [9]. Således kunne forskellige undertyper af sene endosomer generere forskellige exosomer [19]. Måske kan eksosomdiversitet i proteinladninger skyldes de forskellige sekretionstrafikveje, der reguleres af specifikke Rab-proteiner i henhold til cellestimulus.

Desuden regulerer Rab-interaktioner med effektorer vesikelmålretning og membranfusion på tre måder [20]. For det første hjælper Rabs med at transportere vesikler fra deres oprindelsessted til acceptorrummene gennem cytoskeletelementer og motorproteiner. For det andet regulerer Rab-effektorer membranhandel ved vesikeldockingtrinnet. For det tredje, i membranfusionen af ​​vesikler er SNAREs-drevet docking på membranen [20]. Sammenfattende har den specifikke lokalisering af forskellige Rab GTPaser til definerede membranrum og deres evne til at regulere specifikke trafikveje gjort dem attraktive som nye molekylære mål. Der er dog delvis viden om den præcise funktion og indvirkning af over- eller underekspression af Rab GTPaser på vesikeltrafik afledt af heterogeniteten af ​​funktionen i de forskellige celletyper med vanskeligheder med at identificere deres kinetik. Udvikling af nye teknologier, såsom højopløsnings konfokal mikroskopi [21] og CRISPR/Cas-teknologi, bidrager til at opnå solid information og en større forståelse af Rab GTPasers rolle i vesikelbiogenese og sekretion, hvilket afslører hidtil ukendte fysiologiske roller og derfor dens indvirkning på sundhed og sygdom.

cistanche til salg

Rab-medieret vesikulær trafik og sygdommeDen præcise regulering af membranhandelsprocesser af Rab GTPaser er afhængig af interaktioner med effektorer, opretholdelse af polaritet af celler for at opnå den maksimale effektivitet af funktion og struktur og regulering af cellesignalering, deling, overlevelse og migration [22,23]. Deres relevans i reguleringen af ​​vesikelhandel har således ført til at undersøge dets forhold til udviklingen af ​​flere sygdomme (tabel 1).

Hvordan Rab-proteiner virker og deres rolle i sygdom er blevet grundigt undersøgt i celler i nervesystemet, vurderer rollen på neuronal livscyklus, aktivitet og intraneuronale aflejringer akkumulering [24-27]. I forskellige neurodegenerative lidelser er ændringer og regulatoriske roller af Rab-proteiner i de patologiske mekanismer i neuroner, på mitokondrielt niveau og gliacelledysfunktioner blevet undersøgt. Ved Alzheimers, Parkinsons, Huntington Corea, Amyotrofisk Lateral Sklerose og Charcot-Marie-Tooth sygdomme [25] er ændringer af Rab-proteiner blevet identificeret. Selvom Rab-proteinændringen ikke er den primære årsag til sygdommen hos dem alle, selv om det er en konsekvens. Rab7, Rab28 og Rab11 mutationer er den primære årsag til Charcot-Marie-Tooth sygdom og Rab39B i Parkinsons sygdom [28-31]. Sekundære virkninger af RabGTPases på selve membranhandelen er blevet observeret i mange andre sygdomme (se en bred gennemgang i 16). Et eksempel på kompleksiteten af ​​mekanismer involveret i de potentielle ændringer af Rab-proteinerne er undersøgelserne udført på Parkinsons sygdom [32]. Forbundet med Rab39b-mutation er Rab29, Rab5a og Rab7 blevet identificeret i arvelig tidligt opstået Parkinsons sygdom med Lewys krop [31]. I modsætning hertil redder Rab11 flere fænotyper, såsom akkumulering af Lewy-protein [33]. Forskning i at analysere Rab og vesikulære trafikmekanismer kan hjælpe med at forstå, hvad der holder neuroner i live og dets rolle i neurodegenerative lidelser.

Ved hjerte-kar-sygdomme er der også indhentet relevant information. Øget ekspression af Rab1 i myokardium forvrænger subcellulær lokalisering af proteiner og er tilstrækkelig til at forårsage hjertehypertrofi og svigt [34]. I myocytter genkender og opsluger Rab9-afhængige autofagosomer beskadigede mitokondrier, hvilket resulterer i iskæmi-reperfusion (IR) ændringer i oxidativ phosphorylering, hvilket i sidste ende reducerer kardiomyocytts levedygtighed [35-37]. Hos diabetespatienter med albuminuri identificerede en genom-dækkende associationsundersøgelse et genetisk locus af Rab38 forbundet med albuminuri, hvilket fremhævede nye veje, der påvirker albuminuri [38].

I blodplader er deres indvirkning på hæmostase og trombose såvel som på vævsregenerering, inflammation og metastase gennem optagelse, pakning og frigivelse af exosomer fra opbevaringsvesikler grundigt undersøgt på grund af deres potentielle terapeutiske implikationer [39]. Rollen i fagocytose til at opsluge, dræbe og behandle fremmedlegemer og apoptotiske celler og præsentere antigener til immuncellerne er blevet identificeret som at spille en vigtig rolle i immunprocesser [40]. Ved IR-skade er en phosphoryleringsreguleret polarisationsmekanisme gennem Rab21 via Rph3A vigtig for neutrofil adhæsion til endotelceller under inflammatoriske responser [41]. I denlever, regulerer interferon regulatorisk faktor 1 Rab27a-transkription og ekstracellulær vesikelsekretion, hvilket fører til oxideret phospholipidaktivering af neutrofiler og efterfølgende hepatisk IR-skade [42].

I betragtning af vigtigheden af ​​Rab GTPaser i membranhandel og relevansen af ​​denne proces for menneskers sundhed [22], er det måske overraskende, at kun et begrænset antal genetiske sygdomme er forbundet med Rab-dysfunktion. Eksistensen af ​​flere Rab-isoformer og menneskehandelsveje gør formentlig mennesker mindre sårbare over for mutationer i individuelle Rab-kodende gener.

3.1. Rab-medierede handlinger i sundhed og sygdom i nyren

Detnyrerer et afgørende organ for at opretholde homeostasen af ​​volumenvæsker og elektrolytter gennem aktiviteten af ​​specialiserede celler på forskellige niveauer af strukturen. Dys-funktion af en af ​​disse giver en negativ indvirkning på de andre, hvilket fører til en progressiv reduktion inyre fungerebevæger sig mod en kroniskNyre sygdom(CKD), som er meget udbredt i den almindelige befolkning, omkring 10 procent. De fleste celler i væv og især inyrerer polariserede og har normalt to distinkte plasmamembrandomæner - en apikal og en basolateral membran - som er resultatet af polariseret handel med proteiner og lipider. I dennyreglomerulus, er podocytter stærkt differentierede forgrenede celler, der har en stor rolle i opretholdelsen af ​​filtrationsbarrieren [53], i samarbejde med det vaskulære endotel og de mesangiale celler. I tubuli har celler flere mekanismer, der er specialiserede til forskellige funktioner, og dem i endotel-mesenkymal translation spiller en vigtig rolle i inflammatoriske mekanismer. Viden om Rab GTPase i de forskellige cellulære komponenter inyrerer etableret, selvom relevansen i sundhed og sygdom i dag er begrænset. Fremskridt i forståelsen af ​​Rab GTPases rolle inyreer blevet opnået ved at vurdere ekspressionen og aktiviteten af ​​exocystkomplekset i udvikling og reparation af tubulær skade, identificerede ændringer i Rab-proteiner induceret af lavfrekvent genetisk nefropati eller hypertension, eller vurdering af patologisk ekspression i modeller af proteinuri, både glomerulær og tubulær . Ligeledes blev rollen i exosomsekretion også undersøgt. Kulturnyre cellerog in vivo-modeller er blevet brugt til at søge efter de mekanismer, som Rab-proteinerne var involveret i. For eksempel giver nefrocytter af Drosophila, analoger af podocytter og rørformede celler på samme tid et værktøj til at teste Rab-funktioner ved at bruge genetisk manipulation. I tabel 2 er en oversigt over viden om Rab involvering inyrefysiologi og patologiske tilstande præsenteres. Exocysten er et meget konserveret proteinkompleks med otte underenheder involveret i målretning og docking af eksocytiske vesikler, der translokerer fra trans-Golgi-netværket til forskellige steder inyreceller [54]. Mange funktioner af exocyst inyreer resultatet af forskellige små regulatoriske GTPaser, der er involveret i primær ciliognese, cystogenese og tubulogenese. Reparations rollenyretubuli epitelceller efter enspidsnyreskadeer også blevet anerkendt [55].

3.1.1. Podocytter

Fu et al., identificerede 27 forskellige Rabs i nefrocytter, elleve var funktionelle, og blandt dem var fem vigtige for at opretholde funktionalitet, og tre var essentielle. Silencing Rab5 identificerede deres rolle i reguleringen af ​​endocytose. Mens man gjorde det samme i Rab7 og Rab 11, blev der observeret ændringer i proteinnedbrydning og membrangenbrug. Som en konsekvens af at dæmpe disse gener, blev der observeret forstyrrelser i vesiklernes organisation, integriteten af ​​filtrationsbarrieren og subcellulære strukturer, der er ansvarlige for proteinreabsorption [56]. Steroid-resistent nefrotisk syndrom (SRNS) er en lavfrekvent sygdom, hvor 30 procent af tilfældene hos børn skyldes en genmutation, med histologiske læsioner af fokal glomerulosklerose (FSGS), et syndrom mindre hyppigt hos voksne. I missense-mutationer i TBC1D8B-genet (TBC1-domænefamilien), observeret i to familier med X-linket tidligt debuterende SRNS, fald i Rab11b GTPase-aktiverende protein, observation af en podocyt i de arkitektoniske ændringer og migrationsdefekter som følge af manglende internalisering og genbrugsprocesser [46]. Kamp et al. beskrev yderligere fem familier med denne mutation og i Drosophila-modellen bekræftede implikationen af ​​Rab11 i processen [57]. Andre mutationer identificeret som årsag til SRNS var i GAPVD1-genet (endosomal regulator) og sandsynligvis i ANKFY1-genet (Ankyrin Repeat og FYVE Domain Containing 1). Begge gener interagerede med Rab5, og mutationerne øgede omvendt binding til GTP-bundet RAB5. Interaktionen mellem GAPVD1 og nephrin, en strukturel proteinnøgle i spaltemembranen, tyder på, at endocytisk trafik af nephrin kan spille en rolle i en RAB5--medieret patogenese af SRNS [45].

3.1.2. Nyretubuli

Tubulære funktioner, hovedsageligt dem, der er involveret i proteinreabsorption, er i høj grad påvirket af ændring i vesikulær trafik. I den lyserøde hypertensive rotte, en model af hypertension-associeretnyresygdom, Rab38 påvirker urinproteinudskillelsen i den proksimale tubuli. Ved at bruge dyrkede proksimale tubulus LLC-PK1-celler reducerede Rab38 mRNA-knockdown endocytose af kolloidt guld-koblet albumin [49]. Udover rollen som Rab38 i de tubulære epitelceller, er en relevant rolle for Rab7 også blevet identificeret i beskyttelsen af ​​udviklingen af ​​endotelial mesenchymal overgang (EMT) og apoptose, når albuminoverbelastning induceres. Overbelastningen af ​​albumin i den tubulære celle-inducerede aktivering af MMP-2, matrix metalloproteinase-2, nedbryder type IV kollagen og reducerer fortykkelsen af ​​den tubulære basalmembran. Rab7-overekspression reducerer MMP-2-aktiviteten og bevarer den tubulære basale membranstruktur. Resultatet af denne undersøgelse åbner mulighed for, at aktivering af Rab7 vil resultere i at være nyttig til at beskytte virkningen af ​​overbelastning af proteiner i den intratubulære væske, hvilket reducerer EMT, som det forekommer ved diabetisk nefropati [50]. Derudover regulerer Slp2-a, en effektor af Rab27A, den apikale målretning af podocalyxin og dets bindingspartner, ezrin, i samråd med Rab27A. Forfatterne etablerede en model for claudin-2-ekspression gennem transport af podocalyxin til den apikale overflade ved funktionen af ​​Slp2-a-Rab27A-komplekset [51], som bidrager til mængden af ​​tight junction-protein .

Endelig er Rab-proteinernes rolle i samlerøret blevet undersøgt. Aquaporin er et vasopressin-reguleret vandkanalprotein, der er ansvarlig for osmotisk vandreabsorption ved at samle kanaler. I nærvær af vasopressin deltager Rab7 og vakuolær proteinsortering 35 (Vps35) i AQP2-sortering i tidlige endosomer under vehikelforhold og apikal membranhandel [58].

hvor kan man købe cistanche

3.1.3. Exosom frigivelse

Virkningen af ​​Rab-proteiner i exosomfrigivelse er også blevet vurderet med Rab27, der spiller en relevant rolle. To nyere undersøgelser identificerer, at inhibering eller aktivering af Rab27-ekspression resulterer i en reduktion eller stigning i exosomfrigivelse fra podocytterne. I den første af disse undersøgelser stabiliserede overekspression af KIBRA Rab27, hvilket forhindrede dets nedbrydning via ubiquitin-proteasomvejen [59]. I den anden, i en model af inflammatorisk respons på proksimale tubulære epitelceller, hæmmede knock-out Rab27a det overdrevne inflammatoriske respons gennem CHAC1/NF-KB-vejen. Dette skyldtes den intracellulære akkumulering af miR-26a, som derved forsinkede udviklingen af ​​diabetikerenyre sygdom [52].

3.2. Rab-3A/Rabphilin-3Et kompleks iNyre sygdom

I genetiske associationsstudier identificerede vores gruppe SNP'er relateret til risikoen for at udvikle mikroalbuminuri ved at bruge kombinerede genetiske og metabolomiske data fra en generel befolkning, og fandt en sammenhæng mellem en polymorfi af RPH3A-genet og UAE [60]. For nylig, i data fra Strong Heart Study, blev i alt 277 varianter annoteret i generne RPH3A, RPH3AL (Rabphilin 3A lignende), RAB3IL1 (RAB3A interagerende protein-lignende 1) og RAB27A var tilgængelige til associationsanalyse med UAE og GFR progression over tid. Ved at bruge blandede effektmodeller til at tage højde for familierelaterede forhold og justering for potentielle konfoundere, viste polymorfismer ved RAB3IL1 og RPH3A en suggestiv signifikant sammenhæng med progressionen af ​​UAE- og GFR-niveauer (upublicerede data). Desuden viste en tidligere undersøgelse fra Framingham-kohorten også en sammenhæng mellem UAE og RPH3A [61].

I 2003, Rastaldi et al. undersøgt Rph3A og Rab3A som mulige spillere i podocytbiologi. Baseret på, at Rph3A binder til Rab3A, er det et kompleks, der kræves til docking af synaptiske vesikler til deres målmembran, og som binder med cytoskeletproteiner i neuroner, vesical og cytoskelet er også vigtigt for podocythomeostase [47]. Komplekset Rab3A-Rph3A er blevet påvist i neuroner og neuroendokrine strukturer såvel som i normalenyrerfra mus, rotter og mennesker i podocytter omkring vesikler indeholdt i fodprocesserne [62,63]. Derudover blev der i humane biopsier af proteinuriske patienter med fokal og segmentel glomerulosklerose også identificeret en stigning i Rab3A-Rph3A-ekspression [47]. Disse molekylers potentielle rolle inyreskaden blev yderligere undersøgt af den samme gruppe i en model af Rab3A knockout-mus med høj glukose diæt. Knockout-musene udviklede ændret podocytaktin-plasticitet med podocytskader og proteinuri. Desuden, i modellen med en diæt med højt glukose,nyrelæsioner svarende til dem i human diabetisk nefropati blev udviklet [64].

Vores gruppe i nyligt arbejde har identificeret, at Rph3A udtrykkes og kolokaliseres med molekylære markører for endocytiske og exocytiske veje i perikardiale nefrocytter af Drosophila melanogaster. Nephrocyte er en celle, der kombinerer podocyt ognyreproksimale tubuli fungerer og er involveret i fjernelse af affaldsstoffer fra hæmolymfe og malpighian tubuli, en struktur, der anses for at være analog mednyrerørsystem [48]. Der er to adskilte nefrocytpopulationer: kranscellernephrocytterne omkring spiserøret (binukleat) og de perikardielle nefrocytter (mononukleat) placeret sammen med hjertet, både funktionelt, strukturelt og molekylært ligner humane podocytter [65].

Adskillige undersøgelser viser, at den endocytiske vej spiller en vigtig rolle i udvikling, vedligeholdelse og beskadigelse af podocytten og kan føre til ændringer i cellemorfologi [66-68]. Rph3A-interferens reducerer ekspressionen af ​​Rab3a og Drosophila-ortologen af ​​transkriptionsfaktor Krüppel-lignende faktor 15 (KLF15) er zink-finger-transkriptionsfaktor, der er stærkt udtrykt i glomeruli og interstitielle celler. Det har en beskyttende rolle i proteinuriske modeller ved at reducere tubulær og podocytskade,nyrefifibrose og mesangial læsion. Disse reducerede skadesniveauer fremmer ændring i endocytiske veje, der i sidste ende mister celleskæbne [69]. En morfologisk indvirkning på nefrocytter blev observeret på flere niveauer: (a) forstyrrelse af basalmembranen og (b) cytoskeletale modifikationer, der førte til fravær af labyrintiske kanaler og nefrocyttab (figur 2).

Rph3A-interferens påvirker også ekspressionen af ​​gener, der er direkte involveret i nefrocytstrukturen og -funktionen. Proteinerne Sns og Kirra, henholdsvis human nephrin og neph1-ortologer, som interagerer gennem deres ekstracellulære domæner for at danne nefrocytmembranen [70], reduceres (dæmpes). Fraværet af Sns-ekspression fører til en dramatisk reduktion af nefrocyttallet, i overensstemmelse med nyere undersøgelser, der har dokumenteret betydningen af ​​cytoplasmatisk Sns i regulering af intra-nephrocyt-aktin-organisation [71]. Derudover påvirkes Cubilin-Amnionless-systemet, der er ansvarlig for endocytosen af ​​små proteiner på tværs af de labyrintiske kanaler [72], også af Rph3A-interferensen. Reduktion i proteinindtagelse af nefrocytten skyldes et fald i Cubilin-ekspression og vesikulær trafficking påvirket af lave niveauer af KLF15 [48] (figur 2). Begge systemer, Sns-proteiner og Cubillin-proteiner, kan ændres ved en reduktion i genekspressionen eller fejllokalisering af enhver af deres komponenter. Vores undersøgelse fremhæver rollen af ​​den gensidige regulering mellem cytoskeletkomponenter og nefrocytmembranproteiner som essentiel for størrelse og ladningsafhængig filtrering og giver data til støtte for de tidligere resultater i Rab3A knockout musemodellen, som inducerede proteinuri ognyreinsufficiens [64].

Samtidig har vores gruppe analyseret indvirkningen af ​​høj glucose og angiotensin II på Rab3A-Rph3A-systemet i humane udødelige podocytter og i urincellepellets fra patienter med hypertension og diabetes [73]. Vores resultater antydede, at Rab3A Rph3A-systemet kunne være involveret i de ændringer, der observeres i beskadigede podocytter, og at en mekanisme kan aktiveres for at reducere skader gennem den vesikulære transportforstærkning rettet af dette system. Endelig fandt foreløbige data fra vores gruppe, at Rph3A også er udtrykt i Drosophila myokardiocytter, og Rph3A silencing havde en stærk indvirkning på organiseringen af ​​fibre og funktionelle hjerteparametre [74]. Sammenfattende spiller Rab3A-Rph3A-systemet en rolle inyreskadesmekanismer. Hvorvidt det kan spille en rolle i samtidig organdysfunktion, bliver et attraktivt forskningsfelt, der kræver opmærksomhed i fremtiden.

4 konklusioner

Rab-GTPaser er proteiner, der medierer inter-kompartmental transport af vesikler, der transporterer laster ind og ud af celler og organeller. Rabs har en fremherskende rolle i reguleringen af ​​vesikelhandel i celler, som er integreret i mange cellulære processer, såsom celleproliferation, celleernæring, medfødt immunrespons, mitose og apoptose. Rabs er således potentielle molekylære mål i flere sygdomme såsom cancer, hjerte-kar-sygdomme, immunologiske lidelser og neurodegenerative sygdomme. Imidlertid er virkningen af ​​ændret Rabs-udtryk mindre forstået i specifikke organer, hvor vesikulær traffik har stor relevans for deres struktur og funktion, som f.eks.nyre.Nylige undersøgelser har afsløret vigtigheden af ​​Rab3A-Rph3A komplekset i morfologien, celletab og fifiltreringsfunktionen inyre. Også for nylig i Drosophila hjertet, hvilket gør det til en ny molekylær spiller i patogenesen afnyreog hjertedysfunktion og at være et aktuelt interessefelt med potentielle terapeutiske anvendelser. På nuværende tidspunkt er flere spørgsmål om den nøjagtige virkningsmekanisme ubesvarede og vil kræve fremtidig forskning.

cistanche til salg