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 lanjut, meningkatkan kadar faktor jaringan ginjal dan PAR1 dan2 ekspresi di ginjal mereka. Selanjutnya, penghambatan farmasi atau penghapusan genetik faktor koagulasi atau PARmemperbaiki peradangan pada DKDpada tikus yang kekurangan eNOS. Dalam ulasan ini, kami merangkum hubungan antara eNOS, koagulasi, dan PAR dan mengusulkan pilihan terapi baru untuk pengelolaanpasien 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

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

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). Selanjutnya DKD bersifat progresif dan menjadi penyebab utamapenyakit ginjal stadium akhirmembutuhkanterapi penggantian ginjal(Gregg dkk. 2014; Liyanage dkk. 2015). Di Jepang,nefropati diabetikmenyumbang lebih dari 39% pasien dialisis baru (Nitta dkk. 2020). Oleh karena itu,pengembangan terapi barupilihan diperlukan untuk mengelola pasien dengan DKD.

Ada peningkatan minat terhadap peran sistem koagulasiPatogenesis DKD.Hiperkoagulabilitasdikaitkan 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 cedera 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-aldoste rone 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, dan patogenesis 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 PAR pada cedera ginjal telah 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 disertai dengan penurunan peradangan pada 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 dilakukan baru-baru ini pada manusia mengungkapkan bahwa G894T (rs1799983), C-786T (rs2070744), dan intron 4b/4a ​​(rs869109213) pada gen eNOS (NOS3) berkaitan 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 sel dengan 298Glu (Noiri dkk. 2002). Secara kolektif, hasil ini menunjukkan bahwa penurunan produksi NO akibat disfungsi eNOS penting untuk perkembangan DKD pada manusia.

Gambar 1. Hubungan antara faktor koagulasi dan reseptor teraktivasi protease (PAR). Dalam kaskade koagulasi ekstrinsik, kompleks faktor jaringan (TF) dan FVII aktif (FVIIa) mengaktifkan reseptor teraktivasi protease 2 (PAR2), FX aktif (FXa) mengaktifkan PAR1 dan PAR2, dan trombin menargetkan PAR1, PAR3, dan PAR4. Pembelahan rangkaian N-terminal PAR oleh protease koagulasi mengungkapkan rangkaian N-terminal baru yang bertindak sebagai ligan tertambat dan memicu peradangan.

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, beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa model knock-out eNOS 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 dkk. 2007), gangguan ekspresi eNOS kemungkinan besar berhubungan dengan peningkatan koagulasi dependen 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 diabetes Akita

Kami mengkarakterisasi ekspresi TF pada tikus diabetes Akita (Ins2Akita/+), model DM tipe I, dengan berbagai tingkat ekspresi eNOS (eNOS+/+, eNOS+/-, dan eNOS-/-) (Wang et al. 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 lanjut, ekspresi Tf mRNA ginjal berkorelasi dengan tingkat keparahan penyakit, ekskresi albumin urin, dan ekspresi sitokin inflamasi ginjal.