Malé Rab GTPázy v intracelulárním obchodování s vezikulami: Případ Rab3A/Raphillin-3Komplex v ledvinách

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

Abstraktní:Malé Rab GTPázy, největší skupina malých monomerních GTPáz, regulují přepravu vezikul v buňkách, které jsou nedílnou součástí mnoha buněčných procesů. Jejich role v neurologických onemocněních, jako je rakovina a záněty, byla rozsáhle studována, ale jejich vliv na onemocnění ledvin nebyl do hloubky prozkoumán. Bylo prokázáno, že exprese Rab3a a jeho efektoru Rabphillin-3A (Rph3A) je přítomna v podocytechnormálníledvinyu myší, potkanů ​​a lidí, kolem vezikul obsažených v chodidlových výběžcích a jsou nadměrně exprimovány u onemocnění s proteinurií. Kromě toho model Rab3A knockout myší indukoval hluboké cytoskeletální změny v podocytech zvířat s vysokým obsahem glukózy. Podobně interference RphA v modelu Drosophila způsobila strukturální a funkční poškození v nefrocytech se snížením infiltračních kapacit a počtu nefrocytů. Změny ve struktuře srdečního vlákna ve stejném modelu interference RphA otevírají otázku, zda by dysfunkce Rab3A způsobila současné poškození srdce aledvinové buňky,atraktivní obor, který bude v budoucnu vyžadovat pozornost.

klíčová slova:proteiny Rab; Rab3A; Rabphilin-3A, ledvina, ledvina

cistanche a tongkat ali

ÚvodMalé Rab GTPázy, největší skupina malých monomerních GTPáz, a jejich Rabinteragující proteiny se podílejí na mnoha buněčných funkcích, včetně přenosu endosomálních vezikul a kombinace plazmatické membrány za účelem uvolnění nákladu do extracelulárního prostoru [1,2]. Role Rab GTPáz u onemocnění a specifických syndromů byla široce zkoumána [3]. Motivem výzkumu v posledních letech byly z velké části hodnocené a implikované vezikulární synapse a depozita při onemocněních nervového systému, důkazy o jejich asociaci v jiných tkáních a patologických procesech, jako je rakovina, zánět, krevní destičky a endokrinní sekrece. Funkčně koordinují Rab GTPase události membránového obchodování na základě cyklické interkonverze mezi aktivními stavy vázanými na GTP a neaktivními stavy vázanými na HDP. Forma vázaná na GTP může interagovat s efektory, podporovat různé kroky a přispívat k vektorovému membránovému přenosu [2]. Každý protein Rab má specifické efektorové proteiny, které regulují odlišné kroky intracelulárního transportu, kterými jsou trans-Golgiho síť, endozomální dráha-lysozom pro clearance/degradaci nebo fúze s buněčnou membránou pro uvolňování vezikul, které jsou nejvíce studovány [4–6].

Rabs jsou spojováni s dědičnými genetickými a získanými chorobami [7]. Jejich vliv na rakovinu,neurologické onemocnění, imunita,a byly rozpoznány infekce [8]. Navzdory nárůstu znalostí je jejich příspěvek k dysfunkci a poškození ledvin a srdce minimální. Proto tento přehled poskytuje přehled relevance Rab GTPáz u lidských onemocnění se zvláštním zaměřením na komplex Rab3a-Rph3A a jeho kritickou roli při onemocnění ledvin a zmínku o budoucích důsledcích.

Rab GTPázy a obchodování s vezikulyProteiny Rab [9] jsou hlavními regulátory intracelulárního transportu vezikul mezi různými kompartmenty prostřednictvím náboru efektorů a specifických regulátorů [2], které se účastní buď pučení vezikuly, mobility prostřednictvím interakce s cytoskeletem nebo přivázání k membráně. Rodina Rab se skládá z více než 70 GTPáz, z nichž každá je přednostně spojena s jedním intracelulárním kompartmentem za účelem kontroly specifičnosti a směrovosti cest přenosu membrán, většinou souvisejících s vezikulárním transportem. Přispívají tak k udělování identity membrány [10] a zajišťují, že náklady vázané na membránu jsou přepravovány na jejich správná místa v buňce.

Tyto procesy mají dobře definované cesty obchodování, včetně exocytických a endocytárních cest, přičemž posledně jmenované se skládají z časných, pozdních a recyklačních komponent [11]. Každá z drah je obvykle zabudována s nepřekrývajícími se Rabs a vyskytuje se v různých kompartmentech (obrázek 1).

Ve spojení s trans-Golgiho sítí a sekrečními váčky bylo identifikováno několik proteinů Rab. Rab1 usnadňuje pučení vezikul na výstupním místě endoplazmatického retikula a translokaci vezikul do pre-Golgiho intermediárního kompartmentu [12]. Přechod vezikul z endoplazmatického retikula do pre-Golgiho může být také regulován Rab2-zprostředkovaným reverzním členem. Rab8 přenáší přenos vezikul do sekreční cesty vedoucí z trans-Golgiho sítě do plazmatické membrány. Členové podrodiny Rab3 jsou kritickými regulátory exocytózy sekrečních vezikul v eukaryotických buňkách, ale nedávné studie naznačují, že pro tento proces jsou zapotřebí další izoformy Rab, podrodina Rab27 [13]. Nedávná literatura uvádí, že Rab3 a Rab27 spolupracují na dosažení vezikulární exocytózy rekrutováním specifických efektorových proteinů, jako je Rabphilin3a (Rph3a), které vážou Rab27a, rekrutováním aktivačního enzymu Rab3IL1, regulátoru Rab, který katalyzuje výměnu GDP za GTP na Rab3a [14] ]. Rph3a řídí dokování vezikuly na cílové membrány. Nicméně, některé sekreční vezikuly. Rph3a řídí dokování vezikuly na cílové membrány. Některé sekreční vezikuly však pravděpodobně také pravděpodobně vznikají přímým pučením plazmatické membrány a požadavek na aktivitu Rab GTPázy v takové sekreci není znám.

Obrázek 1. Vnitrobuněčný vezikulární transport zprostředkovaný proteiny Rab. Zvýrazněné proteiny rodiny Rab, které hrají klíčové role při regulaci přenosu buněčných membrán včetně endocytózy, exocytózy, sekrece exozomů a dodávání vezikul mezi organely. Malé Rab GTPázy hrají klíčovou roli v regulaci buněčného vezikulárního přenosu včetně endocytózy, exocytózy, exosomové sekrece a intracelulárního dodávání vezikul. Rab5, který je lokalizován do časných endozomů, zprostředkovává endocytózu a endozomovou fúzi vezikul. Rab11 a Rab25 zprostředkovávají pomalou endocytickou recyklaci prostřednictvím recyklačních endozomů, zatímco Rab4 zprostředkovává rychlou endocytickou recyklaci přímo z raných endozomů. Pozdní endozom-lysozomový provoz spojený s Rab7 zprostředkovává zrání pozdních endozomů a jejich fúzi s lysozomy. Další pozdní endozomální GTPáza, Rab9, zprostředkovává přenos z pozdních endozomů do trans-Golgiho sítě (TGN). Rab1, umístěný na výstupních místech endoplazmatického retikula (ER) a pre-Golgiho intermediárním kompartmentu (IC), zprostředkovává obchodování ER-Golgi. Rab2, který se nachází v IC, může také regulovat obchodování s Golgi-ER. Rab6 je známý hlavně pro intra-Golgiho obchodování s vezikuly. Rab8 zprostředkovává konstitutivní přenos z TGN do plazmatické membrány, zatímco Rab3 a Rab27 zprostředkovávají různé typy regulovaných exocytických událostí. Rab22 zprostředkovává obchodování mezi TGN a ranými endozomy a naopak. A konečně, pro sekreci závislou na multivezikulárním těle (MVB) se ukázalo, že Rab11, Rab35 a Rab27 podporují sekreci exozomů a mohou působit na různé MVB podél endocytické dráhy. MVB: multivezikulární těleso; TGN: trans-Golgiho síť.

Ve vztahu k endocytóze a recyklačním endozomovým drahám je Rab5 rezidentem časných endozomů, fagozomů, plazmatických membrán a zprostředkovává endocytózu zahrnující vezikuly potažené klatrinem. Rab11 a Rab25 se účastní pomalé recyklace endozomů a Rab4 usnadňuje rychlou recyklaci endozomů z raných populací endozomů. Potom Rab7 zprostředkuje zrání pozdního endozomu (LE) a poté uvede LE do lysozomu k degradaci. Konečně, Rab9 spojuje LE s trans-Golgi sítí. Se zaměřením na exosomovou sekreci existují noví molekulární hráči v patogenezi mnoha onemocnění, přičemž Rab11 je prvním hlášeným [15]. Později byly v exosomové sekreci zdůrazněny dva nové Rab, Rab27 a Rab35, které oba umožňují dokování multivezikulárních tělísek (MVB) k plazmatické membráně. Umlčovací experimenty Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11 a nejúčinněji Rab27A a Rab27B snížily sekreci exozomů [16–18]. Tato jednotlivá pozorování se však lišila podle analyzovaných typů buněk a byla ovlivněna diverzitou exosomů obohacenou o různé náklady. Rab11 a Rab35 jsou spojeny hlavně s recyklací a raným tříděním endozomů a Rab27A/B do pozdních endozomálních a sekrečních kompartmentů, často nazývaných organely související s lysozomy [9]. Různé podtypy pozdních endozomů by tedy mohly generovat různé exozomy [19]. Možná by diverzita exosomů v proteinových nákladech mohla být způsobena různými cestami sekreční dopravy regulovanými specifickými proteiny Rab podle buněčného stimulu.

Kromě toho interakce Rab s efektory regulují cílení na vezikuly a membránovou fúzi třemi způsoby [20]. Za prvé, Rabs pomáhají při přepravě vezikul z místa jejich původu do akceptorových kompartmentů prostřednictvím prvků cytoskeletu a motorických proteinů. Za druhé, Rab efektory regulují membránový transport v kroku dokování vezikuly. Za třetí, při membránové fúzi vezikul je dokování na membránu řízené SNARE [20]. Stručně řečeno, specifická lokalizace různých Rab GTPáz do definovaných membránových kompartmentů a jejich schopnost regulovat specifické transportní dráhy je učinily atraktivními jako nové molekulární cíle. Existují však částečné znalosti o přesné funkci a dopadu nadměrné nebo nedostatečné exprese Rab GTPáz na provoz vezikul odvozených z heterogenity funkce v různých typech buněk s obtížemi při identifikaci jejich kinetiky. Vývoj nových technologií, jako je konfokální mikroskopie s vysokým rozlišením [21] a technologie CRISPR/Cas, přispívají k získání solidních informací a lepšímu pochopení role Rab GTPáz v biogenezi a sekreci vezikul, odhalují dříve neznámé fyziologické role, a proto jejich vliv na zdraví a nemoci.

cistanche na prodej

Rabem zprostředkovaný vezikulární provoz a nemociPřesná regulace membránových transportních procesů Rab GTPázami je závislá na interakcích s efektory, udržování polarity buněk pro dosažení maximální účinnosti funkce a struktury a regulaci buněčné signalizace, dělení, přežití a migrace [22,23]. Jejich význam při regulaci obchodování s vezikuly tedy vedl k prozkoumání jejich vztahu k rozvoji několika chorob (tabulka 1).

Jak proteiny Rab fungují a jejich úloha při onemocnění byla rozsáhle studována v buňkách nervového systému, přičemž byla hodnocena úloha v životním cyklu neuronů, aktivitě a akumulaci intraneuronálních depozit [24–27]. U různých neurodegenerativních poruch byly zkoumány změny a regulační role Rab proteinů v patologických mechanismech v neuronech na mitochondriální úrovni a dysfunkce gliových buněk. U Alzheimerovy choroby, Parkinsonovy choroby, Huntingtonovy Corey, amyotrofické laterální sklerózy a Charcot-Marie-Toothovy choroby [25] byly identifikovány změny proteinů Rab. Ačkoli změna proteinů Rab není u všech primární příčinou onemocnění, dokonce je důsledkem. Mutace Rab7, Rab28 a Rab11 jsou primární příčinou onemocnění Charcot-Marie-Tooth a Rab39B u Parkinsonovy choroby [28–31]. Sekundární účinky RabGTPáz na samotný transport membrán byly pozorovány u mnoha dalších onemocnění (Viz široký přehled v 16). Příkladem složitosti mechanismů zapojených do potenciálních změn Rab proteinů jsou studie provedené u Parkinsonovy choroby [32]. V souvislosti s mutací Rab39b byly Rab29, Rab5a a Rab7 identifikovány u dědičné Parkinsonovy choroby s časným nástupem s Lewyho tělísky [31]. Naproti tomu Rab11 zachraňuje několik fenotypů, jako je akumulace Lewyho proteinu [33]. Výzkum analyzující Rab a mechanismy vezikulární dopravy může pomoci pochopit, co udržuje neurony při životě a jeho roli v neurodegenerativních poruchách.

U kardiovaskulárních onemocnění byly také získány relevantní informace. Zvýšená exprese Rab1 v myokardu narušuje subcelulární lokalizaci proteinů a je dostatečná k tomu, aby způsobila srdeční hypertrofii a selhání [34]. V myocytech Rab9-dependentní autofagozomy rozpoznávají a pohlcují poškozené mitochondrie, což vede k ischemicko-reperfuzním (IR) změnám v oxidativní fosforylaci, případně ke snížení životaschopnosti kardiomyocytů [35–37]. U diabetických pacientů s albuminurií identifikovala celogenomová asociační studie genetický lokus Rab38 spojený s albuminurií, což zdůraznilo nové cesty ovlivňující albuminurii [38].

U krevních destiček je rozsáhle studován jejich vliv na hemostázu a trombózu, stejně jako na regeneraci tkání, záněty a metastázy prostřednictvím vychytávání, balení a uvolňování exozomů ze zásobních váčků, vzhledem k jejich potenciálním terapeutickým důsledkům [39]. Úloha při fagocytóze pohlcovat, zabíjet a zpracovávat cizí tělesa a apoptotické buňky a prezentovat antigeny imunitním buňkám byla identifikována jako hrající důležitou roli v imunitních procesech [40]. U poškození IR je mechanismus polarizace regulovaný fosforylací přes Rab21 prostřednictvím Rph3A důležitý pro adhezi neutrofilů k endoteliálním buňkám během zánětlivých odpovědí [41]. Vjátrainterferonový regulační faktor 1 reguluje transkripci Rab27a a extracelulární sekreci vezikul, což vede k oxidované fosfolipidové aktivaci neutrofilů a následnému poškození jater IR [42].

Vzhledem k důležitosti Rab GTPáz v membránovém obchodování a důležitosti tohoto procesu pro lidské zdraví [22] je možná překvapivé, že pouze omezený počet genetických onemocnění je spojen s Rab dysfunkcí. Existence více izoforem Rab a obchodních cest pravděpodobně činí lidi méně zranitelnými vůči mutacím v jednotlivých genech kódujících Rab.

3.1. Rabem zprostředkované akce ve zdraví a onemocnění ledvin

Theledvinyjsou klíčovým orgánem pro udržení homeostázy objemových tekutin a elektrolytů prostřednictvím činnosti specializovaných buněk na různých úrovních struktury. Dysfunkce jednoho z nich má negativní dopad na ostatní, což vede k postupnému snižováníledvinové funkcesměřující k chronickémuNemoc ledvin(CKD), který je vysoce rozšířený v běžné populaci, kolem 10 procent. Většina buněk v tkáních a zejména vledvinyjsou polarizované a obvykle mají dvě odlišné domény plazmatické membrány – apikální a bazolaterální membránu – což je výsledek polarizovaného transportu proteinů a lipidů. Vledvinovéglomeruluspodocyty jsou vysoce diferencované rozvětvené buňky, které mají hlavní roli v udržování filtrační bariéry [53] ve spolupráci s vaskulárním endotelem a mezangiálními buňkami. V tubulech mají buňky více mechanismů specializovaných na různé funkce a ty v endoteliálně-mezenchymální translaci hrají důležitou roli v zánětlivých mechanismech. Znalosti o Rab GTPase v různých buněčných složkáchledvinybyla stanovena, i když význam pro zdraví a nemoci je dnes omezený. Pokroky v pochopení role Rab GTPázy vledvinabyl získán z hodnocení exprese a aktivity komplexu exocyst při vývoji a opravě tubulárního poškození, identifikovaných změn v proteinech Rab vyvolaných nízkofrekvenční genetickou nefropatií nebo hypertenzí nebo hodnocením patologické exprese v modelech proteinurie, glomerulární i tubulární . Podobně byla zkoumána také role v sekreci exosomu. Kulturaledvinové buňkya in vivo modely byly použity k hledání mechanismů, do kterých byly zapojeny proteiny Rab. Například nefrocyty Drosophila, analogy podocytů a tubulární buňky současně poskytují nástroj pro testování funkcí Rab pomocí genetické manipulace. V tabulce 2 je shrnutí znalostí o zapojení Rabu doledvinovéje prezentována fyziologie a patologické stavy. Exocysta je vysoce konzervovaný proteinový komplex s osmi podjednotkami, který se podílí na zacílení a ukotvení exocytárních váčků translokujících z trans-Golgiho sítě na různá místa vledvinovébuňky [54]. Mnoho funkcí exocystu vledvinajsou výsledkem různých malých regulačních GTPáz, které se podílejí na primární ciliognézi, cystogenezi a tubulogenezi. Role opravyledvinovétubulové epiteliální buňky po anakutnípoškození ledvinbyla také uznána [55].

3.1.1. Podocyty

Fu et al. identifikovali 27 různých Rab v nefrocytech, jedenáct bylo funkčních a mezi nimi pět bylo důležitých pro udržení funkčnosti a tři byly nezbytné. Umlčení Rab5 identifikovalo jejich roli při regulaci endocytózy. Při tomtéž v Rab7 a Rab 11 byly pozorovány změny v degradaci proteinu a recyklaci membrány. V důsledku umlčení těchto genů bylo pozorováno narušení organizace vezikul, integrita filtrační bariéry a subcelulární struktury odpovědné za reabsorpci proteinů [56]. Steroid-rezistentní nefrotický syndrom (SRNS) je onemocnění s nízkou frekvencí, u kterého je 30 procent případů u dětí způsobeno genovou mutací, s histologickými lézemi fokální glomerulosklerózy (FSGS), což je syndrom méně častý u dospělých. U missense mutací v genu TBC1D8B (rodina domény TBC1), pozorovaných ve dvou rodinách s X-vázaným SRNS s časným nástupem, pokles Rab11b GTPázu aktivujícího proteinu, pozorování podocytu v architektonických změnách a migračních defektů v důsledku nedostatečné internalizace a recyklační procesy [46]. Kamp a kol. popsali dalších pět rodin s touto mutací a v modelu Drosophila potvrdili implikaci Rab11 v procesu [57]. Další mutace identifikované jako příčina SRNS byly v genu GAPVD1 (endosomální regulátor) a pravděpodobně v genu ANKFY1 (Ankyrin Repeat a FYVE doména obsahující 1). Oba geny interagovaly s Rab5 a mutace naopak zvýšily vazbu na GTP-vázaný RAB5. Interakce GAPVD1 a nefrinu, strukturálního proteinového klíče ve štěrbinové diafragmě, naznačuje, že endocytární přenos nefrinu může hrát roli v patogenezi SRNS zprostředkované RAB5- [45].

3.1.2. Renální tubuly

Tubulární funkce, zejména ty, které se podílejí na reabsorpci proteinů, jsou do značné míry ovlivněny změnou vezikulárního provozu. U hypertenzní krysy plavé s kapucí, model související s hypertenzínemoc ledvin, Rab38 ovlivňuje vylučování proteinů močí v proximálním tubulu. Použitím kultivovaných buněk proximálního tubulu LLC-PK1 knockdown Rab38 mRNA snížil endocytózu albuminu spřaženého s koloidním zlatem [49]. Kromě úlohy Rab38 v epiteliálních tubulárních buňkách byla také identifikována relevantní role Rab7 při ochraně rozvoje endoteliálního mezenchymálního přechodu (EMT) a apoptózy, když je indukováno přetížení albuminem. Přetížení albuminu při aktivaci MMP-2, matrix metaloproteinázy-2 indukované tubulárními buňkami, degraduje kolagen typu IV a snižuje ztluštění tubulární bazální membrány. Nadměrná exprese Rab7 snižuje aktivitu MMP{12}} při zachování tubulární bazální membrány. Výsledek této studie otevírá možnost, že aktivace Rab7 bude užitečná k ochraně před přetížením proteinů v intratubulární tekutině snižující EMT, jak se vyskytuje u diabetické nefropatie [50]. Kromě toho Slp{15}}a, efektor Rab27A, reguluje apikální cílení podokalyxinu a jeho vazebného partnera, ezrinu, ve shodě s Rab27A. Autoři vytvořili model exprese klaudinu-2 prostřednictvím transportu podokalyxinu na apikální povrch funkcí komplexu Slp2-a–Rab27A [51], který přispívá k množství proteinu těsného spojení .

Nakonec byla studována role Rab proteinů ve sběrném tubulu. Aquaporin je vazopresinem regulovaný protein vodního kanálu zodpovědný za osmotickou reabsorpci vody sběrnými kanálky. V přítomnosti vazopresinu se Rab7 a třídění vakuolárních proteinů 35 (Vps35) účastní třídění AQP2 v časných endozomech za podmínek vehikula a transportu apikální membrány [58].

kde koupit cistanche

3.1.3. Exosom Release

Vliv proteinů Rab na uvolňování exosomů byl také hodnocen, přičemž významnou roli hraje Rab27. Dvě nedávné studie identifikují, že inhibice nebo aktivace exprese Rab27 vede ke snížení nebo zvýšení uvolňování exosomu z podocytů. V první z těchto studií nadměrná exprese KIBRA stabilizovala Rab27 a vyhnula se jeho degradaci prostřednictvím ubikvitin-proteazomové dráhy [59]. Ve druhém, v modelu zánětlivé odpovědi na proximální tubulární epiteliální buňky, vyřazení Rab27a inhibovalo nadměrnou zánětlivou odpověď prostřednictvím dráhy CHAC1/NF-KB. Bylo to způsobeno intracelulární akumulací miR-26a, která tak zpomalila vývoj diabetickýchnemoc ledvin [52].

3.2. Rab-3A/Rabphilin-3Komplex vNemoc ledvin

Ve studiích genetické asociace naše skupina identifikovala SNP související s rizikem rozvoje mikroalbuminurie pomocí kombinovaných genetických a metabolomických dat z obecné populace, přičemž nalezla souvislost mezi polymorfismem genu RPH3A a SAE [60]. Nedávno bylo v datech ze studie Strong Heart Study anotováno celkem 277 variant v genech RPH3A, RPH3AL (podobný Rabphilinu 3A), RAB3IL1 (RAB3A interagující protein podobný 1) a RAB27A byly k dispozici pro analýzu asociace s progresí UAE a GFR přesčas. Při použití modelů se smíšenými efekty pro zohlednění rodinné příbuznosti a přizpůsobení potenciálním matoucím vlivům ukázaly polymorfismy na RAB3IL1 a RPH3A sugestivní významnou souvislost s progresí hladin SAE a GFR (nepublikovaná data). Kromě toho předchozí studie z Framinghamské kohorty také prokázala souvislost mezi SAE a RPH3A [61].

V roce 2003 Rastaldi a kol. zkoumali Rph3A a Rab3A jako možné hráče v biologii podocytů. Na základě toho, že se Rph3A váže na Rab3A, je to komplex potřebný pro připojení synaptických vezikul k jejich cílové membráně a který se váže s cytoskeletálními proteiny v neuronech, vesikální a cytoskeletální jsou také důležité pro homeostázu podocytů [47]. Komplex Rab3A-Rph3A byl prokázán v neuronech a neuroendokrinních strukturách i v normálníchledvinyz myší, krys a lidí v podocytech kolem vezikul obsažených ve výběžcích nohou [62,63]. Navíc v lidských biopsiích proteinurických pacientů s fokální a segmentální glomerulosklerózou byl také identifikován nárůst exprese Rab3A-Rph3A [47]. Potenciální role těchto molekul vledvinovépoškození bylo dále studováno stejnou skupinou na modelu Rab3A knockout myší s dietou s vysokým obsahem glukózy. U knockoutovaných myší se vyvinula změněná plasticita aktinu podocytů s poškozením podocytů a proteinurií. Navíc v modelu s dietou s vysokým obsahem glukózyledvinovébyly vyvinuty léze podobné těm u lidské diabetické nefropatie [64].

Naše skupina v nedávné práci identifikovala, že Rph3A je exprimován a kolokalizován s molekulárními markery endocytárních a exocytárních drah v perikardiálních nefrocytech Drosophila melanogaster. Nefrocyt je buňka, která kombinuje podocyt aledvinovéfunguje proximální tubul a podílí se na odstraňování odpadních produktů z hemolymfy a Malpighiových tubulů, což je struktura považovaná za analogickou sledvinovétrubicový systém [48]. Existují dvě odlišné populace nefrocytů: nefrocyty girlandových buněk kolem jícnu (binukleátní) a perikardiální nefrocyty (mononukleární) umístěné spolu se srdcem, obě funkčně, strukturálně a molekulárně podobné lidským podocytům [65].

Několik studií ukazuje, že endocytární dráha hraje důležitou roli ve vývoji, udržování a poškození podocytu a může vést ke změnám v buněčné morfologii [66–68]. Rph3A interference snižuje expresi Rab3a a Drosophila ortholog transkripčního faktoru Krüppel-like faktor 15 (KLF15) je transkripční faktor zinkového prstu vysoce exprimovaný v glomerulech a intersticiálních buňkách. Má ochrannou roli v proteinurických modelech tím, že snižuje poškození tubulárních a podocytů,ledvinovéfifibróza a mezangiální léze. Tyto snížené úrovně poškození podporují alteraci endocytických drah, které nakonec ztrácejí buněčný osud [69]. Morfologický dopad na nefrocyty byl pozorován na několika úrovních: (a) narušení bazální membrány a (b) cytoskeletální modifikace vedoucí k absenci labyrintových kanálů a ztrátě nefrocytů (obrázek 2).

Rph3A interference také ovlivňuje expresi genů přímo zapojených do struktury a funkce nefrocytů. Proteiny Sns a Kirra, lidský nefrin a neph1 orthology, v daném pořadí, které interagují prostřednictvím svých extracelulárních domén za vzniku diafragmy nefrocytů [70], jsou redukovány (umlčeny). Absence exprese Sns vede k dramatickému snížení počtu nefrocytů, což je v souladu s nedávnými studiemi, které dokumentovaly význam cytoplazmatického Sns při regulaci organizace aktinu uvnitř nefrocytů [71]. Kromě toho je interferencí Rph3A ovlivněn také systém Cubilin-Amnionless, který má na starosti endocytózu proteinů malé velikosti přes labyrintové kanály [72]. Snížení příjmu bílkovin nefrocytem je důsledkem snížení exprese Cubilinu a vezikulárního transportu ovlivněného nízkými hladinami KLF15 [48] (obrázek 2). Oba systémy, proteiny Sns a proteiny Cubillin, mohou být změněny snížením exprese genu nebo nesprávnou lokalizací kterékoli z jejich složek. Naše studie zdůrazňuje roli reciproční regulace mezi cytoskeletálními složkami a proteiny nefrocytové diafragmy jako zásadní pro filtraci závislou na velikosti a náboji a poskytuje údaje na podporu předchozích výsledků v modelu Rab3A knockout myší, který indukoval proteinurii aledvinovénedostatečnost [64].

Současně naše skupina analyzovala vliv vysoké hladiny glukózy a angiotenzinu II na systém Rab3A-Rph3A v lidských imortalizovaných podocytech a v peletách buněk moči od pacientů s hypertenzí a diabetem [73]. Naše výsledky naznačují, že systém Rab3A Rph3A by se mohl podílet na změnách pozorovaných u zraněných podocytů a že může být aktivován mechanismus ke snížení poškození prostřednictvím zesílení vezikulárního transportu řízeného tímto systémem. A konečně předběžné údaje z naší skupiny zjistily, že Rph3A je také exprimován v myokardiocytech Drosophila a umlčení Rph3A mělo silný dopad na organizaci vláken a funkční srdeční parametry [74]. Stručně řečeno, systém Rab3A-Rph3A hraje roliledvinamechanismy poškození. Zda může či nemůže hrát roli v doprovodné orgánové dysfunkci, se stává atraktivním polem výzkumu, kterému je v budoucnu třeba věnovat pozornost.

4. závěr

Rab-GTPázy jsou proteiny, které zprostředkovávají mezikompartmentový transport vezikul nesoucích náklad dovnitř a ven z buněk a organel. Rabs mají převládající roli v regulaci přenosu vezikul v buňkách, které jsou nedílnou součástí mnoha buněčných procesů, jako je buněčná proliferace, buněčná výživa, vrozená imunitní odpověď, mitóza a apoptóza. Rabs jsou tedy potenciální molekulární cíle u několika onemocnění, jako je rakovina, kardiovaskulární onemocnění, imunologické poruchy a neurodegenerativní onemocnění. Dopad změněné Rabsovy exprese je však méně pochopen ve specifických orgánech, kde má obchodování s vezikuly velký význam pro jejich strukturu a funkci, jako např.ledvina.Nedávné studie odhalily důležitost komplexu Rab3A-Rph3A v morfologii, ztrátě buněk a fifiltrační funkci vledvina. Nedávno také v srdci Drosophila, což z něj činí nového molekulárního hráče v patogeneziledvinovéa srdeční dysfunkce a jsou aktuálním polem zájmu s potenciálními terapeutickými aplikacemi. V současné době zůstává několik otázek o přesném mechanismu účinku nezodpovězeno a bude vyžadovat budoucí výzkum.

cistanche na prodej