Nová terapeutická strategie pro diabetickou nefropatii: antagonista CCR2

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

ČÁST Ⅱ:Účinky antagonisty CCR2 na makrofágy a expresi Toll-like receptoru 9 na myším modelu diabetické nefropatie

Seigo Ito, Hiroyuki Nakashima, Takuya Ishikiriyama, Masahiro Nakashima, Akira Yamagata a kol.

Abstraktní

Patogenezediabetická nefropatie(DN) souvisí s náborem makrofágů (Mo) do ledvin, produkcí tumor nekrotizujícího faktoru-u (TNF-o) a oxidačním stresem. Aktivace Toll-like receptoru 9 (TLR9) se údajně podílí na systémovém zánětu a tento stav zhoršuje u metabolického syndromu. Proto jsme předpokládali, že TLR9 hraje roli v patogenezi DN (diabetická nefropatie). Dvě podskupiny ledvin Mos v DNdiabetická nefropatiemodelové myši (db/db) byly analyzovány pomocí průtokové cytometrie pro hodnocení jejich distribuce a exprese a funkce TLR9. Myším byl podávánCCR2antagonista INCB3344 po dobu 8 týdnů; změny distribuce a funkce Mo a jeho terapeutické účinky na DNdiabetická nefropatiebyla vyšetřena patologie. V ledvinách myší byly identifikovány CD11bhigh (BM-Mo) pocházející z kostní dřeně a CD11blow Mos (Res-Mo) rezidentní v tkáni. Jako DNdiabetická nefropatieProgrese se významně zvýšila počet BM-Mφ, exprese TLR9 a produkce TNF. V Res-Mos byla zvýšena produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) a fagocytární aktivita. INCB3344 snížil albuminurii, hladinu kreatininu v séru, abundanci BM-Mφ, expresi TLR9 a produkci TNF-a pomocí BM-Mφ a produkci ROS pomocí Res-Mos. Na DN se podílela jak zvýšená aktivace BM-Mo prostřednictvím produkce TLR9 a TNF, tak zvýšená produkce ROS pomocí Res-Mos(diabetická nefropatie)postup. Inaktivace Mos a jejich exprese TLR9 pomocí INCB3344 je tedy potenciální terapeutickou strategií pro DN(diabetická nefropatie).

NOVINKA A ZA POZORNOST Klasifikovali jsme ledvinové makrofágy (Mos) na Mos (BM-Mos) pocházející z kostní dřeně, exprimující vysoké CD1lb a tkáňově specifické rezidentní Mo(Res-Mos) exprimující nízké CD11b. vdiabetická nefropatie(DN) modelové myši. Exprese Toll-like receptoru 9 (TLR9) a produkce TNF prostřednictvím aktivace TLR9 v BM-Mos a produkce ROS v Res-Mo byly zvýšeny.CCR2antagonista potlačoval ledvinovou infiltraci BM-Mos a jejich funkci a produkci ROS pomocí Res-Mos, se současnou supresí TLR9. Naše studie představuje novou terapeutickou strategii pro DN(diabetická nefropatie).

cistanche pharma specialproledvina

PRO ČÁST KLIKNĚTE ZDE Ⅰ

DISKUSE

V této studii jsme představili tři nové poznatky. Za prvé, u diabetických DB/DB myší BM-Mos exprimoval TLR9 a uvolňoval TNF-. hojněji než u nediabetických zamlžených myší, zatímco Res-Mos produkoval více ROS a vykazoval fagocytární funkci. Za druhé, INCB3344, aCCR2antagonista, snížená exprese TLR9 a uvolňování TNF z obou typů MPS a snížená produkce ROS pomocí Res-Mos. A konečně, tyto mechanismy by mohly být zodpovědné za snížení albuminurie a hladin Cr v séru u diabetických DB/DB myší a také za zlepšení mezangiální proliferace a exprese podocytů.

Na základě našich zjištění byly ledvinové Mos rozděleny do dvou populací, tj. BM-Mos vysoce exprimující marker odvozený z kostní dřeně a Res-Mos jej téměř neexprimující. Protože nezávisely na přítomnosti diabetu, byly považovány za jedinečné vlastnosti dvou typů ledvin Mos. Naproti tomu u diabetických myší byly jejich různé funkce zesíleny. Kromě toho byla také zvýšena produkce TNF-, prozánětlivého cytokinu produkovaného hlavně Mos, a IL-10, protizánětlivého cytokinu. To naznačuje, že ledvinové Mos se současně účastní nejen indukce, ale také konvergence zánětu u chronických zánětlivých stavů, jako je DN(Diabetická nefropatie). Role dvou typů ledvinových makrofágů

Protože se vylučování albuminu močí, které odráží závažnost nefropatie, zvyšovalo s procentem BM-Mos u DB/DB myší, navrhujeme, aby BM-Mos hrály hlavní roli v DN(Diabetická nefropatie) vývoj. Kromě toho jsme zjistili, že exprese TLR9 a produkce TNF byly zvýšeny v BM-Mos, zatímco produkce ROS a fagocytární aktivita byly zvýšeny v Res-Mos s DN(diabetická nefropatie)postup. Protože tato pozorování nebyla provedena u mladších a starších zamlžených myší (data nejsou uvedena), domníváme se, že jsou spojena s DN(diabetická nefropatie)progrese a nejsou způsobeny změnami závislými na věku. TLR rozpoznávají molekulární vzorce spojené s patogeny, jako jsou lipopolysacharidy, bakteriální DNA a endogenní molekulární vzorce spojené s nebezpečím, jejichž hladiny jsou zvýšené u diabetu (33,34). Zejména TLR2 a TLR4 se údajně podílejí na udržování zánětu u DN.(diabetická nefropatie), pravděpodobně přes Mos (35-38). TLR9 rozpoznává mitochondriální a bezbuněčnou DNA uvolněnou do oběhu poškozenými/mrtvými buňkami nebo adipocyty a společný bakteriální motiv DNA CpG-ODN, čímž aktivuje vrozenou imunitu a naznačuje její zapojení do poškození ledvin (11,14).

Produkce ROS a fagocytóza pomocí Res-Mos byly zvýšeny spolu s DN(Diabetická nefropatie) progrese. Ledvinka Mos se údajně podílela na DN(diabetická nefropatie)progrese uvolňováním RO prostřednictvím aktivity nikotinamid adenindinukleotid fosfát (NADPH) oxidázy (39,40) a naše předchozí studie ukázala, že ROS odvozené z Res-Mos se podílejí na poškození jaterní tkáně (20). Proto v ledvinách může být Res-Mos také zapojen do poškození tkáně vyvolaného ROS. Kromě toho byla exprese TLR9 v Res-Mos zvýšena u diabetického stavu (obr. 1E). Vzhledem k tomu, že ROS produkované Res-Mos jsou ovlivněny aktivací TLR9 a místními hladinami TNF-a (20,41, 42), zvýšení produkce ROS pomocí Res-Mos s DN(Diabetická nefropatie) progrese byla způsobena zvýšením jejich exprese TLR9 nebo ovlivněna zvýšenou produkcí TNF BM-Mos. Proto se domníváme, že zvýšení produkce TNF-a pomocí BM-Mos a produkce ROS pomocí Res-Mgps zhoršilo DN(diabetická nefropatie).

Ačkoli Res-Mos může hrát zhoubnou roli prostřednictvím zvýšené produkce ROS, jejich silná fagocytóza by mohla mít ochranný účinek na DN (Diabetická nefropatie) myši. Res-Mos může fagocytovat poškozené ledvinové buňky během progrese onemocnění a podílet se na opravě ledvinové tkáně. Kromě toho může dojít ke zvýšení produkce ROS pomocí Res-Mos v důsledku trávení fagocytované poškozené tkáně. Jak jsme hodnotili ROS produkované ledvinami Mos v nestimulovaném prostředí, ROS byly produkovány ve fázi, kdy Mos fagocytoval a štěpil poškozenou tkáň ledvin. Zvýšená produkce ROS v Res-Mos proto nemusí mít negativní vliv na DN(diabetická nefropatie).

ÚčinkyCCR2Antagonista INCB3344 na diabetickou nefropatii

CCL2 je nadměrně exprimován v ledvinách diabetických modelových myší (43-46) a podílí se na exacerbaci albuminurie díky svému působení na glomerulární podocyty(47). Kromě toho je infiltrace monocytů v zánětlivých místech regulována hlavně CCL2 a CCL2 přitahuje Ms do ledvinové tkáně (prostřednictvímCCR2-zprostředkovaná signalizace) a hraje důležitou roli v DN(Diabetická nefropatie) patogeneze(46,47). CCL2 je produkován glomerulárními podocyty, mezangiálními buňkami a tubulárními epiteliálními buňkami a indukuje intersticiální zánět, tubulární atrofii a fibrózu v ledvinách (44, 48, 49). Správa několikaCCR2Nedávno bylo prokázáno, že antagonisté u diabetického modelu myší potlačují infiltraci Mo do ledvin a zabraňují DN(diabetická nefropatie)progrese (50-53). Nicméně,CCR2Antagonisté nebyli klinicky používáni u lidí, pravděpodobně kvůli problémům, jako je krátký farmakologický poločas a nízká afinita k člověku.CCR2. Naproti tomu INCB3344 se může vázat na lidské monocyty s vysokou selektivitou proCCR2a má dlouhý farmakokinetický poločas v lidském nebo myším těle (8,9).

V této studii by INCB3344 mohl potlačit migraci BM-Mos do ledvin u DN(Diabetická nefropatie); neměl však výrazný účinek na Res-Migos, což naznačuje, že populace BM- a Res-Mφ měly odlišné vlastnosti. Kromě toho INCB3344 polarizoval Mg na fenotyp M2 (polarizace M2), což naznačuje účinek přeměny prozánětlivého na protizánětlivý fenotyp.

INCB3344 významně snížil produkci TNF u obou typů Mos, což mohlo nejvíce přispět ke zlepšení DN(Diabetická nefropatie). TNF- se podílí na hypertrofii ledvin, vylučování albuminu a snížené funkci ledvin u DN(Diabetická nefropatie) (3, 54) a je to pleiotropní cytokin, který stimuluje produkci jiných cytokinů autokrinním a parakrinním způsobem (55-58). Proto inhibice TNF-o může sloužit k blokování řady dalších zánětlivých mediátorů, které by mohly vysvětlit jeho příznivé účinky na DN.(diabetická nefropatie). Tak jakoCCR2stimulace vede k produkci TNF-a prostřednictvím aktivity intracelulární glykogensyntázy kinázy 3(GSK3)(59), spekulovali jsme, že INCB3344 inhibuje produkci TNF-blokováním této dráhy v ledvinách Mos. Domníváme se však, že hladiny GSK3 v tomto modelu by měly být vyhodnoceny a je třeba provést další studie k potvrzení této spekulace. Kromě toho naše výsledky ukázaly, že většina glomerulárních Mos byly BM-Mos a produkce TNF v glomerulárních BM-Mos byla vyšší než u jiných BM-Mo v ledvinách. Tyto výsledky naznačují, že INCB3344, který potlačoval počty BM-Mφ (konkrétněji), přispěl hlavně ke zlepšení glomerulárních lézí snížením mesangiální proliferace a ochranou podocytů (zvýšení WT-1).

CCR2bylo hlášeno, že inhibice snižuje produkci TNF prostřednictvím suprese TLR9 (60,61) a exprese TLR9 nebyla pozorována v ledvinovém parenchymu, včetně tubulů, intersticia a glomerulů, s výjimkou buněk, u kterých se v současnosti morfologicky předpokládá, že jsou Mos studie. Proto podávání INCB3344 také snížilo expresi TLR9 u obou typů Mos. Celkově vzato výsledky naznačují, že INCB3344 potlačuje nejen zánětlivou infiltraci BM-Mg do ledvin, ale také jejich škodlivé funkce související se zánětem a může přispět ke zmírnění DN.(diabetická nefropatie).

Závěrem lze říci, že BM-Mos exprimoval TLR9 a uvolňoval TNF-a hojněji u diabetických myší než u nediabetických myší, zatímco Res-Mos produkoval více ROS a vykazoval zvýšenou fagocytární aktivitu u diabetických myší. Společnost INCB3344, aCCR2antagonista, snížená exprese TLR9 a uvolňování TNF z obou typů Mos a snížená produkce ROS pomocí Res-Mos. Tyto změny vysvětlují pokles albuminurie a hladiny Cr v séru, stejně jako patologické zlepšení u diabetických myší. Navrhujeme, aby INCB3344 měl silný potenciál k léčbě DN(diabetická nefropatie)na klinice.

Perspektivy a význam

Prokázali jsme, žeCCR2antagonista INCB3344 může snížit albuminurii a hladinu Cr v séru a zlepšit mezangiální proliferaci a expresi podocytů u myší s DN(diabetická nefropatie). Tyto příznivé účinky se projevily prostřednictvím snížení produkce TNF- z BM-Mos a uvolňování ROS z Res-Mφ, přičemž oba byly založeny na snížení exprese TLR9 v obou typech polarizace Mos a M2. V budoucnu může být tento antagonista receptoru použit jako robustní alternativa nebo partner k blokátoru receptoru angiotenzinu II a kotransportéru sodíku a glukózy-2 k léčbě pacientů k prevenci progrese DN(diabetická nefropatie).

REFERENCE

1. Qi C. MaoX, Zhang Z.Wu H, Klasifikace a diferenciální diagnostikadiabetická nefropatie. J Diabetes Res 2017:8637138,2017. doi:10.1155/2017/8637138.

2. You H, Gao T, Cooper TK, Brian Reeves W, Awad AS. Makrofágy přímo zprostředkovávají diabetické poškození ledvin. 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. Z makrofágů odvozený tumor nekrotizující faktor-alfa zprostředkovává diabetické poškození ledvin. 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. Toll-like receptor 4 podporuje tubulární zánět vdiabetická nefropatie. 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. Antioxidační peptid SS31 zabraňuje oxidačnímu stresu, snižuje CD36 a zlepšuje funkci ledvin vdiabetická nefropatie. Transplantace nefrolových čísel 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. Blokáda CCL2/CCR2signalizace zlepšujediabetická nefropatieu DB/DB myší. Transplantace nefrolových čísel 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. Objev a farmakologická charakterizace nové aktivní látky pro hlodavceCCR2antagonista, 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. Farmakologická charakterizace INCB3344, antagonisty malé molekuly člověkaCCR2. Biochem Biophys Res Commun 387: 251–255, 2009. doi:10. 1016/j.bbrc.2009.06.135.