חלק 2| וריאציה גנטית משפיעה על פלזמה אנגיופואטין-2 בהתפתחות של תת-פנוטיפים של פגיעה בכליות חריפה

לחץ כאן לחלק 1

למידע נוסף, צור קשר עם emily.li@wecistanche.com

Cistanche יכול לשפר את תפקוד הכליות

דִיוּן

החיפוש אחר גנים של רגישות ב-AKI נבלם על ידי הטרוגניות בתוך הפנוטיפ של המחלה הקליני. באמצעותAKIתת-פנוטיפים, גילינו שוריאנט גנטי ליד הגן ANGPT2, rs2920656, מגן מפני התפתחות AKI-SP2. ניתוח מסקנות סיבתי מצביע על כך שריכוזי ANG-2 בפלזמה תיווכו 41.5 אחוז מהקשר הגנטי בין rs2920656 לAKI-SP2סיכון אצל נושאים ממוצא אירופי. יתר על כן, ניסויים חוץ-גופיים הוכיחו שהאלל המינורי של rs2920656 עשוי להוביל לשחרור חלבון ANG-2 נמוך יותר על ידיתאי אנדותל של כליה אנושית. בנוסף, פלזמה ANG-2 מנוקה באופן מינימלי באמת, מה שמצביע על כך שסביר להניח שריכוזים גבוהים של ANG-2 בפלזמה אינם נובעים מכִּליָהפציעה. בסך הכל, ממצאים אלה מספקים.

עדות לכך שפלזמה ANG-2 ממלאת תפקיד מכניסטי בתגובת המארח למחלה קריטית המובילה ל-AKI-SP2. מאמצים למקד את ציר Ang-Tie2 עשויים להגביל את חומרת AKI ולגרום לתוצאות קליניות גרועות [35]. הגן ANPT2 מקונן ב-100 אחוז בתוך הגן מיקרוצפלין (MCPH1). מוטציות בגן MCPH1 נקשרו למחלות של נוירוגנזה וקרצינומה של תאי כליה [36]. הראינו ש-rs2920656 הוא וריאנט אינטרוני ב-MCPH1 המווסת את ריכוזי ANG-2 בפלזמה. מחקרים קודמים זיהו וריאנטים גנטיים ב-MCPH1 [37] ו-ANGPT2 [38] הקשורים לריכוזי ANG-2. אפשר גם להעלות על הדעת ש-rs2920656 משפיע על ביטוי MCPH1. עם זאת, למיטב ידיעתנו, אין תפקיד עבור MCPH1 במצב אקוטי או כרונימחלת כליותאו פגיעה בכלי הדם תוארה. לעומת זאת, מספר רב של מחקרים פרה-קליניים וקליניים הוכיחו את התפקיד החשוב של פלזמה ANG -2 בפיתוח של AKI [16, 39, 40].

דיווחים מרובים העלו סמנים ביולוגיים בפלסמה לתפקוד האנדותל בפתופיזיולוגיה של AKI [39, 41, 42]. ANG-1 ו--2 הם גורמי גדילה של אנדותל כלי דם שנקשרים שניהם לקולטן האנדותל טירוזין קינאז (Tie-2) אך יש להם פעילויות תלויות הקשר [43]. ANG-1 משתחרר על ידי פריציטים וטסיות דם והוא אגוניסט לקולטן Tie-2. ANG-1 מגן על ידי ייצוב האנדותל ומניעת דליפת נימי מיקרו-מחזורית, סימן היכר של AKI [44]. לעומת זאת, ANG-2 פועל בדרך כלל כאנטגוניסט לקולטן Tie-2 ומקדם חדירות אנדותל [45] ודלקת [46, 47]. הגן ANGPT2 מקודד ל-ANG -2 במחזור, המשתחרר מתאי האנדותל במהלך גירוי דלקתי. מחקרים בבעלי חיים הראו שעיכוב של קישור ANG-2, הגדלת ריכוזי ANG-1 [41, 44], או הפעלה של Tie-2 [46] מפחיתים את דליפת האנדותל ומגנים מפני AKI. יחד מחקרים אלה מרמזים על תפקיד מכניסטי של ציר ANG-Tie2 ב-AKI. כאן אנו מדגימים ויסות גנומי של פלזמה ANG-2 כחלק נוסף התומך בתפקיד הסיבתי של ANG-2 בפיתוח של צורה חמורה של AKI, AKI-SP2.

הקשר החזק בין פלזמה ANG-2 ופיתוח AKI-SP2 מעלה את השאלה האם ANG-2 דומה לקריאטינין: מסונן על ידיכִּליָהורמות גבוהות הן פשוט השתקפות של ירידה בסינון הכלייתי. כדי להדגים שריכוזי ANG-2 בפלזמה אינם רק סמן אלא סיבתי להתפתחות של AKI חמור, אנו מספקים שתי קווי ראיות. ראשית, באמצעות ניתוח מסקנות סיבתיות גנטי, הראינו ששונות גנטית ליד הגן ANGPT2 קשורה לריכוזי ANG-2 בפלזמה ולהתפתחות של AKI-SP2. שנית, בניגוד לקריאטינין (113 Da), ANG-2 (57,000 Da) היא מולקולה גדולה שסביר שלא תסוננה באופן קבוע בגלומרולוס. באוכלוסיה חולה קריטית, הדגמנו פינוי כליות מינימלי של ANG-2. לפיכך, עלייה בריכוזי ANG-2 בפלזמה לא נובעת מהבדלים בסינון הכלייתי, ובמקום זאת, עשויות להיות מעורבות בפתופיזיולוגיה של AKI בחולים קשים.

חשוב לציין שלוריאנטים גנטיים בודדים יש ככל הנראה השפעות כלליות קטנות על התפתחות המחלה מכיוון ש- AKI היא ככל הנראה מחלה פוליגנית. החוזק של ניתוח זה הוא זיהוי של וריאנט גנטי התומך ב-ANG{{0}} כסיבתית בהתפתחות של AKI. אפילו גרסאות בעלות גודל אפקט צנוע מספקות הזדמנויות לחקירה של מסלולים סיבתיים פוטנציאליים באמצעות ניתוח תרופות גנטי. לדוגמה, מחלת לב וכלי דם, בדומה ל-AKI, היא תכונה פוליגנית עם וריאנטים גנטיים רבים המסבירים כל אחד חלק קטן מהסיכון. בלי קשר, שלושה SNPs שהסבירו רק 0.4 עד 2 אחוז מהשונות ברמות חלבון c-reactive אפשרו את הקביעה שחלבון c-reactive אינו סיבתי בהתפתחות מחלת כלי דם איסכמית [48], וממצאים אלו אושרו במחקרים הבאים [49].

לעבודה שלנו יש כמה חוזקות. ראשית, השתמשנו בתתי-פנוטיפים של AKI כדי למנף את הדיוק בהגדרת הפנוטיפ וכדי למקסם את גודל המדגם כדי לגלות וריאנטים גנטיים. שנית, ניתוח מסקנות סיבתי מצביע על כך ש-41.5 אחוז מהסיכון הקשור ל-rs2920656- לפיתוח AKI-SP2 מוסבר על ידי רמות ANG-2 בפלזמה. זה מספק ראיות קליניות, המבוססות על עבודה ממחקרים בבעלי חיים, שאפנון ריכוזי ANG-2 בפלזמה עשויה לשפר את התוצאות ב-AKI הקשורים למחלות קריטיות. שלישית, כדי לתת את הדעת על בלבול שיורי פוטנציאלי ולקשר ייצור Ang-2 ספציפית אלכִּליָהתאי אנדותל, השלמנו ניסויים במבחנה באמצעות HKMECs. רביעית, באמצעות קבוצת טיפול נמרץ ייחודית עם דגימות איסוף שתן מתוזמן ולפני ואחרי דגימות פלזמה, הצלחנו להדגים שכמויות מינימליות של פלזמה ANG-2 מסוננות על ידיכִּליָה. לפיכך, הקשר החזק של ANG-2 עםספציפי לכליהסביר להניח שהתוצאות אינן מבולבלות על ידי בעיות של סיבתיות הפוכה.

למחקר שלנו יש מגבלות. גודל המדגם שלנו היה קטן יחסית. עם זאת, התכונה הכמותית המוגדרת היטב שלנו (AKI-SP2) אפשרה לנו לזהות קשר גנטי עם המספר המצומצם של חולים קשים עם AKI. שנית, הניתוחים הוגבלו לחולים ממוצא אירופאי על מנת להפחית תערובת גנטית, למקסם את הכוח, ובגלל הבדלים בתדרים אללים בין הרקע האתני. נדרשת עבודה עתידית לחקור אוכלוסיות אתניות חלופיות כדי לקבוע אם שונות גנומית דומה משפיעה על ריכוזי ANG-2 בפלזמה. שלישית, בעוד שהייתה מגמה במדידות ANG-2 נמוכות יותר ב-PTECs עם האלל הקטן, התוצאות לא היו מובהקות סטטיסטית. עם זאת, קשה להשיג את הדגימות האנושיות, ואפילו עם גודל מדגם קטן ראינו כיוון עקבי. רביעית, בשל הייחודיות של מערך נתונים זה, לא הצלחנו למצוא אוכלוסיית חולים דומה לשכפל את הממצאים שלנו. מערך הנתונים שלנו כלל מטופלים עם פנוטיפ היטב עם AKI, עם נתוני תוצאה גנומית, פלזמה וקלינית. עם זאת, בתוך ארבע האוכלוסיות האישיות שנכללו ב-iSPAAR היה כיוון עקבי בתוקף בין rs2920656 לבין הפיתוח של AKI-SP2. נדרשת עבודה עתידית כדי להבין את ההשפעה של rs2920656 על פיתוח תת-פנוטיפ ותוצאות קליניות ספציפיות ל-AKI.

סיכום

לסיכום, זיהינו וריאנט גנטי ליד הגן ANGPT2 הקשור לריכוזי ANG-2 בפלזמה ולהתפתחות של AKI-SP2 בקרב אוכלוסייה חולה קריטית. בדקנו את הקשר הזה גם באמצעות מחקרים שהושלמו ב-HKMECs. הממצאים שלנו מצביעים על כך שלפלזמה ANG-2 יש תפקיד סיבתי בפיתוח AKI-SP2 ומאמינים שמאמצים למקד את ציר Ang-Tie2 עשויים למנוע התפתחות של תוצאות קליניות גרועות.

הפניות

1. Clermont G, Acker CG, Angus DC, Sirio CA, Pinsky MR, Johnson JP. אי ספיקת כליות בטיפול נמרץ: השוואה בין ההשפעה של אי ספיקת כליות חריפה ומחלת כליות סופנית על תוצאות טיפול נמרץ.כִּליָהInt. 2002;62:986–96.

2. ישאני A, Xue JL, Himmelfarb J, Eggers PW, Kimmel PL, Molitoris BA, et al. חַדכִּליָהפציעה מגבירה את הסיכון ל-ESRD בקרב קשישים. J Am Soc Nephrol JASN. 2009;20:223–8.

3. Coca SG, Yusuf B, Shlipak MG, Garg AX, Parikh CR. סיכון ארוך טווח לתמותה ותוצאות שליליות אחרות לאחר אקוטיכִּליָהפגיעה: סקירה שיטתית ומטה-אנליזה. Am J Kidney Dis Off J Natlכִּליָהמצאתי. 2009;53:961–73.

4. Chawla LS, Eggers PW, Star RA, Kimmel PL. חַדכִּליָהפציעה וכרוניתכִּליָהמחלה כתסמונות מקושרות. N Engl J Med. 2014;371:58–66.

5. Stafford-Smith M, Li YJ, Mathew JP, Li YW, Ji Y, Phillips-Bute BG, et al. מחקר אסוציאציה רחב הגנום של פגיעה חריפה בכליות לאחר ניתוח השתלת מעקף כלילית מזהה מוקדי רגישות. כליות אינט. 2015;88:823–32.

6. Zhao B, Lu Q, Cheng Y, Belcher JM, Siew ED, Leaf DE, et al. מחקר אסוציאציה רחב גנום לזיהוי פולימורפיזמים חד-נוקלאוטידים לפגיעה חריפה בכליות. Am J Respir Crit Care Med. 2016;195:482–90.

7. Barasch J, Zager R, Bonventre JV. פגיעה חריפה בכליות: בעיית הגדרה. Lancet Lond Engl. 2017;389:779–81.

8. Copeland KT, Checkoway H, McMichael AJ, Holbrook RH. הטיה עקב סיווג שגוי בהערכת הסיכון היחסי. Am J Epidemiol. 1977;105: 488–95.

9. Sioux V, González JR, Bouzigon E, Curjuric I, Boudier A, Imboden M, et al. הטרוגניות גנטית של פנוטיפים של אסתמה שזוהו על ידי גישת מקבץ. Eur Respir J. 2014;43:439–52.

10. Bhatraju PK, Zelnick LR, Herting J, Katz R, Mikacenic C, Kosamo S, et al. זיהוי של תת-פנוטיפים של פגיעה בכליות חריפה עם חתימות מולקולריות שונות ותגובה לטיפול בוואזופרסין. Am J Respir Crit Care Med. 2018;199:863–72.

11. Russell JA, Walley KR, Singer J, Gordon AC, Hébert PC, Cooper DJ, et al. עירוי וזופרסין לעומת נוראדרנלין בחולים עם הלם ספטי. N Engl J Med. 2008;358:877–87.

12. Wu X, Guo R, Chen P, Wang Q, Cunningham PN. TNF גורם לדלקת תלוית קספאז בתאי אנדותל כליה באמצעות מנגנון תלוי שרשרת קלה של rho-ומיוזין. Am J Physiol Renal Physiol. 2009;297:F316–26.

13. Xu C, Chang A, Hack BK, Eadon MT, Alper SL, Cunningham PN. נזק בתיווך TNF לאנדותל הגלומרולרי הוא גורם חשוב לפגיעה בכליות חריפה באלח דם. כליות אינט. 2014;85:72–81.

14. קנינגהם PN, Dyanov HM, Park P, Wang J, Newell KA, Quigg RJ. אי ספיקת כליות חריפה באנדוטוקסמיה נגרמת על ידי TNF הפועל ישירות על קולטן TNF-1 בכליה. J Immunol. 2002;168:5817–23.

15. Han S, Lee SJ, Kim KE, Lee HS, Oh N, Park I, et al. שיפור של אלח דם על ידי הגנה על כלי דם הנגרמת על ידי הפעלת TIE2. Sci Transl Med. 2016;8:335ra55.

16. פאריך SM. ציר האיתות Angiopoietin-Tie2 בדלקת מערכתית. J Am Soc Nephrol JASN. 2017;28:1973–82.

17. Wei Y, Tejera P, Wang Z, Zhang R, Chen F, Su L, et al. וריאנט גנטי של Missense ב-LRRC16A/CARMIL1 משפר את ההישרדות של תסמונת מצוקה נשימתית חריפה על ידי החלשת הירידה בספירת הטסיות. Am J Respir Crit Care Med. 2017;195:1353–61.

18. Trinder M, Genga KR, Kong HJ, Blauw LL, Lo C, Li X, et al. חלבון העברה של Cholesteryl Ester משפיע על רמות ליפופרוטאין בצפיפות גבוהה ועל הישרדות במחלת אלח דם. Am J Respir Crit Care Med. 2019;199:854–62.

19. Reilly JP, Wang F, Jones TK, Palakshappa JA, Anderson BJ, Shashaty MGS,

et al. פלזמה אנגיופואטין-2 כסמן סיבתי פוטנציאלי בהתפתחות ARDS הקשורה לאלח דם: עדויות מאקראיות מנדליאנית וניתוח תיווך. טיפול נמרץ מד. 2018;44:1849–58.

20. Bhatraju PK, Mukherjee P, Robinson-Cohen C, O'Keefe GE, Frank AJ,

כריסטי JD, et al. תת-פנוטיפים של פגיעה בכליות חריפה מבוסס על

מסלול קריאטינין מזהה חולים בסיכון מוגבר למוות. Crit Care Lond Engl. 2016;20:372.

21. National Heart, Lung, and Blood Institute Syndrome Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) Clinical Trials Network, Matthay MA, Brower RG, Carson S, Douglas IS, Eisner M, et al. ניסוי קליני אקראי מבוקר פלצבו של תרסיס₂-אגוניסט לטיפול בפגיעה ריאות חריפה. Am J Respir Crit Care Med. 2011;184:561–8.

22. National Heart, Lung, and Blood Institute Syndrome Acute Respiratory Distress Syndrome (Ards) Clinical Trials Network, Wheeler AP, Bernard GR, Thompson BT, Schoenfeld D, Wiedemann HP, et al. קטטר ריאתי-עורק לעומת צנתר ורידי מרכזי כדי להנחות את הטיפול בפציעה חריפה של הריאות. N Engl J Med 2006;354:2213–2224.

23. רייס TW, Wheeler AP, Thompson BT, de Boisblanc BP, Steingrub J, Rock P, et al. חומצת שומן אנטרלית אומגה-3, חומצה גמא-לינולנית ותוספי נוגדי חמצון בפציעה חריפה של הריאות. JAMA. 2011;306:1574–81.

24. Gong MN, Zhou W, Williams PL, Thompson BT, Pothier L, Christiani DC. פולימורפיזם בגן לקטין קושר מנוז-2 ותסמונת מצוקה נשימתית חריפה. Crit Care Med. 2007;35:48–56.

25. Liu KD, Glidden DV, Eisner MD, Parsons PE, Ware LB, Wheeler A, et al. ערך ניבוי ופתוגני של סמנים ביולוגיים בפלסמה לפגיעה חריפה בכליות בחולים עם פגיעה ריאתית חריפה. Crit Care Med. 2007;35:2755–61.

26. Liu KL, Lee KT, Chang CH, Chen YC, Lin SM, Chu PH. תרומבמודולין ואנגיופואטין בפלזמה גבוהים-2 מנבאים התפתחות של פגיעה חריפה בכליות בחולים עם אוטם שריר הלב חריף. Crit Care Lond Engl. 2014;18:R100.

27. Siew ED, Matheny ME, Ikizler TA, Lewis JB, Miller RA, Waitman LR, et al. פונדקאיות בשימוש נפוץ לתפקוד הכליות הבסיסי משפיעות על הסיווג והפרוגנוזה של פגיעה כלייתית חריפה. כליות אינט. 2010;77:536–42.

28. Howie BN, Donnelly P, Marchini J. שיטת זקיפת גנוטיפ גמישה ומדויקת עבור הדור הבא של מחקרי אסוציאציה בכל הגנום. PLoS Genet. 2009;5:e1000529.

29. Marchini J, Howie B. זקיפת גנוטיפ למחקרי אסוציאציה רחבי גנום. נאט ר' ג'נט. 2010;11:499–511.

30. Lee PH, Bergen SE, Perlis RH, Sullivan PF, Sklar P, Smoller JW, et al. משתנים וניתוחים ספציפיים לתת-סוגים במחקרי אסוציאציות של גנום שלם: מסגרת סבירות. המהם הרד. 2011;72:10–20.

31. Bhatraju P, Hsu C, Mukherjee P, Glavan BJ, Burt A, Mikacenic C, et al. קשרים בין פולימורפיזם של נוקלאוטיד בודד במסלול FAS ופגיעה חריפה בכליות. Crit Care Lond Engl. 2015;19:368.

32. Yeboah J, Delaney JA, Nance R, McClelland RL, Polak JF, Sibley CT, et al. תיווך של השפעות של גורמי סיכון קרדיווסקולריים באמצעות מחלת כלי דם תת-קלינית: המחקר הרב-אתני של טרשת עורקים. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2014;34:1778–83.

33. קוסוקה אימאי, לוק קיל, טפי יאמאמוטו. זיהוי, מסקנות וניתוח רגישות להשפעות תיווך סיבתי. JSTOR. 2010;25:51–71.

34. Skol AD, Scott LJ, Abecasis GR, Boehnke M. ניתוח משותף יעיל יותר מניתוח מבוסס שכפול למחקרי אסוציאציה דו-שלביים בכל רחבי הגנום. נאט ג'נט. 2006;38:209–13.

35. Higgins SJ, Purcell LA, Silver KL, Tran V, Crowley V, Hawkes M, et al. חוסר ויסות של אנגיופואטין-1 ממלא תפקיד מכניסטי בפתוגנזה של מלריה מוחית. Sci Transl Med. 2016;8:358ra128.

36. Pulvers JN, Journiac N, Arai Y, Nardelli J. MCPH1: חלון להתפתחות המוח והאבולוציה. Front Cell Neurosci. 2015 [מצוטט 2019 19 במרץ];9.

37. Lieb W, Chen MH, Larson MG, Safa R, Teumer A, Baumeister SE, et al. מחקר אסוציאציות רחב גנום לגורמי גדילה אנדותל. Circ Cardiovasc Genet. 2015;8:389–97.

38. Meyer NJ, Li M, Feng R, Bradfield J, Gallop R, Bellamy S, et al. וריאנט גנטי של ANGPT2 קשור לפציעה ריאות חריפה הקשורה לטראומה ולשינוי ביחס איזופורם פלזמה אנגיופואטין -2. Am J Respir Crit Care Med. 2011;183:1344–53.

39. Jongman RM, van Klarenbosch J, Molema G, Zijlstra JG, de Vries AJ, van Meurs M. Angiopoietin/Tie2 Disbalance קשור לפגיעה חריפה בכליות לאחר ניתוח לב בסיוע מעקף לב-ריאה. PLoS ONE. 2015;10:e0136205.

40. Robinson-Cohen C, Katz R, Price BL, Harju-Baker S, Mikacenic C, Himmelfarb J, et al. קשר של סמנים של חוסר ויסות אנדותל Ang1 ו- Ang2 עם פגיעה כלייתית חריפה בחולים קשים. Crit Care Lond Engl. 2016;20:207.

41. David S, Park JK, van Meurs M, Zijlstra JG, Koenecke C, Schrimpf C, et al. מתן אקוטי של Angiopoietin רקומביננטי -1 משפר תסמונות הפרעות בתפקוד של איברים מרובים ומשפר את ההישרדות באלח דם עכברי. ציטוקין. 2011;55:251–9.

42. Kümpers P, Hafer C, David S, Hecker H, Lukasz A, Fliser D, et al. אנגיופואטין-2 בחולים הזקוקים לטיפול חלופי כליות ביחידה לטיפול נמרץ: קשר לפגיעה חריפה בכליות, תסמונת אי תפקוד ריבוי איברים ותוצאה. טיפול נמרץ מד. 2010;36:462–70.

43. יואן HT, Khankin EV, Karumanchi SA, Parikh SM. Angiopoietin 2 הוא אגוניסט/אנטגוניסט חלקי של איתות Tie2 באנדותל. מול תא ביול. 2009; 29:2011–22.

44. Kim DH, Jung YJ, Lee AS, Lee S, Kang KP, Lee TH, et al. COMP-angiopoietin- 1 מפחית פגיעה חריפה בכליות הנגרמת על ידי ליפופוליסכרידים. כליות אינט. 2009;76:1180–91.

45. Felcht M, Luck R, Schering A, Seidel P, Srivastava K, Hu J, et al. אנגיופואטין- 2 מווסת באופן דיפרנציאלי את האנגיוגנזה באמצעות TIE2 ואיתת אינטגרין. J Clin Invest. 2012;122:1991–2005.

46. ​​Fiedler U, Reiss Y, Scharpfenecker M, Grunow V, Koidl S, Thurston G, et al. Angiopoietin-2 גורם לרגישות לתאי האנדותל ל-TNF-alpha ויש לו תפקיד מכריע בהשראת דלקת. נאט מד. 2006;12:235–9.

47. Higgins SJ, De Ceunynck K, Kellum JA, Chen X, Gu X, Chaudhry SA, et al. Tie2 מגן על כלי הדם מפני היווצרות פקקת בדלקת מערכתית. J Clin Invest. 2018;128:1471–84.

48. Zacho J, Tybjaerg-Hansen A, Jensen JS, Grande P, Sillesen H, Nordestgaard BG. מוגברת גנטית של חלבון C-reactive ומחלת כלי דם איסכמית. N Engl J Med. 2008;359:1897–908.

שיתוף פעולה בין גורמי סיכון מתעוררים; Kaptoge S, Di Angelantonio E, Lowe G, Pepys MB, Thompson SG, Collins R, Danesh J. C-reactive protein ריכוז וסיכון למחלת לב כלילית, שבץ ותמותה: מטה-אנליזה של משתתף. אִזְמֵל. 2010;375(9709):132-40