Del 2: Ceramid-1-fosfat som en potentiell regulator av den andra natriumpumpen från njurens proximala tubuli genom att utlösa distinkta proteinkinasvägar på ett hierarkiskt sätt

För mer information. Kontakttina.xiang@wecistanche.com

4. Diskussion

Vätsketransport över det tubulära epitelet är en av nyckelhändelserna som är direkt korrelerade till majoriteten av de distinktanjurfunktioner[49]. Bland de olika lösta ämnen som hanteras injure, Nat är särskilt viktigt. På grund av dess överflöd i den extracellulära vätskan är det absolut nödvändigt att förstå de mekanismer genom vilka Nat återabsorberas eller utsöndras i urinen eftersom förändringar i de interstitiella och intravaskulära Na plus-koncentrationerna leder till volymförändringar och kan orsaka störningar i blodtrycket[50] . Regleringen av Nat-nivåer i kroppsvätskeavdelningar drivs huvudsakligen av primära aktiva transportörer där det klassiska Nat plus Kt-ATPas [51] är involverat i masstransport, medan den "andra" Nat-pumpen eller Nat-ATPas är involverad i fin- avstämd reglering av Nat-reabsorption [52,53]Det finns många rapporter i litteraturen om regleringen av Nat plus K plus -ATPas av hormoner och autakoider[50,54] såväl som rollen av regulatorisk fosforylering [50,55]. Däremot citerar färre grupper regleringen av Na plus -ATPas eftersom det fortfarande finns en viss kontrovers om dess identitet, även om rapporter visade en furosemidkänslig Nat-ATPas-aktivitet från däggdjur[41,56,57] till protozoer [58,59] ] samt kloning av pumpen från olika organismer [60-63]. Från resultaten som presenteras här visade vår grupp att inte bara hormoner och autacoider kan utlösa cellsignaleringsvägar som modulerar Nat-ATPas, utan effekten av ClP exogent tillsatt till BLM-fraktionerna pekar på antingen en möjlig interaktion av den bioaktiva lipiden med de hydrofoba domänerna av regulatorer, eller själva pumpen; eller så måste det finnas en sorts C1P-receptor i BLM, inte identifierad ännu [20,22,23]. Figur 6 visar ett föreslaget schema för att sammanfatta dessa möjliga ClP-åtgärdssätt. Förmågan hos ceramider att utlösa kinaser och framkalla ett annat fysiologiskt svar rapporterades i leverceller [24]. Författarna visade inte bara förmågan till ceramidberoende modulering av Nat/K plus -ATPas och kinasreglering, utan de rapporterade också bifasiska svar med hänsyn till tidsberoende stimulering av dessa cellinjer, vilket illustrerar att det måste finnas komplex överhörning mellan ceramid -beroende signalering och andra signalsystem som finns i cellmembranen. membran (Figur 2). Dessutom visar resultaten som presenteras här i kombination med tidigare resultat från vår grupp tydligt att Cer [33] och ClP modulerade BLM-associerade PKA och PKC, vilket verkade förmedla effekterna framkallade av ceramider på Nat-ATPas När BLM-fraktionerna var behandlad med 100 nM C1P, kunde hämning av pumpen inte tillskrivas PKA (Figur 4) eftersom förinkubationen med PKAi inte påverkade den C1P-hämmande verkan. Å andra sidan förhindras den signifikanta hämningen av Nat-ATPas-aktiviteten vid ClP-behandling helt av kalfostin C (figur 3). Tidigare rapporter har visat att PKA stimulerar den renala Nat-ATPas-aktiviteten på en väg som länkar Gs-kopplade receptorer med pumpaktiviteten [41]. Signalsystemen som finns här i vårt manuskript - PKA och PKC - har studerats väl, så det finns gott om information i litteraturen som visar koncentrationerna för positiva kontroller som används här (cAMP respektive forbolmyristatsyra PMA). Eftersom vårt fokus inte var en dos-responsstudie vare sig med klassiska aktivatorer eller inhibitorer för de olika signalsystemen, använde vi endast de koncentrationer av aktivatorer eller inhibitorer som redan används effektivt i andra studier från vår eller andra grupper.

Figur 6. Föreslagen mekanism för ClP-verkan på Na plus -ATPas-aktiviteten från BLM. (1)C1P(röd lipid) hämmar PKC genom en ännu okänd G-proteinkopplad receptor, vilket resulterar i hämning av Na plus -ATPas (blått protein). Samma rutt skulle kunna aktivera BLM PKA(röd pil) utan effekt på pumpen. (2) CIP kan direkt binda till effektorer som finns i BLM, såsom PKC, vilket leder till den hämmande verkan på Na plus -ATPas-aktiviteten som beskrivs. Våra resultat visade att även om PKA finns i BLM och redo att modulera pumpen med cAMP (gröna cirklar och grön pil), påverkade dess aktivering av CIP inte pumpen (röd streckad pil). (3) CIP binder direkt till Nat-ATPaset eller anrikas i den lipidiska membranmikromiljön som omger Nat-ATPaset, och modulerar den. Från resultaten som presenteras här kunde vi inte detektera någon modulerande verkan av ClP på Nat/K plus -ATPas (lila protein) som finns i BLM-fraktionerna.

Klicka här för att lära dig livsförlängningsstandardiserad cistanche

Detekteringen av en hierarki i fosforyleringen av Nat-ATPas föreslogs när vi stimulerade BLM med Cer [33] och vi observerade att blockeringen av BLM-PKCZ, trubbade den hämmande effekten av Cer på pumpen och tillät cAMP- aktiverade PKA för att stimulera den. Trots ett ökande antal rapporter som visar olika roller för Cer-aktiverade kinaser [44,64-66], är detta den första rapporten om den fysiologiska verkan av C1P på BLM-bosatta kinaser, vilket säkerligen spelar en roll i regleringen av Nat. hantering i njuren. Vi kan inte definitivt bekräfta att Nat-ATPaset är direkt fosforylerat av de studerade kinaserna, eftersom det inte finns några tillgängliga experimentella verktyg för detta, främst eftersom den fullständiga strukturen för den andra natriumpumpen inte har identifierats ännu. Det är dock välkänt att Nat-ATPas är ett ATPas av P-typ, och detta faktum gör att vi kan postulera att det direkt kan moduleras genom fosforylering i förmodade regulatoriska ställen [46,55] Vi kan inte utesluta att aktiveringen av respektive kinaser skulle leda till fosforylering av ett annat protein i detta regulatoriska nätverk, vilket skulle vara ansvarigt för ATPas-hämning.

Bland de olika bioaktiva sfingolipiderna är C1P mindre dokumenterat i de olika fysiologiska systemen. Å andra sidan är sfingosin-1-fosfat, som kan vara den viktigaste bioaktiva lipiden, mycket väl studerat inom njurfysiologi och patofysiologi [2,6,7,67]. Eftersom S1P- och ClP-medlemmar är en typ av familj av signalmolekyler med gemensamma prekursorer och delar ömsesidiga interkonverteringssteg, är det möjligt att föreställa sig att ClP också skulle vara närvarande längs hela nefronen. Arbetet av Sugiura et al., 2002[11], ett kännetecken inom området, visade att CerK uttrycks starkt i njurarna. Trots robusta data i litteraturen som visar rollen av ClP i podocyter och glomerulär sjukdom [68,69], har det inte gjorts ett arbete som individuellt visar CerK-uttryck och ClP-verkan i något av nefronsegmenten. Annars är ClP sannolikt närvarande i alla njurceller antingen genom närvaron av sfingomyelin, vilket skulle möjliggöra räddningsvägen för ClP-syntes, eller genom att ClP kan tillhandahållas till njurvävnaden genom blodomloppet. Dessa är mycket rimliga sätt att tro att denna signallipid skulle spela olika roller i de andra nefronsegmenten, även om vi inte utforskade det här.

Det visades väsentligt att Cer-nivåerna var signifikant förhöjda undernjurskadapå grund av en redan rapporterad ökning av Ca2t-stimulerad sfingomyelinasaktivitet efter att cellulär Ca2t-homeostas har störts [2,4,24,70]. Denna observation tillåter oss att postulera att den kinasmedierade moduleringen av BLM Nat-ATPas-aktiviteten av Cer och C1P kan vara särskilt relevant i den skadade njurvävnaden, vilket kan öppna en ny roll för ceramider i etableringen och progressionen av nefropatier. I närvaro av C1P modulerades de studerade BLMkinaserna differentiellt (Figur 5). Medan ClPinhiberade PKC, vilket ledde till signifikant hämning av Nat-ATPas-aktiviteten, påverkade inte C1P-beroende aktivering av PKA Nat-ATPas-aktiviteten. Detta gör att vi kan postulera att det finns en hierarki som involverar olika kinaser, vilket resulterar i en komplex växling in/av till Nat-ATPas. Denna switch kan involvera olika isoformer av PKC och PKA, eller så måste det finnas överhörning med den potentiella omvandlingen av C1P till Cer och andra bioaktiva lipider som utlöser andra signalvägar som finns i BLM, vilket redan har beskrivits i leverceller [24].

Balansen mellan Cer och ClP kan vara ett nytt lovande mål för utvecklingen av nya klasser av läkemedel med mer effektiva åtgärder för att försöka stoppa utvecklingen avnjursvikteller åtminstone höja livskvaliteten för njurpatienter.

5. Slutsatser

Från resultaten som presenteras här är en signalkaskad som börjar med Cer-produktion och ytterligare fosforylering till ClP en effektiv väg för att hämma Nat-ATPas injurproximala tubulicellergenom BLM-associerade PKA och PKC som effektorer[17]. Dessa observationer avslöjar vikten av proteinkinaser i den fina kontrollen av Nat-flöden i ett nefronsegment där mer än två tredjedelar av det glomerulära ultrafiltratet återabsorberas, den proximala tubuli. Så vitt vi vet visar detta arbete för första gången att ClP kan modulera BLM-Nat-ATPas från njurens proximala tubuliceller genom att utlösa membranassocierade kinaser (PKA och PKC). Således visar ovanstående resultat bevis på uppfattningen att Cer och ClP deltar i det reglerande nätverket av bioaktiva sfingolipider och glycerolipider som finns i detta nefronsegment, vilket borde vara sant för det totala nefronet. Denna hypotes kan stödjas av uppfattningen att Cer är en lipid som praktiskt taget finns i alla nefronsegment samt att Cer-tillgängligheten skulle möjliggöra bildandet av C1P.