Koagulasi, Reseptor yang Diaktivasi Protease, dan Penyakit Ginjal Diabetik: Pelajaran dari Tikus yang Defisiensi ENOS

Sintase oksida nitrat endotelDisfungsi (eNOS) diketahui memperburuk perkembangan dan prognosispenyakit ginjal diabetik(DKD). Salah satu mekanisme yang mencapai hal ini adalah rendahnya tingkat eNOS yang berhubungan dengan hiperkoagulabilitas, yang memicu cedera ginjal. Dalam kaskade koagulasi ekstrinsik, faktor jaringan (faktor III) dan faktor koagulasi hilir, seperti faktor aktif X (FXa), memperburuk peradangan melalui aktivasi reseptor teraktivasi protease (PARs). Baru-baru ini, telah ditunjukkan bahwa kurangnya atau penurunan ekspresi eNOS pada tikus diabetes, sebagai model DKD tingkat lanjut, meningkatkan kadar faktor jaringan ginjal dan ekspresi PAR1 dan 2 di ginjal mereka. Selanjutnya, penghambatan farmasi atau penghapusan genetik faktor koagulasi atau PARperadangan yang membaikdi DKD pada tikus yang kekurangan eNOS. Dalam ulasan ini, kami merangkum hubungan antara eNOS, koagulasi, dan PAR dan mengusulkan pilihan terapi baru untuk pengelolaan pasien dengan DKD.

Kata kunci:glomerulosklerosis diabetik; faktor Xa;peradangan; faktor jaringan

KLIK DI SINI UNTUK MENDAPATKAN EKSTRAK CISTANCHE ORGANIK ALAMI DENGAN 25% ECHINACOSIDE DAN 9% ACTEOSIDE UNTUK FUNGSI GINJAL

Perkenalan

Jumlah pasien denganpenyakit ginjal diabetik(DKD) meningkat di seluruh dunia (de Boer et al. 2011; Kainz et al. 2015; Ogurtsova et al. 2017). DKD merupakan salah satu penyebab utama kematian pada pasien komplikasi diabetes (Afkarian et al. 2013). Selain itu, DKD bersifat progresif dan merupakan penyebab utama penyakit ginjal stadium akhir yang memerlukan terapi penggantian ginjal (Gregg et al. 2014; Liyanage et al. 2015). Di Jepang, nefropati diabetik menyumbang lebih dari 39% pasien dialisis baru (Nitta et al. 2020). Oleh karena itu, pengembanganterapi barupilihan diperlukan untuk mengelola pasien dengan DKD.

sistem dalam patogenesis DKD. Hiperkoagulabilitas dikaitkan dengan DKD (Goldberg 2009; Domingueti dkk. 2016). Peningkatan kadar fibrinogen dalam darah terbukti berhubungan dengan perkiraan laju filtrasi glomerulus yang rendah, proteinuria yang tinggi, dan kerusakan histologis yang parah, dan hal ini merupakan prediktor perkembangan penyakit ginjal stadium akhir (Dalla Vestra dkk. 2005; Pan et. al.2018;Zhang dkk.2018). Beberapa penelitian menunjukkan adanya korelasi antara kadar D-dimer, produk degradasi fibrin, dan disfungsi ginjal pada DKD (Domingueti et al. 2018; Pan et al. 2018). Hiperkoagulabilitas pada DKD kemungkinan besar ditentukan oleh banyak faktor. Misalnya, sistem renin-angiotensin-aldosteron mengaktifkan faktor jaringan (TF, faktor III) dan meningkatkan kejadian trombotik (Dielis dkk. 2005). Jika tidak, hiperglikemia, dislipidemia, peradangan, atau disfungsi endotel terlibat dalam keadaan pro-trombotik dalam patogenesis DKD (Goldberg 2009).

Disfungsi endotel terdapat pada DKD yang berkembang menjadi komplikasi mikrovaskuler (Goldberg 2009; Nakagawa et al. 2011). Gangguan produksi nitric oxide synthase (eNOS) endotel atau penurunan aktivitas eNOS (misalnya gangguan fosforilasi eNOS) merupakan tanda disfungsi endotel pada DKD (Nakagawa dkk. 2011; Cheng dkk. 2012). Kami telah menunjukkan bahwa hilangnya ekspresi eNOS dikaitkan dengan peningkatan kadar TF dan aktivitas sistem koagulasi ekstrinsik (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), yang terkait erat dengan kejadian trombotik pada pasien dengan ginjal kronis. penyakit (Kolachalama dkk. 2018).

Selain peningkatan risiko kejadian trombotik, protease koagulasi, seperti faktor aktif FVII (FVIIa), faktor aktif (FXa), dan trombin, yang terdapat dalam kaskade koagulasi ekstrinsik, memediasi cedera jaringan melalui reseptor yang diaktifkan protease ( Mekanisme yang bergantung pada PAR (Madhusudhan dkk. 2016; Posma dkk. 2019). Dalam ulasan ini, kami merangkum temuan yang diperoleh dari tikus diabetes yang kekurangan eNOS dan mendiskusikan hubungan antara jalur koagulasi-PAR, kadar eNOS, danPatogenesis DKD.

Jalur Reseptor yang Diaktifkan Faktor Jaringan/Protease

Faktor jaringan (TF), yang dikenal sebagai faktor III, merupakan protein transmembran 47 kDa yang berinteraksi dengan faktor VII (FVII) (Grover dan Mackman 2018). Kompleks TF/FVIIa adalah penggerak kaskade koagulasi ekstrinsik dan mengkatalisis aktivasi FX dan FIX. FXa dan ko-faktor V (FVa) teraktivasi membentuk kompleks protrombotik yang menghasilkan trombin. Terakhir, trombin mengubah fibrinogen menjadi fibrin, sehingga terjadi pembentukan trombi (Grover dan Mackman 2018). TF diekspresikan dalam sel otot polos pembuluh darah dan fibroblas awal. Dalam kondisi inflamasi, ekspresinya diinduksi dalam sel endotel atau sel yang bersirkulasi seperti monosit (Østerud dan Bjørklid 2006).

Reseptor yang diaktifkan protease (PAR) adalah anggota superfamili reseptor berpasangan G-protein, yang terdiri dari empat protein PAR (PAR1-4). PAR mengalami pembelahan oleh protease di ujung terminal-N dan diaktifkan setelah berikatan dengan terminal-N baru yang mengandung ligan tertambat. Keempat anggota PAR (PAR1-4) diaktifkan oleh protease koagulasi spesifik: kompleks TF dan FVIIa mengaktifkan PAR2, faktor Xa mengaktifkan PAR1 dan PAR2, dan trombin mengaktifkan PAR1, PAR3, dan PAR4 (Camerer et al. 2000; Coughlin 2005; Rothmeier dan Ruf 2012; Zhao dkk. 2014). Hubungan antara TF, protease koagulasi, dan PAR ditunjukkan pada Gambar 1.

PAR diketahui diekspresikan secara luas dalam sel ginjal dan terlibat dalam patofisiologi cedera ginjal. Baik PAR1 dan PAR2 diekspresikan dalam sel endotel glomerulus, sel mesangial, dan sel tubulus ginjal yang berasal dari manusia atau tikus; PAR2, PAR3, dan PAR4 diekspresikan dalam podosit manusia; PAR1, PAR3, dan PAR4 diekspresikan dalam podosit murine (Tanaka dkk. 2005; Vesey dkk. 2005; Madhusudhan dkk. 2012; Dong dkk. 2015; Madhusudhan dkk. 2016).

Meskipun efek berbahaya atau protektif dari PAR masukcedera ginjaltelah dibuktikan, akumulasi data menunjukkan bahwa PAR memperburuk peradangan dengan merangsang produksi sitokin dan kemokin (Rothmeier dan Ruf 2012; Isermann 2017; Posma dkk. 2019). Konsisten dengan temuan ini, agonis PAR1 dan PAR2 meningkatkan ekspresi mediator inflamasi, seperti protein kemotaktik monosit 1 (MCP1) dan penghambat aktivator plasminogen-1 (PAI-1), dan molekul pro-fibrotik pada sel endotel. , sel mesangial, dan tubulus ginjal (Vesey dkk. 2005; Vesey dkk. 2013; Ellinghaus dkk. 2016; Waasdorp dkk. 2016; Oe dkk. 2019). Penelitian in vivo, kekurangan PAR1 atau adanya inhibitor PAR1 mengurangi peradangan pada model glomerulonefritis sabit atau cedera ginjal obstruktif (Cunningham dkk. 2000; Waasdorp dkk. 2019; Lok dkk. 2020). Demikian pula, efek terapeutik dari penghambatan PAR2 pada cedera ginjal juga disertaimengurangi peradangandi ginjal (Hayashi et al. 2016; Du et al. 2017; Han et al. 2019; Watanabe et al. 2019).

Polimorfisme Sintase Nitrat Oksida Endotel di DKD

Sintase oksida nitrat endotel(eNOS) adalah salah satu dari tiga isoform NOS, dan berkontribusi terhadap produksi NO di endotel vaskular (Walford dan Loscalzo 2003). NO yang diproduksi oleh eNOS di endotel vaskular memainkan peran penting dalam mengatur relaksasi pembuluh darah, anti-inflamasi, dan pencegahan pembentukan trombus (Walford dan Loscalzo 2003). Gangguan ekspresi eNOS dikaitkan dengan perkembangan DKD. Meta-analisis yang baru-baru ini dilakukan pada manusia mengungkapkan bahwa G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744), dan intron 4b/4a ​​(rs869109213) pada gen eNOS (NOS3) terkait erat dengan perkembangan DKD (Dellamea dkk. 2014; Zhang dkk. 2015; Dong dkk. 2018). Dari varian ini, peran polimorfisme G894T (Glu298Asp) dalam fungsi eNOS telah dikarakterisasi dengan baik. Berkurangnya produksi akumulasi NO atau nitrit diindikasikan pada sel CHO yang ditransfusikan dengan 298Asp dibandingkan dengan 298Glu (Noiri dkk. 2002). Secara kolektif, hasil ini menunjukkan bahwa penurunan produksi NO akibat disfungsi eNOS penting untuk perkembangan DKD pada manusia.

Tikus Diabetes Kurang eNOS sebagai Model Nefropati Diabetik Manusia

Pembentukan model praklinis yang dapat diandalkan yang menyerupai DKD manusia sangat penting untuk mempelajari pilihan terapi baru. Berdasarkan bukti yang menunjukkan hubungan antara polimorfisme eNOS dan DKD, sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa model knock-out eNOS pada DM tipe I dan tipe II adalah beberapa model yang berhasil meniru DKD manusia (Brosius et al. 2009; Azushima et al.2018). Telah ditunjukkan bahwa tikus diabetes yang diinduksi streptozotocin yang kekurangan eNOS mengalami albuminuria parah, perluasan mesangial, penebalan membran basal glomerulus, dan hyalinosis arteriol, menyerupai DKD manusia (Nakagawa et al. 2007). Demikian pula, tikus diabetes tipe II (db/db) yang kekurangan eNOS menunjukkan glomerulosklerosis parah dan albuminuria (Zhao dkk. 2006).

Peningkatan TF pada Tikus Diabetes yang Kurang eNOS

NO menghambat pembentukan trombus dan agregasi trombosit (Walford dan Loscalzo 2003). Karena pembentukan trombus glomerulus diamati pada tikus diabetes yang kekurangan eNOS (Nakagawa et al. 2007), gangguan ekspresi eNOS kemungkinan besar berhubungan dengan peningkatan koagulasi yang bergantung pada TF. Hubungan antara eNOS dan TF pada DKD telah dibahas dalam laporan kami sebelumnya (Li et al. 2010; Wang et al. 2011a; Oe et al. 2016) (Gbr. 2).

Berkurangnya atau kurangnya ekspresi eNOS meningkatkan aktivitas TF ginjal pada tikus Akita penderita diabetes Kami mengkarakterisasi ekspresi TF pada tikus penderita diabetes Akita (Ins2Akita/+), model DM tipe I, dengan berbagai tingkat ekspresi eNOS (eNOS+/+, eNOS+/- , dan eNOS-/-) (Wang dkk. 2011a). Kami menemukan bahwa tingkat keparahan DKD dikaitkan dengan penurunan ekspresi eNOS. Ekskresi albumin urin, glomerulosklerosis, dan penurunan laju filtrasi glomerulus diperburuk dengan urutan sebagai berikut: eNOS+/+; Ins2Akita/+ < eNOS+/-; Ins2Akita/+ < eNOS-/-; Ins2Akita/+. Menariknya, ekspresi dan aktivitas TF ginjal meningkat pada eNOS+/-; Ins2Akita/+ dan eNOS-/-; tikus Ins2Akita/+ dibandingkan dengan tikus yang menggunakan eNOS+/+; Tikus Ins2Akita/+. Deposisi fibrin glomerulus juga luar biasa pada eNOS+/-; Ins2 Akita/+ dan eNOS-/-; Tikus Ins2 Akita/+. Lebih jauh lagi, ekspresi Tf mRNA ginjal berkorelasi dengan tingkat keparahan penyakit, ekskresi albumin urin, daninflamasi ginjalekspresi sitokin.

Diet tinggi lemak dan kekurangan eNOS secara sinergis meningkatkan TF pada tikus diabetes

Banyak penelitian telah menunjukkan hubungan antara obesitas dan trombosis (Samad dan Ruf 2013). Misalnya, peningkatan regulasi jalur TLR4-NF-kB dalam kondisi penyakit metabolik meningkatkan kadar TF (Lv dkk. 2009; Owens dkk. 2012; Rogero dan Calder 2018). Lebih lanjut, asam lemak jenuh palmitat menginduksi pelepasan histon H3 melalui mekanisme yang bergantung pada jalur ROS dan JNK serta histon ekstraseluler, yang meningkatkan ekspresi TF dalam monosit (Shrestha dkk. 2013). Berfokus pada hubungan antara koagulasi, eNOS, dan dislipidemia, penelitian kami sebelumnya telah menunjukkan efek gabungan dari defisiensi eNOS dan diet tinggi lemak terhadap ekspresi TF (Li et al. 2010). Dalam penelitian tersebut, tikus eNOS-null diobati dengan STZ dosis rendah untuk mengembangkan DM dan diberi makanan tinggi lemak. Kurangnya ekspresi eNOS meningkatkan ekskresi albumin urin dan kerusakan histologis, yang semakin diperburuk dengan diet tinggi lemak. Ekspresi dan aktivitas TF meningkat pada ginjal tikus karena kurangnya ekspresi eNOS dan diet tinggi lemak secara sinergis. Menariknya, peningkatan tingkat TF imunoreaktif ditunjukkan oleh eksperimen kolokalisasi dengan penanda monosit/makrofag glomerulus.

Menetralkan Antibodi terhadap TF Memperbaiki Peradangan pada Ginjal Diabetik pada Tikus eNOS-Knockout

Peningkatan koagulasi yang bergantung pada TF dikaitkan dengan peningkatan peradangan (Witkowski dkk. 2016). Penghambatan sistem koagulasi yang bergantung pada TF membaikpenyakit radang, seperti sepsis yang disebabkan oleh LPS (Pawlinski dkk. 2010). Untuk menjelaskan hubungan sebab akibat antara peradangan dan TF pada DKD, kami menguji efek jangka pendek dari antibodi penetralisir terhadap TF pada peradangan ginjal penderita diabetes pada tikus yang kekurangan eNOS (Li et al. 2010). Hasilnya menunjukkan bahwa pemberian antibodi anti-TF secara nyata mengurangi tingkat ekspresi ginjal dari gen terkait peradangan dan fibrosis seperti Tnfa, Ccl2, Tgfb, dan Col4 mRNA pada ginjal tikus empat hari setelah netralisasi TF.

Inhibitor Koagulasi FXa Memperbaiki Cedera Ginjal pada Tikus Diabetes yang Kurang eNOS

Koagulasi FXa, yang terletak di hilir TF/VIIa, juga berkontribusi terhadap peradangan melalui jalur yang bergantung pada PAR. Perannya dalam DKD telah dibuktikan pada beberapa model hewan. Sumi dkk. (2011) menunjukkan bahwa fondaparinux, suatu inhibitor FXa, mengurangi kadar protein urin, hipertrofi glomerulus, dan deposisi fibrin pada tikus db/db. Efek terapeutik dari penghambatan FXa pada tikus DKD yang kekurangan eNOS ditunjukkan oleh kelompok kami (Oe et al. 2016). Edoxaban (50 mg/kg/hari), penghambat FXa oral, diberikan pada eNOS-/-; tikus Ins2Akita/+ selama tiga bulan, dan hasilnya menunjukkan perbaikan cedera histologis, seperti proliferasi matriks mesangial. Tingkat ekspresi gen inflamasi pada ginjal dikurangi dengan edoxaban (Tabel 1). FXa mengaktifkan PAR1 dan PAR2. Untuk menjelaskan mekanisme cedera ginjal yang dimediasi FXa, kami menunjukkan bahwa efek anti-inflamasi dari inhibitor FXa serupa dengan yang ditemukan pada tikus PAR2-/- dan tikus PAR2-/- dengan inhibitor FXa . Temuan ini menunjukkan bahwa FXa kemungkinan menyebabkan peradangan melalui mekanisme yang bergantung pada PAR{17}}di DKD. Sebaliknya, edoxaban tidak memperbaiki cedera glomerulus pada eNOS+/+; tikus Ins2Akita/+, menunjukkan bahwa efek terapeutik dari penghambatan FXa dikaitkan dengan hiperkoagulabilitas yang bergantung pada eNOS pada tikus diabetes tipe I.

Faktor Koagulasi Lain pada DKD

Karena trombin menargetkan PAR1, yang menyebabkan peradangan pembuluh darah (Chen dan Dorling 2009), trombin kemungkinan besar memperburuk DKD. Namun, peran trombin yang bersifat protektif atau berbahaya dalam patogenesis DKD telah dibuktikan; trombin dosis rendah (50 pM) dapat dicegah, sedangkan trombin dosis tinggi (20 nM) memperburuk apoptosis yang diinduksi glukosa pada podosit (Wang dkk. 2011b). Efek dari penghambat trombin seperti dabigatran pada tikus diabetes yang kekurangan eNOS harus dijelaskan di masa depan.

Fibrinogen terlibat dalam berbagai status inflamasi. Menariknya, pengurangan sebagian atau tidak adanya fibrinogen bermanfaat pada model reperfusi iskemia ginjal atau fibrosis ginjal obstruktif (Sörensen dkk. 2011; Craciun dkk. 2014). Karena deposisi fibrin glomerulus meningkat pada tikus diabetes yang kekurangan eNOS (Nakagawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a), penjelasan perannya dalam patogenesis DKD memerlukan penelitian lebih lanjut.

Ekspresi PAR1 dan PAR2 pada Tikus Diabetes yang Kurang eNOS

Peningkatan ekspresi PAR berhubungan dengan cedera ginjal. Kami dan peneliti lain telah menunjukkan bahwa tingkat ekspresi mRNA Par1 dan/atau Par2 meningkat pada model hewan dengan nefropati diabetik, cedera ginjal yang disebabkan oleh ade nine, fibrosis ginjal obstruktif, dan cedera ginjal yang disebabkan oleh cisplatin (Chung et al. 2013; Hayashi dkk. 2016; Oe dkk. 2016; Watanabe dkk. 2019). Selain itu, kadar protein PAR2 glomerulus meningkat pada tikus db/db, model DM tipe II (Sumi et al. 2011). Kami menunjukkan hubungan antara ekspresi PAR dan defisiensi eNOS pada tikus diabetes (Oe dkk. 2016). Tingkat ekspresi mRNA Par1 secara signifikan lebih tinggi pada eNOS−/−; tikus Ins2Akita/+ dibandingkan dengan eNOS−/−; Tikus Ins2Akita/+ dan non-DM. Demikian pula, ekspresi Par2 secara signifikan lebih tinggi pada eNOS−/−; tikus Ins2Akita/+ dibandingkan tikus non-DM. Sebaliknya, tingkat mRNA Par4 tidak berbeda antar genotipe. Kurangnya eNOS memperburuk peradangan pada DKD (Wang et al. 2011a). Karena sitokin pro-inflamasi dilaporkan meningkatkan PAR (Nystedt et al. 1996), peningkatan peradangan yang disebabkan oleh kurangnya eNOS kemungkinan besar menginduksi ekspresi Pars ginjal pada DKD. Secara kolektif, hasil penelitian kami menunjukkan bahwa tingkat ekspresi PAR1 dan PAR2, mirip dengan kasus TF, meningkat pada ginjal penderita diabetes ketika eNOS kurang (Gambar 2).

Penghapusan PAR2 Memperbaiki Cedera Ginjal Diabetik pada Tikus dengan Penurunan eNOS

Kami dan peneliti lain telah membahas peran PAR2 di DKD dalam penelitian sebelumnya. Penghapusan Par2 tidak mempengaruhi cedera glomerulus pada tikus Akita tipe liar diabetes (Ins2Akita/+) dengan eNOS (Oe et al. 2016). Selain itu, tikus diabetes yang diinduksi STZ yang kekurangan PAR2 menunjukkan penurunan albuminuria dibandingkan dengan tikus diabetes tipe liar, namun meningkatkan ekspansi mesangial (Waasdorp dkk. 2017). Secara kolektif, hasil ini menunjukkan bahwa tidak ada atau efek terapeutik ringan dari penghambatan PAR2 pada cedera ginjal pada model DKD awal dan ringan. Sebaliknya, kami telah menunjukkan efek defisiensi PAR2 pada DKD pada tikus Akita penderita diabetes dengan penurunan ekspresi eNOS (eNOS+/-; Ins2Akita/+) (Oe dkk. 2016). Kurangnya PAR2 secara signifikan mengurangi tingkat ekskresi albumin urin, ekspansi mesangial, dan ketebalan GBM. Tingkat ekspresi gen pro-inflamasi dan terkait fibrosis, termasuk Tnfa, Tgfb, dan Col4, juga berkurang pada ginjal tikus. Temuan ini menunjukkan bahwa PAR2 bersifat patogen bukan pada tahap awal, namun pada cedera glomerulus diabetes yang relatif lanjut yang disebabkan oleh defisiensi eNOS (Tabel 1).

Layanan Pendukung Wecistanche-Ekspor cistanche terbesar di Cina:

Surel:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Telp:+86 15292862950

Belanja Untuk Detail Spesifikasi Lebih Lanjut:

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