การแข็งตัวของเลือด ตัวรับโปรตีเอส และโรคไตที่เป็นเบาหวาน: บทเรียนจากหนูที่ขาด ENOS

การสังเคราะห์ไนตริกออกไซด์ในบุผนังหลอดเลือดเป็นที่ทราบกันว่าความผิดปกติของ (eNOS) ทำให้การลุกลามและการพยากรณ์โรครุนแรงขึ้นโรคไตเบาหวาน(ดีเคดี). กลไกอย่างหนึ่งที่ทำให้บรรลุผลนี้คือระดับ eNOS ต่ำสัมพันธ์กับภาวะการแข็งตัวของเลือดมากเกินไป ซึ่งส่งเสริมการบาดเจ็บของไต ในน้ำตกที่แข็งตัวจากภายนอก ปัจจัยของเนื้อเยื่อ (ปัจจัย III) และปัจจัยการแข็งตัวของเลือดขั้นปลาย เช่น ปัจจัยออกฤทธิ์ X (FXa) จะทำให้การอักเสบรุนแรงขึ้นโดยการกระตุ้นของตัวรับที่กระตุ้นการทำงานของโปรตีเอส (PAR) เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการแสดงให้เห็นว่าการขาดหรือลดการแสดงออกของ eNOS ในหนูที่เป็นโรคเบาหวาน ซึ่งเป็นแบบจำลองของ DKD ขั้นสูง เพิ่มระดับปัจจัยของเนื้อเยื่อไตและ PAR1 และ2 การแสดงออกในไต. นอกจากนี้การยับยั้งทางเภสัชกรรมหรือการลบล้างทางพันธุกรรมของปัจจัยการแข็งตัวของเลือดหรือ PARบรรเทาอาการอักเสบใน DKDในหนูที่ไม่มี eNOS ในการทบทวนนี้ เราสรุปความสัมพันธ์ระหว่าง eNOS การแข็งตัวของเลือด และ PAR และเสนอทางเลือกการรักษาใหม่สำหรับการจัดการผู้ป่วยโรค DKD. 

คำสำคัญ: เบาหวาน glomerulosclerosis; ปัจจัย Xa; การอักเสบ; ปัจจัยเนื้อเยื่อ

คลิกที่นี่เพื่อรับสารสกัดจากถังเก็บน้ำออร์แกนิกธรรมชาติที่มีเอไคนาโคไซด์ 25% และแอคทีโอไซด์ 9% สำหรับการทำงานของไต

บริการสนับสนุนของ Wecistanche - ผู้ส่งออก cistanche ที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีน:

อีเมล:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/โทรศัพท์:+86 15292862950

เลือกซื้อรายละเอียดข้อมูลจำเพาะเพิ่มเติม:

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

การแนะนำ

จำนวนผู้ป่วยด้วยโรคไตเบาหวาน(DKD) กำลังเพิ่มขึ้นทั่วโลก (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017) DKD เป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตในผู้ป่วยโรคแทรกซ้อนจากโรคเบาหวาน (Afkarian et al. 2013) นอกจากนี้ DKD ยังมีความก้าวหน้าและเป็นสาเหตุหลักของโรคไตระยะสุดท้ายต้องการการบำบัดทดแทนไต(Gregg และคณะ 2014; Liyanage และคณะ 2015) ในญี่ปุ่น,โรคไตโรคเบาหวานคิดเป็นผู้ป่วยฟอกไตรายใหม่มากกว่า 39% (Nitta et al. 2020) ดังนั้นการพัฒนาวิธีการรักษาแบบใหม่จำเป็นต้องมีทางเลือกในการจัดการผู้ป่วยที่มี DKD

มีความสนใจเพิ่มขึ้นในบทบาทของระบบการแข็งตัวของเลือดการเกิดโรค DKD.ความสามารถในการแข็งตัวของเลือดมากเกินไปมีความเกี่ยวข้องกับ DKD (Goldberg 2009; Domingueti et al. 2016) ระดับไฟบริโนเจนในเลือดที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นว่าสัมพันธ์กับอัตราการกรองของไตโดยประมาณที่ต่ำ ภาวะโปรตีนในปัสสาวะสูง และการบาดเจ็บทางเนื้อเยื่อวิทยาอย่างรุนแรง และเป็นตัวทำนายการลุกลามของโรคไตระยะสุดท้าย (Dalla Vestra et al. 2005; Pan et อัล 2018; Zhang และคณะ 2018) การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างระดับของ D-dimer ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายไฟบริน และความผิดปกติของไตใน DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018) ความสามารถในการแข็งตัวของเลือดมากเกินไปใน DKD อาจถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการ ตัวอย่างเช่น ระบบ renin-angiotensin-aldoste rone จะกระตุ้นปัจจัยเนื้อเยื่อ (TF, factor III) และเพิ่มเหตุการณ์ลิ่มเลือดอุดตัน (Dielis et al. 2005) มิฉะนั้นภาวะน้ำตาลในเลือดสูง ภาวะไขมันในเลือดผิดปกติ การอักเสบ หรือความผิดปกติของเยื่อบุผนังหลอดเลือดจะเกี่ยวข้องกับภาวะที่เกิดลิ่มเลือดอุดตันภายใต้การเกิดโรค DKD (Goldberg 2009)

ความผิดปกติของเยื่อบุผนังหลอดเลือดมีอยู่ใน DKD ซึ่งนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนของหลอดเลือดขนาดเล็ก (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011) การผลิตไนตริกออกไซด์ซินเธส (eNOS) ที่บกพร่องหรือกิจกรรมของ eNOS ลดลง (เช่น eNOS phosphorylation ที่บกพร่อง) เป็นจุดเด่นของความผิดปกติของ endothelial endothelial ใน DKD (Nakagawa et al. 2011; Cheng et al. 2012) เราได้แสดงให้เห็นว่าการสูญเสียการแสดงออกของ eNOS นั้นเชื่อมโยงกับระดับความสูงในระดับ TF และกิจกรรมของระบบการแข็งตัวภายนอก (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a) ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับเหตุการณ์ลิ่มเลือดอุดตันใน ผู้ป่วยที่มีไตเรื้อรัง โรคต่างๆ (Kolachalama และคณะ 2018)

นอกจากความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของเหตุการณ์ลิ่มเลือดอุดตันแล้ว โปรตีเอสของการแข็งตัวของเลือด เช่น ปัจจัยที่ออกฤทธิ์ FVII (FVIIa), ปัจจัยที่ออกฤทธิ์ (FXa) และทรอมบิน ซึ่งมีอยู่ในน้ำตกที่แข็งตัวของเลือดจากภายนอก จะเป็นสื่อกลางในการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อผ่านตัวรับที่กระตุ้นการทำงานของโปรตีเอส ( PAR) - กลไกที่ขึ้นอยู่กับ (Madhusudhan et al. 2016; Posma et al. 2019) ในการทบทวนนี้ เราสรุปผลการค้นพบที่ได้รับจากหนูเบาหวานที่ขาด eNOS และหารือเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างวิถีการแข็งตัวของเลือด-PAR ระดับ eNOS และการเกิดโรค DKD

วิถีทางของตัวรับที่กระตุ้นการทำงานของเนื้อเยื่อ/โปรตีเอส

Tissue Factor (TF) หรือที่เรียกว่า factor III เป็นโปรตีนจากเมมเบรนขนาด 47 kDa ที่มีปฏิกิริยากับ factor VII (FVII) (Grover และ Mackman 2018) สารเชิงซ้อน TF/FVIIa เป็นตัวกระตุ้นของน้ำตกที่แข็งตัวจากภายนอกและกระตุ้นการกระตุ้นของ FX และ FIX FXa และโคแฟกเตอร์ V (FVa) ที่ถูกกระตุ้นจะสร้างสารเชิงซ้อนที่เกิดจากการเกิดลิ่มเลือดอุดตันซึ่งสร้างลิ่มเลือด ในที่สุด thrombin จะแปลงไฟบริโนเจนเป็นไฟบริน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของลิ่มเลือดอุดตัน (Grover and Mackman 2018) TF แสดงออกทั้งในเซลล์กล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือดและไฟโบรบลาสต์ที่ไม่ได้เกิด ภายใต้สภาวะการอักเสบ การแสดงออกของมันจะเกิดขึ้นในเซลล์บุผนังหลอดเลือดหรือเซลล์หมุนเวียน เช่น โมโนไซต์ (Østerud และ Bjørklid 2006)

รีเซพเตอร์ที่กระตุ้นโปรตีเอส (PAR) เป็นสมาชิกของซูเปอร์แฟมิลีของรีเซพเตอร์ที่ควบคู่กับ G-โปรตีน ซึ่งประกอบรวมด้วยโปรตีน PAR สี่โปรตีน (PAR1-4) PAR ผ่านการแตกแยกโดยโปรตีเอสที่ปลายปลาย N และถูกกระตุ้นเมื่อจับกับปลาย N ใหม่ซึ่งประกอบด้วยลิแกนด์ที่ถูกโยง สมาชิกของ PAR ทั้งสี่ (PAR{6}}) ถูกกระตุ้นโดยโปรตีเอสของการแข็งตัวจำเพาะ: สารเชิงซ้อน TF และ FVIIa กระตุ้น PAR2, แฟกเตอร์ Xa กระตุ้นทั้ง PAR1 และ PAR2 และทรอมบินกระตุ้น PAR1, PAR3 และ PAR4 (Camerer และคณะ 2000; Coughlin 2005; Rothmeier และ Ruf 2012; Zhao และคณะ 2014) ความสัมพันธ์ระหว่าง TF, โปรตีเอสของการแข็งตัวและ PAR แสดงในรูปที่ 1

เป็นที่ทราบกันว่า PAR มีการแสดงออกอย่างกว้างขวางในเซลล์ไตและเกี่ยวข้องกับพยาธิสรีรวิทยาของการบาดเจ็บที่ไต ทั้ง PAR1 และ PAR2 แสดงออกในเซลล์บุผนังหลอดเลือดของไต เซลล์ mesangial และเซลล์ท่อไตที่ได้มาจากมนุษย์หรือหนู; PAR2, PAR3 และ PAR4 ถูกแสดงออกในพอดไซต์ของมนุษย์ PAR1, PAR3 และ PAR4 แสดงในเซลล์พ็อดไซต์ของหนู (Tanaka et al. 2005; Vesey et al. 2005; Madhusudhan et al. 2012; Dong et al. 2015; Madhusudhan et al. 2016)

แม้ว่าผลกระทบที่เป็นอันตรายหรือการป้องกันของ PARs ในการบาดเจ็บของไตได้รับการแสดงให้เห็นแล้ว แต่ข้อมูลที่สะสมชี้ให้เห็นว่า PARs ทำให้การอักเสบรุนแรงขึ้นโดยการกระตุ้นการผลิตไซโตไคน์และคีโมไคน์ (Rothmeier และ Ruf 2012; Isermann 2017; Posma et al. 2019) สอดคล้องกับการค้นพบนี้ ตัวดำเนินการ PAR1 และ PAR2 ส่งเสริมการแสดงออกของตัวกลางในการอักเสบ เช่น โมโนไซต์เคมีโมแทกติกโปรตีน 1 (MCP1) และตัวยับยั้งแอคติเวเตอร์พลาสมิโนเจน-1 (PAI-1) ​​และโมเลกุลโปรไฟโบรติกในเยื่อบุผนังหลอดเลือด , mesangial และเซลล์ท่อไต (Vesey et al. 2005; Vesey et al. 2013; Ellinghaus et al. 2016; Waasdorp et al. 2016; Oe et al. 2019) ในการศึกษา ในสัตว์ทดลอง การขาด PAR1 หรือการมีอยู่ของสารยับยั้ง PAR1 ช่วยลดการอักเสบในรูปแบบของภาวะไตอักเสบจากเสี้ยววงเดือนหรือการบาดเจ็บที่ไตจากการอุดกั้น (Cunningham et al. 2000; Waasdorp et al. 2019; Lok et al. 2020) ในทำนองเดียวกัน ผลการรักษาของการยับยั้ง PAR2 ในการบาดเจ็บของไตนั้นมาพร้อมกับการลดลงของการอักเสบในไต (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019)

ความหลากหลายของไนตริกออกไซด์สังเคราะห์บุผนังหลอดเลือดใน DKD

Endothelial nitric ออกไซด์ synthase (eNOS) เป็นหนึ่งในสามไอโซฟอร์มของ NOS และมีส่วนช่วยในการผลิต NO ในเอ็นโดทีเลียมของหลอดเลือด (Walford และ Loscalzo 2003) NOS ที่ผลิตโดย eNOS ในเยื่อบุหลอดเลือดมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการผ่อนคลายของหลอดเลือด ต้านการอักเสบ และป้องกันการเกิดลิ่มเลือดอุดตัน (Walford และ Loscalzo 2003) การแสดงออก eNOS ที่บกพร่องนั้นสัมพันธ์กับการพัฒนาของ DKD การวิเคราะห์เมตาที่ดำเนินการเมื่อเร็วๆ นี้ในมนุษย์ได้เปิดเผยว่า G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744) และ intron 4b/4a ​​(rs869109213) ในยีน eNOS (NOS3) มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ การพัฒนา DKD (Dellamea et al. 2014; Zhang et al. 2015; Dong et al. 2018) จากตัวแปรเหล่านี้ บทบาทของความหลากหลาย G894T (Glu298Asp) ในฟังก์ชัน eNOS นั้นมีความโดดเด่นเป็นอย่างดี การผลิตที่ลดลงของการสะสม NO หรือไนไตรต์ถูกระบุในเซลล์ CHO ที่ถูกทรานส์เฟกด้วย 298Asp เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ที่มี 298Glu (Noiri et al. 2002) โดยรวมแล้ว ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าการผลิต NO ที่ลดลงโดยความผิดปกติของ eNOS นั้นมีความสำคัญต่อการลุกลามของ DKD ในมนุษย์

รูปที่ 1 ความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยการแข็งตัวของเลือดและตัวรับที่กระตุ้นการทำงานของโปรตีเอส (PAR) ในน้ำตกที่แข็งตัวจากภายนอก ปัจจัยเนื้อเยื่อ (TF) และสารเชิงซ้อน FVII (FVIIa) ที่ออกฤทธิ์จะกระตุ้นการทำงานของตัวรับที่กระตุ้นการทำงานของโปรตีเอส 2 (PAR2), FX ที่ใช้งานอยู่ (FXa) จะกระตุ้นทั้ง PAR1 และ PAR2 และทรอมบินจะกำหนดเป้าหมาย PAR1, PAR3 และ PAR4 ความแตกแยกของลำดับ N-terminal ของ PARs โดยโปรตีเอสแข็งตัวเผยให้เห็นลำดับ N-terminal ใหม่ที่ทำหน้าที่เป็นลิแกนด์ที่ถูกล่ามไว้และส่งเสริมการอักเสบ

หนูที่เป็นโรคเบาหวานที่ขาด eNOS เป็นตัวอย่างของโรคไตจากเบาหวานในมนุษย์

การสร้างแบบจำลองพรีคลินิกที่เชื่อถือได้ซึ่งคล้ายกับ DKD ของมนุษย์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการศึกษาทางเลือกการรักษาแบบใหม่ จากหลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่าง eNOS polymorphism และ DKD การศึกษาหลายชิ้นได้แสดงให้เห็นว่า eNOS โมเดลการทำให้ล้มลงของประเภท I และประเภท II DM เป็นแบบจำลองที่ประสบความสำเร็จบางส่วนในการเลียนแบบ DKD ของมนุษย์ (Brosius et al. 2009; Azushima et al. 2561) มันแสดงให้เห็นว่าหนูที่เป็นเบาหวานที่เกิดจากสเตรปโตโซโตซินที่ไม่มี eNOS จะพัฒนาภาวะอัลบูมินูเรียอย่างรุนแรง การขยายตัวของเยื่อหุ้มสมอง ความหนาของเยื่อหุ้มชั้นใต้ดินของไต และภาวะไฮยาลิโนซิสของหลอดเลือด ซึ่งคล้ายกับ DKD ของมนุษย์ (Nakagawa et al. 2007) ในทำนองเดียวกัน หนูที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 2 (db/db) ที่ไม่มี eNOS แสดงให้เห็นภาวะไตวายเฉียบพลันและภาวะอัลบูมินูเรียอย่างรุนแรง (Zhao et al. 2006)

TF ที่สูงขึ้นในหนูเบาหวานที่ขาด eNOS

NO ยับยั้งการสร้างลิ่มเลือดและการรวมตัวของเกล็ดเลือด (Walford และ Loscalzo 2003) เนื่องจากการก่อตัวของลิ่มเลือดในไตถูกพบในหนูเบาหวานที่ขาด eNOS (Nakagawa et al. 2007) การแสดงออกของ eNOS ที่บกพร่องจึงน่าจะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของการแข็งตัวของเลือดที่ขึ้นกับ TF ความสัมพันธ์ระหว่าง eNOS และ TF ใน DKD ได้รับการแก้ไขแล้วในรายงานก่อนหน้าของเรา (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (รูปที่ 2)

การลดลงหรือการขาดการแสดงออกของ eNOS จะทำให้กิจกรรม TF ของไตเพิ่มขึ้นในหนูอาคิตะที่เป็นเบาหวาน

เรากำหนดลักษณะการแสดงออกของ TF ในหนูที่เป็นเบาหวาน Akita (Ins2Akita/+) ซึ่งเป็นแบบจำลองประเภท I DM โดยมีระดับการแสดงออกที่หลากหลายของ eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- และ eNOS-/-) (Wang et al. 2011a) เราพบว่าความรุนแรงของ DKD มีความสัมพันธ์กับการแสดงออกของ eNOS ที่ลดลง การขับถ่ายอัลบูมินในปัสสาวะ ภาวะไตวาย และอัตราการกรองไตลดลงจะรุนแรงขึ้นตามลำดับต่อไปนี้: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; อินส์ทูอาคิตะ/+. สิ่งที่น่าสนใจคือการแสดงออกและกิจกรรมของไต TF เพิ่มขึ้นใน eNOS+/-; Ins2Akita/+ และ eNOS-/-; หนู Ins2Akita/+ เปรียบเทียบกับหนูใน eNOS+/+; หนู Ins2Akita/+ การสะสมไฟบรินของไตก็น่าทึ่งเช่นกันใน eNOS+/-; Ins2 อาคิตะ/+ และ eNOS-/-; หนู Ins2 Akita/+ นอกจากนี้ การแสดงออกของ Tf mRNA ของไตมีความสัมพันธ์กับความรุนแรงของโรค การขับถ่ายของอัลบูมินในปัสสาวะ และการแสดงออกของไซโตไคน์ที่อักเสบของไต