Komplement vid njursjukdom som en potentiell bidragsgivare till arteriell hypertoni

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

Lisa-Maren Fischer, et al

Abstrakt

Mål:Komplementavlagring är utbredd i njurbiopsier av patienter med arteriell hypertoni och hypertensiv nefropati, men ett samband mellan hypertoni och komplementavsättning eller involvering av komplement i patogenesen av hypertensiv nefropati har hittills inte visats.

Metoder:I denna studie analyserade vi komplement C1q och C3c deposition i en råttmodell av överbelastning och hypertoni genom subtotal nefrektomi (SNX) och i arkiverade humana njurbiopsier från 217 patienter med känd hypertoni och 91 kontrollpatienter utan hypertoni i anamnesen med hjälp av semikvantitativ poängsättning av C1q och C3c immunhistokemi och korrelation med parametrar för njurfunktion. För att ta reda på om komplement endast passivt deponerades eller aktivt uttrycks av njurceller, analyserades C1q- och C3-mRNA-uttryck ytterligare.

Resultat:Glomerulära C1q- och C3c-komplementdepositioner var signifikant högre i njurarna hos hypertensiva SNX-råttor och hypertensiva jämfört med icke-hypertensiva patienter. Genomsnittligt arteriellt blodtryck (BP) hos SNX-råttor korrelerade väl med mängden glomerulär C1q- och C3c-deposition och med vänsterkammarvikten, som en indirekt parameter för högt BP. Kvantitativ mRNA-analys visade att C3 inte bara deponerades utan också producerades aktivt av glomerulära celler från hypertensiva SNX-råttor och i humana njurbiopsier. Notera att hos patienter CKD-stadiet korrelerade signifikant med intensiteten av glomerulär C3c-färgning, men inte med den för C1q.

Slutsats: Njurkomplementavlagring korrelerade med experimentell hypertoni såväl som närvaron av hypertoni i en mängd olikanjur-sjukdomar. För att svara på frågan om och hur exakt njurkomplement är orsaken till patogenesen av arteriell hypertoni hos män, behövs ytterligare studier.

Nyckelord:Njure, komplementavlagring, högt blodtryck,Njursjukdom

Cistanche kan behandlanjur-sjukdom

Introduktion

The complement system and its regulatory proteins are components of the innate immune system consisting of >20 lösliga faktorer som spelar en viktig roll i (i) opsonisering, (ii) stimulering av olika inflammatoriska vägar och (iii) osmotisk lys av patogener och skadade celler i många sjukdomar, särskilt inflammatoriskanjuresjukdom[1]. Komplementsystemet består av tre vägar: (i) den klassiska vägen, aktiverad av vilken struktur som helst som känns igen av C1q [2], (ii) lektinvägen, aktiverad när sackaridmönster känns igen av mönsterigenkänningskomplex [3], och (iii) den alternativa vägen, aktiverad genom spontan hydrolys av C3 [4].

De senaste 2 decennierna intensifierade vår kunskap om komplementsystemet och dess roll i patogenesen av olika systemiska ochnjur-sjukdomarsom postinfektiös glomerulonefrit (GN), IgA nefropati (IgAN), lupusnefrit (LN), membranproliferativ GN och C3 glomerulopati [1, 5]. En viktig roll för komplementsystemet och dess dysfunktion är också känd i patogenesen av trombotiska mikroangiopatier, inklusive det atypiska hemolytiska uremiska syndromet [6], IgA-vaskulit (tidigare Henoch-Schönlein purpura) [7] och malign hypertoni [8]. Medan patomekanismer för trombotisk mikroangiopati redan är kända [6, 7], är vår kunskap om komplementsystemets betydelse i förhållande till hypertoni fortfarande relativt vag. Majoriteten av patienter med CKD har förhöjt blodtryck (BP) [9], men den exakta patogenesen för hypertoni är okänd. Flera studier finns tillgängliga som beskriver ett samband mellan plasma C3 och hypertoni [10, 11], medan en annan studie inte kunde bekräfta dessa observationer [12]. I råttmodellen för DOCA-salthypertoni ökade glomerulär C3-deposition hos DOCA-saltråttor och minskade genom antihypertensiv terapi, det vill säga spironolakton och trippelterapi med hydroklortiazid, reserpin och hydralazin [13]. Nyligen genomförda studier med prekliniska modeller av hypertoni antydde en roll av komplement i patogenesen av hypertoni [14] medierad av olika immunceller som makrofager och regulatoriska T-celler (Tregs) [15–17] och aktivering av renin-angiotensinsystemet som leder till fenotypiska förändringar i vaskulära glatta muskelceller [18]. Den detaljerade rollen för avsättning av njurkomplement i utvecklingen av förhöjt blodtryck är fortfarande oklart. Därför undersökte vi i denna studie C1q, som en klyvningsprodukt av den klassiska, och C3c som en vanlig markör för alla 3 komplementaktiveringsvägarna i njurbiopsier från hypertensiva och normotensiva patienter såväl som i en etablerad råttmodell av överbelastning och efterföljande hypertoni genom subtotal nefrektomi (SNX).

Metoder

Djurmodell

För undersökning av njurkomplementavlagring, njurskada och hjärtförändringar hos hypertensiva djur använde vi råttmodellen, som kännetecknas av glomerulär hyperfiltrering och överbelastning på grund av nefronreduktion, fokal segmentell och global glomeruloskleros, tubulointerstitiell ärrbildning och progressiv CKD med signifikant ökat BP. Råttor hölls i en specifik patogenfri anläggning i en temperatur- och ljuskontrollerad miljö och hade ad libitum tillgång till standardmat (sniff Spezialdiäten GmbH, Soest, Tyskland) och vatten. Råttorna hölls på strö av klassisk aspträ (sniff Spezialdiäten GmbH, Soest, Tyskland) i typ IV makrolonburar (Tecniplast Deutschland GmbH, Hohenpeißenberg, Tyskland) med en maximal population på 3. För modellinduktion, 12 hanar Dark Agouti (DA/) HanRj, Janvier, Le Genest-Saint-Isle, Frankrike) råttor med en ålder på 12–14 veckor SNX i ett 2-stegsprotokoll som började med oinspirerad tomi följt av viktstandardiserad resektion av de övre och nedre polerna från den återstående njuren 1 vecka senare. För detta ändamål administrerades djuren Buprenovet (Bayer, Leverkusen, Tyskland) i en dos av 0.05 mg/kg kroppsvikt sc före operation. Efter bedövning med isofluran rakades den högra flanken, desinficerades med KO-DAN tinktur forte (Schülke & Mayr GmbH, Norderstedt, Tyskland), flanken öppnades med ett 1,5 cm snitt och njuren lyftes försiktigt ut och fixerades med 2 sterila svabbprover följt av ligering av njurblodtillförseln och urinledaren och avlägsnande av njuren. Buksnittet stängdes med en absorberbar sutur och en kontinuerlig söm samt huden stängdes med enkelknappssömmar. En vecka senare lyftes den vänstra njuren ut exakt som beskrivits för den högra njuren. Därefter klämdes njurartären fast med en atraumatisk klämma och den övre och nedre polen av njuren resekerades med en skalpell och snittytan stängdes med en kollagensvamp (Resorba medical GmbH, Nürnberg, Tyskland). Slutligen återfördes den återstående njuren till sin ursprungliga position och buksnittet stängdes såsom beskrivits ovan. Postoperativ aktivitet, vätskeintag, vikt, pälsstruktur och beteende hos djuren utvärderades men visade inga tecken på postoperativ smärta. Analgesin upprätthölls dock åtminstone över 3 dagar efter operationen. Kontroller fick en skenoperation (sham, n=11). Vid slutet av experimentet hölls djuren i 24 timmar i metaboliska burar för att samla urin för mätning av proteinuri med hjälp av en Bio-Rad Protein Assay (Bio-Rad Laboratories GmbH, München, Tyskland). Adsorption mättes i PBS-utspädda urinprov vid 595 nm i en mikroplattläsare, och proteinuri beräknades med användning av en standardkurva från bovint serumalbuminstandard från 0,15 till 2 mg (Thermo Scientific, Rockford, IL, USA). Efter 12 veckor avlivades råttor efter intraarteriell blodtrycksmätning under 30 minuter via införande av en kateter i A. carotid med användning av AD-instruments power lab-system (ADInstruments Ltd., Oxford, Storbritannien). Slutligen skördades njurarna och hjärtan och delades i 2 delar, en snabbfrystes för RNA-analys och den andra delen bearbetades för immunhistokemi. Blod samlades för detektion av serumkreatinin med användning av en autoanalysator (Beck man Instruments, Brea, CA, USA).

Cistanche kan behandlanjur- sjukdom

Kvantitativ mRNA-analys

Totalt RNA från råttnjurar isolerades med användning av RNeasy Mini-kolonner (Qiagen, Hilden, Tyskland). Omvända transkriptionsreaktioner och realtids-PCR utfördes med Power SYBR Green på ett 7500 Fast Real-Time PCR-system (båda Applied Biosystems, Weiterstadt, Tyskland) enligt tillverkarens instruktioner. Realtids-PCR-data analyserades med hjälp av SDS v1.3-programvaran (Applied Biosystems), och det relativa uttrycket av målgenens mRNA-nivåer beräknades med hjälp av den jämförande delta Ct-metoden [19]. Normalisering utfördes mot de endogena 18S rRNA-nivåerna som applicerades på de resulterande relativa veckändringarna. Följande primrar användes: 18 s (fw 5'TTGATTAAGTCCCTGC-CCTTTTGT3'; rev 5'CGATCCGAGGGCCTCACTA3'); C3 (fw 5′ TGCGGCTGGAGAGTGAAG3′; rev 5′ TTACTGGCTGGAATC-TTGATGG3′) [20]; och C1qB (fw 5'TCATAGAACACGAGGAT TCCATACA3′; rev 5'GACCCAGTACAGCTGCTTTGG3′) [20].

Immunhistokemi

För immunhistokemi njurbiopsier eller SNX och skenråttnjure fixerades prover i formalin, inbäddades i paraffin och skars i sektioner om 1 μm och färgades i en Ventana Benchmark-färgare (Roche Diagnostics Deutschland GmbH, Mannheim, Tyskland) med följande protokoll : Antigenåtervinning gjordes med pronas E-digestion i 40 minuter vid 37 grader. Efter blockering med Avidin-Biotin Block (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA) inkuberades normalt getserum och blotto (1:5) sektioner i 1 timme vid 37 grader med användning av följande antikroppar utspädda 1 procent BSA i 50 mM Tris pH 7.4: Clq, en polyklonal kaninantikropp mot human Clq (A0126; DAKO Deutschland, Hamburg, Tyskland) och; C3c, en polyklonal kaninantikropp mot humant C3c (A0062; DAKO Deutschland). Efter tvättning med 50 mM Tris pH 7,4 detekterades bundna primära antikroppar med användning av "ultra view Universal DAB Detection Kit" (Roche Diagnostics Deutschland GmbH, Mannheim, Tyskland). Negativa kontroller inkluderade antingen deletion eller substitution av den primära antikroppen med ekvivalenta koncentrationer av en irrelevant murin monoklonal antikropp eller preimmun kanin-IgG.

Mänskliga njurvävnadsprover

I ett första steg analyserades en oselekterad kohort av 308 på varandra följande formalinfixerade paraffininbäddade arkivnjurbiopsier (Department of Nephropathology, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg [FAU]) med avseende på njurkomplementavlagring med användning av immunhistokemi och jämförelse av fall. eller frånvaro av arteriell hypertoni enligt de kliniska dokumenten, oavsett primärnjur-sjukdom. Endast biopsier från hypertensiva och ickehypertensiva patienter med kliniskt väldokumenterad BP inkluderades. Dessutom fungerade 46 nollbiopsier från transplanterade njurallotransplantat donerade från icke-hypertensiva levande donatorer som kontroller.

I ett andra steg fokuserade vi på jämförelsen av utvalda vanliga grupper avnjur-sjukdomar, nämligen kontroller (Nollbiopsier; n=46), IgAN (n=65), membranös GN (MGN, n=18), LN (n=10), fokal segmentell glomeruloskleros (FSGS, n=17) och diabetisk nefropati (DN, n=28) vilket resulterar i en representativ undergrupp av 184 biopsier. I denna undergrupp analyserades förhållandet mellan arteriell hypertoni och komplementdeposition i samband med olika vanliga nefropatier mer i detalj. Patienternas grundläggande egenskaper beskrivs i tabell 1.

Histopatologisk utvärdering

Diagnostik av njurbiopsi utfördes av 3 mycket erfarna, specialiserade neuropatologer under rutinarbete med konsensusdiskussion av alla tvetydiga fall (inklusive MBH och KA). Bedömning av detaljerad morfologi av humana njurbiopsier gjordes av en mycket erfaren forskare (CD) med hjälp av väletablerad semikvantitativ glomerulosklerospoäng, tubulär skadapoäng och vaskulär skadapoäng (VSI) på PAS-färgade paraffinsnitt som beskrivits tidigare [21]. Interstitiell fibros/tubulär atrofi (IF/TA) graderades enligt BANFF-klassificeringen för njurtransplantationsbiopsier [22]

Utvärdering av retrospektiv

Kliniska data Kliniska parametrar som var tillgängliga vid tidpunkten för njurbiopsi samlades in. Följande parametrar inkluderades för korrelationsanalys med C1q- och C3c-poäng, komplementlokalisering och skadepoäng med SPSS-programvara: patientålder, närvaro eller frånvaro av hypertoni och diabetes, proteinuri, serumkreatinin, serumurea, serumkolesterol, serumprotein och serum C3 och C4 komplementfaktorer. Tyvärr, information om varaktigheten avnjur-sjukdomand current medication was not consistently available and could therefore not be systematically analyzed. In renal patients, BP is measured regularly and particularly before performing a kidney biopsy. BP measurements and grading was done according to the KDIGO guidelines for renal patients [23]. Proteinuria was measured by analysis of a 24 h urine collection and significant proteinuria was defined as urinary protein excretion >300 mg/dag. I 2/3 av alla fall gavs proteinuri som g/24 timmar urin. Endast vissa patienter hade proteinuri dokumenterad genom punkturinmätningar, och för mycket få patienter fanns inga data om proteinuri tillgängliga. Eftersom 24-timmars- och punktproteinuri-värden knappast kan jämföras, inkluderade vi endast patienter med 24-timmars urinsamling för korrelation av proteinuri med komplementdeposition. För att ytterligare standardisera våra fynd, delade vi också upp patienterna enligt olika CKD-klasser med hjälp av CKD-EPI-formeln för beräkning av GFR [24] och CKD-klasserna enligt KDIGO 2012-klassificeringen [25].

Cistanche kan behandlanjur- sjukdom

Semikvantitativ utvärdering av komplementavsättning i njurbiopsier

Komplementfärgning genom immunhistokemi i njurbiopsier graderades separat i glomeruli och tubulointerstitiellt utrymme. De semikvantitativa poängen {{0}}–4 beskriver intensiteten av observerbar C3c eller C1q i njurbiopsier vid ×200 förstoring. Poäng 0 indikerar inga avlagringar, poäng 1: svag färgning som påverkar upp till 25 procent av det undersökta utrymmet. Poäng 2: måttlig färgning som påverkar upp till 50 procent eller stark infärgning<25% of="" the="" compartment.="" score="" 3:="" substantial="" staining="" affecting="" up="" to="" 75%="" of="" the="" investigated="" compartment.="" score="" 4:="" highest="" staining="" intensity="" affecting="">75 procent av det undersökta facket.

C1q och C3 mRNA i humana njurbiopsier

Data för C1q och C3 i glomeruli och tubulointerstitium av humana njurbiopsier med olika sjukdomar utvärderades från Nephroseq-databasen med hjälp av Ju CKD-dataset [26].

Statistiska analyser

Efter testning för normalfördelning av värden med användning av Kolmogorov-Smirnov-test, analyserades data med Mann-Whitney-test för jämförelse av 2 grupper och Kruskal-Wallis-test med Dunns Multiple Comparison-test som post hoc-test för jämförelse av flera grupper. I alla tester, p < 0.05="" accepterades="" som="" statistiskt="" signifikant.="" spearmans="" test="" användes="" för="" att="" testa="" korrelationen="" av="" komplementavsättning="" med="" njurskadapoäng="" och="" kliniska="" data.="" statistiska="" analyser="" utfördes="" med="" spss="" för="" windows-programvara="" (version="" 19.0="" spss,="" ibm,="" münchen,="" tyskland)="" eller="" graphpad="" prism="" 8="" för="" windows-programvara="" (version="" 8.3,="" graphpad="" software="" inc.,="" san="" diego,="" ca,="">

Resultat

Njurkomplement C3c och C1q deposition finns i en hypertensiv råttmodell av stabil CKD och korrelerar med njur- och hjärtförändringar

Komplementavsättning undersöktes i en hypertensiv råttmodell av CKD, det vill säga subtotalt nefrektomiserade (SNX) Dark Agouti-råttor, där medelartärt blodtryck 12 veckor efter modellinduktion var signifikant (p < 0.0="" 01)="" ökade="" (175,7="" ±="" 21,0="" mm="" hg)="" jämfört="" med="" skenopererade="" kontroller="" (135,8="" ±="" 2,8="" mm="" hg)="" (fig.="" 1a).="" proteinuri="" var="" också="" signifikant="" högre="" i="" snx="" jämfört="" med="" skenopererade="" kontroller="" (78,5="" ±="" 16,6="" vs.="" 8,9="" ±="" 0,8="" mg/24="" timmar).="" denna="" överbelastningsråttmodell="" av="" hypertoni="" och="" progressiv="" njurinsufficiens="" verkade="" lämplig="" för="" att="" undersöka="" hypertoniassocierade="" förändringar="" i="" njurkomplementavsättning="" och="" uttryck.="" glomerulär="" c3c="" och="" c1q="" deposition="" saknades="" i="" normotensiva,="" skenopererade="" kontrollråttor="" (fig.="" 1b,="" c),="" och="" ökade="" signifikant="" i="" hypertensiva="" snx-råttor="" (fig.="" 1d,="" e,="" g,="" h).="" hos="" snx-råttor="" deponerades="" komplementfaktor="" c3c="" inte="" bara="" i="" njurvävnad="" utan="" också="" signifikant="" uppreglerad="" på="" mrna-nivå="" (fig.="" 1f).="" renalt="" c1q-mrna-uttryck="" visade="" en="" tendens="" till="" högre="" nivåer="" hos="" snx-råttor="" än="" kontroller,="" men="" denna="" skillnad="" nådde="" inte="" signifikans="" (fig.="" 1i).="" intressant="" nog="" var="" både="" glomerulär="" c3c-="" och="" c1q-avsättning="" i="" råttor="" starkt="" korrelerad="" med="" genomsnittlig="" arteriell="" bp="" (fig.="" 2a,="" d)="" och="" hjärthypertrofi,="" bedömd="" med="" lv-vikt="" (fig.="" 2b,="" e).="" vidare,="" i="" snx-modellen,="" är="" njurkomplementdeposition="" korrelerad="" med="" njurskada="" såväl="" som="" njurfunktion.="" glomerulär="" c3c,="" såväl="" som="" c1q-deposition,="" visade="" en="" stark="" korrelation="" med="" serumkreatinin="" (fig.="" 2c,="" f)="" och="" proteinuri="" (fig.="" 2g,="" h).="" korrelationen="" av="" både="" serumkreatinin="" och="" proteinuri="" med="" komplement="" var="" inte="" överraskande="" eftersom="" båda="" parametrarna="" också="" visade="" en="" stark="" korrelation="" med="" varandra="" i="" denna="" råttmodell="" (fig.="" 2i).="" sålunda="" antydde="" våra="" data="" i="" en="" råttmodell="" av="" hypertensiv="" ckd="" på="" grund="" av="" njurmassaminskning="" och="" överbelastning="" ett="" samband="" mellan="" njurkomplementdeposition="" och="" hypertoni.="" därför="" syftade="" vi="" till="" att="" bekräfta="" dessa="" fynd="" i="" en="" human="" kohort="" av="" hypertensiva="" kontra="" normotensiva="" patienter,="" i="" vilka="" en="" njurbiopsi="" utfördes="" av="" olika="">

Komplementavlagring är oberoende av den underliggande njursjukdomen

Här använde vi en metod i två steg: först inkluderade vi alla patienter med ett rapporterat BP-värde oberoende av det underliggandenjuresjukdom(n=308, se tabell 1 för mer information). Notera att 217 av 308 patienter (70,5 procent) rapporterades ha högt blodtryck. För det andra, för ytterligare analys, fokuserade vi på undergrupper av de vanligaste formerna av GN, det vill säga IgAN, MGN och LN, och 2 icke-immuna komplexmedieradenjur-sjukdomarnämligen DN och fokal segmentell glomeruloskleros (FSGS). 46 nollbiopsier från transplanterade njurallotransplantat donerade från normotensiva levande donatorer fungerade som en kontrollgrupp (se tabell 1).

För att undersöka ett potentiellt samband mellan hypertoni och njurkomplement analyserades deposition av C1q och C3c i det glomerulära och tubulointerstitiala utrymmet genom semikvantitativ poängsättning av immunhistologiska färgningar. Mängden och intensiteten av C1q- och C3c-färgning varierade mycket i de undersökta biopsierna (för detaljer se fig. 3). I den tubulointerstitiella avdelningen avsattes C3c längs de tubulära basalmembranen och inom den interstitiella matrisen (Fig. 3G), medan C1q-färgning vanligtvis var svag och begränsad till interstitium (Fig. 3H).

Glomerulär C3c-deposition ökade hos månganjur-sjukdomar, inklusive IgAN, MGN, LN och FSGS, jämfört med normotensiva nollbiopsier (Fig. 4A). Totalt sett var glomerulär C1q-deposition svagare än glomerulär C3c. Det ökade signifikant i IgAN, MGN, LN och DN, men inte FSGS jämfört med nollbiopsikontroller (Fig. 4B). Intressant nog deponerades komplement C3 och C1q inte bara i sjuka njurar utan det lokala njur-mRNA-uttrycket ökade också. Nephroseq-data visade att både C3- och C1q-mRNA-uttryck var signifikant uppreglerade i IgAN, LN, DN och FSGS jämfört med kontrollgruppen, det vill säga friska levande donatorer (Fig. 4C, D). C1q mRNA-uttryck var lägre än C3-uttryck. Tubulointerstitiell C3c-deposition ökade också jämfört med nollbiopsier hos de flestanjur-sjukdomar(Fig. 4E), medan C1q inte skilde sig signifikant från nollbiopsikontroller (data visas inte). Sammanfattningsvis är markerad njurkomplementdeposition ett vanligt fynd hos olikanjuresjukdomar. Därefter undersökte vi den potentiella relevansen av högt blodtryck på njurkomplementavsättning.

Fig. 3. C3c- och C1q-deposition i njurbiopsier. Humana njurbiopsier färgades för C3c (A, C, E, G) och C1q (B, D, F, H) med användning av immunhistokemi (brunfärgning). Representativa bilder av glomerulär och tubulointerstitiell deposition av C3c och C1q visar exempel på olika poäng av komplementdeposition. Ingen färgning för C3c i nollbiopsier (A) och C1q vid akut tubulär nekros (B). Exempel på glomerulär C3c-deposition i hypertensiv/ischemisk NP, poäng 1 (C) och C1q-deposition i klass II LN, poäng 2 (D). Mer framträdande C3c-deposition i IgAN, poäng 4 (E) och C1q-deposition, poäng 4, i ett annat fall av klass II LN (F). Deposition i tubulointerstitiellt utrymme av C3c vid interstitiell nefrit, poäng 4 (G) och C1q-deposition, poäng 4 (H) i ett fall av postinfektiös GN. Skalstaplar representerar 100 µm. LN, lupus nefrit; GN, glomerulonefrit.

Fig. 4. Njurkomplementdeposition och uttryck i olikanjuresjukdomar. Semikvantitativ analys av glomerulär C3c (A) och C1q färgning (B) i utvaldanjur-sjukdomar. IgAN, MGN, LN, DN, FSGS och biopsier från transplanterade njurallotransplantat donerade från icke-hypertensiva donatorer (0-biopsi) fungerade som kontroller. Data från Nephroseq-databasen visade glomerulära C3c (C) och C1q (D) mRNA-uttryck i olikanjur-sjukdomaroch respektive kontrollgrupp, det vill säga HLD. I tubulointerstitiellt utrymme påvisades framför allt C3c (E) i njurbiopsier från patienter med olika sjukdomar. Signifikanta skillnader är markerade med asterisker: *p < 0.05;="" **p="">< 0.01="" och="" ***p="">< 0.001="" indikerar="" signifikanta="" skillnader="" jämfört="" med="" nollbiopsier.="" gn,="" glomerulonefrit;="" mgn,="" membranös="" gn;="" ln,="" lupus="" nefrit;="" fsgs,="" fokal="" segmentell="" glomeruloskleros;="" dn,="" diabetisk="" nefropati;="" hld,="" frisk="" levande="" donator;="" igan,="" iga="">

Renal C3c och C1q deposition är avsevärt ökad hos hypertensiva jämfört med normotensiva patienter

För att undersöka om förekomsten av högt blodtryck hos patienter är associerat med njurkomplementdeposition, analyserade vi biopsier från normotensiva och hypertensiva patienter med olika underliggandenjuresjukdomaroch jämförde dem med komplementavsättning i nollbiopsier från transplanterade njurallotransplantat donerade från icke-hypertensiva donatorer (nollbiopsier). I IgAN, den vanligaste GN i vår region [27], endast biopsier från patienter med hypertoni hade signifikant högre glomerulär (Fig. 5A) och tubulointerstitiell C3c (Fig. 5C), såväl som glomerulär C1q-deposition (Fig. 5E), jämfört med nollbiopsier. När vi jämförde C3c (Fig. 5B, D) och C1q-deposition (Fig. 5F) i njurbiopsier av den totala kohorten, visade både normotensiva och hypertensiva prover signifikant ökad reaktivitet jämfört med kontroller. Dessutom, i biopsier av hypertensiva patienter glomerulär och tubulointerstitiell, var C3c signifikant högre än normotensiva patienter (Fig. 5B, D). Eftersom tubulär C1q-deposition var låg i alla undersökta biopsier, observerade vi inga skillnader mellan grupper varken i IgAN (Fig. 5G) eller i analysen av alla undersökta fall (Fig. 5H). Därför tyder våra data på att särskilt C3c-deposition verkar vara relevant vid hypertoninjur-sjukdomar.

Fig. 5. Njurkomplementdeposition i njurbiopsier från hypertensiva och normotensiva patienter. C3c-deposition analyserades i biopsier från patienter med IgAN (A, C) och alla undersökta biopsier mednjur-sjukdomar(B, D) separerade hos patienter med normalt BP och högt BP jämfört med biopsier från transplanterade njurallotransplantat som donerats från icke-hypertensiva donatorer (nollbiopsier) som kontroller i den glomerulära (A, B) och tubulointerstitiala (C, D) avdelningen. På liknande sätt analyserades även C1q-deposition i biopsier från patienter med IgAN (E, G) och alla undersökta biopsier mednjuresjukdomar(F, H) i glomerulära (E, F) och tubulointerstitiell (G, H) avdelningen. Signifikanta skillnader är markerade med asterisker: *p < {{0}}.05;="" **p="">< 0,01="" och="" ***p="">< 0,001="" indikerar="" signifikanta="" skillnader.="" bp,="">

Njurkomplementavlagring är associerad med njurskada och funktion

Utvärderingen av histopatologiska förändringar, som bedömts av glomeruloskleros (Fig. 6A), tubulointerstitiell skadepoäng (Fig. 6B) och VSI (Fig. 6C), visade signifikant högre njurskada i biopsier från patienter med dokumenterad hypertoni än normotensiva patienter. Omfattningen av glomerulär C3c-avsättning korrelerade positivt med glomeruloskleros (Fig. 6D) och tubulointerstitiell C3c med tubulointerstitiell skada (Fig. 6E) och VSI (Fig. 6F), vilket indikerar att komplementavsättning är associerad med kronisk njurskada. Dessutom var interstitiell fibros/tubulär atrofi (IF/TA) signifikant högre i njurbiopsier av hypertensiva patienter (Fig. 6G) och korrelerade väl med omfattningen av tubulär C3c-avsättning (Fig. 6J). Njurfunktionen, utvärderad av serumkreatinin, var också signifikant lägre hos hypertonipatienter (Fig. 6H) och korrelerade med glomerulär C3c-deposition (Fig. 6K). Ingen signifikant skillnad mellan normotensiva och hypertensiva patienter upptäcktes med avseende på proteinuri (Fig. 6I). Det fanns dock en svag korrelation mellan proteinuri och glomerulär C3c (r=0.238; p=0.008; Fig. 6L). Dessa resultat bekräftade ett samband mellan njurskada, funktion, komplementavlagring och hypertoni.

Slutligen undersökte vi i vilken utsträckning komplementavsättningen var beroende av CKD-stadiet. Som förväntat ökade medelåldern för patienterna med ett högre CKD-stadium (Fig. 7A). Däremot var andelen patienter med hypertoni oberoende av CKD-stadiet (Fig. 7B), vilket bekräftar våra ovanstående resultat. Glomerulär (Fig. 7C) och tubulär C3c (Fig. 7D) var signifikant lägre i CKD-stadier 1 och 2 än högre CKD-stadier, medan ingen sådan association observerades för C1q (Fig. 7E, F).

Fig. 6. Njurkomplementavsättning i humana biopsier korrelerad med njurskada och funktion. Njurskada bedömd av GSI (A), TSI (B) och VSI (C) ökade signifikant hos patienter med högt BP och GSI korrelerade med glomerulär C3c-deposition (D), TSI korrelerade med tubulointerstitiell C3c (E) och VSI korrelerade med tubulointerstitiell C3c (F). IF/TA (G) och serumkreatinin (H) ökade hos hypertensiva patienter, medan proteinuri var likartad i båda grupperna (I). Tubulär C3c korrelerade med IF/TA (J) och glomerulär C3c med serumkreatinin (K) och i svagare utsträckning glomerulär C3c med proteinuri (L). Signifikanta skillnader är markerade med asterisker: **p < 0.01="" och="" ***p="">< 0,001="" indikerar="" signifikanta="" skillnader="" mellan="" patienter="" med="" normalt="" blodtryck="" och="" högt="" blodtryck="" eller="" signifikanta="" korrelationer.="" bp,="" blodtryck;="" gsi,="" glomeruloskleros;="" tsi,="" tubulointerstitiell="" skada;="" vsi,="" vaskulär="" skada;="" if/ta,="" interstitiell="" fibros/tubulär="">

Fig. 7. Renal C3-deposition i humana biopsier, men inte hypertoni, är korrelerad med CKD-stadiet. Medelåldern för patienter med CKD ökade med ökande CKD-stadium (A), medan andelen hypertensiva patienter inte var relaterad till CKD-stadium (B). C3c (C, D) men inte C1q (E, F) korrelerade fint med olika CKD-stadier. Glomerulär C3c (C), tubulär C3c (D), glomerulär C1q (E) och tubulär C1q (F). Signifikanta skillnader är markerade med asterisker: *p < 0.{{10}}5;="" **p="">< 0,01;="" och="" ***p="">< 0,001="" indikerar="" signifikanta="" skillnader="" mellan="" grupper="" kopplade="" med="">

Diskussion

Progression avnjur-sjukdom, särskilt tubulointerstitiell skada, visade sig vara medierad, åtminstone delvis, av komplementaktivering [28], men komplementavsättningens roll vid hypertoni och njurskada är fortfarande oklar. I vår studie fann vi ökad njuravsättning av komplementfaktorer, särskilt av C3c, vilket starkt korrelerade med ökad njurskada och sämre njurfunktion. Dessutom väldigt oftanjuresjukdomär associerat med förekomsten av hypertoni som i sig är kopplat till ökad risk för hjärt-kärlsjukdom och progression av kronisk nyrekreatur [9]. Här visade vi högre njuravsättning av komplementklyvningsprodukter C1q, som en markör för den klassiska aktiveringsvägen, och C3c, en komponent av alla 3 aktiveringsvägarna, i njurar från hypertonipatienter med olikanjur-sjukdomarän normotensiva patienter. Det finns vissa bevis för att komplement spelar en viktig roll i utvecklingen och försämringen av hypertoni, men rollen av njurkomplementavsättning i denna process är okänd. I humana njurbiopsier och vår råttmodell för hypertensiv överbelastning har det blivit uppenbart att C3c är mer frekvent detekterbart än C1q, vilket tyder på att den klassiska vägen inte enbart är ansvarig för komplementaktivering injur- sjukdom. Icke desto mindre befanns C1q vara kritiskt involverad i hypertensiv arteriell ombyggnad via aktivering av -catenin-signalering [29]. Frågan om huruvida komplement inducerar hypertoni eller hypertoni aktiverar komplement är ännu oklart. I denna studie observerade vi en stark korrelation mellan njurkomplementavsättning, särskilt faktor C3c, med graden av njurskada och funktion. Mest sannolikt leder hypertoni till ytterligare aktivering av komplementsystemet, men det finns några rapporter som stöder hypotesen att komplement inte bara är sekundärt till utan också orsakar hypertoni. I en longitudinell studie med en uppföljning på 15 år var incidensen av hypertoni signifikant högre hos patienter med förhöjda plasmakomplement C3-nivåer vid baslinjen, vilket tyder på en roll för plasma C3 i patogenesen av hypertoni [10]. Dessutom hade patienter med terapiresistent arteriell hypertoni signifikant högre C3-plasmanivåer jämfört med patienter med kontrollerad hypertoni [11]. Däremot i en populationsbaserad kohortstudie var förhöjt plasma C3 associerat med ökad incidens av den första sjukhusvistelsen på grund av CKD men oberoende av BP [12]. Den senare studien var dock begränsad till undersökning av C3-plasmanivåer, medan lokalt uttryck av komplementfaktorer och komplementaktivering inte undersöktes. C3-klyvningsprodukter, det vill säga C3c, deponerades inte bara passivt utan C3-mRNA uttrycktes också lokalt i sjuka njurar från hypertonipatienter och SNX-råttor. Vi fastställde dock inte källan till renal C3, men det finns rapporter om att förutom levern är majoriteten av C3-mRNA uttryckt i monocyter och makrofager [30]. Dessutom har fibroblaster, epitel- och endotelceller också rapporterats vara potentiella extrahepatiska C3-källor [31]. Komplementaktivering sågs också i en angiotensin II-inducerad hypertonimodell hos möss. Hos spontant hypertensiva råttor kan C3-brist avskaffa saltkänslig hypertoni [18], vilket indikerar att C3 är kritiskt involverad i hypertoniframkallande vägar. Dessa effekter kan dock även förmedlas längre nedströms i komplementkaskaden. Genom att använda möss med brist på C5a-receptor (C5aR) Zhang et al. [32] visade att C5aR-signalering spelar en patologisk roll vid hjärtinflammation och ombyggnad. Även om C5aR-hämning inte påverkade det förhöjda blodtrycket inducerat av angiotensin II, kunde hjärtskada, som bedömts av hjärthypertrofi, inflammation och perivaskulär fibros, minskas [33]. I vår SNX-råttmodell av hypertoni bekräftade vi att njurkomplementavlagring korrelerade bra med njurskada men också med hjärthypertrofi och BP. Komplementinducerad hypertoni medierades via komplementreceptorer för C3a och C5a. Regulatory Tregs kan hämma aktiveringen av effektor Tregs och utövar antiinflammatoriska effekter. I den angiotensin II-inducerade modellen av hypertoni har Tregs visat sig vara en viktig modulator av BP och förebyggande av skador på endorganen [15, 34]. Angiotensin II-behandling stimulerade uttrycket av C3a- och C5a-receptorn på Tregs, vilket ledde till ett minskat Tregs-antal hos vildtypsmöss, men inte hos C3a- och C5a-receptorn med dubbel knockout [35]. Dessutom utvecklade dessa dubbla knockout-möss avtrubbad hypertoni och mindre njurfibros och glomerulär skada [35]. Ett samband mellan komplementaktivering och glomerulär skada och njurfibros, bedömd av glomeruloskleros och IF/TA, bekräftades också i vår biopsistudie. Mekanistiskt inducerades BP-ökning av C3--medierad aktivering av renin-angiotensin-systemet i vaskulära glatta muskelceller med nedströms molekyler såsom TGF-ß/PDGF-A och genom att ändra fenotypen av mesenkymala celler och induktion av epitelceller -till-mesenkymal övergång [31]. Komplementsignalering var också inriktad på andra hypertensiva sjukdomar. Under normal graviditet är komplementaktivering närvarande men är överdriven vid hypertensiva störningar av graviditeten och genetiska polymorfismer av komplementproteiner verkar predisponera för havandeskapsförgiftning [36]. Hämning av komplementsignalering genom behandling med löslig komplementreceptor 1 resulterade i försvagad hypertoni i en placenta-ischemimodell av preeklampsi [37].

Studiens begränsningar

Även om vi försökte stärka våra fynd i mänskliga njurbiopsier av olikanjur-sjukdomarmed och utan arteriell hypertoni genom inkorporering av en lämplig djurmodell för att bevisa ett samband mellan komplementavsättning i njurvävnad och hypertoni, måste vi erkänna flera begränsningar och selektionsfördomar. I den mänskliga studien står vi inför begränsningen av en variabel kohort med många olika konfounders som inte tydligt kan identifieras eller uteslutas. För att ta itu med denna aspekt och för att harmonisera studiegruppen analyserade vi också korrelationen av komplement med njurfibros (IF/TA) som en surrogatmarkör för nefronförlust och progression av den underliggandenjur-sjukdomsåväl som med CKD-stadier där vi kunde visa liknande fynd. Dessutom var data om varaktigheten av respektive sjukdomar eller aktuell medicinsk behandling inte systematiskt tillgängliga, vilket lämnar dessa aspekter som ytterligare en potentiell konfunderare som vi måste nämna. Eftersom vi formellt uteslöt dessa få patienter utan kliniskt väldokumenterad BP, är det troligt att dessa patienter kan ha antingen ingen hypertoni eller kontrollerad hypertoni till den grad att de kan komma till regelbunden uppföljning som potentiellt kan orsaka selektionsbias. I motsats till djurexperimentet i vår humana kohort rapporterades proteinuri vid tidpunkten för njurbiopsi inte konsekvent för alla patienter så vi kunde bara inkludera 2/3 av alla patienter för respektive analyser som kan påverka några av resultaten. Notera att proteinuri inte var signifikant högre hos njurpatienter med och utan högt blodtryck, vilket gjorde en signifikant bias av proteinuri osannolik.

Slutsats

Sammantaget understryker vår studie ett starkt samband mellan komplementavlagring och hypertoni men också njurskador hos människor och experimentellanjur-sjukdom. Även om vi inte kunde svara på frågan om komplementdeposition är orsak till utvecklingen av hypertoni, stödjer data en involvering av komplementaktivering i patogenesen eller progressionen av hypertoni i olikanjure sjukdomar, vilket innebär en potentiell roll för komplementhämmande strategier för framtida hantering av terapirefraktära fall av hypertoni ochnjur-sjukdom. Ytterligare studier behövs dock för att ta itu med komplementets exakta roll i patogenesen av hypertensiva sjukdomar.

Cistanche kan behandlanjursjukdom

Från: 'Komplettera inNjurSjukdomsom en potentiell bidragsgivare till arteriell hypertoni' avLisa-Maren Fischer, et al

---Kidney Blood Press Res 2021;46:362–376

Referenser

1 Couser WG. Grundläggande och translationella koncept för immunmedierade glomerulära sjukdomar. J Am Soc Nephrol. 2012 Mar;23(3):381–99.

2 Kojouharova M, Reid K, Gadjeva M. Nya insikter i de molekylära mekanismerna för klassisk komplementaktivering. Mol Immunol. 2010 aug;47(13):2154–60.

3 Dobo J, Pal G, Cervenak L, Gal P. De framväxande rollerna för mannosbindande lektin-associerade serinproteaser (MASPs) i lektinvägen för komplement och bortom. Immunol Rev. 2016 Nov;274(1):98–111.

4 Pangburn MK, Schreiber RD, Muller-Eber hård HJ. Bildning av det initiala C3-konvertaset av den alternativa komplementvägen. Förvärv av C3b-liknande aktiviteter genom spontan hydrolys av den förmodade tioestern i naturligt C3. J Exp Med. 1981 sep 1;154(3):856–67.

5 Ricklin D, Hajishengallis G, Yang K, Lambris JD. Komplement: ett nyckelsystem för immunövervakning och homeostas. Nat Immunol. 2010 sep;11(9):785–97.

6 Nozal P, Lopez-Trascasa M. Autoantikroppar mot alternativa komplementvägproteiner i njurpatologier. Nefrologia. 2016 sep-okt;36(5):489–95. 7 Lau KK, Suzuki H, Novak J, Wyatt RJ. Pathogenesis av Henoch-Schönlein purpura ne fritis. Barnläkare Nephrol. 2010 Jan;25(1):19–26.

8 Wenzel U, Turner JE, Krebs C, Kurts C, Harrison DG, Ehmke H. Immunmekanismer vid arteriell hypertoni. J Am Soc Nephrol. 2016 Mar;27(3):677–86.

9 Drawz PE, Beddhu S, Kramer HJ, Rakotz M, Rocco MV, Whelton PK. Blodtrycksmätning: ett KDOQI-perspektiv. Am J Kidney Dis. 2020 Mar;75(3):426–34.

10 Engström G, Hedblad B, Berglund G, Janzon L, Lindgarde F. Plasmanivåer av komplement C3 är associerade med utvecklingen av hypertoni: en longitudinell kohortstudie. J Hum Hypertens. 2007 apr;21(4):276–82.

11 Magen E, Mishal J, Paskin J, Glick Z, Yosefy C, Kidon M, et al. Resistent arteriell hypertoni är associerad med högre blodnivåer av komplement C3 och C-reaktivt protein. J Clin Hypertens. 2008 sep;10(9):677–83.

12 Bao X, Borne Y, Muhammad IF, Schulz CA, Persson M, Orho-Melander M, et al. Komplement C3 och incident sjukhusvistelse på grund av kronisknjuresjukdom: en befolkningsbaserad kohortstudie. BMC Nephrol. 21 februari 2019; 20(1):61.

13 Klanke B, Cordasic N, Hartner A, Schmieder RE, Veelken R, Hilgers KF. Blodtryck kontra direkta mineralokortikoideffekter på njurinflammation och fibros vid DOCA-salthypertoni. Nephrol Dial Transplantation. 2008 nov;23(11):3456–63.

14 Chen L, Fukuda N, Shimizu S, Kobayashi H, Tanaka S, Nakamura Y, et al. Roll av komplement 3 i reningenerering under differentieringen av mesenkymala stamceller till glatta muskelceller. Am J Physiol Cell Physiol. 1 maj 2020;318(5): C981–C990.

15 Kvakan H, Kleinewietfeld M, Qadri F, Park JK, Fischer R, Schwarz I, et al. Regulatoriska T-celler förbättrar angiotensin II-inducerad bildiacskada. Omlopp. 2009 juni 9;119(22): 2904–12.

16 Ruan CC, Ge Q, Li Y, Li XD, Chen DR, Ji KD, et al. Komplementmedierad makrofagpolarisering i perivaskulär fettvävnad bidrar till kärlskada hos deoxikortikosteronacetat-saltmöss. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2015 Mar;35(3):598–606.

17 Carney EF. Hypertoni: roll för C3aR och C5aR i Treg-celler. Nat Rev Nephrol. 2018 apr; 14(4):214.

18 Negishi E, Fukuda N, Otsuki T, Katakawa M, Komatsu K, Chen L, et al. Involvering av komplement 3 i saltkänslig hypertoni genom aktivering av det renala renin-angiotensinsystemet hos spontant hypertensiva råttor. Am J Physiol Renal Physiol. 1 dec 2018; 315(6):F1747–F1758.

19 Dimmler A, Haas CS, Cho S, Hattler M, Forster C, Peters H, et al. Laserinfångningsmikrodissektion och realtids-PCR för analys av glomerulärt endotelin-1-genuttryck i mesangiolys av råtta anti-Thy 1.1 och murin Habu Snake Venom glomerulonefrit. Diagn Mol Pathol. 2003 Jun;12(2):108–17.

20 Diez M, Abdelmagid N, Harnesk K, Strom M, Lidman O, Swanberg M, et al. Identifiering av genregioner som reglerar inflammatoriskt mikroglialt svar i råttans CNS efter nervskada. J Neuroimmunol. 2009 jul 25;212(1– 2):82–92.

21 Hainz N, Thomas S, Neubert K, Meister S, Benz K, Rauh M, et al. Proteasomhämmaren bortezomib förhindrar lupusnefrit i NZB/W F1-musmodellen genom att bevara glomerulär och tubulointerstitiell arkitektur. Nephron Exp Nephrol. 2012; 120(2):e47–58.

22 Solez K, Racusen LC. Banff-klassificeringen återupptogs. Kidney Int. 2013 feb;83(2):201–6.

23 KDIGO riktlinjer för klinisk praxis för hantering av blodtryck hos kroniskanjuresjukdom. Kidney Int Suppl. 2012 dec; 2(5):343.

24 Levey AS, Stevens LA, Schmid CH, Zhang YL, Castro AF 3rd, Feldman HI, et al. En ny ekvation för att uppskatta glomerulär filtrationshastighet. Ann Intern Med. 2009 maj 5;150(9):604–12.

25 Grupp KCW. KDIGO 2012 klinisk praxis riktlinjer för utvärdering och hantering av kroniskanjuresjukdom. Kidney Int Suppl. 2013;3:1–150.

26 Ju W, Greene CS, Eichinger F, Nair V, Hodgin JB, Bitzer M, et al. Definiera celltypsspecificitet på transkriptionsnivå vid mänsklig sjukdom. Genome Res. 2013 nov;23(11):1862–73.

27 Barratt J, Feehally J, Smith AC. Patogenes av IgA nefropati. Semin Nephrol. 2004 maj;24(3):197–217.

28 Hsu SI, Couser WG. Kronisk progression av tubulointerstitiell skada i proteinuricnjur-sjukdommedieras av komplementaktivering: en terapeutisk roll för komplementhämmare? J Am Soc Nephrol. 2003 jul;14(7 Suppl 2): ​​S186–91.

29 Sumida T, Naito AT, Nomura S, Nakagawa A, Higo T, Hashimoto A, et al. Komplement C1q-inducerad aktivering av -catenin-signalering orsakar hypertensiv arteriell ombyggnad. Nat Commun. 2015;6:6241.

30 de Bruijn MH, Fey GH. Humant komplementkomponent C3: cDNA-kodande sekvens och härledd primär struktur. Proc Natl Acad Sci US A. 1985 feb;82(3):708–12.

31 Chen L, Fukuda N, Matsumoto T, Abe M. Roll av komplement 3 i patogenesen av hypertoni. Hypertens Res. apr 2020; 43(4):255–62.

32 Zhang C, Li Y, Wang C, Wu Y, Cui W, Miwa T, et al. Komplement 5a-receptorn medierar angiotensin II-inducerad hjärtinflammation och ombyggnad. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014 Jun;34(6):1240–8.

33 Zhang C, Li Y, Wang C, Wu Y, Du J. Antagonist av C5aR förhindrar hjärtremodellering vid angiotensin II-inducerad hypertoni. Am J Hypertens. 2014 Jun;27(6):857–64.

34 Barhoumi T, Kasal DA, Li MW, Shbat L, Lau rant P, Neves MF, et al. T-regulatoriska lymfocyter förhindrar angiotensin II-inducerad hypertoni och vaskulär skada. Hypertoni. 2011 Mar;57(3):469–76.

35 Chen XH, Ruan CC, Ge Q, Ma Y, Xu JZ, Zhang ZB, et al. Brist på komplement C3a- och C5a-receptorer förhindrar angiotensin II-inducerad hypertoni via regulatoriska T-celler. Circ Res. 2018 Mar 30;122(7):970–83.

36 Regal JF, Burwick RM, Fleming SD. Komplementsystemet och havandeskapsförgiftning. Curr Hypertens Rep. 2017 Oct 18;19(11):87.

37 Regal JF, Lund JM, Wing CR, Root KM, Mc Cutcheon L, Bemis LT, et al. Interaktioner mellan komplement- och endotelinsystemen under normal graviditet och efter placentaischemi. Mol Immunol. 2019 okt;114: 10–8.