SuPAR: Ένας φλεγμονώδης μεσολαβητής για τα νεφρά

ΑφηρημένηΙστορικό: Φλεγμονήείναι κοινό χαρακτηριστικό πολλών νεφρικών παθήσεων. Ωστόσο, οι εμπλεκόμενοι φλεγμονώδεις μεσολαβητές και οι υποκείμενοι μοριακοί μηχανισμοί τους συχνά δεν είναι ξεκάθαροι.Περίληψη:Το suPAR είναι η διαλυτή μορφή του υποδοχέα ενεργοποιητή πλασμινογόνου τύπου ουροκινάσης (uPAR), που σχετίζεται μεφλεγμονήκαιενεργοποίηση του ανοσοποιητικού. Έχει εξελιχθεί σε μοναδικό κυκλοφορούν παράγοντα νεφρικής νόσου τα τελευταία 10 χρόνια. Συγκεκριμένα, το suPAR έχει πολλαπλές όψεις λόγω ενζυματικής διάσπασης και εναλλακτικού μεταγραφικού ματίσματος του γονιδίου uPAR. Πιο πρόσφατα, το suPAR αναδείχθηκε ως συστηματικός μεσολαβητής για τη λοίμωξη από COVID-19, που σχετίζεται με πνευμονική καθώς και νεφρική δυσλειτουργία. Όπως το δεσμευμένο στη μεμβράνη uPAR, το su PAR θα μπορούσε να αλληλεπιδράσει με ιντεγκρίνες (π.χ. ιντεγκρίνη v 3) στα ποδοκύτταρα, παρέχοντας τη μοριακή βάση για ορισμένες σπειραματικές νεφρικές παθήσεις. Επιπλέον, έχουν υπάρξει πολυάριθμες μελέτες που υποδηλώνουν ότι το suPAR συνδέει την οξεία νεφρική βλάβη με τη χρόνια νεφρική νόσο ως ειδικό παράγοντα κινδύνου για τους νεφρούς. Επιπλέον, η επίπτωση των κυκλοφορούντων επιπέδων suPAR στη μεταμόσχευση νεφρού και στην πλασμαφαίρεση όχι μόνο υποδηλώνει τη σημασία του στην παρακολούθηση για υποτροπή αλλά υποδηλώνει επίσης το suPAR ως πιθανό θεραπευτικό στόχο. Στην πραγματικότητα, η θεραπευτική ιδέα του χειρισμού της λειτουργίας suPAR έχει αποδειχθεί σε πολλάπειραματικά μοντέλα νεφρικής νόσου. 

Βασικά μηνύματα: Τα τελευταία 10 χρόνια έρευνας έχουν καθιερώσει το suPAR ως ένα μοναδικό φλεγμονώδεςμεσολαβητής για τα νεφρά. Ενώ παραμένουν ανοιχτά ερωτήματα και αξίζουν πρόσθετες μελέτες, η τροποποίηση της λειτουργίας suPAR μπορεί να αντιπροσωπεύει μια πολλά υποσχόμενη νέα θεραπευτική στρατηγική για τη νεφρική νόσο.

ΚΑΝΤΕ ΚΛΙΚ ΕΔΩ ΓΙΑ ΝΑ ΛΑΒΕΤΕ CISTANCHE ΓΙΑ ΑΣΘΕΝΗ ΜΕ ΦΛΕΓΜΟΝΗ ΤΩΝ ΝΕΦΡΩΝ

Εισαγωγή

Την τελευταία δεκαετία, τοέννοια της φλεγμονής των νεφρώναπό κυκλοφορούντες μεσολαβητές έχει επικεντρωθεί στον διαλυτό υποδοχέα ενεργοποιητή πλασμινογόνου τύπου ουροκινάσης (suPAR), ένα έμφυτο μόριο ανοσοενεργό. Ο χειρισμός της λειτουργίας suPAR έχει θεραπευτικές επιπτώσεις στη νεφρική νόσο. Ενώ ο ρόλος του suPAR ως κυκλοφορούντος παράγοντας νεφρικής νόσου έχει εδραιωθεί, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένα ανοιχτά ερωτήματα που απαιτούν περαιτέρω μελέτες. Σε αυτήν την ανασκόπηση, θα συζητήσουμε αυτά τα ενδιαφέροντα θέματα, όπως η προέλευση, η βιολογία και η λειτουργία του suPAR. ο ρόλος του στην έναρξη ή την επιδείνωση της νεφρικής νόσου υπό διάφορες παθολογικές καταστάσεις, όπως η τρέχουσα πανδημία του κορωνοϊού 2 (SARS-CoV-2) του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου· και τέλος, οι διαγνωστικές και θεραπευτικές μέθοδοι επικεντρώθηκαν γύρω από το suPAR. Η τρέχουσα ανασκόπηση έχει σκοπό να παράσχει κάποιες γνώσεις που καθοδηγούν την παρούσα και τη μελλοντική εργασία σε αυτό το συναρπαστικό μόριο.

Εικ. 1. suPAR και ο νεφρός – μια εξελισσόμενη ιστορία. Το uPAR που συνδέεται με τη μεμβράνη (π.χ. uPAR του ποδοκυττάρου) θα μπορούσε να μεσολαβήσει στην κυτταρική σηματοδότηση με «αυτοκρινό» ή «παρακρινό» τρόπο. Το uPAR έχει πολλαπλές ισομορφές λόγω εναλλακτικής μεταγραφής. Η διάσπαση της άγκυρας GPI από την κυτταρική μεμβράνη ή η άμεση έκκριση από τα κύτταρα δημιουργεί suPAR που κυκλοφορεί στο αίμα. Λοίμωξη ή/και φλεγμονή όπως το COVID-19 προάγει την παραγωγή suPAR από μυελοειδή κύτταρα του μυελού των οστών. Τα υψηλά επίπεδα suPAR στην κυκλοφορία συνδέονται τόσο με το AKI όσο και με τη ΧΝΝ ως παράγοντα νεφρικής νόσου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το suPAR μόνο του (δηλ. διμερισμένη μορφή) ή μαζί με άλλους παράγοντες κινδύνου (όπως το αυτοαντίσωμα CD40 ή οι παραλλαγές κινδύνου APOL1) προκαλεί αλλαγές που μοιάζουν με FSGS.

uPAR/suPAR Βιολογία και Λειτουργία

Ο υποδοχέας ενεργοποιητή πλασμινογόνου τύπου ουροκινάσης (uPAR), επίσης γνωστός ως CD87, είναι ένας βαριά γλυκοζυλιωμένος υποδοχέας δεσμευμένος στη μεμβράνη, χωρίς διαμεμβρανικές και ενδοκυτταρικές περιοχές, αγκυρωμένος με λιπίδια στην επιφάνεια πολλαπλών τύπων κυττάρων, όπως κύτταρα του ανοσοποιητικού και αγγειακά ενδοθηλιακά κύτταρα [1]. Το uPAR φιλοξενεί τρεις διαδοχικές επαναλήψεις LY6/uPAR (LU), συγκεκριμένα DI, DII και DIII (όπως αριθμούνται από το Ν-άκρο), με μια ακολουθία συνδέτη μεταξύ DI και DII ειδικότερα [2]. Ο υποδοχέας είναι δεσμευμένος στη λιπιδική διπλοστοιβάδα της κυτταρικής μεμβράνης με μια Ο-τελική γλυκοζυλο-φωσφατιδυλινοσιτόλη (GPI) άγκυρα. Ενώ ο Ν-τερματικός τομέας DI επιτρέπει τη δέσμευση του uPAR με τον συγγενή του συνδέτη, τον ενεργοποιητή πλασμινογόνου τύπου ουροκινάσης (uPA), το άθικτο uPAR τριών τομέων απαιτείται για σύνδεση υψηλής συγγένειας [3]. Είναι ενδιαφέρον ότι το πλήρους μήκους uPAR όχι μόνο μπορεί να συνδεθεί με το uPA αλλά και με άλλα τμήματα όπως η βιτρονεκτίνη. Το δεσμευμένο στον υποδοχέα uPA καταλύει τη μετατροπή του προδρόμου του πλασμινογόνου σε ενεργοποιημένη πλασμίνη, μια πρωτεάση που μεσολαβεί στην αποικοδόμηση της εξωκυτταρικής μήτρας, διευκολύνοντας την κυτταρική προσκόλληση, τη μετανάστευση, την εισβολή και την αναδιαμόρφωση των ιστών [4].

Το uPAR απελευθερώνεται ως ένα διαλυτό μόριο σηματοδότησης πολλαπλών τομέων, το λεγόμενο suPAR [5, 6] κατά τη διάσπαση της άγκυρας GPI από μια ειδική για το GPI φωσφολιπάση C [7] ή καθεψίνη G [8]. Περαιτέρω, η συνδετική περιοχή μεταξύ της περιοχής DI και DII τόσο στο suPAR όσο και στο uPAR που συνδέεται με τη μεμβράνη είναι πολύ ευαίσθητη σε πρωτεολυτική διάσπαση από ένζυμα όπως η πλασμίνη, η χυμοθρυψίνη, η ελαστάση, αρκετές μεταλλοπρωτεάσες μήτρας ή uPA [5]. Έτσι, διαφορετικά θραύσματα suPAR που δημιουργούνται από ενζυματική διάσπαση (suPAR DI-DII DIII, suPAR DII-D3, suPAR DI) ανιχνεύονται στην κυκλοφορία ή σε άλλα σωματικά υγρά [9-11]. Αυτές οι ιδιότητες κάνουν το uPAR/suPAR ένα πολύπλευρο μόριο. Αν και το θραύσμα DII DIII δεν είναι ικανό να δεσμεύει το uPA, τη βιτρονεκτίνη και τους περισσότερους άλλους συνδέτες εκτός από υποδοχείς τύπου φορμυλοπεπτιδίου 1 και 2 (FPRL 1 και 2) [12], εξακολουθεί να προσδίδει βιολογική δραστηριότητα λόγω των χημειοτακτικών ιδιοτήτων του [13, 14 ]. Αρχικά ορίσαμε τον ρόλο του uPAR του ποδοκυττάρου στη διαμεσολάβηση της λειτουργίας φραγμού διήθησης των νεφρών [15], ακολουθούμενες από πολλές μελέτες που οριοθετούν την επίπτωση του suPAR ως παράγοντα κυκλοφορίας στη νεφρική νόσο [16]. Ενώ το suPAR που κυκλοφορεί δρα συστηματικά στο νεφρό μέσω ενός πλήθους υποδοχέων, το uPAR που εκφράζεται από νεφρικά κύτταρα πιθανότατα συμμετέχει στη σηματοδότηση αυτόλογων κυττάρων (Εικ. 1).

Το uPAR Υπάρχει σε πολλαπλές ισομορφές

Το uPAR, που κωδικοποιείται κανονικά από επτά εξόνια, υφίσταται εναλλακτικό μάτισμα για τη δημιουργία ισομορφών με διαφορετικά χαρακτηριστικά και εντοπισμό. Σε αντίθεση με το uPAR ποντικού (muPAR) που έχει δύο ισομορφές [17], το ανθρώπινο uPAR (huPAR) υπάρχει σε τουλάχιστον τέσσερις κύριες ισομορφές [18]. Η αναγνώριση μιας πλήρους μήκους κανονικής μορφής (muPAR1) του muPAR στα επιθηλιακά κύτταρα του αυλού και μιας βραχύτερης εκκρινόμενης μορφής (muPAR2) στα βασικά επιθηλιακά κύτταρα της γαστρεντερικής οδού παρείχε την πρώτη απόδειξη για την ύπαρξη ισομορφών uPAR [17]. Ενώ το muPAR1 περιέχει 3 ανέπαφες περιοχές (DI, DII και DIII) με 7 προβλεπόμενες θέσεις γλυκοζυλίωσης, το muPAR2 διαθέτει μόνο ένα πλήρες DI (που κωδικοποιείται από τα εξόνια 2 και 3) και μια μερική περιοχή DII (που κωδικοποιείται από το εξόνιο 4). Το muPAR2, χωρίς άγκυρα GPI, αντιπροσωπεύει την εκκριτική εκδοχή της πρωτεΐνης, χωρίς DIII, και ένα μέρος του DII (που κωδικοποιείται από τα εξόνια 5-7) επίσης λείπει [19].

Ανάλογα με το κανονικό muPAR1, η ανθρώπινη ισομορφή 1 (huPAR1) περιέχει τρεις ανέπαφες περιοχές, πέντε θέσεις γλυκοζυλίωσης συνδεδεμένες με Ν και την άγκυρα GPI [20]. Ομοίως, η ανθρώπινη ισομορφή 2 (huPAR2) είναι το ισοδύναμο του muPAR2 στο ότι δεν έχει την άγκυρα GPI και το εξόνιο 7, το οποίο κωδικοποιεί το C-τερματικό τμήμα του DIII. Κατά συνέπεια, το huPAR2 θα μπορούσε πιθανότατα να δημιουργήσει την εκκριτική μορφή του hu PAR. Η ανθρώπινη ισομορφή 3 (huPAR3) χαρακτηρίζεται από τη διαγραφή του εξονίου 5, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την περικοπή του DII στο C-άκρο του. Τέλος, μια διαγραφή εντός πλαισίου του εξονίου 6 δημιουργεί την ανθρώπινη ισομορφή 4 (huPAR4). Αν και αυτή η διαγραφή διατηρεί το C-άκρο του DIII και την άγκυρα GPI, ένα τμήμα του Ν-άκρου στο DIII λείπει.

Παρά τη διαθεσιμότητα λεπτομερών πληροφοριών για τις ισομορφές uPAR, παραμένει ένα εκκρεμές ερώτημα, "ποια είναι η επίπτωση αυτών των διαφορετικών ισομορφών uPAR στην ανθρώπινη νεφρική νόσο"; Η έκφραση του muPAR2 σε ποντικούς μέσω ηλεκτροδιάτρησης ή χρήσης διαγονιδιακών ποντικών muPAR2 προκάλεσε πρωτεϊνουρική νεφρική νόσο που έμοιαζε με FSGS [16, 21]. Δεδομένου ότι το huPAR3 μοιάζει πολύ με το muPAR2 στην πρωτεϊνική του δομή [21], μπορούμε να υποθέσουμε κάποια ομοιότητα στη λειτουργία του. Με ορισμένα πολλά υποσχόμενα δεδομένα που υποδεικνύουν την παρουσία διαφορετικών ισομορφών huPAR, θα είναι συναρπαστικό και σημαντικό να αποδειχθεί εάν οι ισομορφές huPAR είναι παθογόνες για τις ασθένειες των ανθρώπινων νεφρών. Για παράδειγμα, το huPAR3 θα προκαλούσε FSGS;

suPAR και Integrins: Πότε και πού

Το suPAR/uPAR έχει πολλαπλούς συνδέτες και συνυποδοχείς [4]. Εστιάζουμε ειδικά στις ιντεγκρίνες σε αυτήν την ανασκόπηση, καθώς η ενεργοποίηση των ιντεγκρινών σε διαφορετικά νεφρικά κύτταρα κάτω από διαφορετικές παθολογικές καταστάσεις είναι γνωστό ότι παίζει σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των νεφρικών παθήσεων [22]. Τα εντερικά χαμόγελα, τα ετεροδιμερή μη ομοιοπολικά συνδεδεμένων και υπομονάδων, καθεμία από τις οποίες είναι μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη τύπου Ι μονής διέλευσης, είναι μια κύρια οικογένεια υποδοχέων προσκόλλησης στην επιφάνεια των κυττάρων που εκφράζονται ουσιαστικά σε όλους τους ιστούς. Οι περισσότερες ιντεγκρίνες περιέχουν μεγάλες εξωκυτταρικές αλλά μικρές κυτταροπλασματικές περιοχές. Οι ιντεγρίνες μπορούν να εκτελούν αμφίδρομη σηματοδότηση. Τα σήματα από το εσωτερικό του κυττάρου ενεργοποιούν τη δέσμευση της ιντεγκρίνης σε εξωκυτταρικούς συνδέτες (σηματοδότηση μέσα προς τα έξω), η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί την ενδοκυτταρική σηματοδότηση (σηματοδότηση από έξω). Προφανώς, οι ιντεγκρίνες εμπλέκονται στη νεφρική παθοβιολογία η οποία εξαρτάται τόσο από την έκφραση της ιντεγκρίνης όσο και από το επίπεδο ενεργοποίησης. Μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι διαφορετικές ιντεγκρίνες εκφράζονται διαφορετικά σε διάφορους τύπους νεφρικών κυττάρων όπως τα σωληναριακά επιθηλιακά κύτταρα (TECs) [23], οι ινοβλάστες [24] και τα ποδοκύτταρα [25]. Τα TEC, υπό κανονικές συνθήκες, εκφράζουν ως επί το πλείστον ιντεγκρίνες v και 1, αλλά μεταπηδούν στον υποτύπο v 6 υπό σωληναριακή βλάβη [26]. Οι ινοβλάστες δεν εκφράζουν την ιντεγκρίνη 1, 4, 5 και 1, η οποία μετατρέπεται σε ιντεγκρίνη 5, 1 και v ως κυρίαρχοι υπότυποι υπό ινώδεις συνθήκες [24, 27]. Για τα ποδοκύτταρα, ένα από τα καλύτερα χαρακτηρισμένα διμερή ιντεγκρίνης είναι το 3 1, του οποίου το νοκ-άουτ προκαλεί την απουσία σχηματισμού της διαδικασίας του ποδιού (FP) και η προς τα κάτω ρύθμιση οδηγεί σε εξάλειψη της FP στον ενήλικο νεφρό [28]. Μια άλλη κύρια ιντεγκρίνη που εκφράζεται στην επιφάνεια των ποδοκυττάρων είναι η v 3, αν και το επίπεδο δραστηριότητάς της είναι χαμηλό υπό κανονικές συνθήκες. Σε συμφωνία με μια ενεργοποίηση χαμηλής γραμμής έναρξης, η εξάντληση του v 3 δεν προκάλεσε εμφανή νεφρικό φαινότυπο, ωστόσο η απουσία του μετριούσε την ενεργοποίησή του παρέχοντας προστασία από την εξάλειψη της FP των ποδοκυττάρων με τη μεσολάβηση LPS [15].

Οι περισσότερες ιντεγκρίνες επιδεικνύουν την ικανότητα να δεσμεύουν ένα ευρύ φάσμα προσδεμάτων [29]. Πολλές μελέτες έχουν αποδείξει κατηγορηματικά ότι οι ιντεγκρίνες μπορούν να συνδεθούν με μη κανονικά μόρια για να ενορχηστρώσουν τα κατάντη μονοπάτια σηματοδότησης [30]. Για παράδειγμα, ορισμένες ιντεγκρίνες δεσμεύουν και ενεργοποιούν τον TGF- για να προκαλέσουν σηματοδότηση Smad2/3, η οποία προάγει τη διάμεση ίνωση και καταστέλλει τον πολλαπλασιασμό του TEC [31]. Υπάρχουν επίσης πολλές μελέτες που υποδηλώνουν ότι το uPAR/suPAR λειτουργεί ως πρόσδεμα για ιντεγκρίνες. Ένα ενδιαφέρον ερώτημα που ανέκαθεν ενοχλούσε τους ερευνητές ήταν πώς το uPAR, ένα μόριο χωρίς τυπική διαμεμβρανική δομή, μπορεί να μεσολαβήσει στην κυτταρική σηματοδότηση. Αρχικά, πιστευόταν ότι πρέπει να υπάρχουν κάποια «μόρια προσαρμογέα διαμεμβράνης» που συνδέουν το εξωκυτταρικό uPAR με τα ενδοκυτταρικά μόρια σηματοδότησης για να μεταφέρουν τον καταρράκτη σηματοδότησης [32]. Ωστόσο, έχει καταστεί προφανές ότι το uPAR μπορεί να σχηματίσει σύμπλοκα δυναμικής σηματοδότησης στην επιφάνεια του κυττάρου που μπορεί να περιλαμβάνουν ιντεγκρίνες [33], υποδοχείς επιδερμικού αυξητικού παράγοντα [34], υποδοχέα αυξητικού παράγοντα που προέρχεται από αιμοπετάλια [35], τον υποδοχέα εσωτερικοποίησης λιποπρωτεϊνών που σχετίζεται με υποδοχείς πρωτεΐνη [36], καβεολίνη [37], βιτρονεκτίνη [38] και ενδεχομένως άλλα μόρια επίσης. Συγκεκριμένα, το uPAR έχει αποδειχθεί ότι αλληλεπιδρά με 1, 2 και 3 οικογένειες υποδοχέων ιντεγκρίνης [39-41]. Μια ενδιαφέρουσα μελέτη των Tarui et al. [42] έδειξε ότι το uPAR αγκυρωμένο με GPI συνδέεται ειδικά με ιντεγκρίνες στα αντίπαλα κύτταρα. Έτσι, η εμπλοκή uPAR-ιντεγκρίνης θα μπορούσε να διευκολύνει μια αλληλεπίδραση δια-κυττάρου-κυττάρου. Μια σπερματική μελέτη από την ομάδα μας αποκάλυψε την ικανότητα του su PAR να εκκινεί σηματοδότηση δεσμεύοντας την ιντεγκρίνη v 3 στην επιφάνεια των ποδοκυττάρων, συμβάλλοντας στο FSGS [16]. Το 2015, οι Alfano et al. [43] έδειξε ότι η αλληλεπίδραση του suPAR πλήρους μήκους με την ιντεγκρίνη v 3 στα ποδοκύτταρα είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της ρύθμισης της νεφρίνης και του WT-1, κάτι που ενδεχομένως θα μπορούσε να εξηγήσει την αιτία για τη νεφρική δυσλειτουργία σε παθολογίες που σχετίζονται με αυξημένη συγκέντρωση suPAR. Επιπλέον, εντοπίσαμε αλληλεπιδράσεις υψηλής συγγένειας μεταξύ suPAR, απολιποπρωτεΐνης L1 (APOL1) και ιντεγκρίνης v 3, όπου οι παραλλαγές πρωτεϊνών APOL1 G1 και G2 εμφάνισαν υψηλότερη συγγένεια για την ενεργοποιημένη με suPAR ιντεγκρίνη v 3 από την πρωτεΐνη G0 αναφοράς APOL1, παρουσιάζοντας ένα παράδειγμα επιδείνωσης του παράγοντα κινδύνου στη νεφρική νόσο [25]. Επιπλέον, το suPAR έχει αποδειχθεί ότι συνδέεται με τα TEC μέσω της ιντεγκρίνης 6 υπό τραυματισμένες συνθήκες που οδηγούν σε ενεργοποίηση Rac1 που ακολουθείται από έναρξη της σηματοδότησης CD44/Smad3, με αποκορύφωμα τη διάμεση ίνωση [44]. Πότε και πού αλληλεπιδρά το suPAR με ποιες ιντεγκρίνες σε διαφορετικά περιβάλλοντα ασθενειών θα είναι συναρπαστικός τομέας για μελλοντικές μελέτες.

Υποστήριξη της Wecistanche-Ο μεγαλύτερος εξαγωγέας κιστάνι στην Κίνα:

Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Κατάστημα:

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