Stolling, door protease geactiveerde receptoren en diabetische nierziekte: lessen van ENOS-deficiënte muizen

Een vetrijk dieet en een gebrek aan eNOS verhogen synergetisch de TF bij diabetische muizen

Veel onderzoeken hebben een verband aangetoond tussen obesitas en trombose (Samad en Ruf 2013). Voor het examenbijvoorbeeld, opregulatie van de TLR4-NF-kB-route onderstofwisselingsziekteomstandigheden verhogen de TF-niveaus (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero en Calder 2018). Bovendien induceert verzadigd vetzuurpalmitaat de afgifte van histon H3 via ROS- en JNK-route-afhankelijke mechanismen en extracellulaire histonen, die de TF-expressie in monocyten verhogen (Shrestha et al. 2013). Gericht op de relatie tussen coagulatie, eNOS endyslipidemieheeft onze vorige studie de gecombineerde effecten van eNOS-deficiëntie en een vetrijk dieet op de TF-expressie aangetoond (Li et al. 2010). In het onderzoek werden eNOS-null-muizen behandeld met een lage dosis STZ om DM te ontwikkelen en kregen ze een vetrijk dieet. Het ontbreken van eNOS-expressie verhoogde de uitscheiding van albumine in de urinehistologische verwondingen, die verder werden verergerd door een vetrijk dieet. De expressie en activiteit van TF waren verhoogd in de nieren van muizen vanwege een gebrek aan eNOS-expressie en een vetrijk dieet in eensynergetische manier. Interessant is dat colocalisatie-experimenten met een glomerulaire monocyt/macrofaagmarker een toename in het niveau van immunoreactieve TF aantoonden.

Neutraliserende antilichamen tegen TF verbeteren ontstekingen bij diabetische nieren bij eNOS-knock-outmuizen

Een toename van TF-afhankelijke stolling gaat gepaard met verhoogde ontstekingen (Witkowski et al. 2016). De remming van het TF-afhankelijke stollingssysteem verbeterdeontstekingsziekten, zoals door LPS geïnduceerde sepsis (Pawlinski et al. 2010). Om het causale verband tussen ontsteking en TF bij DKD op te helderen, onderzochten we het kortetermijneffect van neutraliserende antilichamen tegen TF op de ontsteking vandiabetes nierenbij eNOS-deficiënte muizen (Li et al. 2010). De resultaten toonden aan dat toediening van anti-TF-antilichamen de renale expressieniveaus van ontstekings- en fibrosegerelateerde genen zoals Tnfa-, Ccl2-, Tgfb- en Col4-mRNA in muizennieren vier dagen na TF-neutralisatie aanzienlijk verlaagde.

KLIK HIER VOOR NATUURLIJK BIOLOGISCH CISTANCHE-EXTRACT MET 25% ECHINACOSIDE EN 9% ACTEOSIDE VOOR DE NIERFUNCTIE

Ondersteunende service van Wecistanche, de grootste cistanche-exporteur in China:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/tel:+86 15292862950

Winkel voor meer specificaties:

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

Coagulatie FXa-remmer verbetert nierschade bij diabetische muizen zonder eNOS

Coagulatie FXa, stroomafwaarts van TF/VIIa gelegen, draagt ​​ook bij aan ontsteking via de PAR-afhankelijke route. De rol ervan bij DKD is aangetoond in verschillende diermodellen. Sumi et al. (2011) toonden aan dat fondaparinux, een FXa-remmer, de eiwitniveaus in de urine, glomerulaire hypertrofie en fibrine-afzetting verlaagde bij db/db-muizen. Het therapeutische effect van FXa-remming bij DKD-muizen zonder eNOS werd door onze groep aangetoond (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/dag), een orale FXa-remmer, werd toegediend aan eNOS-/-; Ins2Akita/+ muizen gedurende drie maanden, en de resultaten toonden verbetering van histologische verwondingen, zoals mesangiale matrixproliferatie. De expressieniveaus van ontstekingsgenen in de nieren werden verlaagd door edoxaban (Tabel 1). FXa activeert zowel PAR1 als PAR2. Om het mechanisme van FXa-gemedieerde nierbeschadiging op te helderen, hebben we aangetoond dat de ontstekingsremmende effecten van FXa-remmers vergelijkbaar zijn met die gevonden bij PAR2-/- muizen en PAR2-/- muizen met FXa-remmers . Deze bevindingen suggereerden dat FXa waarschijnlijk ontstekingen veroorzaakte via een PAR2-afhankelijk mechanisme bij DKD. Daarentegen verbeterde het redoxverbod de glomerulaire schade bij eNOS+/+ niet; Ins2Akita/+ muizen, wat suggereert dat het therapeutische effect van FXa-remming geassocieerd was met eNOS-afhankelijke hypercoagulabiliteit bij type Idiabetes muizen.

Andere stollingsfactoren bij DKD

Omdat trombine zich richt op PAR1, die zich verder ontwikkeltvasculaire ontsteking(Chen en Dorling 2009),trombine verergert waarschijnlijk DKD. De beschermende of schadelijke rol van trombine bij de pathogenese van DKD is echter aangetoond; lage dosis trombine (50 pM) voorkwam, terwijl hoge dosis trombine (20 nM) verergerde,door glucose geïnduceerde apoptosein podocyten (Wang et al. 2011b). De effecten van trombineremmers zoals dabigatran op diabetesmuizen zonder eNOS moeten in de toekomst worden opgehelderd.

Fibrinogeen is bij verschillende betrokkeninflammatoire statussen. Interessant genoeg was een gedeeltelijke reductie of de afwezigheid van fibrinogeen gunstig voor renale ischemie-reperfusiemodellen of obstructieve nierfibrose (Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014). Omdat de glomerulaire fibrineafzetting verhoogd is bij diabetische muizen zonder eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), wat de rol ervan inDKD-pathogeneseverdient verder onderzoek.

Expressie van PAR1 en PAR2 bij diabetische muizen zonder eNOS

Verhoogde expressie van PAR's wordt geassocieerd met nierbeschadiging. Wij en anderen hebben aangetoond dat de expressieniveaus van Par1- en/of Par2-mRNA verhoogd waren in diermodellen met diabetische nefropathie, door adenine geïnduceerd nierletsel, obstructieve nierfibrose en door cisplatine geïnduceerd nierletsel (Chung et al. 2013; Hayashi et al. al. 2016; Oe et al. 2016; Watanabe et al. 2019). Bovendien waren de glomerulaire PAR2-eiwitniveaus verhoogd in db/db-muizen, een model van type II DM (Sumi et al. 2011). We hebben het verband aangetoond tussen PAR-expressie en eNOS-deficiëntie bij diabetische muizen (Oe et al. 2016). Het expressieniveau van Par1-mRNA was significant hoger in eNOS-/-; Ins2Akita/+ muizen dan in eNOS−/−; Ins2Akita/+ en niet-DM-muizen. Op dezelfde manier was de expressie van Par2 significant hoger in eNOS−/−; Ins2Akita/+ muizen dan bij niet-DM-muizen. Daarentegen verschilden de Par4-mRNA-niveaus niet tussen de genotypen. Een gebrek aan eNOS verergert de ontsteking bij DKD (Wang et al. 2011a). Omdat pro-inflammatoire cytokines naar verluidt de PAR's verhogen (Nystedt et al. 1996), induceert verhoogde ontsteking veroorzaakt door een gebrek aan eNOS waarschijnlijk de expressie van Pars in de nieren bij DKD. Gezamenlijk suggereerden de resultaten van onze onderzoeken dat de expressieniveaus van PAR1 en PAR2, vergelijkbaar met het geval van TF, verhoogd waren in diabetische nieren wanneer eNOS ontbrak (Fig. 2).

PAR2-verwijdering Verbeterde diabetische nier

Letsel bij muizen met verminderde eNOS

Wij en anderen hebben de rol van PAR2 bij DKD in eerdere onderzoeken besproken. Par2-deletie had geen invloed op glomerulaire schade bij diabetische wildtype Akita-muizen (Ins2Akita/+) met eNOS (Oe et al. 2016). Bovendien vertoonden STZ-geïnduceerde diabetische muizen zonder PAR2 verminderde albuminurie vergeleken met diabetische wildtype muizen, maar verhoogde gemiddelde doelexpansie (Waasdorp et al. 2017). Gezamenlijk tonen deze resultaten aan dat er geen of milde therapeutische effecten zijn van PAR2-remming op nierbeschadiging in de vroege en milde modellen van DKD. Daarentegen hebben we de effecten van PAR2-deficiëntie op DKD aangetoond bij Akita-muizen met diabetes met verminderde expressie van eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe et al. 2016). Het ontbreken van PAR2 verminderde de niveaus van albumine-uitscheiding via de urine, de mesangiale expansie en de dikte van de GBM aanzienlijk. De expressieniveaus van pro-inflammatoire en fibrose-gerelateerde genen, waaronder Tnfa, Tgfb en Col4, waren ook verlaagd in muizennieren. Deze bevindingen suggereren dat PAR2 niet pathogeen is in de vroege, maar in de relatief gevorderde diabetische glomerulaire schade veroorzaakt door eNOS-deficiëntie (Tabel 1).

Dubbele blokkade van PAR1 en PAR2 bij diabetische muizen met verminderde eNOS

We hebben aangetoond dat PAR1 en PAR2 samen bijdragen aan de pathogenese van DKD (Mitsui et al. 2020). In deze studie werden mannelijke type I diabetische Akita-muizen die heterozygoot waren voor eNOS (Ins2Akita/+; eNOS +/-) gebruikt als een model voor DKD. Deze muizen werden gedurende 4 weken behandeld met vehikel, PAR1-antagonist (E5555, 60 mg/kg/dag), PAR2-antagonist (FSLLRY, 3 mg/kg/dag) of E5555 + FSLLRY. Toediening van de PAR1- of PAR2-antagonist alleen verzwakte glomerulaire schade, zoals mesangiale expansie en afzetting van collageen IV, vergeleken met toediening van een vehikel. Er werden synergetische therapeutische effecten van zowel PAR1- als PAR2-remming waargenomen, en de albumine-creatinine-ratio in de urine werd significant verlaagd wanneer zowel PAR1 als PAR2 werden geblokkeerd met E5555 + FSLLRY vergeleken met de toediening van het vehikel. Bovendien verbeterde de dubbele blokkade van PAR1 en PAR2 door E5555 + FSLLRY synergistisch histologisch letsel, waaronder mesangiale expansie, infiltratie van glomerulaire macrofagen en afzetting van type IV collageen. De expressieniveaus van ontstekings- en fibrosegerelateerde genen in de nieren waren ook verlaagd (Tabel 1).

We concentreerden ons op de pro-inflammatoire effecten van PAR1- en PAR2-agonisten op menselijke endotheelcellen (Mitsui et al. 2020). De resultaten toonden aan dat stimulatie met zowel PAR1- als PAR2-agonisten synergetisch de expressieniveaus van MCP1- en PAI1-mRNA verhoogde. Het effect van de PAR1-agonist werd geblokkeerd door een NF-KB-remmer, terwijl dat van de PAR2-agonist werd geblokkeerd door NF-kB- en MAPK-remmers. Gezamenlijk dragen PAR1 en PAR2 via verschillende signaalroutes bij aan vasculaire ontsteking en DKD (Fig. 3).

Conclusie

In deze review hebben we ons geconcentreerd op de relatie tussen de coagulatieprotease-PAR-route en eNOS-deficiëntie bij diabetische muizen. Een lage productie van eNOS houdt verband met hypercoagulabiliteit en verhoogde PAR-signalering, die schadelijk zijn voor DKD. Deze bevindingen kunnen duiden op hun pathologische rol in de gevorderde of latere fase van DKD (bijvoorbeeld met nierfalen en/of massale proteïnurie). Orale FXa-remmers worden veel gebruikt om trombose te voorkomen (Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015). Het gebruik ervan bij de behandeling van DKD is een veelbelovende optie. Bovendien kunnen sommige PAR1-antagonisten, waaronder atopaxar en vorapaxar, worden gebruikt bij bloedplaatjesaggregatieremmers om acuut coronair syndroom te voorkomen (Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012). Bovendien is er opmerkelijke vooruitgang geboekt bij de ontwikkeling van PAR2-antagonisten (Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018), en dit kunnen nieuwe therapeutische opties zijn om patiënten met DKD te behandelen.

Dankbetuigingen

Deze studie werd ondersteund door Gonryo Medical Foundation. Wij willen Editage (https://www.editage.com) bedanken voor de Engelstalige redactie.

Belangenverstrengeling De auteurs verklaren geen belangenverstrengeling.

Referenties

Afkarian, M., Sachs, MC, Kestenbaum, B., Hirsch, IB, Tuttle, KR, Himmelfarb, J. & de Boer, IH (2013) Nierziekte en verhoogd sterfterisico bij diabetes type 2.J. Am. Soc. Nefrol., 24, 302-308. 

Azushima, K., Gurley, SB & Coffman, TM (2018) Modellering van diabetische nefropathie bij muizen.Nat. Ds. 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) Muismodellen van diabetische nefropathie.J. Am. Soc. Nefrol., 20, 2503-2512. Camerer, E., Huang, W. & Coughlin, SR (2000) Weefselfactor en factor X-afhankelijke activering van protease-geactiveerde receptor 2 door factor VIIa.Proc. Nat. Acad. Wetenschap VS, 97, 5255-5260. 

Chen, D. & Dorling, A. (2009) Cruciale rol voor trombine bij acute en chronische ontstekingen.J. Trom. Haemost., 7 Supplement 1, 122-126. Cheng, H., Wang, H., Fan, X., Paueksakon, P. & Harris, RC (2012) Verbetering van endotheliale stikstofoxidesynthase-activiteit vertraagt ​​de progressie van diabetische nefropathie bij db / db-muizen.Nier 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) Structureel inzicht in allosterische modulatie van protease-geactiveerde receptor 2.

Natuur, 545, 112-115. Chung, H., Ramachandran, R., Hollenberg, MD & Muruve, DA (2013) Proteïnase-geactiveerde receptor-2 transactivatie van epidermale groeifactorreceptor en transformerende groeifactor- receptorsignaleringsroutes dragen bij aan nierfibrose.J. Biol. Chem., 288, 37319-37331. Coughlin, SR (2005) Protease-geactiveerde receptoren in hemostase, trombose en vasculaire biologie.J. Trom. Haemost., 3, 1800-1814. Craciun, FL, Ajay, AK, Hoffmann, D., Saikumar, J., Fabian, SL,

Bijol, V., Humphreys, BD & Vaidya, VS (2014) Farmacologische en genetische uitputting van fibrinogeen beschermt tegen nierfibrose.Ben. J. Fysiool. Nierfysiol., 307, 

F471- 484. Cunningham, MA, Rondeau, E., Chen, X., Coughlin, SR, Hold sworth, SR & Tipping, PG (2000) Protease-geactiveerde receptor 1 medieert trombine-afhankelijke, celgemedieerde nierontsteking bij crescentische glomerulonefritis.J. Exp. Med., 191, 455-462.