Genetika osteopontinu u pacientů s chronickým onemocněním ledvin: Německá studie chronického onemocnění ledvin Ⅲ
Jun 07, 2024
RS4253311; 4:187174683 (KLKB1 intronic)
2. replikovaný index SNP rs4253311 (MAF=0.50) na chromozomu 4 je intronová varianta genu KLKB1. Opět, zda je tato varianta kauzální variantou odpovědnou za pozorovanou asociaci, nemůže být touto studií zodpovězeno. KLKB1 kóduje prekalikrein (PK), jednořetězcový zymogen, který se po aktivaci na kalikrein (KAL), serinovou proteázu, zapojí do povrchově závislé aktivace krevní koagulace, fibrinolýzy, tvorby kininů a zánětu. Mezi onemocnění spojená s KLKB1 patří deficit PK a maligní esenciální hypertenze [51,52]. PK a následně KAL jsou součástí kalikrein-kininového systému (KKS). Mezi hlavní funkce KAL patří uvolňování bradykininu (BK) [53]. Celogenomové asociační studie v minulosti identifikovaly asociované SNP v KLKB1 s vazoaktivními peptidy nebo prekurzory vazoaktivních peptidů (BK [54,55], aktivní renin [56], natriuretický peptid typu B [57], poměr aldosteron/renin [57 ], střední regionální adrenomedullin a C-terminální-pro-endotelin-1 [58], L-arginin [59]) a apolipoprotein A IV [60], ale ne OPN.
Organické doplňky pro zdraví ledvin
Dráhy související s tímto genem zahrnují komplementární a koagulační kaskády a také degradaci extracelulární matrix [61,62]. Důležitým paralogem KLKB1 je gen F11. Protože naše analýza odhalila kolokalizace mezi asociačním signálem OPN pro rs4253311 a expresí ve více tkáních pro F11, dalo by se předpokládat, že rs4253311 je spojen spíše s F11 než s KLKB1. Je zajímavé, že OPN obsahuje několik míst štěpení proteáz, která regulují jeho aktivitu [31]. Některá místa interakce OPN vyžadují štěpení trombinem, další serinovou proteázou, aby se stala plně funkční. Na oplátku je OPN substrátem pro další proteázy, které regulují jeho aktivitu [31]. Dalo by se spekulovat, že zánětlivé procesy uvnitřledvin pacientů s CKDspojují na jedné straně aktivovaný KKS a na druhé straně vyšší hladiny OPN, takže by mohlo být pravděpodobné, že by KAL mohly generovat nové bioaktivní fragmenty OPN.
Podmíněné kolokalizační analýzy s SNP umístěnými kolem KLKB1 vedly k pozitivním výsledkům pro rs1593, ironicky mapující do genu F11 a DVT. HŽT je závažné onemocnění ovlivněné jak genetickými, tak environmentálními rizikovými faktory, ale 60 % variací v riziku HŽT bylo v minulosti připisováno genetickým rizikovým faktorům [63]. Genetické studie DVT uvádějí, že několik běžných SNP v lokusu 4q35.2 souvisí s DVT [63]. Tyto běžné SNP byly lokalizovány mimo jiné v KLKB1 a F11 [63].
Další výsledky kolokalizace ukázaly asociační signály mezi lokusem OPN na KLKB1 a 87 plazmatickými proteiny. Tyto proteiny vykazovaly obohacení o proteiny těla neuronových buněk v plazmě a mozkomíšním moku pacientů. BK, hlavní efektor plazmatického KKS, je generován systémově a lokálně (cévní stěna) a působí parakrinním nebo autokrinním způsobem a ovlivňuje vaskulární tonus a ultrastrukturu prostřednictvím dvou receptorů spřažených s G proteinem [64,65]. Bylo prokázáno, že složky KKS a zejména BK mají důležité funkce v centrálním nervovém systému tím, že regulují cerebrovaskulární rezistenci, kapacitu cév a permeabilitu hematoencefalické bariéry. Udržování rovnováhy vaskulární permeability v centrálním nervovém systému je rozhodující pro udržení integrity mozku. Asociace KKS v patologii CNS zahrnují několik chorobných stavů, mezi které patří neuropsychiatrický lupus, Alzheimerova choroba, schizofrenie a epileptický syndrom [66]. Tato fakta zase vysvětlují výsledky analýzy obohacení molekulárních funkcí: hormonální aktivitu prostřednictvím vazby signálního receptoru a také regulační aktivitu receptoru.
rs2731673; 5:176839898 (F12/GRK6 intergenic)
Konečně index SNP rs2731673 (MAF=0.25), který nebylo možné replikovat v populační kohortě YFS, se nachází mezi geny F12 a GRK6. I když toto nepotvrzení může naznačovat falešně pozitivní výsledek našeho GWAS, replikace mohla selhat z nějakého neznámého důvodu, jako je specifický výsledek relevantní pro pacienty s CKD. Vzhledem k tomu, že neexistovala jiná kohorta (ať už populační nebo kohorta s CKD) s nezbytnými údaji o OPN a genetice, nebyli jsme schopni to dále ověřit. Nejblíže k lokusu je gen F12 kódující koagulační faktor XII, který spolu s plazmatickou PK patří do kontaktního aktivačního systému [67,68]. KAL může aktivovat faktor XII (faktor XIIa: aktivní enzym faktoru XII), který naopak podporuje zánět prostřednictvím KKS, včetně PK [69]. Vzhledem k tomu, že pacienti s CKD mají výrazně více zánětů a fibrózy jako spojené společné konečné cestyonemocnění ledvinvývoj tyto poznatky a propojení mohou povzbudit další ověřování tohoto lokusu. Zánětlivé procesy také hrají hlavní roli u pacientů s KVO a CKD, o kterých je dobře známo, že trpí nadměrnou KVO, která způsobuje vyšší morbiditu a mortalitu.
V lidském kardiovaskulárním systému je OPN primárně exprimován v endoteliálních buňkách, makrofázích a pěnových buňkách pocházejících z hladkého svalstva a lze jej také detekovat v lidských aterosklerotických plátech arteriálního systému [70,71]. Vyšší hladiny OPN v séru byly nalezeny u pacientů s akutním koronárním syndromem oproti chronickému koronárnímu syndromu. U pacientů s onemocněním koronárních tepen (CAD) byly vysoké hladiny OPN spojeny s rychlou progresí koronárního plátu a restenózou ve stentu [72]. Je známo, že OPN je spojena s nepříznivými výsledky u pacientů s KVO [73–75], ale jeho funkce u KVO je různorodá. Akutní zvýšení OPN u KVO je spojeno s hojením ran a neovaskularizací [76,77]. Chronicky zvýšený OPN je však spojen se špatnou prognózou závažných nežádoucích kardiovaskulárních příhod [78]. GRK6 se na druhé straně podílí na regulaci krevního tlaku a bylo zjištěno, že má sníženýexprese ledvinu spontánně hypertenzních potkanů, což poskytuje podobné zdůvodnění [79].
Silné stránky a omezení
Prezentované analýzy mají několik silných stránek a omezení: Za prvé, naše analýzy jsou založeny na populaci pacientů s CKD evropského původu a většinou CKD stadia 3 v pravidelné péči nefrologů. Zatímco biologické mechanismy mohou být upregulovány vzhoršená funkce ledvina tím snadněji detekovatelné u pacientů s CKD, výsledky potenciálně ohrožují zobecnitelnost na obecnou populaci i na jiná etnika. Za druhé, mohli jsme replikovat dva ze tří identifikovaných lokusů v populační kohortě YFS, která také aplikovala techniku ELISA k měření OPN, čímž potvrdila potenciál přenosu nálezů z kohorty s CKD do obecné populace. Pokud jde o třetí, nereplikovaný nález, je třeba počkat na další ověření tohoto výsledku, protože považovat jej za falešně pozitivní by byl předčasný závěr. Za třetí, sérový OPN byl měřen ve studii GCKD ze základních vzorků pomocí nejmodernějšího testu ELISA. Přestože bylo sérum validováno pro použití v použitém testu OPN, není doporučeným typem vzorku, protože během procesu srážení dochází k proteolytickému štěpení trombinem. Naproti tomu měření OPN byla získána ze vzorků plazmy v kohortě YFS. I když byl použit srovnatelný test, rozdíly mezi hladinami u pacientů s CKD a účastníků YFS lze vysvětlit více než jen stavem onemocnění.
Závěry
V tomto prvním GWAS sérových hladin OPN vvelké CKDkohorty byly detekovány dvě replikované asociace na chromozomu 4. Jeden lokus nejblíže genu SPP1, stejně jako lokus mapující do genu KLKB1, spojující OPN s jeho produkcí a KKS. K úplnému vysvětlení role OPN jsou zapotřebí další studie(pato)fyziologie ledvina objasnit funkce OPN v souvislosti s KKS a případně zánětlivými procesy při fibróze ledvin.
Materiál a metody Etické prohlášení NěmeckýChronické onemocnění ledvinStudie (GCKD) byla schválena všemi etickými komisemi zúčastněných institucí v Německu, které také pokrývají tento projekt. Byl registrován v národním registru pro klinické studie (DRKS 00003971; S1 Information). Pro všechny účastníky byl získán písemný informovaný souhlas.
Study population The GCKD study cohort consists of 5,217 adult CKD patients of European ancestry with (i) an eGFR between 30–60 mL/min per 1.73m2 or (ii) an eGFR >60 ml/min/1,73 m2 a „zjevná“ albuminurie/proteinurie na začátku [20]. Při vstupní návštěvě (2010–2012) získával vyškolený personál data pomocí standardizovaného dotazníku a fyzikálních vyšetření. Biovzorky byly získány, přímo zpracovány a poté uloženy při -80˚C v centrální biobance [80]. Postupy studie a hlavní výchozí nálezy byly popsány již dříve [20,81].
