Koagulering, proteasaktiverade receptorer och diabetisk njursjukdom: lärdomar från möss med ENOS-brist

Fettrik kost och brist på eNOS ökar synergistiskt TF hos diabetiska möss

Många studier har visat på ett samband mellan fetma och trombos (Samad och Ruf 2013). För examenple, uppreglering av TLR4-NF-kB-vägen undermetabolisk sjukdomförhållanden ökar TF-nivåerna (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero och Calder 2018). Dessutom inducerar mättad fettsyrapalmitat frisättning av histon H3 via ROS- och JNK-vägberoende mekanismer och extracellulära histoner, vilket ökar TF-uttrycket i monocyter (Shrestha et al. 2013). Med fokus på förhållandet mellan koagulation, eNOS ochdyslipidemi, har vår tidigare studie visat de kombinerade effekterna av eNOS-brist och en fettrik kost på TF-uttryck (Li et al. 2010). I studien behandlades eNOS-nullmöss med lågdos STZ för att utveckla DM och fick en diet med hög fetthalt. Bristen på eNOS-uttryck ökade utsöndringen av albumin i urinen ochhistologiska skador, vilket ytterligare förvärrades av en fettrik kost. Uttrycket och aktiviteten av TF ökade i musnjurar på grund av brist på eNOS-uttryck och en diet med hög fetthalt i ensynergistiskt sätt. Intressant nog visade kolokaliseringsexperiment med en glomerulär monocyt/makrofagmarkör en ökning av nivån av immunreaktivt TF.

Neutraliserande antikroppar mot TF förbättrar inflammation i diabetesnjurar i eNOS-Knockout-möss

En ökning av TF-beroende koagulation är associerad med ökad inflammation (Witkowski et al. 2016). Hämningen av det TF-beroende koagulationssystemet förbättradesinflammatoriska sjukdomar, såsom LPS-inducerad sepsis (Pawlinski et al. 2010). För att belysa orsakssambandet mellan inflammation och TF vid DKD undersökte vi den kortsiktiga effekten av neutraliserande antikroppar mot TF på inflammation idiabetiska njurari eNOS-bristade möss (Li et al. 2010). Resultaten visade att administrering av anti-TF-antikroppar markant minskade de renala expressionsnivåerna av inflammations- och fibrosrelaterade gener såsom Tnfa, Ccl2, Tgfb och Col4 mRNA i musnjurar fyra dagar efter TF-neutralisering.

KLICKA HÄR FÖR ATT FÅ NATURLIGT EKOLOGISKT CISTANCHEEXTRAKT MED 25% ECHINACOSID OCH 9% ACTEOSIDE FÖR NJURFUNKTION

Supportive Service Of Wecistanche - Den största cistanche-exportören i Kina:

E-post:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Handla för fler specifikationer:

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

Koagulations-FXa-hämmare förbättrar njurskador hos diabetiska möss som saknar eNOS

Koagulation FXa, belägen nedströms om TF/VIIa, bidrar också till inflammation genom den PAR-beroende vägen. Dess roll i DKD har visats i flera djurmodeller. Sumi et al. (2011) visade att fondaparinux, en FXa-hämmare, minskade proteinnivåer i urinen, glomerulär hypertrofi och fibrinavlagring i db/db-möss. Den terapeutiska effekten av FXa-hämning i DKD-möss som saknar eNOS demonstrerades av vår grupp (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/dag), en oral FXa-hämmare, administrerades till eNOS-/-; Ins2Akita/+ möss i tre månader, och resultaten visade förbättring av histologiska skador, såsom mesangial matrisproliferation. Expressionsnivåerna av inflammatoriska gener i njurarna reducerades av edoxaban (tabell 1). FXa aktiverar både PAR1 och PAR2. För att klargöra mekanismen för FXa-medierad njurskada, visade vi att de antiinflammatoriska effekterna av FXa-hämmare liknar de som finns hos PAR2-/- möss och PAR2-/- möss med FXa-hämmare . Dessa fynd tydde på att FXa sannolikt orsakade inflammation genom en PAR2-beroende mekanism i DKD. Däremot förbättrade redoxförbudet inte glomerulär skada i eNOS+/+; Ins2Akita/+ möss, vilket tyder på att den terapeutiska effekten av FXa-hämning var associerad med eNOS-beroende hyperkoagulabilitet i typ Idiabetiska möss.

Andra koagulationsfaktorer i DKD

Eftersom trombin mål PAR1, som fortskridervaskulär inflammation(Chen och Dorling 2009),trombin förvärrar sannolikt DKD. Trombins skyddande eller skadliga roll i DKD-patogenes har emellertid visats; lågdos trombin (50 pM) förhindrades, medan högdos trombin (20 nM) förvärrades,glukosinducerad apoptosi podocyter (Wang et al. 2011b). Effekterna av trombinhämmare som dabigatran på diabetiska möss som saknar eNOS bör belysas i framtiden.

Fibrinogen är involverat i olikainflammatoriska tillstånd. Intressant nog var partiell minskning eller frånvaro av fibrinogen fördelaktigt för njurischemi-reperfusionsmodeller eller obstruktiv njurfibros (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Eftersom glomerulär fibrindeposition ökar hos diabetiska möss som saknar eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), vilket klargör dess roll iDKD patogenesförtjänar ytterligare forskning.

Uttryck av PAR1 och PAR2 i diabetiska möss som saknar eNOS

Ökat uttryck av PAR är associerat med njurskada. Vi och andra har visat att expressionsnivåerna av Par1- och/eller Par2-mRNA ökade i djurmodeller med diabetisk nefropati, adenin-inducerad njurskada, obstruktiv njurfibros och cisplatin-inducerad njurskada (Chung et al. 2013; Hayashi et al. al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). Vidare ökade glomerulära PAR2-proteinnivåer i db/db-möss, en modell av typ II DM (Sumi et al. 2011). Vi visade sambandet mellan PAR-uttryck och eNOS-brist hos diabetiska möss (Oe et al. 2016). Expressionsnivån av Par1 mRNA var signifikant högre i eNOS−/−; Ins2Akita/+ möss än i eNOS−/−; Ins2Akita/+ och icke-DM möss. På liknande sätt var uttrycket av Par2 signifikant högre i eNOS−/−; Ins2Akita/+ möss än i icke-DM möss. Däremot skilde sig Par4-mRNA-nivåerna inte mellan genotyperna. Brist på eNOS förvärrar inflammation vid DKD (Wang et al. 2011a). Eftersom pro-inflammatoriska cytokiner rapporteras öka PARs (Nystedt et al. 1996), inducerar sannolikt förhöjd inflammation orsakad av brist på eNOS renalt Pars-uttryck i DKD. Sammantaget antydde resultaten av våra studier att uttrycksnivåerna av PAR1 och PAR2, liknande fallet med TF, ökade i diabetiska njurar när eNOS saknades (Fig. 2).

PAR2-borttagning Förbättrad diabetisk njure

Skada hos möss med reducerad eNOS

Vi och andra har tagit upp rollen av PAR2 i DKD i tidigare studier. Par2-deletion påverkade inte glomerulär skada hos diabetiska Akita-möss av vildtyp (Ins2Akita/+) med eNOS (Oe et al. 2016). Vidare visade STZ-inducerade diabetiska möss som saknade PAR2 minskad albuminuri jämfört med diabetiska vildtypsmöss men ökade genomsnittliga målexpansion (Waasdorp et al. 2017). Sammantaget visar dessa resultat att det inte finns några eller milda terapeutiska effekter av PAR2-hämning på njurskada i de tidiga och milda modellerna av DKD. Däremot har vi visat effekterna av PAR2-brist på DKD hos diabetiska Akita-möss med minskat uttryck av eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). Bristen på PAR2 minskade signifikant nivåerna av urinalbuminutsöndring, mesangial expansion och tjockleken av GBM. Expressionsnivåerna av pro-inflammatoriska och fibrosrelaterade gener, inklusive Tnfa, Tgfb och Col4, reducerades också i musnjurar. Dessa fynd tyder på att PAR2 är patogen inte i början, utan i den relativt avancerade diabetiska glomerulära skadan orsakad av eNOS-brist (tabell 1).

Dubbel blockad av PAR1 och PAR2 i diabetiska möss med reducerad eNOS

Vi har visat att PAR1 och PAR2 tillsammans bidrar till DKD-patogenes (Mitsui et al. 2020). I denna studie användes Akita-hanmöss av typ I diabetes heterozygota för eNOS (Ins2Akita/+; eNOS+/-) som en modell för DKD. Dessa möss behandlades med vehikel, PAR1-antagonist (E5555, 60 mg/kg/dag), PAR2-antagonist (FSLLRY, 3 mg/kg/dag) eller E5555 + FSLLRY under 4 veckor. Administrering av enbart PAR1- eller PAR2-antagonisten försvagade glomerulär skada, såsom mesangial expansion och kollagen IV-avsättning, jämfört med administrering av en vehikel. Synergistiska terapeutiska effekter av både PAR1- och PAR2-hämning observerades, och förhållandet mellan albumin och kreatinin i urinen minskade signifikant när både PAR1 och PAR2 blockerades med E5555 + FSLLRY jämfört med vehikeladministrationen. Dessutom lindrade dubbel blockad av PAR1 och PAR2 av E5555 + FSLLRY synergistiskt synergiskt histologisk skada, inklusive mesangial expansion, glomerulär makrofaginfiltration och avsättning av typ IV kollagen. Expressionsnivåerna av inflammations- och fibrosrelaterade gener i njurarna reducerades också (tabell 1).

Vi fokuserade på de pro-inflammatoriska effekterna av PAR1- och PAR2-agonister på mänskliga endotelceller (Mitsui et al. 2020). Resultaten visade att stimulering med både PAR1- och PAR2-agonister synergistiskt ökade uttrycksnivåerna av MCP1- och PAI1-mRNA. Effekten av PAR1-agonisten blockerades av en NF-KB-hämmare, medan effekten av PAR2-agonisten blockerades av NF-kB- och MAPK-hämmare. Tillsammans bidrar PAR1 och PAR2 tillsammans till vaskulär inflammation och DKD genom olika signalvägar (Fig. 3).

Slutsats

I denna recension fokuserade vi på förhållandet mellan koagulationsproteas-PAR-vägen och eNOS-brist hos diabetiska möss. Låg produktion av eNOS är kopplat till hyperkoagulabilitet och ökad PAR-signalering, vilket är skadligt för DKD. Dessa fynd kan indikera deras patologiska roll i den avancerade eller senare fasen av DKD (t.ex. med njursvikt och/eller massiv proteinuri). Orala FXa-hämmare används i stor utsträckning för att förhindra trombos (Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015). Deras användning vid behandling av DKD är ett lovande alternativ. Dessutom kan vissa PAR1-antagonister, inklusive atopaxar och vorapaxar, användas i trombocytdämpande terapi för att förhindra akut koronarsyndrom (Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012). Dessutom finns det anmärkningsvärda framsteg i utvecklingen av PAR2-antagonister (Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018), och de kan vara nya terapeutiska alternativ för att behandla patienter med DKD.

Erkännanden

Denna studie stöddes av Gonryo Medical Foundation. Vi vill tacka Editage (https://www. editage.com) för redigering på engelska.

Intressekonflikt Författarna förklarar ingen intressekonflikt.

Referenser

Afkarian, M., Sachs, MC, Kestenbaum, B., Hirsch, IB, Tuttle, KR, Himmelfarb, J. & de Boer, IH (2013) Njursjukdom och ökad mortalitetsrisk vid typ 2-diabetes.J. Am. Soc. Nephrol., 24, 302-308. 

Azushima, K., Gurley, SB & Coffman, TM (2018) Modellering av diabetisk nefropati hos möss.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) Musmodeller av diabetisk nefropati.J. Am. Soc. Nephrol., 20, 2503-2512. Camerer, E., Huang, W. & Coughlin, SR (2000) Vävnadsfaktor och faktor X-beroende aktivering av proteasaktiverad receptor 2 av faktor VIIa.Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 5255-5260. 

Chen, D. & Dorling, A. (2009) Kritiska roller för trombin vid akut och kronisk inflammation.J. Thromb. Haemost., 7 Suppl 1, 122-126. Cheng, H., Wang, H., Fan, X., Paueksakon, P. & Harris, RC (2012) Förbättring av endotelial kväveoxidsyntasaktivitet fördröjer utvecklingen av diabetisk nefropati hos db/db-möss.Njure 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) Strukturell insikt i allosterisk modulering av proteasaktiverad receptor 2.

Natur, 545, 112-115. Chung, H., Ramachandran, R., Hollenberg, MD & Muruve, DA (2013) Proteinasaktiverad receptor-2 transaktivering av epidermal tillväxtfaktorreceptor och transformerande tillväxtfaktor- receptorsignalvägar bidrar till njurfibros.J. Biol. Chem., 288, 37319-37331. Coughlin, SR (2005) Proteasaktiverade receptorer i hemostas, trombos och vaskulär 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 och genetisk utarmning av fibrinogen skyddar mot njurfibros.Am. J. Physiol. Renal Physiol., 307, 

F471- 484. Cunningham, MA, Rondeau, E., Chen, X., Coughlin, SR, Hold sworth, SR & Tipping, PG (2000) Proteasaktiverad receptor 1 förmedlar trombinberoende, cellmedierad njurinflammation vid crescentisk glomerulonefrit.J. Exp. Med., 191, 455-462.