Atheroemboliás vesebetegség: Az alul-elismert csendes gyilkos

A proteázok szerepe a gyulladásban

Az enzimatikus proteolízis számtalan fiziológiai és patofiziológiai folyamatot szabályoz, mint például a differenciálódás (Canalis és mtsai. 2003), a fejlődés (Kopan és Ilagan 2009), az apoptózis (Taylor és mtsai. 2008), a hormonaktiváció (Hampton 2002), a neurodegeneráció (O'Brien és Wong 2011), valamint a rák (Kessenbrock et al. 2010). A proteázaktivitás elengedhetetlen a véralvadás és a gyulladás terjedéséhez és feloldásához. Gyulladás esetén a gyors proteázaktivitás kulcsfontosságú összetevője a veleszületett immunrendszernek, és hozzájárul a mikrokörnyezethez, és felelős a szövetek átépüléséért. Számos proteáz aktív a gyulladásos mikrokörnyezetben, mint például a katepsinek (Joyce és Pollard 2009), az urokináz PAR receptorok (Andreasen et al. 1997; Joyce és Pollard 2009), a mátrix metalloproteinázok (MMP-k) (Prudova és Overall a2010 Kelleruf010 és Kelleruf010). al. 2013; Eckhard és mtsai. 2016), lizozim (Satoskar és mtsai. 2020) és a komplementrendszer (Ricklin és mtsai. 2010). A közelmúltban kimutatták, hogy számos proteáz nemcsak közvetlen szubsztrátjait célozza meg, hanem váratlan szubsztrátokat is jelenít meg, módosítva további fehérjefaktorokat, amelyek viszont proteolízis-függő módon lépnek kölcsönhatásba egymással. Ez a szigorúan szabályozott és sorsmeghatározó „proteázháló” hipotézise (Fortelny et al. 2014; Rinschen et al. 2018b) azt feltételezi, hogy a proteázok funkcionális hálózatokat alkotnak, amelyek számos kölcsönhatásban szabályozzák a patofiziológiai folyamatokat. Ez a fogalom kibővíti az egyirányú proteolitikus kaszkádok hagyományos és széles körben elfogadott koncepcióját, mint például az apoptózis elindítása a kaszpáz-8/-9-kaszpáz 3 proteolitikus aktiválásával (Porter és Jänicke 1999). 588 és 628 proteázokkal.

Kép: szárított Cistanche

A komplement rendszer kulcsszérumproteáz rendszerA komplement rendszer egy jól tanulmányozott és releváns proteolitikus rendszer, amelynek aktivációja széles körben elfogadott, hogy a glomeruláris vesebetegség során kiváltható. A komplementrendszer a veleszületett immunrendszer lényeges része, és létfontosságú a szöveti homeosztázis fenntartásához (Ricklin et al. 2010; Bajic és mtsai 2015). Képes azonosítani és opszonizálni a célpontokat, beleértve a behatoló mikrobákat, immunkomplexeket, nekrotikus szöveteket és apoptotikus sejteket, és a továbbiakban elősegíti azok biztonságos eltávolítását fagocitózison keresztül (Merle et al. 2015b). A komplementrendszer proteolitikus kaszkádjait számos fehérje szorosan szabályozza (1. ábra) (Merle et al. 2015a; Schmidt et al. 2016). Ha az aktiválás és a szabályozás kényes egyensúlya felborul, a rendszer kétélű kardként működhet, és különböző immunmediált és gyulladásos betegségekben megnyilvánuló önkárosodást okozhat (Bajic et al. 2015). A komplementrendszer beindítása három útvonalon keresztül történhet (1. ábra), amelyeket klasszikus útvonalnak (CP), lektin útvonalnak (LP) és alternatív útvonalnak (AP) neveznek. Míg a CP-nek és LP-nek specifikus iniciáló molekulái vannak (antigénekhez kötődő antitestek, illetve szénhidrátszerkezetek mintázata), az AP-t a C3 komplement faktor spontán aktiválása váltja ki a folyadékfázisban. Az útvonalak a C3 komplement faktor C3b-re és C3a-ra való hasadásánál konvergálnak, ami (1) a kórokozók opszonizációját eredményezi a C3 hasadási termékei révén, (2) sejtlízist a membrán támadó komplexum képződésén keresztül, és (3) gyulladást a sejtek toborzásával. gyulladásos sejteket, például neutrofileket pro-inflammatorikus mediátorok, például C5a segítségével (Merle et al. 2015a). Bár széles körben elismert tény, hogy a komplementrendszer szerves szerepet játszik a betegség progressziójában, és irányíthatja a klinikai diagnózist és osztályozást, hiányzik annak megértése, hogy mely komplementfehérjék vagy funkcionális fehérjefragmensek, más néven proteoformák (van der Burgt és Cobbaert 2018). érzékeny és specifikus diagnosztikai biomarkerekként a legalkalmasabbak, ha a gyulladásos vesebetegségek rutin klinikai ellátásának részeként mérik. A mintegy 50 keringésben lévő fehérjét magában foglaló komplementrendszer összetettsége holisztikus és kvantitatív megközelítést igényel a gyulladás legfontosabb hozzájárulóinak és markereinek azonosításához (Ricklin et al. 2010). A megfelelő mérési stratégiák áttekintése érdekében más áttekintésekre hivatkozunk (Ekdahl et al. 2018). A leggyakrabban használt vizsgálatok a nefelometria és a turbidimetria, amelyek poliklonális antitesteket használnak egy specifikus analit (pl. C3 vagy C4) ellen. Nevezetesen, jelenleg hiányoznak átfogó megközelítések a klinikai minták nagy áteresztőképességű profilalkotására vonatkozóan. A C5aR-t célzó CCX168-cal (klinikai vizsgálati kód: NCT02994927), a MASP2-t célzó OMS721-gyel (NCT03608033) vagy a C1r-t és C1s-t célzó C1INH-val (NCT02547220) végzett klinikai vizsgálatok jelenleg a kiválasztott betegségek és lehetséges új kezelések vizsgálata alatt állnak. Jelenleg 28 klinikai vizsgálat van folyamatban, köztük hat III. fázisú vizsgálat, amelyek mindegyike a glomeruláris vesebetegségre vonatkozik, és a C5-inhibitor Eculizumab már elérhető a piacon.A Cistanche feladata a vese tonizálása.

Kép: A veseműködés javítása

A komplementrendszer membránbannephropathia(MN) egy antitest által közvetített proteinurikus vesebetegség. A glomeruláris komplement lerakódás könnyen kimutatható immunfluoreszcencián és tömegspektrometrián alapuló megközelítésekkel a betegbiopsziákban (Person és mtsai 2019; Ravindran és mtsai 2020). Az MN javasolt patofiziológiai mechanizmusa a betegség patkánymodelljében, az úgynevezett passzív Heymann nephritisben (PHN) végzett vizsgálatokból származik (Heymann 1952). Ebben a modellben a juhokból (vagy más fajokból) származó podocita irányított heterológ antitestek patkányokba kerülnek, ami szubepitheliális immunlerakódások képződését okozza, amelyeket az MN és a proteinuria morfológiai jellemzőinek tekintenek. Az injektált antitestek a komplementrendszer lokális aktivációját indukálják a C5b-9 membrán támadó komplexum kialakulásával (Kerjaschki 1992). PHN-ben a komplementrendszer blokkolása kobraméreg-faktorral teljes mértékben megakadályozza a proteinuria kialakulását (Salant és mtsai. 1980). Más kísérleti jelentések azonban leírták az MN kialakulását komplement lerakódás hiányában (Tomas et al. 2016, 2017) és farmakológiai komplement kimerülése után (Leenaerts et al. 1995), megkérdőjelezve a komplementrendszer, mint a komplementrendszer egyedüli közvetítőjének koncepcióját. sejtsérülés és proteinuria MN-ben. MN-ben szenvedő betegekben két podocita antigén, a foszfolipáz A2 receptor 1 (PLA2R1) és a trombospondin típusú -1 típusú domént tartalmazó 7A (THSD7A) elleni autoantitesteket azonosítottak (Beck et al. 2009; Tomas et al. 2014). . A komplementrendszer klasszikus útja az antitest antigénhez való kötésével aktiválódik. Ez a mechanizmus elvileg alkalmazható egy antitest által közvetített betegségre, például az MN-re. Az anti-PLA2R1 és anti-THSD7A autoantitestek azonban dominánsak az IgG4 alosztályban, amely a legkisebb C1q-kötő képességgel rendelkező IgG alosztály (Vidarsson et al. 2014), ami azt jelzi, hogy az alternatív és a lektin útvonalak szerepet játszhatnak a patogenezisben az MN (Seikrit et al. 2018; Zhang et al. 2020). A PLA2R1- és a THSD7A-asszociált MN-ben szenvedő betegek azonban általában C1q-kötő nem IgG4 alosztályok autoantitestjeivel is rendelkeznek, amelyek elsősorban a komplementrendszer klasszikus úton keresztül történő aktiválását teszik lehetővé (Huang et al. 2013; von Haxthausen et al. 2018). Egy, a jelen cikk áttekintése alatt publikált tanulmány kimutatta, hogy a PLA2R1--asszociált MN-ben az IgG4 glikozilációja felelős lehet a lektin útvonal aktiválásáért, majd a podocita proteolitikus útvonalak katepszin proteázokon keresztül történő aktiválásáért (Haddad et al. 2020). ). Összességében a komplement komponensek jelenléte a szövetsérülés helyén kétségtelen az MN-ben, de az, hogy ez hozzájárul-e az MN patogeneziséhez, vagy egyszerűen csak epifenomén, ma még nem világos. Új módszertani megközelítésekre van szükség a komplementer MN-ben betöltött szerepének tisztázásához.

Kép: Cistancő legyenelőnyeit

KövetkeztetésA proteázok a glomeruláris funkció kulcsfontosságú modulátorai, a komplement pedig fontos proteolitikus rendszer, amely kommunikál a hám és a veleszületett immunrendszer között. Noha számos gyulladásos vesebetegség azt mutatja, hogy a proteolízis aktív és genetikailag megcélozható, továbbra is vizsgálat alatt áll – mind klinikailag, mind preklinikailag –, hogy a proteázgátlás terápiás stratégiaként megjelenhessen a glomeruláris gyulladásos vesebetegségben. Ebben az összefüggésben a komplementrendszer jellemzésének új szempontjai hasznosak lehetnek. A hagyományosan egyszerű proteolitikus kaszkádnak tekintett komplementrendszer egyre inkább elismert komplex kölcsönhatásokat mutat más proteolitikus enzimekkel és inhibitorokkal (auf dem Keller et al. 2013), ami komoly kihívásokat jelent a komplement alapú diagnózishoz és a betegek rétegzéséhez szükséges megbízható paraméterek kidolgozása terén. vesebetegségben. A jelenlegi korlátok egy része analitikai jellegű, tekintettel arra a tényre, hogy több mint 50 fehérje alkotja a komplementrendszert, amelyek mindegyike több, eltérő funkciójú és nagymértékben eltérő fehérjeformával rendelkezik. Nem sikerült konszenzusra jutni abban, hogy mit és mikor kell mérni, és hogyan kell mérni a komplement aktivációt (Ekdahl et al. 2018), és a komplement proteázok nem kanonikus hatásait még nem elemezték szisztematikusan vesebetegségben. Másrészt a további proteolitikus rendszereket, mint például a koagulációt és a fibrinolízist, az esetleges kölcsönhatások ellenére nem szokták vizsgálni (Amara et al. 2010; Oikonomopoulou et al. 2012). Ezért a tömegspektrometrián alapuló és kémiai biológiai technikák további fejlesztésére van szükség a profleproteázok további és mélyebb hatásának érdekében gyulladásos vesebetegségben. A glomeruláris betegségek proteolitikus mikrokörnyezetének elemzése, beleértve a komplementrendszert, segíthet a betegek rétegzésében a terápiás beavatkozáshoz, például komplement inhibitorokkal. A mély proteolitikus analízis proteomika jelöltjei közé tartozik a membranosus nephropathia és a lupus nephritis. Itt az emberi vese biopsziák és szérumminták integrált proteomikai profilozása a proteázok által vezérelt gyulladás patobiológiájának jobb megértéséhez vezet, és felhasználható a betegek rétegzésére és priorizálására a komplement gátlásos terápiában.A Cistanche funkciója a veseműködés fokozása.

Kép: Kattintson ide, hogy megőrizze veséi egészségét

Hivatkozások

1. Amara U, Flierl MA, Rittirsch D et al (2010) Molecular intercommunicationa komplement és a koagulációs rendszer között.J Immunol 185:5628-5636.https://doi.org/10.4049/jimmunol. 0903678

2. Andreasen PA, Kjøller L, Christensen L, Dufy MJ (1997) Az urokináz típusú plazminogén aktivátor rendszer a rák metasztázisában: áttekintés. Int J Cancer 72:1–22

3. Artunc F, Wörn M, Schork A, Bohnert BN (2019) Proteasuria – az aktív vizeletproteázok hatása a nátrium-visszatartásra nephrosis szindrómában. Acta Physiol 225:1–10. https://doi.org/10. 1111/apha.13249

4. Auf dem Keller U, Prudova A, Eckhard U, et al (2013) Proteolitikus események rendszerszintű elemzése fokozott vaszkuláris permeabilitásban és komplement aktivációban bőrgyulladásban. Sci Signal 6:rs2–rs2.https://doi.org/10.1126/scisignal.2003512

5. Bajic G, Degn SE, Thiel S, Andersen GR (2015) Komplement aktiváció, szabályozás és molekuláris alap a komplementtel kapcsolatos betegségekhez. EMBO J 34:2735–2757. https://doi.org/10.15252/embj. 201591881

6. Beck LH, Bonegio RGB, Lambeau G és munkatársai (2009) M-típusú foszfolipáz a receptor célantigénként idiopátiás membrán nefropátiában. N Engl J Med 361:11–21. https://doi.org/10.1056/ NEJMoa0810457

7. Berden JHM, Licht R, van Bruggen MCJ, Tax WJM (1999) Nukleoszómák szerepe az autoantitestek indukciójában és glomeruláris kötődésében lupus nephritisben. Curr Opin Nephrol Hypertens

8. Boersema PJ, Raijmakers R, Lemeer S et al (2009) Multiplex peptid stable isotope dimethyl labelling for quantitative proteomics. Nat Protoc 4:484–494. https://doi.org/10.1038/nprot.2009.21

9. Bomback AS, Markowitz GS, Appel GB (2016) Komplement-mediált glomeruláris betegségek: 3 útvonal meséje. Kidney Int Rep 1:148–155. https://doi.org/10.1016/j.ekir.2016.06.005

10. Canalis E, Economides AN, Gazzerro E (2003) Bone morphogenetic proteins, their antagonists, and the skeleton. Endocr Rev 24:218–235. https://doi.org/10.1210/er.{7}}

11. Canbay V, auf dem Keller U (2021) Új stratégiák proteáz szubsztrátok azonosítására. Curr Opin Chem Biol 60:89–96. https://doi.org/10. 1016/j.cbpa.2020.09.009

12. Chen X, Wong YK, Wang J et al (2017) Cél azonosítás kvantitatív aktivitás alapú fehérjeprofilozással (ABPP). Proteomics 17:1600212. https://doi.org/10.1002/pmic.201600212

13. Cravatt BF, Wright AT, Kozarich JW (2008) Tevékenység alapú fehérjeprofilalkotás: az enzimkémiától a proteomikus kémiáig. Annu Rev Biochem 77:383–414. https://doi.org/10.1146/annurev.biochem.75.101304. 124125

14. Dayon L, Núñez Galindo A, Corthésy J et al (2014) Átfogó és méretezhető, magasan automatizált MS-alapú proteomikai munkafolyamat klinikai biomarkerek felfedezéséhez emberi plazmában. J Proteome Res 13:3837–3845. https://doi.org/10.1021/pr500635f

15. Demir F, Niedermaier S, Kizhakkedathu JN, Huesgen PF (2017) Profiling of protein N-termini and their modifications in complex samples. In: Schilling O (ed) Methods in Molecular Biology. 35–50

16. Drag M, Salvesen GS (2010) Emerging elvek a proteáz-alapú gyógyszerkutatásban. Nat Rev Drug Discov 9:690–701. https://doi. org/10.1038/nrd3053

17. Dressler GR (2006) A vesefejlődés sejtes alapjai. Annu Rev Cell Dev Biol. 22:509–529

18. Eckhard U, Huesgen PF, Schilling O és munkatársai (2016) A mátrix metalloproteináz család aktív helyspecifikus profilozása: 4300 hasítási hely proteomikus azonosítása kilenc MMP által, amelyeket szerkezeti és szintetikus peptid hasítási elemzésekkel tártak fel. Matrix Biol 49:37–60. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2015.09.003

19.M Egerman J Wong T Runxia és munkatársai 2020 A plazminogenuria podocita sérüléssel, ödémával és veseműködési zavarral jár együtt incidens glomeruláris betegségben. FASEB J Of Publ Fed Am Soc Exp Biol 1–14 https://doi.org/10.1101/19006809

20. Ekdahl KN, Persson B, Mohlin C, et al (2018) Interpretation of szerological komplement biomarker in disease. Front Immunol9:2237.https://doi.org/10.3389/fmmu.2018.02237

21. Enari M, Talanian RV, Wrong WW, Nagata S (1996) ICE-szerű és CPP32-szerű proteázok szekvenciális aktiválása Fas-közvetített apoptózis során. Nature 380:723–726. https://doi.org/10.1038/ 380723a0

22. Fields GB (2010) Matrix Metalloproteinase Protocols. Humana Press, Totowa, NJ

23. Fortelny N, Cox JH, Kappelhof R és mtsai (2014) A hálózati elemzések a proteázok közötti pervazív funkcionális szabályozást tárják fel a humán proteázhálóban. PLoS Biol 12:e1001869. https://doi.org/10.1371/ folyóirat. bio.1001869

24. Gevaert K, Goethals M, Martens L et al (2003) Proteomák feltárása és fehérjefeldolgozás elemzése rendezett N-terminális peptidek tömegspektrometriás azonosításával. Nat Biotechnol 21:566–569. https://doi.org/10.1038/nbt810

25. Gianviti A, Barsotti P, Barbera V és munkatársai (1999): A szisztémás lupus erythematosus késleltetett megjelenése „full-house” nephropathiában szenvedő betegeknél. Pediatr Nephrol 13:683–687. https://doi.org/10.1007/s004670050681

26. Haddad G, Lorenzen JM, Ma H és mtsai (2020) Az IgG4 megváltozott glikozilációja elősegíti a lektin komplement útvonal aktivációját az anti PLA2R1-hez kapcsolódó membrán nefropátiában. J Clin Invest. https://doi.org/10.1172/JCI140453