Árangursrík meðferð á bandvefsmyndun í nýrum: Thioredoxin Domain sem inniheldur 5 (TXNDC5)

fyrir frekari upplýsingar:ali.ma@wecistanche.com

Hluti Ⅱ:Endoplasmic reticulum prótein TXNDC5 stuðlar að nýrnatrefjum með því að knýja fram TGF-merki í nýrnatrefjum

Yen-Ting Chen, Pei-Yu Jhao & o.fl.

SMELLTU HÉR TIL AÐ HLUTA Ⅰ

Fibrosis í nýrum, algeng sjúkleg birtingarmynd nánast allra tegundalangvinnan nýrnasjúkdóm(CKD), leiðir oft til dreifðra nýrnaára og er tilhneigingu til nýrnasjúkdóms á lokastigi. Eins og er er engin árangursrík meðferð gegnfibrosis í nýrum. Nýlega greindi rannsóknarstofa okkar prótein sem býr í ER,thioredoxin lén sem inniheldur 5(TXNDC5), sem mikilvægur miðlari hjartabandvefssjúkdómur. Umskriftargreiningar á nýrnasýnum frá sjúklingum með langvinnan nýrnasjúkdóm leiddi í ljós merktan TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)uppstjórnun í trefjabundnum nýrum, sem bendir til hugsanlegs hlutverks TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5) ínýrubandvefssjúkdómur. Með því að nota margar flúrljómunarfréttamúsalínur sýndum við að TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)var sérstaklega uppstýrt í kollagenseytandi trefjafrumum í trefjabundnum músarnýrum. Að auki sýndum við að TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)var krafist fyrir TGF- 1-framkallað trefjavaldandi svörun í nýrnatrefjum úr mönnum (HKFs), en TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)oftjáning nægði til að stuðla að virkjun HKF, fjölgun og kollagenframleiðslu. Vélrænt sýndum við að TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5), sem er umritunarstýrt af ATF6-háðri ER streituferlinu, miðlaði profibrogenic áhrifum þess með því að knýja fram TGF-merkjavirkni með stöðugleika eftir þýðingu og uppstjórnun TGF-viðtaka af tegund I í nýrnatrefjum. Með því að nota tamoxifen-framkallanlega, vefjagigtarsértæka Txndc5 knockout músarlínu, sýndum við fram á að eyðing á Txndc5 í nýrnatrefjum dró úr framgangi staðfestranýrubandvefssjúkdómur, sem bendir til lækningamöguleika TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)miða viðnýrubandvefssjúkdómurog CKD.

Smelltu til að Cistanche herba fyrir nýrnasjúkdóm

Í þessari rannsókn sýnum við fram á að TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5), ER-búsett prótein tvísúlfíð ísómerasi auðgað í nýrnatrefjum, stuðlar á mikilvægan hátt að meingerðfibrosis í nýrum. TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)var uppstillt bæði í nýrum frá sjúklingum með langvinnan nýrnasjúkdóm og úr músalíkönum affibrosis í nýrumframkallað af UUO, uIRI eða FA meðferð. Vélrænar rannsóknir sýndu að TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)stuðlar að trefjamyndun í nýrum með því að efla profibrotic TGF-merki með því að auka próteinbrot og stöðugleika TGFBR1, sem leiðir til virkjunar og fjölgunar nýrnatrefja sem framleiða of mikið af ECM próteinum. Að auki framkallar TGF- 1 TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)tjáning með auknu ER streitustigi og ATF6-háðri umritunarstjórnun í nýrnatrefjum. Í samræmi við gagnfræðileg áhrif TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)sást í nýrnatrefjum, altækt brottfall á Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)verndar gegnnýrubandvefssjúkdómurframkallað af UUO, uIRI eða FA. Markviss eyðing á Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í nýrnatrefjum sem seyta kollageni, en ekki í TEC, æðaþelsfrumum og fræfrumum, gæti dregið úr myndun og dregið úr framganginýrubandvefssjúkdómurtil að bregðast við meiðslum. Samanlagt sýna þessar niðurstöður nýtt orsakahlutverk TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í þróun ánýrubandvefssjúkdómurmeð stjórnun TGFBR1 og TGF- 1 merkja. Þessar upplýsingar benda einnig til þess að miða á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)er hugsanlega öflug meðferðaraðferð til að meðhöndla eða koma í veg fyrirnýrubandvefssjúkdómurog CKD. Skýringarmynd á mynd 11D sýnir stjórnun og trefjavaldandi virkni TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í nýrnatrefjum.

TGF- 1 merki gegnir mikilvægu hlutverki í þróunnýrubandvefssjúkdómur(32-34). Í kjölfar móðgunar á nýrum losnar TGF- 1 úr slösuðum TEC og kveikir á virkjun TGF- 1 merkja í nærliggjandi nýrnatrefjum(4).TGF- 1 binst TGFBR2, sem nýtir, fosfórýlerar og virkjar TGF-BR1. Fosfórýleraður TGFBR1 virkjar síðan SMAD3-háð kanónísk TGF- 1 merki, sem og Ras og TAK1, efnisþætti SMAD-óháðra, noncanonical TGF- 1 merkja (35). Lyfjafræðileg hömlun á TGF-merki með því að nota hlutleysandi mótefni (36-38) eða hemla (39,40) hefur sýnt verndandi áhrif gegnnýrubandvefssjúkdómurí forklínískum líkönum. Sérstaklega kom í ljós að pentoxifyllín, ósértækur fosfódíesterasa hemill, sem hefur klínískt sannað að hægir á hnignun gauklasíunarhraða og bætir próteinmigu (16,41), minnkarnýrubandvefssjúkdómurmeð því að hindra Smad3/4-miðluð trefjavaldandi áhrif(14). Þó að hömlun á TGF- 1 ferli virðist vera aðlaðandi aðferð til að meðhöndlanýrubandvefssjúkdómur, flest, ef ekki öll, lyfjafræðileg lyf sem miða á TGF- 1 eða TGF- viðtaka mistókst beint í klínískum rannsóknum(42). Vegna þess að TGF-boð gegna mikilvægu lífeðlisfræðilegu hlutverki í þróun, frumuaðgreiningu, vefjajafnvægi og ónæmissvörun (43), gæti bein hömlun á TGF-boðum leitt til skertrar lífeðlisfræðilegrar starfsemi og aukaverkana, þar með talið lifur (44) og eiturverkanir á hjarta (45, 46). Niðurstöðurnar sem kynntar eru hér sýna nýja jákvæða endurgjöf á TGF- 1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 merkjaás í nýrnatrefjum, þar sem TGF- 1 framkallar uppstjórnun TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í gegnum ER streitu og ATF6-miðlaða umritunarstýringu. Hækkað TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)stig eykur enn frekar samanbrot og stöðugleika TGFBR1, sem leiðir til magnaðrar TGF- 1 merkja og síðari trefjaefnasvörunar. Miðar á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5), gæti því bælt trefjamyndandi TGF- 1 boð með því að rjúfa þessa jákvæðu endurgjöf og þar með draga úr vefjamyndun nýrna. The fibroblast-takmarkað eðli TXNDC5 gerir það einnig hagstæð lyfjamarkmið til að forðast hættu á að trufla TGF- -háð lífeðlisfræðilega starfsemi í non-fibroblast frumum.

Að nýta alþjóðlegan Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)eyðingar músarlínu sýndum við fram á tap á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)gæti komið í veg fyrir trefjamyndun í nýrum sem svar við nýrnaskaða. Hins vegar er meira klínískt viðeigandi að ákvarða hvort miða á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)gæti hindrað eða jafnvel leyst núverandinýrubandvefssjúkdómur. Til að bregðast við þessari spurningu, tamoxifen-framkallanlegt, fibroblast-sértækt Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)Skilyrt útsláttarmúsalína (Txnd5ko) var notuð og hún sýndi að framkalla Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)brottfall í nýrnatrefjum 10 dögum eftir UUO, tími þegarnýrubandvefssjúkdómurvar stofnað (Mynd 11B), auðveldaði verulega framgang og stækkunnýrubandvefssjúkdómuren hjá stjórnamúsum. Þessar upplýsingar benda eindregið til möguleika þess að miða á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)sem ný lækningaaðferð til að stöðva framvindunýrubandvefssjúkdómurhjá sjúklingum með langvinnan nýrnasjúkdóm. Athygli vekur að styrkur þvagefnis köfnunarefnis í blóði (BUN) og kreatíníns í blóði var ekki mæld í múslíkönunum sem notuð eru í þessari rannsókn vegna þess að BUN/kreatínínmagn er óbreytt í UUO og ulRI módelum og er nokkuð breytilegt í fólínsýrunni. líkan nýrnakvilla (47-49). Frekari rannsóknir eru nauðsynlegar til að ákvarða áhrif Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)eyðingu á nýrnastarfsemi með því að nota CKD múslíkön sem framkallað er af nálguninni til að meðhöndla eða koma í veg fyrirnýrubandvefssjúkdómurog CKD. Skýringarmynd á mynd 11D sýnir stjórnun og trefjavaldandi virkni TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í nýrnatrefjum.

TGF- 1 merki gegnir mikilvægu hlutverki í þróunnýru bandvefssjúkdómur(32-34). Í kjölfar móðgunar á nýrum losnar TGF- 1 úr slösuðum TEC og kveikir á virkjun TGF- 1 merkja í nærliggjandi nýrnatrefjum(4).TGF- 1 binst TGFBR2, sem nýtir, fosfórýlerar og virkjar TGF-BR1. Fosfórýleraður TGFBR1 virkjar síðan SMAD3-háð kanónísk TGF- 1 merki, sem og Ras og TAK1, efnisþætti SMAD-óháðra, noncanonical TGF- 1 merkja (35). Lyfjafræðileg hömlun á TGF-merki með því að nota hlutleysandi mótefni (36-38) eða hemla (39,40) hefur sýnt verndandi áhrif gegnnýrubandvefssjúkdómurí forklínískum líkönum. Sérstaklega kom í ljós að pentoxifyllín, ósértækur fosfódíesterasa hemill, sem hefur klínískt sannað að hægir á hnignun gauklasíunarhraða og bætir próteinmigu (16,41), minnkarnýrubandvefssjúkdómurmeð því að hindra Smad3/4-miðluð trefjavaldandi áhrif(14). Þó að hömlun á TGF- 1 ferli virðist vera aðlaðandi aðferð til að meðhöndlanýrubandvefssjúkdómur, flest, ef ekki öll, lyfjafræðileg lyf sem miða á TGF- 1 eða TGF- viðtaka mistókst beint í klínískum rannsóknum(42). Vegna þess að TGF-boð gegna mikilvægu lífeðlisfræðilegu hlutverki í þróun, frumuaðgreiningu, vefjajafnvægi og ónæmissvörun (43), gæti bein hömlun á TGF-boðum leitt til skertrar lífeðlisfræðilegrar starfsemi og aukaverkana, þar með talið lifur (44) og eiturverkanir á hjarta (45, 46). Niðurstöðurnar sem kynntar eru hér sýna nýja jákvæða endurgjöf á TGF- 1/ATF6/TXNDC5/TGFBR1 merkjaás í nýrnatrefjum, þar sem TGF- 1 framkallar uppstjórnun TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í gegnum ER streitu og ATF6-miðlaða umritunarstýringu. Hækkað TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)stig eykur enn frekar samanbrot og stöðugleika TGFBR1, sem leiðir til magnaðrar TGF- 1 merkja og síðari trefjaefnasvörunar. Miðar á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5), gæti því bælt trefjamyndandi TGF- 1 boð með því að rjúfa þessa jákvæðu endurgjöf og þar með draga úr vefjamyndun nýrna. Fibroblast-takmarkað eðli TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)gerir það einnig að hagstæðu lyfjamarkmiði til að forðast hættuna á að trufla TGF- -háð lífeðlisfræðilega starfsemi í nonfibroblast frumum.

Að nýta alþjóðlegan Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)eyðingar músarlínu sýndum við fram á tap á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)gæti komið í veg fyrir trefjamyndun í nýrum sem svar við nýrnaskaða. Hins vegar er meira klínískt viðeigandi að ákvarða hvort miða á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)gæti hindrað eða jafnvel leyst núverandi nýrabandvefssjúkdómur. Til að bregðast við þessari spurningu, tamoxifen-framkallanlegt, fibroblast-sértækt Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)Skilyrt knockout músalína (Txnd5ko) var notuð og hún sýndi að framkalla Txndc5 eyðingar í nýrnatrefjum 10 dögum eftir UUO, tími þegarnýrubandvefssjúkdómurvar stofnað (Mynd 11B), auðveldaði verulega framgang og stækkunnýrubandvefssjúkdómuren hjá stjórnamúsum. Þessar upplýsingar benda eindregið til möguleika þess að miða á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)sem ný lækningaaðferð til að stöðva framvindunýrubandvefssjúkdómurhjá sjúklingum með langvinnan nýrnasjúkdóm. Athygli vekur að styrkur þvagefnis köfnunarefnis í blóði (BUN) og kreatíníns í blóði var ekki mæld í múslíkönunum sem notuð eru í þessari rannsókn vegna þess að BUN/kreatínínmagn er óbreytt í UUO og ulRI módelum og er nokkuð breytilegt í fólínsýrunni. líkan nýrnakvilla (47-49). Frekari rannsóknir eru nauðsynlegar til að ákvarða áhrif Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)brottfall á nýrnastarfsemi með nýrnastarfsemi músalíkönum af völdum 5/6 nýrnabrottnáms og/eða cyclosporin/cisplatin meðferð, líkön með augljósar breytingar á BUN og kreatínínmagni(48).

Umfang minnkunar á trefjasvæði sem sást í Tendeseko músum var tiltölulega lægri en sást í Txndc 57 músum. Þetta gæti verið vegna ófullkominnar eyðingar á Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í nýrnatrefjum sem tengjast skilvirkni Cre-miðlaðrar endurröðunar. Þrátt fyrir að nýrnatrefjablöðrur séu álitnar helsta uppspretta ör-myndandi vöðvafíbróblasta í trefjamyndandi nýrnasjúkdómum (50), þekju-til-mesenchymal umskipti (EMT, tilvísanir 51, 52) og endothelial-to-mesenchymal umskipti (EndoMT, ref.53) ) hefur verið sýnt fram á að stuðla að þróunnýrubandvefssjúkdómur. Vegna þess að TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)var einnig tjáð í broti af TECs og æðaþelsfrumum, við gátum ekki útilokað möguleikann á því að TXNDC5 gæti einnig stuðlað að trefjamyndun nýrna með því að efla EMTor EndoMTin þessar frumur. Frekari rannsóknir eru nauðsynlegar til að prófa þessa tilgátu beint. Tamoxifen-örvandi, fibroblast-sértæk skilyrt knockout músarlína sem notuð er í þessari rannsókn, leyfir hins vegar eyðingu á Txndc5in kollagen-framleiðandi virkum vöðvafíbróblastum óháð uppruna þeirra (þ.e. frá TECs eða æðaþelsfrumum). Hugmyndin um að vefjafrumnasértæk eyðing á Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)auðveldaði í raun þróun og framvindu eftir meiðslinýrubandvefssjúkdómurí músum er því óbreytt hvort TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)gegnir hvaða hlutverki sem er í EMT- eða EndoMT-miðlaðri trefjamyndun nýrna.

Þótt TGF- merki sé almennt talið miðlægur miðlarinýrubandvefssjúkdómur, TGF-merki geta í sjálfu sér verið nauðsynleg til að viðhalda jafnvægi og heilsu nýrnavefsins. Skilyrt eyðing Tbgbr2 í nýrnapíplufrumum leiðir til dæmis til aukinnar NF-kB boðefna og nýrnabólgu (54). Eyðing á Tbgbr2 í safnrásum versnarnýrubandvefssjúkdómurtil að bregðast við UUO, hugsanlega með því að efla paracrine TGF- boð milli þekju- og millivefsfrumna (55). Í rannsókn Neelisetty o.fl., sértæka eyðingu Tbgbr2 í millivefsfrumum sem framleiða fylki með því að nota Colla2-Cre/ERT2* Tgfbr2 og Tenascin C-Cre/ERT*Tgfbr2M mýs sýndu ekki vörn gegnnýru bandvefssjúkdómurframkallað af UUO eða aristolochic sýru (56), sem bendir til þess að afnám TGF-boða í nýrnatrefjum gæti ekki verið nóg til að draga úr eftir meiðslinýrubandvefssjúkdómur. Hér sýndum við fram á að vefjafrumnasértæk Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)eyðingu (með því að nota Colla2-Cre/ERT2*Txndc5) (thioredoxin lén sem inniheldur 5)leiðir til minni TGFBR1, TGF-merkjavirkni ogbandvefssjúkdómurí nýrum. Athugunin að eyðing Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5), en ekki Tgfbr2, í nýrnatrefjum/millivefsfrumum minnkarnýrubandvefssjúkdómurleggur til að eyðing Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)getur haft viðbótar trefjaeyðandi áhrif sem eru óháð TGF-merkjum. Reyndar höfum við áður sýnt fram á að í hjartatrefjum, TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5), sem PDI, stuðlar einnig að trefjamyndun með því að auðvelda samanbrot og framleiðslu ECM próteina (17). Það er líka mögulegt að Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)brottfall gæti leitt til frekari hömlunar á trefjavaldandi boðleiðum óháð TGF-viðtökum eins og PDGF, CCN2, Hedgehog og HIF-1 merkjum (57), og eykur þar með trefjahemjandi áhrif þess í nýrum. Frekari tilraunir verða nauðsynlegar til að prófa þessar tilgátur beint.

Að lokum leiddi þessi rannsókn í ljós ómissandi og áður óþekkt hlutverk nýrnafibroblast-auðgaðs ER próteins TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í meingerðnýrubandvefssjúkdómur. Tilraunagögn benda til þess að TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)stuðlar aðnýrubandvefssjúkdómurmeð því að auka TGF-merkjavirkni með því að auka samanbrot og stöðugleika TGFBR1 í nýrnatrefjum, sem leiðir til óhóflegrar vöðvafíbróblasta umaðgreiningar, fjölgunar og ECM framleiðslu. Markviss eyðing á Txndc5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)í nýrnatrefjum verndar gegn þróun og framvindu eftir meiðslinýrubandvefssjúkdómur. Þessar niðurstöður benda til þess að miða á TXNDC5 (thioredoxin lén sem inniheldur 5)gæti verið ný og öflug nálgun til að meðhöndla eða koma í veg fyrirfibrosis í nýrumog CKD.

Tilvísun

1. Liu Y.Nýrubandvefssjúkdómur: ný innsýn í meingerð og meðferð. NýraInt. 2006;69(2):213-217.

2. Cho MH.Nýrubandvefssjúkdómur.KoreanJPediatr. 2010;53(7):735-740.

3.Meng XM, et al.TGF-B: aðalstjórnandibandvefssjúkdómur.Nat Rev Nephrol.2016;12(6):325-338. 4.Liu BC, etal.Renaltubule injury:a drifkraftur í átt að langvinnum nýrnasjúkdómum.Kidney Int 2018;93(3):568-579.

5. Macconi D, o.fl. Helstu trefjaefnismiðlarar: gamlir leikmenn.Renín-angíótensínkerfi.Kidney Int Suppl (2011).2014;4(1):58-64.

6. Yang L, o.fl. Epithelialcellcyde arrest inG2/M miðlarnýrubandvefssjúkdómureftir meiðsli.NatMed. 2010;16(5):535-543.

7. Kendall RT, Feghali-Bostwick CA. Fibroblasts íbandvefssjúkdómur: ný hlutverk og sáttasemjarar.Front Pharmacol.2014;5:123.

8. Strutz F, Zeisben M.Renal fibroblasts and myofibroblasts in chronic kidney disease.JAmSoc Nephrol.2006;17(11):2992-2998.

9. Thannidkal VJ. Öldrun, andstæð pleiotropy og trefjasjúkdómur. Int JBiochem Cell Bol. 2010;42(9):1398-1400.

10. LeBleu VS, o.fl. Uppruni og virkni vöðvafíbroblasta ínýrubandvefssjúkdómur. Nat Med. 2013;19(8):1047-1053.