Nova terapevtska strategija za diabetično nefropatijo: antagonist CCR2

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

DEL Ⅱ:Učinki antagonista CCR2 na makrofage in izražanje Tollu podobnega receptorja 9 v mišjem modelu diabetične nefropatije

Seigo Ito, Hiroyuki Nakashima, Takuya Ishikiriyama, Masahiro Nakashima, Akira Yamagata in drugi.

Povzetek

Patogenezadiabetična nefropatija(DN) je povezan z rekrutiranjem makrofagov (Mo) v ledvicah, proizvodnjo faktorja tumorske nekroze-u (TNF-o) in oksidativnim stresom. Aktivacija Toll-podobnega receptorja 9 (TLR9) naj bi bila vključena v sistemsko vnetje in poslabša to stanje pri presnovnem sindromu. Zato smo domnevali, da ima TLR9 vlogo pri patogenezi DN (diabetična nefropatija). Dve podskupini ledvic Mos v DNdiabetična nefropatijamodel (db/db) miši smo analizirali s pretočno citometrijo, da ocenimo njihovo porazdelitev ter izražanje in delovanje TLR9. Miši so dajaliCCR2antagonist INCB3344 8 tednov; spremembe porazdelitve in delovanja Mo ter njegove terapevtske učinke na DNdiabetična nefropatijapregledali so patologijo. CD11bhigh (BM-Mo), pridobljen iz kostnega mozga, in CD11blow Mos (Res-Mo), rezidenčen v tkivih, so identificirali v mišjih ledvicah. Kot DNdiabetična nefropatijanapredovala, se je število BM-Mφ, izražanje TLR9 in proizvodnja TNF znatno povečala. V Res-Mos sta bili povečani proizvodnja reaktivnih kisikovih vrst (ROS) in fagocitna aktivnost. INCB3344 je zmanjšal albuminurijo, raven kreatinina v serumu, številčnost BM-Mφ, izražanje TLR9 in proizvodnjo TNF-a z BM-Mφs ter proizvodnjo ROS z Res-Mos. V DN sta bili vključeni tako povečana aktivacija BM-Mo preko TLR9 in proizvodnje TNF-ja kot povečana proizvodnja ROS z Res-Mos(diabetična nefropatija)napredovanje. Tako je deaktivacija Mos in njihove ekspresije TLR9 z INCB3344 potencialna terapevtska strategija za DN(diabetična nefropatija).

NOVO IN OPOMBE VREDNO Ledvične makrofage (Mos) smo razvrstili v Mos (BM-Mos), pridobljene iz kostnega mozga, ki izražajo visoko CD1lb, in tkivno specifične rezidentne Mo (Res-Mos), ki izražajo nizko raven CD11b. notridiabetična nefropatija(DN) model miši. Ekspresija Toll podobnega receptorja 9 (TLR9) in produkcija TNF preko aktivacije TLR9 v BM-Mos in produkcija ROS v Res-Mos sta bili okrepljeni.CCR2antagonist zaviral ledvično infiltracijo BM-Mos in njihovo delovanje ter proizvodnjo ROS z Res-Mos, s sočasno supresijo TLR9. Naša študija predstavlja novo terapevtsko strategijo za DN (diabetična nefropatija).

cistanche pharma specialzaledvica

KLIKNITE TUKAJ ZA DEL Ⅰ

DISKUSIJA

V tej študiji smo predstavili tri nove ugotovitve. Prvič, pri diabetičnih miših DB/DB je BM-Mos izražal TLR9 in sproščal TNF-. bolj obilno kot pri nediabetičnih meglenih miših, medtem ko je Res-Mos proizvedel več ROS in pokazal fagocitno funkcijo. Drugič, INCB3344, aCCR2antagonista, zmanjšano izražanje TLR9 in sproščanje TNF iz obeh vrst MPS ter zmanjšano proizvodnjo ROS z Res-Mos. Nazadnje, ti mehanizmi bi lahko pojasnili zmanjšanje albuminurije in ravni Cr v serumu pri diabetičnih miših DB/DB kot tudi izboljšanje mezangialne proliferacije in izražanja podocitov.

Na podlagi naših ugotovitev so bili ledvični Mos razdeljeni v dve populaciji, tj. BM-Mos, ki močno izraža marker, pridobljen iz kostnega mozga, in Res-Mos, ki ga komaj izraža. Ker niso bile odvisne od prisotnosti sladkorne bolezni, so veljale za edinstvene lastnosti obeh vrst ledvičnih Mos. V nasprotju s tem so bile njihove različne funkcije okrepljene pri diabetičnih miših. Poleg tega se je povečala tudi proizvodnja TNF-, protivnetnega citokina, ki ga večinoma proizvaja Mos, in IL-10, protivnetnega citokina. To kaže, da so ledvične Mos sočasno vključene ne le v indukcijo, ampak tudi v konvergenco vnetja pri kroničnih vnetnih stanjih, kot je DN (Diabetična nefropatija). Vlogi dveh vrst ledvičnih makrofagov

Ker se je izločanje albumina z urinom, ki odraža resnost nefropatije, povečalo z odstotkom BM-Mos pri miših DB/DB, predlagamo, da ima BM-Mos glavno vlogo pri DN (Diabetična nefropatija) razvoj. Poleg tega smo ugotovili, da sta bila ekspresija TLR9 in proizvodnja TNF povečana v BM-Mos, medtem ko sta bili proizvodnja ROS in fagocitna aktivnost povečani v Res-Mos z DN(diabetična nefropatija)napredovanje. Ker ta opažanja niso bila opravljena pri mlajših in starejših meglenih miših (podatki niso prikazani), menimo, da so povezana z DN(diabetična nefropatija)napredovanja in niso posledica starostno odvisnih sprememb. TLR prepoznajo molekularne vzorce, povezane s patogeni, kot so lipopolisaharidi, bakterijska DNA in endogeni molekularni vzorci, povezani z nevarnostjo, katerih ravni so povečane pri sladkorni bolezni (33, 34). Zlasti TLR2 in TLR4 naj bi bila vpletena v ohranjanje vnetja pri DN(diabetična nefropatija), verjetno prek Mosa (35-38). TLR9 prepozna mitohondrijsko in necelično DNK, ki jo v obtok sprostijo poškodovane/mrtve celice ali adipociti in pogost motiv bakterijske DNK CpG-ODN, s čimer aktivira prirojeno imunost in kaže na njeno vpletenost v poškodbo ledvic (11,14).

Proizvodnja ROS in fagocitoza z Res-Mos sta se povečali skupaj z DN(Diabetična nefropatija) napredovanje. Kidney Mos naj bi bil vpleten v DN(diabetična nefropatija)napredovanje s sproščanjem RO s pomočjo aktivnosti nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH) oksidaze (39, 40), naša prejšnja študija pa je pokazala, da so ROS, pridobljeni iz Res-Mos, vpleteni v poškodbo jetrnega tkiva (20). Zato je lahko v ledvicah Res-Mos vpleten tudi v poškodbo tkiva, ki jo povzroči ROS. Poleg tega je bila ekspresija TLR9 v Res-Mos povečana v diabetičnem stanju (slika 1E). Ker na ROS, ki jih proizvaja Res-Mos, vplivajo aktivacija TLR9 in lokalne ravni TNF-a (20, 41, 42), je povečanje proizvodnje ROS, ki ga proizvaja Res-Mos z DN (Diabetična nefropatija) je bilo napredovanje posledica povečanja njihove ekspresije TLR9 ali pa je nanj vplivala povečana proizvodnja TNF-ja BM-Mos. Zato špekuliramo, da je povečanje proizvodnje TNF-a z BM-Mos in proizvodnje ROS z Res-Mgps poslabšalo DN(diabetična nefropatija).

Čeprav bi Res-Mos lahko imel škodljivo vlogo zaradi povečane proizvodnje ROS, bi lahko njihova močna sposobnost fagocitoze imela zaščitni učinek na DN (Diabetična nefropatija) miši. Res-Mos lahko med napredovanjem bolezni fagocitozira poškodovane ledvične celice in sodeluje pri obnovi ledvičnega tkiva. Poleg tega lahko pride do povečanja proizvodnje ROS z Res-Mos zaradi prebave fagocitiranega poškodovanega tkiva. Ko smo ocenili ROS, ki ga proizvaja ledvični Mos v nestimuliranem okolju, so ROS proizvedeni na stopnji, kjer je Mos fagocitiral in prebavil poškodovano ledvično tkivo. Zato povečana proizvodnja ROS v Res-Mos morda ni negativen učinek na DN (diabetična nefropatija).

UčinkiCCR2Antagonist INCB3344 za diabetično nefropatijo

CCL2 je prekomerno izražen v ledvicah diabetičnih modelnih miši (43-46) in je vpleten v poslabšanje albuminurije zaradi svojega delovanja na glomerularne podocite (47). Poleg tega infiltracijo monocitov na vnetnih mestih v glavnem uravnava CCL2, CCL2 pa pritegne Ms v ledvično tkivo (skoziCCR2-posredovano signaliziranje) in ima pomembno vlogo pri DN(Diabetična nefropatija) patogeneza(46,47). CCL2 proizvajajo glomerularni podociti, mezangialne celice in tubularne epitelijske celice ter povzroča intersticijsko vnetje, tubularno atrofijo in fibrozo v ledvicah (44, 48, 49). Upravljanje večCCR2Pred kratkim je bilo dokazano, da antagonisti pri diabetičnih modelih miših zavirajo infiltracijo Mo v ledvice in preprečujejo DN(diabetična nefropatija)napredovanje (50-53). vendarCCR2antagonisti niso bili klinično uporabljeni pri ljudeh, verjetno zaradi težav, kot sta kratka farmakološka razpolovna doba in nizka afiniteta za človeka.CCR2. Nasprotno pa se INCB3344 lahko veže na človeške monocite z visoko selektivnostjoCCR2in ima dolgo farmakokinetično razpolovno dobo v človeškem ali mišjem telesu (8,9).

V tej študiji bi lahko INCB3344 zaviral migracijo BM-Mos v ledvice pri DN (Diabetična nefropatija); vendar ni imelo izrazitega učinka na Res-Migos, kar kaže na to, da imata populaciji BM- in Res-Mφ različne lastnosti. Poleg tega je INCB3344 polariziral Mgs v fenotip M2 (polarizacija M2), kar kaže na učinek pretvorbe proinflamatornega v protivnetni fenotip.

Predvsem je INCB3344 znatno zmanjšal proizvodnjo TNF-ja v obeh vrstah Mos, kar je morda največ prispevalo k izboljšanju DN (Diabetična nefropatija). TNF- sodeluje pri hipertrofiji ledvic, izločanju albumina in zmanjšanem delovanju ledvic pri DN (Diabetična nefropatija) (3, 54) in je pleiotropni citokin, ki stimulira nastajanje drugih citokinov na avtokrin in parakrin način (55-58). Zato lahko zaviranje TNF-o služi za blokiranje različnih drugih vnetnih mediatorjev, ki bi lahko pojasnili njegove ugodne učinke na DN(diabetična nefropatija). KotCCR2stimulacija vodi do proizvodnje TNF-a preko aktivnosti intracelularne glikogen sintaze kinaze 3 (GSK3) (59), domnevali smo, da INCB3344 zavira proizvodnjo TNF-a z blokiranjem te poti v ledvicah Mos. Vendar verjamemo, da je treba ravni GSK3 v tem modelu ovrednotiti in da je treba izvesti nadaljnje študije za potrditev te špekulacije. Poleg tega so naši rezultati pokazali, da je bila večina glomerularnih Mos BM-Mos, proizvodnja TNF v glomerularnih BM-Mos pa je bila višja kot pri drugih BM-Mos v ledvicah. Ti rezultati kažejo, da je INCB3344, ki je zmanjšal število BM-Mφ （natančneje）, v glavnem prispeval k izboljšanju glomerulnih lezij z zmanjšanjem mezangialne proliferacije in zaščito podocitov (povečanje WT-1).

CCR2Poročali so, da inhibicija zmanjša nastajanje TNF s supresijo TLR9 (60, 61), izražanja TLR9 pa niso opazili v ledvičnem parenhimu, vključno s tubuli, intersticijem in glomeruli, razen v celicah, za katere se trenutno morfološko domneva, da so Mos. študija. Zato je dajanje INCB3344 tudi zmanjšalo izražanje TLR9 v obeh vrstah Mos. Rezultati skupaj kažejo, da INCB3344 zavira ne le vnetno infiltracijo BM-Mg v ledvice, temveč tudi njihove škodljive funkcije, povezane z vnetjem, in lahko prispeva k ublažitvi DN(diabetična nefropatija).

Skratka, BM-Mos je izražal TLR9 in sproščal TNF-a bolj obilno pri diabetičnih miših kot pri nediabetičnih miših, medtem ko je Res-Mos proizvedel več ROS in pokazal povečano fagocitno aktivnost pri diabetičnih miših. INCB3344, aCCR2antagonista, zmanjšano izražanje TLR9 in sproščanje TNF iz obeh vrst Mos ter zmanjšano proizvodnjo ROS z Res-Mos. Te spremembe pojasnjujejo zmanjšanje albuminurije in ravni Cr v serumu ter patološko izboljšanje pri diabetičnih miših. Predlagamo, da ima INCB3344 močan potencial za zdravljenje DN(diabetična nefropatija)v kliniki.

Perspektive in pomen

Dokazali smo, da jeCCR2antagonist INCB3344 lahko zmanjša albuminurijo in raven Cr v serumu ter izboljša mezangialno proliferacijo in izražanje podocitov pri miših z DN(diabetična nefropatija). Ti koristni učinki so bili doseženi z zmanjšanjem proizvodnje TNF iz BM-Mos in sproščanja ROS iz Res-Mφs, ki sta temeljila na zmanjšanju izražanja TLR9 v obeh vrstah polarizacije Mos in M2. V prihodnosti se bo ta receptorski antagonist lahko uporabljal kot močna alternativa ali partner blokatorju receptorjev angiotenzina II in kotransporterju natrij-glukoza-2 za zdravljenje bolnikov za preprečevanje napredovanja DN(diabetična nefropatija).

REFERENCE

1. Qi C. MaoX, Zhang Z.Wu H, Klasifikacija in diferencialna diagnozadiabetična nefropatija. J Diabetes Res 2017:8637138,2017. doi:10.1155/2017/8637138.

2. You H, Gao T, Cooper TK, Brian Reeves W, Awad AS. Makrofagi neposredno posredujejo pri diabetični ledvični poškodbi. J Physiol Renal Physiol 305:F1719-F1727,2013. doi:10.1152/ajprenal.00141.2013.

3. Awad AS, You H, Gao T, Cooper TK, Nedospasov SA, Vacher J, Wilkinson PF, Farrell FX, Brian Reeves W. Faktor tumorske nekroze alfa, pridobljen iz makrofagov, posreduje pri diabetični ledvični poškodbi. Kidney Int 88:722-733,2015.doi:10.1038/ki.2015.162.

4. Lin M, Yiu WH, Wu HJ, Chan LY, Leung JC, Au WS, Chan KW, Lai KN, Tang SC. Tollu podoben receptor 4 spodbuja tubulno vnetje vdiabetična nefropatija. J Am Soc Nephrol 23:86-102, 2012. doi:10.1681/asn.2010111210.

5. Hou Y, Shi Y, Han B, Liu X, Qiao X, Qi Y, Wang L. Antioksidativni peptid SS31 preprečuje oksidativni stres, uravnava CD36 in izboljšuje delovanje ledvic pridiabetična nefropatija. Nephrol Dial Transplant 33: 1908-1918, 2018.doi:10.1093/ndt/gfy021.

6. Seok SJ, Lee ES, Kim GT, Hyun M, Lee JH, Chen S, Choi R, Kim HM, Lee EY, Chung CH. Blokada CCL2/CCR2signalizacija se izboljšadiabetična nefropatijapri miših DB/DB. Nephrol Dial Transplant 28:1700-1710,2013. doi:10.1093/ndt/gfs555.

7. Brodmerkel CM, Huber R, Covington M, Diamond S, Hall L, Collins R, Leffet L, Gallagher K, Feldman P, Collier P, Stow M, Gu X, Baribaud F, Shin N, Thomas B, Burn T, Hollis G , Yeleswaram S, Solomon K, Friedman S, Wang A, Xue CB, Newton RC. Scherle P, Vaddi K. Odkritje in farmakološka karakterizacija nove učinkovine za glodavceCCR2antagonist, INCB3344.J Immunol 175:5370-5378, 2005. doi:10.4049/jimmunol.175.8.5370.

8. Shin N, Baribaud F, Wang K, Yang G, Wynn R, Covington MB, Feldman P, Gallagher KB, Leffet LM, Lo YY, Wang A, Xue CB, Newton RC, Scherle PA. Farmakološka karakterizacija INCB3344, antagonista majhnih molekul človekaCCR2. Biochem Biophys Res Commun 387: 251–255, 2009. doi:10. 1016/j.bbrc.2009.06.135.