Uloga farnesoidnog X receptora u zdravlju i bolesti bubrega: potencijalni terapeutski cilj u bolestima bubrega

Theprevalencija bubrežnih bolestije u porastu u cijelom svijetu zbogstarenje stanovništvai rezultiralo je povećanim socioekonomskim opterećenjem kao i povećanim morbiditetom i mortalitetom. Duboko razumijevanje mehanizama koji leže u osnovi fiziološke regulacijebubregipatogeneza povezanih bolestimože pomoći u prepoznavanju potencijalnih terapijskih ciljeva. Farnesoidni X receptor (FXR, NR1H4) primarni je nuklearni receptor žučne kiseline koji transkripcijski regulira homeostazu žučne kiseline kao i metabolizam glukoze i lipida u više tkiva. Uloge FXR u tkivima osim jetrenih i crijevnih tkiva slabo su poznate. U studijama tijekom prošlog desetljeća dokazano je da FXR imazaštitni učinak protiv bolesti bubregasvojim protuupalnim i antifibrotičnim djelovanjem; također igra ulogu u metabolizmu glukoze i lipida u bubrezima. U ovom pregledu raspravljamo o fiziološkoj ulozi FXR-a u bubrezima i njegovoj patofiziološkoj ulozi u različitim bolestima bubrega, uključujućiakutna ozljeda bubregaikronične bolesti bubrega, dijabetička nefropatija i fibroza bubrega. Stoga, regulatorni mehanizmi koji uključuju nuklearne receptore, kao što je FXR, u fiziologiji i patofiziologiji bubrega irazvoj agonistaa antagonisti zamodulirajući FXR izraza aktivaciju treba razjasniti kako bi se identificirali terapijski ciljevi za liječenje bolesti bubrega.

KLIKNITE OVDJE DA DOBIJETE BILJE CISTANCHE ZA LIJEČENJE CKD

UVOD

Thebubregje jedan od važnih organa koji održavaju tjelesnu homeostazu izlučivanjem otpada, reguliranjem ravnoteže acidobaze i elektrolita te moduliranjem tlaka, sastava i volumena krvi. Osim toga,bubregaimaju endokrinu funkciju; proizvode i aktiviraju nekoliko hormona važnih za metabolizam kalcija i fosfora.

Akutna ozljeda bubrega (AKI), karakterizirana brzim padom funkcije bubrega, rezultira značajnim morbiditetom, mortalitetom i visokim medicinskim troškovima; može napredovati do kronične bolesti bubrega (CKD) ili završnog stadija bolesti bubrega (ESKD)1. Unatoč sve većoj učestalosti bubrežnih bolesti i medicinskih troškova diljem svijeta, AKI i CKD nemaju specifično liječenje, a dijaliza i transplantacija bubrega jedini su trenutačno dostupni tretmani za ESKD. Stoga bi trebalo razjasniti osnovne fiziološke i patofiziološke mehanizme u bubregu za razvoj novih i učinkovitih terapijskih strategija, te istražiti nuklearne receptore.

Ovaj se pregled usredotočuje na funkcionalnu ulogu farnezoidnog X receptora (FXR, NR1H4) u homeostazi bubrega i bolestima bubrega. FXR pripada obitelji nuklearnih receptora, koja kod ljudi ima 48 članova, a aktiviraju je žučne kiseline. Ovaj receptor ima ključnu ulogu u održavanju razine žučne kiseline i kolesterola i snažno je izražen u jetri, crijevima i bubrezima2,3. Ovaj pregled sažima nedavne studije o ulozi FXR-a specifičnog za bubrege u zdravlju i bolestima te raspravlja o razvoju potencijalnih terapeutika.

Pregled FXR-a

FXR je prvobitno opisan kao receptor aktiviran farnesolom koji je u interakciji s retinoidnim X receptorom (RXR), a kasnije je otkriveno da ga aktiviraju žučne kiseline4,5. Ljudi i miševi imaju četiri izoforme FXR (FXR 1, FXR 2, FXR 3 i FXR 4), što je rezultat upotrebe različitih promotora i alternativnog spajanja između egzona 5 i 66,7. Međutim, stanične i fiziološke funkcije ovih izoformi FXR nisu jasne. Sekvenciranje RNA mikrodiseciranih bubrega štakora i imunofluorescentno bojenje bubrega divljeg tipa (WT) i FXR knockout (KO) miševa pokazalo je da se FXR uglavnom eksprimira u proksimalnim tubulima, posebno u početnom segmentu proksimalnog tubula (PTS1) i proksimalne ravne tubule u kortikalnim medularnim zrakama (PTS2). FXR se također izražava u drugim regijama bubrega, uključujući distalne tubule, tanke silazne udove i sabirne kanale8-10.

The endogenous ligands of FXR are conjugated and unconjugated bile acids; the ligand pocket is dependent on the bile acid type with the following ranking of potency: chenodeoxycholic acid (CDCA) > deoxycholic acid (DCA) > lithocholic acid (LCA) >>kolna kiselina (CA)4,5,11. Sintetski FXR agonisti, uključujući steroidne i nesteroidne ligande, za liječenje bolesti jetre, kao što su nealkoholni steatohepatitis (NASH) i primarni bilijarni kolangitis (PBC), trenutno su u razvoju. FXR aktiviran ligandom veže se za elemente odgovora FXR, kao što su invertirana ponavljanja (IR0 i 1), usmjerena ponavljanja (DR1, 2, 4 i 5) i evertirana ponavljanja (ER2 i 8), kao monomer ili heterodimer s RXR u promotoru ili intronima ciljnih gena12-15. Iako je duboko sekvenciranje nakon imunoprecipitacije kromatina (ChIP-seq) moćna tehnika za identifikaciju veznih mjesta transkripcijskih faktora u cijelom genomu u jetri i crijevima, ova tehnika još nije provedena za proučavanje FXR u bubrezima. Nadalje, FXR je u velikoj mjeri proučavan u jetri i crijevima, a nedavno se istražuje njegova uloga u fiziologiji i bolestima bubrega.

Uloga FXR u fiziologiji i patofiziologiji bubrega

U ovom pregledu fokusiramo se na uloge FXR-a u fiziologiji i patofiziologiji bubrega, uključujući njegovu ulogu u regulaciji koncentracije urina, volumena vode i metabolizma lipida; također opisujemo njegovu uključenost u vaskularne bolesti, AKI, CKD i dijabetičku nefropatiju (DN). Ovaj pregled ima za cilj sažeti funkcionalne uloge FXR specifičnog za bubrege i zaštitne učinke agonista FXR u različitim bolestima bubrega (Tablica 1).

Funkcija FXR u koncentraciji urina i regulaciji vode. Jedna od važnih funkcija bubrega je modulacija volumena i osmolalnosti urina. Volumen urina miševa s nedostatkom FXR veći je, a osmolalnost im je niža nego kod WT miševa. Nasuprot tome, aktivacija FXR endogenim (CDCA i CA) ili sintetičkim (GW4064) tretmanom agonistom povećava ekspresiju akvaporina 2 (AQP2) u mišjim bubrezima i kultiviranim primarnim stanicama unutarnjeg medularnog sabirnog kanala (IMCD); također smanjuje volumen urina dok povećava osmolalnost urina8. AQP2 je protein akvaporinskog kanala izražen u glavnim stanicama sabirnih kanalića bubrega. On kontrolira koncentraciju urina, a njegovu ekspresiju čvrsto regulira njegov transkripcijski aktivator arginin vazopresin (AVP) i antidiuretski hormon. Međutim, u studijama o Takeda G protein-spregnutom receptoru 5 (TGR5)/FXR signalizaciji, aktivacija samog FXR-a pomoću CDCA ili obetikolne kiseline (OCA, INT-747 ili 6 -etil-kenodeoksikolne kiseline) ne pojačava AQP2 u mišjem modelu nefrogenog dijabetes insipidusa izazvanog litijem; obrnuto, aktivacija TGR5 putem INT-777 (agonist TGR5) ili INT-767 (dualni agonist FXR i TGR5) povećava ekspresiju AQP2 putem TGR5-aktivirane cAMP-protein kinaze A (PKA ) signalni put16. TGR5 je član obitelji receptora povezanih s G proteinom za žučne kiseline i uključen je u homeostazu žučnih kiselina, metabolizam glukoze i lipida te upalne reakcije17. Uz AVP, hipertoničnost u srži bubrega ključna je u kontroli koncentracije urina. Stanice medularnog sabirnog kanala (MCD) miševa s nedostatkom FXR podvrgavaju se masivnoj apoptozi pod hipertoničnim stresom, a liječenje agonistima FXR (CDCA i GW4064) ili prekomjerna ekspresija FXR u staničnoj liniji unutarnjeg medularnog sabirnog kanala miša (mIMCD3) povećava ekspresiju i aktivnost nuklearnog faktora aktiviranih T-stanica 5 (TonEBP, također nazvan NFAT5), koji je kritičan transkripcijski faktor za osmotsku aktivaciju bubrežnih medularnih stanica pod hiperosmotskim stresom18,19. Crystallin zeta (CRYZ), koji sudjeluje u stabilizaciji mRNA kotransportera Na+/K+/2Cl- u bubregu, izravni je ciljni gen FXR-a. Ekspresija CRYZ-a regulirana je aktivacijom FXR-a u MCD-ovima, a prekomjerna ekspresija CRYZ-a smanjuje staničnu smrt izazvanu hipertonusom povećanjem ekspresije B-staničnog limfoma 2 (BCL2). Ovi podaci pokazuju kritičnu ulogu FXR-a u regulaciji volumena urina i osmolalnosti modulacijom ekspresije proteina u MCD-ima bubrega.

Druga važna funkcija bubrega je regulacija volumena tekućine i homeostaze krvnog tlaka reapsorpcijom natrija. Epitelni natrijev kanal (ENaC) regulira transport natrija i ravnotežu natrija u sabirnom kanalu i funkcionira kao glavna komponenta koja regulira homeostazu krvnog tlaka21. Iako studije još nisu istražile izravnu regulaciju ENaC pomoću FXR-a, studije su istraživale aktivaciju i inhibiciju ljudskog i mišjeg ENaC žučnim kiselinama22,23. Osim toga, dušikov oksid (NO) igra važnu ulogu u kontroli krvnog tlaka, a smanjena bioaktivnost NO ključni je čimbenik u hipertenziji24. Žučne kiseline ili agonisti receptora žučnih kiselina smanjuju hipertenziju poboljšavajući vaskularnu reaktivnost regulacijom bioaktivnosti NO. U vaskularnim endotelnim stanicama, liječenje s CDCA i GW4064 povećava razinu ekspresije mRNA i proteina endotelne sintaze dušikovog oksida (eNOS) i povećava proizvodnju NO25. Kod štakora sa spontanom hipertenzijom liječenje CDCA smanjuje povišeni krvni tlak i stimulira eNOS u usporedbi s liječenjem nosačem26. U nedavnoj studiji, miševi C57BL/6 s hipertenzijom izazvanom 20% fruktozom u vodi za piće s 4% natrijevog klorida (HFS) u prehrani tijekom 8 tjedana imali su povišen krvni tlak; također su imali smanjene razine NO u bubrezima i ekspresiju FXR. Intrarenalna prekomjerna ekspresija FXR-a u miševa hranjenih HFS-om i tretmani agonistom FXR-a u stanicama mIMCD-K2 smanjuju hipertenziju i potiču proizvodnju NO reguliranjem ekspresije dynamina 3 (DNM3), koji je vezni protein s neuronskim NOS-om u bubrežnoj srži27. Sve u svemu, provedene su studije o modulaciji natrija žučnim kiselinama i regulaciji krvnog tlaka pomoću FXR agonista; međutim, potrebna su daljnja istraživanja za procjenu mehanizama i terapeutskog potencijala FXR i receptora žučne kiseline.

Funkcija FXR u metabolizmu lipida. FXR je poznat kao ključni regulator homeostaze kolesterola i lipida, a nekoliko je studija izvijestilo o korelaciji između disfunkcije bubrega i nakupljanja lipida u bubrezima u različitim modelima bolesti, uključujući metaboličke bolesti (pretilost, metabolički sindrom i dijabetes melitus), AKI i CKD28.

Udijabetesipretilost izazvana prehranommišjim modelima, razine triglicerida i kolesterola su povećane u usporedbi s razinama u zdravih kontrola. Ove povećane razine triglicerida u bubrezima povezane su s povećanjem razina proteina koji veže regulatorni element sterola 1c (SREBP-1c) i proteina koji veže element odgovora na ugljikohidrate (chREBP), dva transkripcijska faktora koji povećavaju sintezu masnih kiselina29. SREBP-1c je kritični faktor koji povećava sintezu masnih kiselina i nakupljanje lipida u bubrezima30,31. U ova dva modela, liječenje agonistima FXR-a pokazuje učinak zaštite bubrega smanjivanjem gena povezanih sa sintezom masnih kiselina, uključujući SREBP-1c, stearoil-CoA desaturazu-1 (SCD-1 ), i acetil-CoA karboksilaze (ACC), te regulacijom gena povezanih s oksidacijom masnih kiselina i katabolizmom lipida, uključujući receptor aktiviran proliferatorom peroksisoma (PPAR), karnitin palmitoil transferazu 1a (CPT1a), razdvojni protein{{18} } (UCP-2), koaktivator receptora aktiviran proliferatorom peroksisoma-1 (PGC-1) i lipoprotein lipaza (LPL)32,33.

Funkcija FXR u vaskularnim bolestima. Kada se miševi KO s apolipoproteinom E (ApoE) i KO miševi s receptorom lipoproteina niske gustoće (LDLR) liječe agonistom FXR (OCA) ili dvostrukim agonistom FXR/TGR5 (INT- 767), ateroskleroza, stvaranje plakova na aorti i razine citokina u cirkulaciji, uključujući IL-1b, IL-6, IL-8 i IL-12, smanjuju se putem inaktivacije NF-κB34,35. Kako bi istražili uloge inaktiviranih FXR i TGR5 in vivo, Miyazaki-Anzai et al. generirani LDLR KO miševi bez ekspresije FXR i TGR5. Nedostatak FXR i TGR5 u LDLR KO miševa potpuno blokira antiaterogene i protuupalne učinke INT-767 i uzrokuje tešku aterosklerozu i upalu aorte36. Stoga je FXR proučavan kao terapeutski cilj za smanjenje vaskularne upale i stabilnosti aterosklerotskog plaka, a vaskularna bolest jedna je od komplikacija bubrežnih bolesti.

U studijama koje su istraživale korelaciju između CKD-a i vaskularne bolesti, liječenje FXR agonistom (OCA) ApoE KO miševa s CKD-om (5/6 nefrektomiranih) i goveđih kalcificirajućih vaskularnih stanica (CVC) spriječilo je kalcifikaciju izazvanu CKD-om inhibicijom ekspresije osteogenih transkripcijskih faktora (msh homeobox 2; MSX2 i osterix) putem aktivacije c-Jun N-terminalne kinaze (JNK)37. Osim toga, ozbiljna vaskularna kalcifikacija u bolesnika sa stadijem 3-4 CKD-a povezana je s visokim razinama žučne kiseline u serumu u tih bolesnika, osobito njihovim slobodnim razinama DCA; Tretman dvostrukim agonistom FXR/TGR5 (INT-767) kod miševa smanjuje razine CA i žučnih kiselina izvedenih iz CA, kao što je DCA35,38

U CKD-u, endoplazmatski retikulum (ER) aktivirajući transkripcijski faktor -4 (ATF4) posredovan stresom, glavni čimbenik koji inducira vaskularnu kalcifikaciju, eksprimira se i aktivira pomoću DCA. Model miša s CKD-om s manjkom FXR-a ima značajno veći ER stres zbog više razine DCA i teške vaskularne kalcifikacije od razina WT-a. Aktivacija FXR pomoću agonista (OCA i PX20606) inhibira transkripciju gena koji kodiraju enzime kao što su CYP8B1 i CYP7A1 uključeni u sintezu CA-DCA. Posljedično, serumske razine DCA, ER stres i aktivnost ATF4 smanjuju se, čime se smanjuje vaskularna kalcifikacija39. U modelima CKD štakora i glatkim mišićnim stanicama ljudske aorte (HASMC) uzgojenim s osteogenim medijem, aktivacija FXR povećava ekspresiju miR-135a-5p, koji inhibira transformirajući faktor rasta (TGF) receptor 1 (TGFBR1)/TGF- -aktivira put kinaze 1 (TAK1) i smanjuje vaskularnu kalcifikaciju40.

Tablica 1. Sažetak uloge FXR u fiziologiji i patofiziologiji bubrega.

Uloga FXR u akutnoj ozljedi bubrega. AKI, također poznat kao akutno zatajenje bubrega, naglo je smanjenje funkcije bubrega koje se javlja unutar nekoliko dana. Povezuje se s CKD jer može uzrokovati nepovratan gubitak nefrona i skratiti životni vijek bubrega41. Ishemijska/reperfuzijska (I/R) ozljeda i patološki putovi, kao što je otpuštanje reaktivnih kisikovih vrsta (ROS), citokina i upalnih medijatora te aktivacija neutrofila, uključeni su u patogenezu AKI42.

Pokazalo se da FXR agonist OCA štiti bubrege od I/R ozljede ublažavanjem povezanog oksidativnog stresa, uključujući obnavljanje smanjenja unutarstaničnih razina glutationa (GSH) i povećanje razina ROS-a, kroz regulaciju eritroidnog nuklearnog faktora -2-srodni faktor 2 (NRF2)-posredovani antioksidativni geni43. Osim toga, novi prirodni FXR agonist alisol B 23-acetat (ABA), ekstrahiran iz Alismatis Rhizoma, smanjuje povećanu upalu bubrega, apoptozu i stvaranje ROS-a u mišjem modelu AKI izazvanom I/R.

Lipopolisaharid (LPS) uključen je u patogenezu AKI izazvane sepsom i pokazalo se da uzrokuje upalni odgovor i pojačava ROS. U miševa, FXR agonist OCA ima zaštitni učinak protiv AKI izazvanog LPS-om blokirajući nuklearnu translokaciju nuklearnog faktora kapa B (NF-κB, p65 i p50 podjedinice), vraćajući gubitak glutationa i povećavajući NADPH oksidazu45. Točan mehanizam u bubrezima nije poznat, ali u studiji o posttranslacijskim modifikacijama (PTM) FXR u jetri, FXR je utjecao na aktivnost NF-κB. U fiziološkim uvjetima, FXR aktiviran agonistom modificira SUMO2 na K277, a SUMO2-FXR je selektivni transrepresor upalnih gena povećavajući svoju interakciju s NF-κB46.

Autofagija je stanični homeostatski proces kroz koji se oštećene organele i disfunkcionalne komponente uklanjaju, a stanični proteini recikliraju putem lizosomalne degradacije. Povezan je s nekoliko bolesti i javlja se u skladu s odgovorom na unutarnji i vanjski stanični stres. U modelu AKI, proučavana je uloga autofagije u upali, apoptozi i oštećenju mitohondrija do kojih dolazi tijekom AKI, bubrežne intersticijske fibroze i progresivne CKD47.

Hranjenje i post reguliraju transkripciju jetrene autofagije pomoću FXR-cAMP-response element binding protein (CREB) i FXR-PPAR 48,49. U bubrezima se geni autofagije mogu regulirati ne samo FXR agonistima (GW4064 i OCA), već i hranjenjem i postom in vivo. Dodatno, povećana autofagija i geni povezani s apoptozom i razine ROS-a u modelu miša s I/R ozljedom i HK-2 stanicama izazvanim hipoksijom smanjene su aktivacijom FXR. Autofagiju treba strogo kontrolirati kako bi se zaštitilo od progresije AKI u CKD. Razine ROS i proteina povezanih s autofagijom vraćene su na kontrolne razine kod WT miševa 7 odnosno 28 dana nakon I/R, za razliku od modela miša s nedostatkom FXR. Stoga FXR igra važnu ulogu u regulaciji autofagije bubrega tijekom progresije AKI u CKD50.

Cisplatin je najčešće korišteno terapeutsko sredstvo za liječenje raka solidnih organa; međutim, uzrokuje nefrotoksičnost kao nuspojavu. Iako je mehanizam AKI izazvan cisplatinom nejasan, može biti povezan s promjenama u staničnoj signalizaciji, staničnom ciklusu i povezanim patologijama stanične smrti51.

Liječenje FXR agonistom (OCA) suzbija povećanje proupalne signalizacije (TNF- i IL-1) i razine adhezijskih molekula stanične površine (MCP-1 i ICAM-1) u cisplatin- induciran mišji model AKI aktiviranjem transkripcije malog heterodimernog partnera (SHP; NR0B2), koji je poznat kao ciljni gen FXR. Osim toga, OCA smanjuje apoptozu izazvanu cisplatinom i tubularnu atrofiju inhibicijom MAPK puta52. U komparativnoj studiji o cisplatinom induciranom AKI-u kod WT i FXR KO miševa, razine kreatinina u serumu, dušika ureje u krvi i ozljede bubrežnih tubula u skupini koja je primala FXR KO-cisplatin bile su značajno više od onih u skupini koja je primala WT-cisplatin; nadalje, nedostatak FXR pogoršao je AKI izazvanu cisplatinom, vjerojatno inhibicijom autofagije i promicanjem apoptoze53.

Križanjem Kap-Cre (Cre rekombinaza pod kontrolom promotora proteina reguliranog androgenom bubrega) miševa s FXRflflox/flox miševima, Xu et al. generirali su FXRflflox/flox Kap-Cre miševe, čiji je FXR specifično nokautiran u proksimalnim tubulima bubrega (PT)10. Ove su životinje otkrile važnost lokalizacije FXR tijekom AKI izazvane cisplatinom. PT stanice su visoko energizirane prvenstveno kroz oksidaciju masnih kiselina (FAO). Sekvencioniranje RNA primarnih mišjih proksimalnih tubularnih epitelnih stanica (PTECs) koje prekomjerno izražavaju FXR otkrilo je da je ekspresija gena povezanih s FAO i signalizacijom aktiviranom receptorom proliferatorom peroksisoma (PPAR) pojačana. Aktivacija i prekomjerna ekspresija FXR-a specifično u PT smanjuje nakupljanje lipida tijekom AKI izazvane cisplatinom poboljšavajući FAO aktiviranjem transkripcije PPAR i karnitin palmitoiltransferaze (CPT1), enzima koji ograničava brzinu u FAO10.

Cisplatin može povećati nakupljanje lipida, oksidativni stres, peroksidaciju lipida i razine slobodnih masnih kiselina, koje su povezane s feroptozom. Ferroptoza je tip nenapoptotičkog programa stanične smrti posredovan peroksidacijom lipida ovisnom o željezu54. Glutation peroksidaza 4 (GPX4, središnji regulator feroptoze) i FXR bili su smanjeni u mišjem modelu AKI izazvanog cisplatinom u usporedbi s razinama u zdravih kontrola. Osim toga, miševi FXR KO pokazuju povećane razine malondialdehida (MDA, marker peroksidacije lipida) i željeza te smanjeni omjer GSH/GSH disulfid (GSH/GSSG) u usporedbi s miševima WT. Značajno je da je liječenje agonistom FXR kod miševa AKI izazvanog cisplatinom ublažilo ozljedu bubrega i feroptotički odgovor, dok je nedostatak FXR pogoršao ove patološke karakteristike AKI. Sekvenciranje RNA i ChIP testovi otkrili su da FXR regulira transkripciju gena povezanih s feroptozom, uključujući faktor 2 povezan s mitohondrijima koji inducira apoptozu (Aifm2, također zvan FSP1), putem FXR ili FXR-MAFG puta55.

Primjena doksorubicina kao antitumorskog sredstva praćena je kardiotoksičnim, hepatotoksičnim i nefrotoksičnim nuspojavama, a FXR ima nefroprotektivni učinak na doksorubicinom induciran model AKI. Aktivacija FXR dioscinom, prirodnim saponinom iz raznih biljaka, smanjuje nefrotoksičnost izazvanu doksorubicinom, uključujući oksidativni stres i upalu, regulacijom AMP-aktivirane protein kinaze (AMPK) i NRF2/hem oksigenaze-1 (HMOX{{5) }}) putovi56.

Uloga FXR u kroničnim bolestima bubrega. Fibroza bubrega, koju reguliraju fibroblasti i miofibroblasti, glavni je događaj koji dovodi do progresivne KBB na putu do završnog stadija zatajenja bubrega i glavna determinanta zatajenja bubrega57. Upala i fibroza dva su patološka obilježja KBB-a koja uključuju citokin TGF 58,59. Aktivirani TGF inicira oligomerizaciju TGF receptora i fosforilaciju receptora povezanih Smad (R-Sma i Smad protiv dekapentaplegičara, kao što su Smad2 i Smad3). Zatim formira kompleks R-Smad/zajednički Smad (Co-Smad, Smad4) i translocira u jezgru kako bi regulirao transkripciju ciljnih gena, uključujući aktin glatkih mišića (-SMA), kolagene i inhibitorni Smad759. U mišjem modelu CKD putem unilateralne ureteralne opstrukcije, FXR aktivacija smanjuje fibrozu bubrega potiskivanjem ekspresije SMAD3, ali ne mijenja razine mRNA SMAD2 i SMAD460. Uz to, aktivacija FXR smanjuje fibrozu bubrega inhibicijom signaliziranja proteina 1 (YAP) povezanog s Da, koji regulira aktivaciju fibroblasta i sintezu izvanstaničnog matriksa61-63. Aktivacija YAP-a izazvana TGF-om ubrzava fibrozu bubrega aktiviranjem ekspresije njegovih ciljnih gena putem fosforilacije YAP-a i nuklearne translokacije. Aktivacija FXR pomoću agonista (GW4064 i WAY-362450) smanjuje fibrozu bubrega inhibicijom fosforilacije Src kinaza (obitelji nereceptorskih tirozin kinaza) i Src-posredovane aktivacije YAP u PT epitelnim stanicama i intersticijskim fibroblastnim stanicama62. EDP-305, novi agonist FXR, također može smanjiti fibrozu bubrega inhibicijom fosforilacije i translokacije YAP-a63. U budućnosti bi trebalo detaljno proučiti antifibrotični učinak FXR-a u bubrezima.

Uloga FXR u dijabetičkoj nefropatiji. Studije na jetri su pokazale da aktivacija FXR regulira metabolizam glukoze putem transkripcijske represije gena povezanih s glukoneogenezom i glikolizom, uključujući koaktivator 1 receptora aktiviranog proliferatorom peroksisoma (PGC-1), fosfoenolpiruvat kinazu (PEPCK), glukoza-6-fosfataza (G6Pase) i fruktoza-1,6-bisfosfataza 1 (FBP1)64,65.

DN je komplikacija dijabetes melitusa karakterizirana proteinurijom i progresivnim gubitkom funkcije bubrega. Patogenetski mehanizam DN je složen i vođen poremećenim metabolizmom glukoze u dijabetesu, koji pokreće druge metaboličke nedostatke, uključujući patološku aktivaciju faktora rasta, stvaranje visokih razina uznapredovalih krajnjih proizvoda glikacije, hiperglikemiju, hemodinamsku disfunkciju, oksidativni stres, proupalni regulacija citokina i promjena metabolizma lipida30,66.

Istraživan je značaj metabolizma lipida u patogenezi bubrežnih bolesti povezanih sa šećernom bolešću. Razine ekspresije SREBP-1 i sintaze masnih kiselina (FAS) povećavaju se u štakorskom modelu dijabetes melitusa izazvanog streptozotocinom i stanicama mišjih kortikalnih tubula tretiranih visokim sadržajem glukoze, što rezultira povećanim nakupljanjem triglicerida30. Kod Akita i OVE26 miševa, koji su genetski mišji modeli dijabetes melitusa tipa 1, razine ekspresije FXR, SHP, PPAR i PPARδ smanjuju se u bubrezima u usporedbi s onima kod WT; obrnuto, povećavaju se razine triglicerida i kolesterola te ekspresija SREBP-1c i ChREBP, koji povećavaju sintezu masnih kiselina29.

U jetri je proučavana važnost FXR kao negativnog regulatora SREBP-1c i ChREBP i pozitivnog regulatora aktivnosti PPAR; FXR je također istražen zbog svoje uloge u smanjenju razine triglicerida i kolesterola–70.

Agonisti FXR (GW4064 i CA) sprječavaju povećanu ekspresiju SREBP-1 u bubrezima miševa izazvanih prehranom s visokim udjelom masti (HFD), modelom pretilosti uzrokovane prehranom i inzulinskom rezistencijom. Uz to, liječenje db/db miševa s GW4064 ili CA smanjuje ekspresiju SREBP-1 i profifibrotskih faktora rasta, uključujući TGF, faktor rasta vezivnog tkiva (CTGF) i inhibitor aktivatora plazminogena-1 ( PAI-1)32. Visfatin (također nazvan faktor povećanja pre-B-stanica) je adipocitokin koji izlučuju visceralni adipociti i uključen je u patogenezu DN. Liječenje agonistom FXR (GW4064) smanjuje TGF/SMAD signaliziranje i upalne odgovore inhibiranjem povećane ekspresije visfatina u ljudskim mezangijskim stanicama izazvanim visokom glukozom71.

Kako bi odredili ključnu ulogu FXR-a u DN, Wang XX et al. usporedno proučavani miševi C57BL/6 FXR KO otporni na nefropatiju izazvani streptozotocinom i DBA/2 J miševi osjetljivi na nefropatiju72. U DN modelu, nedostatak FXR ubrzava ozljedu bubrega, a primjena agonista FXR smanjuje ozljedu smanjenjem proteinurije, glomeruloskleroze i tubulointersticijske fibroze te reguliranjem metabolizma lipida, posebice smanjenjem ekspresije SREBPs72. Osim toga, ista je skupina izvršila sekvenciranje RNA u DBA/2 J miševa s hiperglikemijom izazvanom streptozotocinom nakon što su ti miševi liječeni FXR agonistom OCA, TGR5 agonistom INT-777 ili dvostrukim agonistom INT-767. Posljedično, otkrili su da OCA regulira put lipogeneze, a INT-777 modulira gene povezane s mitohondrijskom biogenezom; INT-767 prikazuje kombinaciju ovih učinaka. INT-767 sprječava DN kroz više putova, uključujući stimulaciju AMPK-SIRT1-PGC1 -SIRT3-ERR signalizacije, koja regulira ekspresiju mitohondrijskih FAO gena i inhibira aktivaciju metabolizma kolesterola. Osim toga, u mišjem modelu pretilosti izazvane dijetom, dvostruki agonist FXR/TGR5 suzbija bubrežnu bolest izazvanu dijetom mijenjajući sastav žučnih kiselina u bubregu, smanjujući njihovo nakupljanje i smanjujući razine triglicerida i ceramida u bubrezima. Međutim, ovaj učinak dvostrukog agonista ne može kompenzirati odsutnost FXR-a intaktnim TGR5 u odsutnosti FXR73

Korištenjem UPLC‒MS/MS pristupa, kohortna studija o korelaciji između sastava žučnih kiselina i rizika od dijabetesa otkrila je da su nekonjugirane primarne žučne kiseline povezane sa smanjenim rizikom od dijabetesa; obrnuto, konjugirane primarne žučne kiseline povezane su s povećanim rizikom od dijabetesa74. Druga studija o učinku sastava žučne kiseline u DN-u izvijestila je da QiDiTangShen granule, tradicionalni kineski biljni lijek za liječenje dijabetičke bolesti bubrega, mijenjaju sastav žučnih kiselina i crijevnu mikrobiotu; oni također smanjuju izlučivanje albumina u mokraći i ublažavaju patološku ozljedu bubrega u db/db miševa. Međutim, granule QiDiTangShen nisu izravno uključene u ekspresiju FXR75.

Studija o važnosti maladaptivnog ER signaliziranja u patogenezi DN procijenila je terapijski učinak kemijskog šaperona tauroursodeoksikolne kiseline (TUDCA) protiv DN. TUDCA aktivira FXR i inducira ekspresiju gena ovisnih o FXR, uključujući supresor signalizacije citokina 3 (SOCS3) i dimetilarginin dimetilaminohidrolazu 1 (DDAH1), čime se poboljšava glomerularno i tubulointersticijsko oštećenje u modelu DN miša. Stoga, kombinirani učinak TUDCA i inhibicije renin-angiotenzin-aldosteronskog sustava (RAAS) treba podvrgnuti kliničkim studijama za liječenje bolesnika s DN76. Međutim, u ovoj studiji, aktivacija FXR pomoću TUDCA nije pokazala promjenu u ekspresiji Shp, koji je poznati ciljni gen FXR; prethodne studije također su otkrile da liječenje TUDCA ne utječe na ekspresiju Shp i Bsep u primarnim hepatocitima miša77,78. Prema metagenomskim i metabolomičkim analizama podataka bolesnika s dijabetesom tipa 2 liječenih metforminom, razine žučnih kiselina glikurzodeoksikolne kiseline (GUDCA) i TUDCA u crijevima se povećavaju. U eksperimentima koji su uključivali intestinalno specifične FXR KO miševe, GUDCA i TUDCA su endogeni antagonisti intestinalnog FXR79. Trebalo bi provesti daljnje studije o ulozi TUDCA kao agonista ili antagonista FXR-a i korelacijama između regulacije profila žučne kiseline, aktivnosti FXR-a i bolesti bubrega.

Posttransplantacijski dijabetes melitus je česta metabolička komplikacija nakon transplantacije čvrstog organa, uglavnom rezultat univerzalne uporabe uobičajenih imunosupresivnih lijekova, kao što su inhibitori kalcineurina, posebno takrolimus (FK506). Takrolimusom izazvana disglikemija inhibira ekspresiju FXR i unos glukoze te inducira glukoneogenezu; obrnuto, prekomjerna ekspresija GW4064 ili FXR potiskuje glukoneogenezu i potiče unos glukoze reguliranjem ekspresije PEPCK i GLUT2 u HK-2 stanicama i bubrezima kod miševa80. Međutim, potrebno je provesti daljnja istraživanja o ulozi i mehanizmu FXR u regulaciji metabolizma glukoze u bubrezima.

Usluga podrške:

E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/telefon:+86 15292862950

Dućan:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop