Majhne Rab GTPaze pri prometu znotrajceličnih veziklov: primer kompleksa Rab3A/rafilin-3v ledvicah
Mar 30, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Povzetek:Majhne Rab GTPaze, največja skupina majhnih monomernih GTPaz, uravnavajo promet veziklov v celicah, ki so sestavni del številnih celičnih procesov. Njihova vloga pri nevroloških boleznih, kot sta rak in vnetje, je bila obsežno raziskana, vendar njihov vpliv na bolezni ledvic ni bil poglobljeno raziskan. Ekspresija Rab3a in njegovega efektorja Rabphillin-3A (Rph3A) je dokazano prisotna v podocitihnormalnoledvicemiši, podgan in ljudi, okoli veziklov, ki jih vsebujejo nožni izrastki, in so prekomerno izraženi pri boleznih s proteinurijo. Poleg tega je model Rab3A knockout miši povzročil globoke citoskeletne spremembe v podocitih živali, hranjenih z visoko vsebnostjo glukoze. Podobno je interferenca RphA v modelu Drosophila povzročila strukturne in funkcionalne poškodbe nefrocitov z zmanjšanjem infiltracijskih zmogljivosti in števila nefrocitov. Spremembe v strukturi srčnih vlaken v istem interferenčnem modelu RphA odpirajo vprašanje, ali bi disfunkcija Rab3A povzročila sočasno poškodbo srca inledvične celice,privlačno področje, ki bo zahtevalo pozornost v prihodnosti.
Ključne besede:Rab beljakovine; Rab3A; Rabphilin-3A, ledvični, ledvični
UvodMajhne Rab GTPaze, največja skupina majhnih monomernih GTPaz, in njihovi proteini, ki interagirajo z Rabom, so vključeni v številne celične funkcije, vključno s prometom endosomskih veziklov in kombinacijo plazemskih membran za sproščanje tovora v zunajcelični prostor [1,2]. Vloga Rab GTPaz pri boleznih in specifičnih sindromih je bila široko raziskana [3]. Motiv raziskav v zadnjih letih so bili dokazi o njihovi povezanosti z drugimi tkivi in patološkimi procesi, kot so rak, vnetje, trombociti in endokrini izločki, v veliki meri ocenjeni in vpleteni v sinapse veziklov in usedline pri boleznih živčnega sistema. Funkcionalno Rab GTPases usklajujejo dogodke trgovanja z membrano na podlagi ciklične medsebojne pretvorbe med aktivnimi GTP vezanimi stanji in neaktivnimi GDP vezanimi stanji. Oblika, vezana na GTP, lahko sodeluje z efektorji, spodbuja različne korake in prispeva k vektorskemu membranskemu prometu [2]. Vsak Rab protein ima specifične efektorske proteine, ki uravnavajo različne intracelularne transportne korake, ki so trans-Golgijeva mreža, endosomska pot-lizosom za očistek/razgradnjo ali zlitje s celično membrano za sproščanje veziklov, ki so najbolj raziskani [4–6].
Rabi so povezani s dednimi genetskimi in pridobljenimi boleznimi [7]. Njihov vpliv na raka,nevrološka bolezen, imunost,in okužbe so bile prepoznane [8]. Kljub povečanju znanja je njihov prispevek k disfunkciji in poškodbam ledvic in srca majhen. Zato ta pregled ponuja pregled pomena Rab GTPases pri človeških boleznih, s posebnim poudarkom na kompleksu Rab3a-Rph3A in njegovi kritični vlogi pri bolezni ledvic ter omembi prihodnjih posledic.
Rab GTPases in trgovina z vezikliRab proteini [9] so glavni regulatorji medceličnega transporta veziklov med različnimi predelki z rekrutiranjem efektorjev in specifičnih regulatorjev [2], ki so vključeni bodisi v brstenje veziklov, mobilnost prek interakcije s citoskeletom ali privezovanje na membrano. Družina Rab je sestavljena iz več kot 70 GTPaz, od katerih je vsaka prednostno povezana z enim znotrajceličnim predelkom, da bi nadzorovali specifičnost in usmerjenost poti prometa z membrano, večinoma povezanih z vezikularnim transportom. Pri tem prispevajo k podeljevanju identitete membrane [10] in zagotavljajo, da se tovor, vezan na membrano, prevaža do pravilnih destinacij v celici.
Procesi imajo dobro opredeljene poti trgovanja, vključno z eksocitnimi in endocitnimi potmi, pri čemer slednjo sestavljajo zgodnje, pozne in reciklirane komponente [11]. Vsaka od poti je običajno vdelana z neprekrivajočimi se Rabs in se pojavlja v različnih predelih (slika 1).
V povezavi s trans-Golgijevim omrežjem in sekretornimi vezikli je bilo identificiranih več proteinov Rab. Rab1 olajša brstenje veziklov na izstopnem mestu endoplazmatskega retikuluma in translokacijo veziklov v pred-Golgijev vmesni predel [12]. Tranzit veziklov iz endoplazmatskega retikuluma v pred-Golgijev prav tako lahko uravnava Rab2-posredovana obratna sopotnica. Rab8 posreduje promet z vezikli v sekretorni poti, ki vodi od trans-Golgijeve mreže do plazemske membrane. Člani poddružine Rab3 so kritični regulatorji eksocitoze sekretornih veziklov v evkariontskih celicah, vendar nedavne študije kažejo, da so za ta proces potrebne dodatne izoforme Rab, poddružina Rab27 [13]. Nedavna literatura poroča, da Rab3 in Rab27 sodelujeta pri doseganju eksocitoze veziklov z rekrutiranjem specifičnih efektorskih proteinov, kot je Rabphilin3a (Rph3a), ki veže Rab27a, rekrutiranjem aktivacijskega encima Rab3IL1, regulatorja Rab, ki katalizira izmenjavo BDP za GTP na Rab3a [14]. ]. Rph3a poganja pritrditev veziklov na ciljne membrane. Vendar pa nekateri sekretorni vezikli. Rph3a poganja pritrditev veziklov na ciljne membrane. Vendar pa nekateri sekretorni vezikli verjetno tudi verjetno nastanejo z neposrednim brstenjem plazemske membrane in potreba po aktivnosti Rab GTPaze pri takšnem izločanju ni znana.
Slika 1. Znotrajcelični vezikularni transport, posredovan z Rab proteini. Poudarjeni proteini družine Rab, ki igrajo ključno vlogo pri uravnavanju prometa celične membrane, vključno z endocitozo, eksocitozo, izločanjem eksosomov in dostavo veziklov med organeli. Majhne Rab GTPaze igrajo ključno vlogo pri uravnavanju celične vezikularne trgovine, vključno z endocitozo, eksocitozo, izločanjem eksosomov in dostavo znotrajceličnih veziklov. Rab5, ki je lokaliziran na zgodnjih endosomih, posreduje endocitozo in endosomsko fuzijo veziklov. Rab11 in Rab25 posredujeta počasno endocitno recikliranje prek reciklirajočih endosomov, medtem ko Rab4 posreduje hitro endocitno recikliranje neposredno iz zgodnjih endosomov. Pozni endosomsko-lizosomski promet, povezan z Rab7, posreduje zorenje poznih endosomov in njihovo fuzijo z lizosomi. Druga pozna endosomska GTPaza, Rab9, posreduje pri prometu iz poznih endosomov v trans-Golgijevo omrežje (TGN). Rab1, ki se nahaja na izstopnih mestih endoplazmatskega retikuluma (ER) in pred-Golgijevega vmesnega predela (IC), posreduje pri prometu ER-Golgi. Rab2, ki se nahaja na IC, bi lahko reguliral tudi trgovino z Golgi-ER. Rab6 je znan predvsem po trgovini z vezikli znotraj Golgi. Rab8 posreduje konstitutivno trgovanje od TGN do plazemske membrane, medtem ko Rab3 in Rab27 posredujeta pri različnih vrstah reguliranih eksocitnih dogodkov. Rab22 posreduje v trgovini med TGN in zgodnjimi endosomi in obratno. Za izločanje, odvisno od večvezikularnega telesa (MVB), se je pokazalo, da Rab11, Rab35 in Rab27 spodbujajo izločanje eksosomov in lahko delujejo na različne MVB vzdolž endocitne poti. MVB: multivezikularno telo; TGN: trans-Golgijevo omrežje.
V zvezi z endocitozo in recikliranjem endosomskih poti je Rab5 rezident zgodnjih endosomov, fagosomov, plazemskih membran in posreduje pri endocitozi, ki vključuje vezikle, prevlečene s klatrinom. Rab11 in Rab25 sodelujeta pri počasnem recikliranju endosomov, Rab4 pa omogoča hitro recikliranje endosomov iz zgodnjih populacij endosomov. Nato Rab7 posreduje zorenje poznega endosoma (LE) in nato vodi LE v lizosom za razgradnjo. Končno Rab9 povezuje LE s trans-Golgijevim omrežjem. Če se osredotočimo na izločanje eksosomov, obstajajo novi molekularni akterji v patogenezi številnih bolezni, pri čemer je Rab11 prvi poročal [15]. Kasneje sta bila pri izločanju eksosomov poudarjena dva nova Raba, Rab27 in Rab35, oba omogočata priklop multivezikularnih teles (MVB) na plazemsko membrano. Poskusi utišanja Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11 in najbolj učinkovito Rab27A in Rab27B so zmanjšali izločanje eksosomov [16–18]. Vendar so bila ta posamezna opažanja različna glede na analizirane tipe celic in nanje je vplivala raznolikost eksosomov, obogatenih z različnimi tovori. Rab11 in Rab35 sta povezana predvsem z recikliranjem in zgodnjim razvrščanjem endosomov, Rab27A/B pa s poznimi endosomskimi in sekretornimi predelki, ki jih pogosto imenujemo organeli, povezani z lizosomi [9]. Tako lahko različni podtipi poznih endosomov ustvarijo različne eksosome [19]. Morda je raznolikost eksosomov v beljakovinskih tovorih lahko posledica različnih prometnih poti izločanja, ki jih regulirajo specifični Rab proteini glede na celični dražljaj.
Poleg tega interakcije Raba z efektorji uravnavajo ciljanje veziklov in fuzijo membran na tri načine [20]. Prvič, Rabs pomaga pri prenašanju veziklov od mesta izvora do akceptorskih predelkov prek elementov citoskeleta in motoričnih proteinov. Drugič, efektorji Rab uravnavajo promet z membrano v koraku priklopa veziklov. Tretjič, pri membranski fuziji veziklov je priklop na membrano, ki ga poganjajo SNARE [20]. Če povzamemo, specifična lokalizacija različnih Rab GTPases na definirane membranske predelke in njihova zmožnost uravnavanja specifičnih poti trgovine jih je naredila privlačne kot nove molekularne tarče. Vendar pa obstaja delno znanje o natančni funkciji in vplivu prekomerne ali premajhne ekspresije Rab GTPases na promet veziklov, ki izhaja iz heterogenosti delovanja v različnih vrstah celic s težavami pri prepoznavanju njihove kinetike. Razvoj novih tehnologij, kot sta konfokalna mikroskopija z visoko ločljivostjo [21] in tehnologija CRISPR/Cas, prispevata k pridobivanju trdnih informacij in boljšemu razumevanju vloge Rab GTPaz v biogenezi in izločanju veziklov, razkrivajo prej neznane fiziološke vloge in s tem njihove vpliv na zdravje in bolezen.
cistanche naprodaj
Vezikularni promet in bolezni, ki jih posreduje RabNatančna regulacija membranskih procesov prometa z Rab GTPases je odvisna od interakcij z efektorji, vzdrževanja polarnosti celic za doseganje največje učinkovitosti delovanja in strukture ter uravnavanja celične signalizacije, delitve, preživetja in migracije [22, 23]. Tako je njihov pomen pri uravnavanju trgovine z vezikli pripeljal do raziskovanja njegovega odnosa do razvoja več bolezni (tabela 1).
Kako delujejo proteini Rab in njihova vloga pri boleznih, so obsežno preučevali v celicah živčnega sistema, pri čemer so ocenili vlogo pri nevronskem življenjskem ciklu, aktivnosti in kopičenju intranevronskih depozitov [24–27]. Pri različnih nevrodegenerativnih motnjah so bile raziskane spremembe in regulativne vloge Rab proteinov v patoloških mehanizmih v nevronih, na mitohondrijskem nivoju in disfunkcijah glialnih celic. Pri Alzheimerjevi, Parkinsonovi bolezni, Huntington Corei, amiotrofični lateralni sklerozi in bolezni Charcot-Marie-Tooth [25] so bile ugotovljene spremembe beljakovin Rab. Čeprav sprememba rab proteinov pri vseh ni primarni vzrok bolezni, je celo posledica. Mutacije Rab7, Rab28 in Rab11 so glavni vzrok Charcot-Marie-Toothove bolezni in Rab39B pri Parkinsonovi bolezni [28–31]. Sekundarne učinke RabGTPaz na samo promet membran so opazili pri številnih drugih boleznih (glejte obsežen pregled v 16). Primer zapletenosti mehanizmov, vključenih v morebitne spremembe proteinov Rab, so študije o Parkinsonovi bolezni [32]. V povezavi z mutacijo Rab39b so bili Rab29, Rab5a in Rab7 identificirani pri podedovani zgodnji pojav Parkinsonove bolezni z Lewyjevim telescem [31]. Nasprotno pa Rab11 reši več fenotipov, kot je kopičenje Lewyjevega proteina [33]. Raziskave pri analizi mehanizmov Raba in vezikularnega prometa lahko pomagajo razumeti, kaj ohranja nevrone pri življenju in njegovo vlogo pri nevrodegenerativnih motnjah.
Pri boleznih srca in ožilja so bile pridobljene tudi ustrezne informacije. Povečana ekspresija Rab1 v miokardu popači subcelično lokalizacijo proteinov in je zadostna za povzročitev srčne hipertrofije in odpovedi [34]. V miocitih Rab9-odvisni avtofagosomi prepoznajo in zajamejo poškodovane mitohondrije, kar povzroči ishemično-reperfuzijske (IR) spremembe v oksidativni fosforilaciji, sčasoma pa zmanjša sposobnost preživetja kardiomiocitov [35–37]. Pri bolnikih s sladkorno boleznijo z albuminurijo je študija asociacije na celotnem genomu identificirala genetski lokus Rab38, povezan z albuminurijo, in poudarila nove poti, ki vplivajo na albuminurijo [38].
Pri trombocitih je njihov vpliv na hemostazo in trombozo kot tudi na regeneracijo tkiva, vnetje in metastaze z privzemom, pakiranjem in sproščanjem eksosomov iz shranjevalnih veziklov obsežno preučen zaradi njihovih potencialnih terapevtskih posledic [39]. Vloga fagocitoze pri zajetju, uničevanju in obdelavi tujkov in apoptotičnih celic ter predstavljanje antigenov imunskim celicam je bilo ugotovljeno kot pomembno vlogo pri imunskih procesih [40]. Pri IR poškodbi je s fosforilacijo reguliran polarizacijski mehanizem prek Rab21 preko Rph3A pomemben za adhezijo nevtrofilcev na endotelijske celice med vnetnimi odzivi [41]. Vjetrainterferonski regulacijski faktor 1 uravnava transkripcijo Rab27a in izločanje zunajceličnih veziklov, kar vodi do oksidirane fosfolipidne aktivacije nevtrofilcev in posledične poškodbe jeter IR [42].
Glede na pomen Rab GTPases pri trgovanju z membranami in pomen tega procesa za zdravje ljudi [22] je morda presenetljivo, da je le omejeno število genetskih bolezni povezanih z Rabovo disfunkcijo. Zaradi obstoja več izooblik Rab in trgovskih poti so ljudje verjetno manj ranljivi za mutacije v posameznih genih, ki kodirajo Rab.
3.1. Ukrepi, ki jih posreduje Rab, pri zdravju in boleznih ledvic
Theledviceso ključni organ za vzdrževanje homeostaze volumskih tekočin in elektrolitov z aktivnostjo specializiranih celic na različnih ravneh strukture. Disfunkcija enega od teh negativno vpliva na druge, kar vodi v postopno zmanjšanjeledvična funkcijopremika proti kroničniBolezni ledvic(CKD), ki je zelo razširjena v splošni populaciji, okoli 10 odstotkov. Večina celic v tkivih in predvsem vledviceso polarizirane in imajo običajno dve različni domeni plazemske membrane – apikalno in bazolateralno membrano – kar je posledica polariziranega prometa proteinov in lipidov. Vledvičnaglomerul, so podociti visoko diferencirane razvejane celice, ki imajo pomembno vlogo pri vzdrževanju filtracijske pregrade [53] v sodelovanju z vaskularnimi endotelnimi in mezangialnimi celicami. V tubulih imajo celice več mehanizmov, specializiranih za različne funkcije, in tisti v endotelno-mezenhimskem prevodu igrajo pomembno vlogo pri vnetnih mehanizmih. Znanje o Rab GTPazi v različnih celičnih komponentahledviceje bilo ugotovljeno, čeprav je pomen za zdravje in bolezni danes omejen. Napredek pri razumevanju vloge Rab GTPaze vledvicaje bila pridobljena z ocenjevanjem izražanja in aktivnosti kompleksa eksociste pri razvoju in popravljanju tubularne poškodbe, ugotovljenih sprememb v proteinih Rab, ki jih povzroča nizkofrekvenčna genetska nefropatija ali hipertenzija, ali ocenjevanja patološkega izražanja v modelih proteinurije, tako glomerularne kot tubularne . Prav tako je bila preučena tudi vloga pri izločanju eksosomov. Kulturaledvična celicein vivo modeli so bili uporabljeni za iskanje mehanizmov, v katere so bili vključeni Rab proteini. Na primer, nefrociti Drosophile, analogi podocitov in tubularne celice hkrati zagotavljajo orodje za testiranje funkcij Raba z uporabo genetske manipulacije. V tabeli 2 je povzetek vedenja o vpletenosti Raba vledvičnaPredstavljena je fiziologija in patološka stanja. Eksocista je visoko ohranjen beljakovinski kompleks z osmimi podenotami, ki sodeluje pri ciljanju in priklopu eksocitnih veziklov, ki se prenašajo iz trans-Golgijeve mreže na različna mesta vledvičnacelice [54]. Številne funkcije eksociste vledvicaso rezultat različnih majhnih regulativnih GTPaz, ki sodelujejo pri primarni ciliognezi, cistogenezi in tubulogenezi. Vloga popravilaledvičnaepitelne celice tubulov po anakutnapoškodba ledvicje bil tudi priznan [55].
3.1.1. Podociti
Fu et al., identificirali 27 različnih Rabs v nefrocitih, enajst jih je bilo funkcionalnih in med njimi jih je bilo pet pomembnih za ohranjanje funkcionalnosti, trije pa so bili bistveni. Utišanje Rab5 je identificiralo njihovo vlogo pri uravnavanju endocitoze. Medtem ko so delali isto v Rab7 in Rab 11, so opazili spremembe v razgradnji beljakovin in recikliranju membran. Kot posledica utišanja teh genov so opazili motnje v organizaciji veziklov, celovitosti filtracijske pregrade in subceličnih strukturah, ki so odgovorne za reabsorpcijo beljakovin [56]. Na steroide odporen nefrotski sindrom (SRNS) je nizko pogosta bolezen, pri kateri je 30 odstotkov primerov pri otrocih posledica genske mutacije, s histološkimi lezijami žariščne glomeruloskleroze (FSGS), sindroma, ki je manj pogost pri odraslih. Pri missense mutacijah v genu TBC1D8B (družina TBC1domain), opaženih v dveh družinah z X-vezanim zgodnjim nastopom SRNS, zmanjšanjem proteina, ki aktivira GTPazo Rab11b, opazovanjem podocita znotraj arhitekturnih sprememb in napak pri migraciji kot posledica pomanjkanja internalizacije in postopki recikliranja [46]. Kamp et al. opisal še pet družin s to mutacijo in v modelu Drosophila potrdil vpletenost Rab11 v proces [57]. Druge mutacije, ugotovljene kot vzročne za SRNS, so bile v genu GAPVD1 (endosomski regulator) in verjetno v genu ANKFY1 (ponovitev ankirina in domena FYVE, ki vsebuje 1). Oba gena sta sodelovala z Rab5 in mutacije so nasprotno povečale vezavo na RAB5, vezan na GTP. Interakcija GAPVD1 in nefrina, ključnega strukturnega proteina v režni diafragmi, nakazuje, da ima lahko endocitna trgovina z nefrinom vlogo pri RAB5- posredovani patogenezi SRNS [45].
3.1.2. Ledvični tubuli
Tubularne funkcije, predvsem tiste, ki sodelujejo pri reabsorpciji beljakovin, so v veliki meri pod vplivom sprememb v vezikularnem prometu. Pri hipertenzivni podgani s rjavo kapuco, model, povezan s hipertenzijoledvična bolezen, Rab38 vpliva na izločanje beljakovin z urinom v proksimalnem tubulu. Z uporabo kultiviranih celic LLC-PK1 proksimalnih tubulov je knockdown mRNA Rab38 zmanjšal endocitozo koloidnega z zlatom vezanega albumina [49]. Poleg vloge Rab38 v epitelijskih tubularnih celicah je bila ugotovljena tudi pomembna vloga Rab7 pri zaščiti razvoja endotelnega mezenhimskega prehoda (EMT) in apoptoze, ko je inducirana preobremenitev z albuminom. Preobremenitev z albuminom v tubularnih celicah povzroči aktivacijo MMP-2, matrične metaloproteinaze-2, razgradi kolagen tipa IV in zmanjša zadebelitev tubularne bazalne membrane. Prekomerna ekspresija Rab7 zmanjša aktivnost MMP-2 in ohranja strukturo tubularne bazalne membrane. Rezultat te študije odpira možnost, da bo aktivacija Rab7 koristna za zaščito vpliva preobremenitve beljakovin v intratubularni tekočini, ki zmanjša EMT, kot se zgodi pri diabetični nefropatiji [50]. Poleg tega Slp2-a, efektor Rab27A, uravnava apikalno ciljanje podokaliksina in njegovega vezavnega partnerja, ezrina, skupaj z Rab27A. Avtorji so vzpostavili model izražanja claudina-2 s transportom podokaliksina na apikalno površino s funkcijo kompleksa Slp2-a–Rab27A [51], ki prispeva k količini proteina tesnega stika. .
Nazadnje so preučevali vlogo Rabovih proteinov v zbiralnem tubulu. Akvaporin je z vazopresinom reguliran protein vodnega kanala, odgovoren za osmotsko reabsorpcijo vode z zbiralnimi kanalčki. V prisotnosti vazopresina Rab7 in vakuolarni protein sorting 35 (Vps35) sodelujeta pri sortiranju AQP2 v zgodnjih endosomih v pogojih nosilca in trgovanja z apikalno membrano [58].
kje kupiti cistanche
3.1.3. Izpust eksosoma
Vpliv beljakovin Rab pri sproščanju eksosomov je bil ocenjen tudi z Rab27, ki igra pomembno vlogo. Dve nedavni študiji ugotavljata, da zaviranje ali aktiviranje izražanja Rab27 povzroči zmanjšanje ali povečanje sproščanja eksosomov iz podocitov. V prvi od teh študij je čezmerna ekspresija KIBRA stabilizirala Rab27 in se izognila njegovi razgradnji po poti ubikvitin-proteasom [59]. V drugem je v modelu vnetnega odziva na proksimalne tubularne epitelne celice izločitev Rab27a zavirala čezmeren vnetni odziv prek poti CHAC1/NF-κB. To je bilo posledica znotrajceličnega kopičenja miR-26a, ki je tako upočasnilo razvoj sladkorne bolezni.bolezni ledvic [52].
3.2. Rab-3A/Rabphilin-3Kompleks vBolezni ledvic
V študijah genetskih povezav je naša skupina identificirala SNP-je, povezane s tveganjem za razvoj mikroalbuminurije, z uporabo kombiniranih genetskih in metabolomičnih podatkov iz splošne populacije, pri čemer je našla povezavo med polimorfizmom gena RPH3A in UAE [60]. Nedavno je bilo v podatkih iz študije Strong Heart Study skupno 277 različic označenih v genih RPH3A, RPH3AL (rabphilin 3A like), RAB3IL1 (RAB3A interacting protein-like 1) in RAB27A so bili na voljo za analizo povezave z ZAE in napredovanjem GFR čez čas. Polimorfizmi pri RAB3IL1 in RPH3A so z uporabo modelov mešanih učinkov za upoštevanje družinske povezanosti in prilagajanja morebitnim motečim dejavnikom pokazali pomembno povezavo z napredovanjem ravni UAE in GFR (neobjavljeni podatki). Poleg tega je prejšnja študija iz kohorte Framingham prav tako pokazala povezavo med ZAE in RPH3A [61].
Leta 2003 sta Rastaldi et al. raziskali Rph3A in Rab3A kot možna akterja v biologiji podocitov. Glede na to, da se Rph3A veže na Rab3A, je to kompleks, ki je potreben za priklop sinaptičnih veziklov na njihovo ciljno membrano in se veže na citoskeletne proteine v nevronih, vezikalni in citoskeletni pa sta pomembna tudi za homeostazo podocitov [47]. Kompleks Rab3A-Rph3A je bil dokazan v nevronih in nevroendokrinih strukturah ter v normalnihledviceiz miši, podgan in ljudi v podocitih okoli veziklov v izrastkih stopal [62,63]. Poleg tega je bilo v človeških biopsijah bolnikov s proteinurijo in žariščno in segmentno glomerulosklerozo ugotovljeno tudi povečanje izražanja Rab3A-Rph3A [47]. Potencialna vloga teh molekul priledvičnaškodo je nadalje proučevala ista skupina na modelu Rab3A izločenih miši z dieto z visoko vsebnostjo glukoze. Izločene miši so razvile spremenjeno plastičnost aktina podocitov s poškodbo podocitov in proteinurijo. Še več, pri modelu z dieto z visoko vsebnostjo glukoze,ledvičnarazvile so se lezije, podobne tistim pri človeški diabetični nefropatiji [64].
Naša skupina je v nedavnem delu ugotovila, da se Rph3A izraža in kolokalizira z molekularnimi markerji endocitnih in eksocitnih poti v perikardialnih nefrocitih Drosophila melanogaster. Nefrocit je celica, ki združuje podocit inledvičnaproksimalni tubul deluje in sodeluje pri odstranjevanju odpadnih produktov iz hemolimfe in malpigijevih tubulov, struktura, ki velja za analognoledvičnacevni sistem [48]. Obstajata dve različni populaciji nefrocitov: nefrociti celic venca okoli požiralnika (binukleati) in perikardialni nefrociti (mononukleati), ki se nahajajo skupaj s srcem, tako funkcionalno, strukturno in molekularno podobni človeškim podocitom [65].
Številne študije kažejo, da ima endocitna pot pomembno vlogo pri razvoju, vzdrževanju in poškodbah podocita in lahko vodi do sprememb v morfologiji celic [66–68]. Interferenca Rph3A zmanjša izražanje Rab3a in Drosophilinega ortologa transkripcijskega faktorja Krüppelu podoben faktor 15 (KLF15) je transkripcijski faktor cinkovega prsta, ki je močno izražen v glomerulih in intersticijskih celicah. Ima zaščitno vlogo v proteinuričnih modelih z zmanjšanjem poškodb tubulov in podocitov,ledvičnafifibrozo in mezangialno lezijo. Te zmanjšane stopnje poškodb spodbujajo spremembe v endocitnih poteh, ki na koncu izgubijo celično usodo [69]. Morfološki vpliv na nefrocite je bil opažen na več ravneh: (a) motnje bazalne membrane in (b) citoskeletne spremembe, ki vodijo v odsotnost labirintnih kanalčkov in izgubo nefrocitov (slika 2).
Interferenca Rph3A vpliva tudi na izražanje genov, ki so neposredno vključeni v strukturo in delovanje nefrocitov. Proteini Sns in Kirra, človeški ortologi nefrina oziroma neph1, ki medsebojno delujejo prek svojih zunajceličnih domen in tvorijo diafragmo nefrocitov [70], so reducirani (utišani). Odsotnost izražanja Sns vodi do dramatičnega zmanjšanja števila nefrocitov, kar je skladno z nedavnimi študijami, ki so dokumentirale pomen citoplazemskega Sns pri uravnavanju organizacije aktina znotraj nefrocitov [71]. Poleg tega interferenca Rph3A vpliva tudi na sistem Cubilin-Amnionless, ki je zadolžen za endocitozo majhnih beljakovin v labirintnih kanalih [72]. Zmanjšanje vnosa beljakovin s strani nefrocitov je posledica zmanjšanja izražanja Cubilina in vezikularnega prometa, na katerega vplivajo nizke ravni KLF15 [48] (slika 2). Oba sistema, proteine Sns in proteine Cubillin, je mogoče spremeniti z zmanjšanjem izražanja genov ali napačno lokalizacijo katere koli njihove komponente. Naša študija poudarja vlogo vzajemne regulacije med citoskeletnimi komponentami in proteini diafragme nefrocitov, ki so bistvenega pomena za filtracijo, odvisno od velikosti in naboja, in zagotavlja podatke v podporo prejšnjim rezultatom v modelu Rab3A knockout miši, ki je povzročil proteinurijo inledvičnainsuficienco [64].
Hkrati je naša skupina analizirala vpliv visoke glukoze in angiotenzina II na sistem Rab3A-Rph3A v človeških ovekovečenih podocitih in v peletih celic urina bolnikov s hipertenzijo in sladkorno boleznijo [73]. Naši rezultati so pokazali, da bi sistem Rab3A Rph3A lahko bil vključen v spremembe, opažene pri poškodovanih podocitih, in da se lahko aktivira mehanizem za zmanjšanje škode s povečanjem vezikularnega transporta, ki ga usmerja ta sistem. Končno so preliminarni podatki naše skupine odkrili, da se Rph3A izraža tudi v miokardiocitih Drosophila in da je utišanje Rph3A močno vplivalo na organizacijo vlaken in funkcionalne srčne parametre [74]. Če povzamemo, sistem Rab3A-Rph3A igra vlogo priledvicapoškodbe mehanizmov. Ne glede na to, ali lahko igra vlogo pri sočasni disfunkciji organov ali ne, postane privlačno področje raziskav, ki zahteva pozornost v prihodnosti.
4. Sklepi
Rab-GTPaze so proteini, ki posredujejo medkompartmentni transport veziklov, ki prenašajo tovor v in iz celic in organelov. Rabe imajo prevladujočo vlogo pri regulaciji prometa z vezikli v celicah, ki so sestavni del številnih celičnih procesov, kot so celična proliferacija, prehrana celic, prirojeni imunski odziv, mitoza in apoptoza. Tako so Rabs potencialne molekularne tarče pri več boleznih, kot so rak, bolezni srca in ožilja, imunološke motnje in nevrodegenerativne bolezni. Vendar je vpliv spremenjenega izražanja Rabs manj razumljen v določenih organih, kjer ima vezikularna trgovina velik pomen za njihovo strukturo in delovanje, kot na primer vledvica.Nedavne študije so razkrile pomen kompleksa Rab3A-Rph3A pri morfologiji, izgubi celic in funkciji fifiltracije vledvica. Nedavno tudi v srcu Drosophile, zaradi česar je postala nov molekularni akter v patogeneziledvičnain srčno disfunkcijo ter je trenutno polje zanimanja s potencialnimi terapevtskimi aplikacijami. V tem času ostaja več vprašanj o natančnem mehanizmu delovanja neodgovorjenih in bodo zahtevale prihodnje raziskave.
cistanche naprodaj