תפקידו של קולטן פרנסואיד X בבריאות הכליות ובמחלות: יעד טיפולי פוטנציאלי במחלות כליה

השכיחות של מחלות כליותגדל ברחבי העולם עקבאוכלוסייה מזדקנתוהביא לעלייה בנטל החברתי-כלכלי וכן לעלייה בתחלואה ובתמותה. הבנה עמוקה של המנגנונים העומדים בבסיס הרגולציה הפיזיולוגית שלכִּליָהוהפתוגנזה של מחלות קשורותיכול לעזור לזהות מטרות טיפוליות פוטנציאליות. הקולטן ל-Farnesoid X (FXR, NR1H4) הוא קולטן חומצת מרה גרעינית ראשוני המווסת באופן תעתיק הומאוסטזיס של חומצת מרה וכן את חילוף החומרים של גלוקוז ושומנים ברקמות מרובות. התפקידים של FXR ברקמות אחרות מלבד רקמות הכבד והמעיים אינם מובנים היטב. במחקרים בעשור האחרון, הוכח ל-FXR שיש אאפקט מגן מפני מחלות כליותבאמצעות השפעותיו האנטי דלקתיות והאנטיפיברוטיות; זה גם ממלא תפקידים במטבוליזם של גלוקוז ושומנים בכליות. בסקירה זו, נדון בתפקיד הפיזיולוגי של FXR בכליה ובתפקידיו הפתופיזיולוגיים במחלות כליה שונות, כוללפגיעה חריפה בכליותומחלות כליות כרוניות, נפרופתיה סוכרתית ופיברוזיס בכליות. לכן, מנגנוני הרגולציה המערבים קולטנים גרעיניים, כגון FXR, בפיזיולוגיה ובפתופיזיולוגיה של הכליהפיתוח של אגוניסטיםואנטגוניסטים עבורמווסת ביטוי FXRויש להבהיר את ההפעלה לזיהוי מטרות טיפוליות לטיפול במחלות כליה.

לחץ כאן כדי לקבל עשבי תיבול CISTANCHE לטיפולי CKD

מבוא

הכִּליָההוא אחד האיברים החשובים השומרים על הומאוסטזיס בגוף על ידי הפרשת פסולת, ויסות איזון חומצה-בסיס ואלקטרוליטים, ווויסות הלחץ, הרכבו ונפח הדם. בנוסף, הכליותיש פונקציה אנדוקרינית; הם מייצרים ומפעילים מספר הורמונים חשובים לחילוף החומרים של סידן וזרחן.

פגיעה כלייתית חריפה (AKI), המאופיינת בירידה מהירה בתפקוד הכליות, גורמת לתחלואה משמעותית, תמותה ועלויות רפואיות גבוהות; זה יכול להתקדם למחלת כליות כרונית (CKD) או מחלת כליות סופנית (ESKD)1. למרות השכיחות הגוברת של מחלות כליה ועלויות רפואיות ברחבי העולם, ל-AKI ול-CKD אין טיפול ספציפי, ודיאליזה והשתלת כליה הם הטיפולים היחידים הזמינים כיום עבור ESKD. לכן, יש להבהיר את המנגנונים הפיזיולוגיים והפתופיזיולוגיים הבסיסיים בכליה לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות ויעילות, ולחקור קולטנים גרעיניים.

סקירה זו מתמקדת בתפקיד התפקודי של קולטן ה-Farnesoid X (FXR, NR1H4) בהומאוסטזיס של כליות ובמחלות כליה. FXR שייך למשפחת הקולטנים הגרעיניים, המונה 48 חברים בבני אדם ומופעל על ידי חומצות מרה. קולטן זה ממלא תפקיד מפתח בשמירה על רמות חומצת מרה וכולסטרול והוא מתבטא מאוד בכבד, במעי ובכליות2,3. סקירה זו מסכמת את המחקרים האחרונים על התפקידים של FXR ספציפי לכליה בבריאות ובמחלות ודנה בפיתוח של תרופות טיפוליות פוטנציאליות.

סקירה כללית של FXR

FXR תואר בתחילה כקולטן המופעל על ידי Farnesol המקיים אינטראקציה עם הרצפטור של הרטינואיד X (RXR) ומאוחר יותר נמצא שהוא מופעל על ידי חומצות מרה4,5. לבני אדם ולעכברים יש ארבעה איזופורמים FXR (FXR 1, FXR 2, FXR 3 ו-FXR 4), הנובעים משימוש במקדמים שונים וחבור אלטרנטיבי בין אקסונים 5 ו-66,7. עם זאת, התפקודים התאיים והפיזיולוגיים של איזופורמי FXR אלה אינם ברורים. רצף RNA של כליות חולדה מפורקות וצביעה אימונופלואורסצנטית של כליות מעכברי נוק-אאוט פראי (WT) ו-FXR (KO) הראו ש-FXR מתבטא בעיקר בצינוריות הפרוקסימליות, במיוחד במקטע הראשוני של הצינורית הפרוקסימלית (PTS1) ו הצינוריות הישרים הפרוקסימליים בקרניים מדולריות קורטיקליות (PTS2). FXR מתבטא גם באזורי כליות אחרים, כולל האבובות הדיסטליות, גפיים יורדות דקות ותעלות איסוף 8-10.

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) >>חומצה כולית (CA)4,5,11. אגוניסטים סינתטיים של FXR, לרבות ליגנדים סטרואידיים ולא סטרואידים, לטיפול במחלות כבד, כגון סטאטוהפטיטיס לא אלכוהולית (NASH) ו-primary biliary cholangitis (PBC), נמצאים כעת בפיתוח. FXR המופעל על ידי ליגנד נקשר לאלמנטים של תגובה FXR, כגון חזרות הפוכות (IR0 ו-1), חזרות מכוונות (DR1, 2, 4 ו-5), וחזרות הפוכות (ER2 ו-8), כמונומר. או הטרודימר עם RXR בפרומוטור או באינטרונים של גנים מטרה12-15. למרות שרצף עמוק לאחר כרומטין אימונו-פרציפיטציה (ChIP-seq) הוא טכניקה רבת עוצמה לזיהוי אתרי הקישור של גורמי שעתוק בכל הגנום בכבד ובמעי, טכניקה זו טרם בוצעה כדי לחקור FXR בכליה. יתר על כן, FXR נחקר בעיקר בכבד ובמעיים, ותפקידיו בפיזיולוגיה ומחלות של הכליות נמשכו לאחרונה.

תפקידו של FXR בפיזיולוגיה ופתופיזיולוגיה של הכליות

בסקירה זו, אנו מתמקדים בתפקידים של FXR בפיזיולוגיה של הכליות ובפתופיזיולוגיה, כולל תפקידיו בוויסות ריכוז השתן, נפח המים ומטבוליזם השומנים; אנו מתארים גם את מעורבותו במחלות כלי דם, AKI, CKD ונפרופתיה סוכרתית (DN). סקירה זו נועדה לסכם את התפקידים התפקודיים של FXR ספציפי לכליה ואת ההשפעות המגנות של אגוניסטים FXR במחלות כליה שונות (טבלה 1).

תפקוד FXR בריכוז השתן וויסות המים. אחד התפקידים החשובים של הכליות הוא אפנון נפח השתן והאוסמולאליות. נפח השתן של עכברים חסרי FXR גבוה יותר והאוסמולאליות שלהם נמוכה מזו של עכברי WT. לעומת זאת, הפעלת FXR על ידי טיפול אגוניסטים אנדוגניים (CDCA ו-CA) או סינתטיים (GW4064) מגבירה את הביטוי של aquaporin 2 (AQP2) בכליות עכברים ובתאי צינור איסוף מדולרי פנימי מתורבתים (IMCD); זה גם מקטין את נפח השתן תוך הגברת האוסמולליות של השתן8. AQP2 הוא חלבון ערוץ אקוופורין המתבטא בתאים העיקריים של צינורות איסוף הכליות. הוא שולט בריכוז השתן, והביטוי שלו מווסת בחוזקה על ידי מפעיל התעתיק שלו ארגינין וזופרסין (AVP), והורמון אנטי-דיורטי. עם זאת, במחקרים על איתות קולטן 5 (TGR5)/FXR של Takeda G, ההפעלה של FXR בלבד על ידי CDCA או חומצה אובטיכולית (OCA, INT-747, או 6 -ethyl-chenodeoxycholic acid) אינו מגביר את הוויסות של AQP2 במודל עכבר של סוכרת נפרוגנית אינסיפידוס הנגרמת על ידי ליתיום; לעומת זאת, ההפעלה של TGR5 על ידי INT-777 (אגוניסט TGR5) או INT-767 (אגוניסט כפול FXR ו-TGR5) מגבירה את ביטוי AQP2 באמצעות TGR5-הפעיל cAMP-חלבון קינאז A (PKA ) מסלול איתות16. TGR5 הוא חבר במשפחת הקולטנים הצמודים לחלבוני G לחומצות מרה ומעורב בהומאוסטזיס של חומצות מרה, מטבוליזם של גלוקוז ושומנים ותגובות דלקתיות17. בנוסף ל-AVP, היפרטוניות במדולה של הכליה היא קריטית בשליטה בריכוז השתן. תאי צינור האיסוף המדולרי (MCDs) של עכברים חסרי FXR עוברים אפופטוזיס מסיבי תחת לחץ היפרטוני, וטיפול באגוניסטים של FXR (CDCA ו-GW4064) או ביטוי יתר של FXR בקו תאי צינור האיסוף הפנימי של העכבר (mIMCD3) מגביר את הביטוי והפעילות של גורם גרעיני של תא T משופעל 5 (TonEBP, הנקרא גם NFAT5), שהוא גורם שעתוק קריטי להפעלה אוסמטית של תאי מדולרי כליה תחת לחץ היפראוסמוטי18,19. Crystallin zeta (CRYZ), המשתתף בייצוב של Na+/K+/2Cl- cotransporter mRNA בכליה, הוא גן מטרה ישיר של FXR. הביטוי של CRYZ מווסת על ידי הפעלת FXR ב-MCD, וביטוי יתר של CRYZ מחליש מוות תאי המושרה על ידי היפרטוניות על ידי הגברת ביטוי לימפומה 2 של תאי B (BCL2). נתונים אלה מדגימים את התפקיד הקריטי של FXR בוויסות נפח השתן והאוסמולאליות על ידי וויסות הביטוי של חלבונים ב-MCDs של הכליות.

תפקיד חשוב נוסף של הכליות הוא ויסות נפח הנוזל וההומאוסטזיס של לחץ הדם על ידי ספיגה מחדש של נתרן. תעלת הנתרן האפיתל (ENaC) מסדירה את הובלת הנתרן ומאזן הנתרן בצינור האיסוף ומתפקדת כמרכיב עיקרי המווסת את הומאוסטזיס לחץ הדם21. למרות שמחקרים עדיין לא חקרו את הרגולציה הישירה של ENaC על ידי FXR, מחקרים חקרו את ההפעלה והעיכוב של ENaC אנושי ועכברי על ידי חומצות מרה22,23. בנוסף, תחמוצת החנקן (NO) ממלאת תפקיד חשוב בבקרת לחץ הדם, ופגיעה בפעילות של NO היא גורם מכריע ליתר לחץ דם24. חומצות מרה או אגוניסטים לקולטן חומצות מרה מחלישות יתר לחץ דם על ידי שיפור תגובתיות כלי הדם באמצעות ויסות הפעילות הביולוגית של NO. בתאי אנדותל כלי דם, טיפול עם CDCA ו-GW4064 מגביר את רמות ביטוי ה-mRNA והחלבון של סינתאז תחמוצת החנקן האנדותל (eNOS) ומגביר את ייצור NO25. בחולדות בעלות יתר לחץ דם ספונטנית, טיפול ב-CDCA מחליש את לחץ הדם המוגבר וממריץ eNOS בהשוואה לטיפול בכלי הרכב26. במחקר שנערך לאחרונה, עכברי C57BL/6 עם יתר לחץ דם המושרה על ידי 20% פרוקטוז במי שתייה עם 4% נתרן כלורי (HFS) בתזונה במשך 8 שבועות העלו את לחץ הדם; היו להם גם ירידה ברמות NO בכליות וביטוי FXR. ביטוי יתר של FXR תוך-כליתי בעכברים שניזונו ב-HFS וטיפולים אגוניסטים של FXR בתאי mIMCD-K2 מחלישים יתר לחץ דם ומקדמים ייצור NO על ידי ויסות הביטוי של דינמין 3 (DNM3), שהוא חלבון מקשר עם NOS עצבי במדולה הכלייתית27. בסך הכל, נערכו מחקרים על אפנון נתרן על ידי חומצות מרה וויסות לחץ דם על ידי אגוניסטים FXR; עם זאת, נדרשים מחקרים נוספים כדי להעריך את המנגנונים והפוטנציאל הטיפולי של קולטני FXR וחומצות מרה.

תפקוד FXR במטבוליזם של שומנים. FXR ידוע כמווסת מפתח של הומאוסטזיס של כולסטרול ושומנים, ומספר מחקרים דיווחו על המתאם בין תפקוד לקוי של הכליות והצטברות שומנים בכליות במודלים שונים של מחלות, כולל מחלה מטא-בולית (השמנה, תסמונת מטבולית וסוכרת), AKI, ו CKD28.

בסוכרתוהשמנת יתר על רקע דיאטהמודלים של עכברים, רמות הטריגליצרידים והכולסטרול מוגברות בהשוואה לרמות בביקורות בריאות. רמות מוגברות אלו של טריגליצרידים בכליות קשורות לעלייה ברמות של חלבון 1c (SREBP-1c) קושר אלמנטים סטרול רגולטורי וחלבון קשירת פחמימות (chREBP), שני גורמי שעתוק המגבירים את סינתזת חומצות השומן29. SREBP-1c הוא גורם קריטי המגביר את סינתזת חומצות השומן והצטברות שומנים בכליות30,31. בשני המודלים הללו, טיפול באגוניסטים של FXR מראה השפעה מגנה על הכליות על ידי הורדת ויסות הגנים הקשורים לסינתזה של חומצות שומן, כולל SREBP-1c, stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD-1 ), ו-acetyl-CoA carboxylase (ACC), ועל ידי וויסות מוגברת של הגנים הקשורים לחמצון חומצות שומן ולקטבוליזם של שומנים, כולל קולטן מופעל פרוקסיזום פרוליפרטור (PPAR), קרניטין פלמיטויל טרנספראז 1a (CPT1a), חלבון ניתוק{{18} } (UCP-2), קולטן-קופעיל המופעל על ידי פרוקסיזום-1 (PGC-1), וליפופרוטאינים ליפאז (LPL)32,33.

תפקוד FXR במחלות כלי דם. כאשר עכברי אפוליפופרוטאין E (ApoE) KO ועכברי KO קולטן בצפיפות נמוכה (LDLR) מטופלים עם אגוניסט FXR (OCA) או FXR/TGR5 אגוניסט כפול (INT- 767), טרשת עורקים, היווצרות רובד אבי העורקים ו הרמות של ציטוקינים במחזור הדם, כולל IL-1b, IL-6, IL-8 ו-IL-12, יורדות באמצעות אי-אקטיבציה של NF-κB34,35. כדי לחקור את התפקידים של FXR ו-TGR5 ​​מומתים in vivo, Miyazaki-Anzai et al. יצרו עכברי LDLR KO חסרי ביטוי FXR ו-TGR5. מחסור ב-FXR ו-TGR5 ​​בעכברי LDLR KO חוסם לחלוטין את ההשפעות האנטי-אתרוגניות והאנטי דלקתיות של INT-767 וגורם לטרשת עורקים חמורה ולדלקת אבי העורקים36. לפיכך, FXR נחקר כיעד טיפולי להפחתת דלקת כלי דם ויציבות רובד טרשת עורקים, ומחלת כלי דם היא אחד הסיבוכים של מחלות כליות.

במחקרים שבדקו את המתאם בין CKD ומחלת כלי דם, טיפול FXR אגוניסט (OCA) של עכברי ApoE KO עם CKD (5/6 nephrectomized) ותאי כלי דם מסויידים של שור (CVCs) מנע הסתיידות הנגרמת על ידי CKD על ידי עיכוב הביטוי של פקטורים אוסטאוגניים. (msh homeobox 2; MSX2 ו-osterix) באמצעות הפעלה של c-Jun N-terminal kinase (JNK)37. בנוסף, הסתיידות חמורה של כלי דם בחולים עם CKD בשלב 3-4 קשורה לרמות גבוהות של חומצת מרה בסרום בחולים אלו, במיוחד רמות ה-DCA החופשיות שלהם; טיפול FXR/TGR5 אגוניסט כפול (INT-767) בעכברים מפחית את הרמות של חומצות מרה מסוג CA וחומצות מרה שמקורן ב-CA, כגון DCA35,38

ב-CKD, גורם שעתוק מפעיל (ATF4), גורם עיקרי הגורם להסתיידות כלי דם, מתווכת באמצעות לחץ באמצעות DCA, מתבטא ומופעל על ידי DCA. למודל העכבר CKD חסר FXR יש לחץ ER גבוה משמעותית בגלל רמת ה-DCA הגבוהה יותר והסתיידות כלי דם חמורה מרמות ה-WT. הפעלת FXR על ידי אגוניסטים (OCA ו-PX20606) מעכבת את התעתוק של גנים המקודדים לאנזים כגון CYP8B1 ו-CYP7A1 המעורבים בסינתזה של CA-DCA. כתוצאה מכך, רמות DCA בסרום, מתח ER ופעילות ATF4 יורדות, ובכך מפחיתות הסתיידות כלי דם39. במודלים של חולדות CKD ותאי שריר חלק של אבי העורקים (HASMCs) בתרבית עם מדיום אוסטאוגני, הפעלת FXR מגבירה את הביטוי של miR-135a-5p, המעכב את קולטן גורם הגדילה המתמר (TGF) 1 (TGFBR1)/TGF- -הפעיל מסלול קינאז 1 (TAK1) ומחליש את הסתיידות כלי הדם40.

טבלה 1. סיכום התפקיד של FXR בפיזיולוגיה ובפתופיזיולוגיה של הכליות.

תפקיד FXR בפגיעה חריפה בכליות. AKI, המכונה גם אי ספיקת כליות חריפה, היא ירידה פתאומית בתפקוד הכליות המתרחשת תוך מספר ימים. זה קשור ל-CKD מכיוון שהוא יכול לגרום לאובדן נפרון בלתי הפיך ולקצר את תוחלת החיים של הכליות41. פציעת איסכמית/פרפוזיה (I/R) ומסלולים פתולוגיים, כגון שחרור מיני חמצן תגובתיים (ROS), ציטוקינים ומתווכים דלקתיים והפעלה של נויטרופילים, מעורבים בפתוגנזה של AKI42.

הוכח כי האגוניסט FXR OCA מגן על הכליות מפני פציעת I/R על ידי הקלה על הלחץ החמצוני הנלווה, כולל שחזור הירידה ברמות הגלוטתיון התוך תאי (GSH) והעלייה ברמות ROS, באמצעות וויסות העל של גורם גרעיני אריתרואיד -2-related factor 2 (NRF2)- גנים נוגדי חמצון בתיווך43. בנוסף, אגוניסט FXR הטבעי אליזול B 23-אצטט (ABA), המופק מ-Alismatis Rhizoma, מחליש דלקת מוגברת של הכליות, אפופטוזיס ויצירת ROS במודל עכבר AKI המושרה על ידי I/R.

Lipopolysaccharide (LPS) מעורב בפתוגנזה של AKI המושרה באלח דם והוכח כגורם לתגובה דלקתית ולהגביר את ה-ROS. בעכברים, לאגוניסט FXR OCA יש אפקט מגן מפני AKI המושרה על ידי LPS על ידי חסימת הטרנסלוקציה הגרעינית של גורם גרעיני kappa B (NF-κB, p65 ו-p50 subunits), שחזור דלדול הגלוטתיון והגברת NADPH oxidase45. המנגנון המדויק בכליה אינו ידוע, אך במחקר על שינויים פוסט-תרגום (PTMs) של FXR בתוך הכבד, FXR השפיע על פעילות NF-κB. בתנאים פיזיולוגיים, FXR המופעל על ידי אגוניסט משתנה על ידי SUMO2 ב-K277, ו-SUMO2-FXR הוא מדכא טרנספרסור סלקטיבי של גנים דלקתיים על ידי הגברת האינטראקציה שלו עם NF-κB46.

אוטופגיה היא תהליך הומאוסטטי תאי שדרכו מוסרים אברונים פגומים ורכיבים לא מתפקדים ומחזרים חלבונים תאיים דרך מסלול הפירוק הליזוזומלי. היא קשורה למספר מחלות ומתרחשת בהתאם לתגובה ללחצים תאיים פנימיים וחיצוניים. במודל AKI, תפקידה של אוטופגיה נחקר בדלקת, אפופטוזיס ונזק מיטוכונדריאלי המתרחש במהלך AKI, פיברוזיס אינטרסטיציאלי בכליות ו-CKD47 מתקדם.

האכלה וצום מווסתים את השעתוק של אוטופגיה כבדית על ידי FXR-cAMP-response element binding protein (CREB) ו-FXR-PPAR 48,49. בכליות, גנים של אוטופגיה יכולים להיות מווסתים לא רק על ידי אגוניסטים של FXR (GW4064 ו-OCA), אלא גם על ידי האכלה וצום in vivo. בנוסף, הגנים המוגברים והגנים הקשורים לאפופטוזיס ורמות ה-ROS במודל העכבר של פציעת I/R ותאי HK-2 המושרים על ידי היפוקסיה ירדו על ידי הפעלת FXR. יש לשלוט באוטופגיה באופן הדוק כדי להגן מפני התקדמות AKI ל-CKD. רמות ה-ROS והחלבונים הקשורים לאוטופגיה הוחזרו לרמות הבקרה בעכברי WT 7 ו-28 ימים לאחר I/R, בהתאמה, שלא כמו במודל העכבר חסר FXR. לפיכך, FXR ממלא תפקיד חשוב בוויסות האוטופגיה של הכליות במהלך ההתקדמות של AKI ל-CKD50.

Cisplatin הוא הסוכן הטיפולי הנפוץ ביותר לטיפול בסרטן איברים מוצקים; עם זאת, זה גורם לרעילות נפרו כתופעת לוואי. למרות שהמנגנון של AKI המושרה על ידי ציספלטין אינו ברור, הוא עשוי להיות קשור לשינויים באיתות הסלולרי, מחזור התא ופתולוגיות מוות תאי הקשורות51.

טיפול FXR אגוניסט (OCA) מדכא את העליות באיתות פרו-דלקתיות (TNF- ו-IL-1) ואת רמות מולקולות הדבקה משטח התא (MCP-1 ו-ICAM-1) ב-cisplatin- מודל עכבר AKI המושרה על ידי הפעלת השעתוק של שותף הטרודימר קטן (SHP; NR0B2), הידוע כגן יעד FXR. בנוסף, OCA מחליש אפופטוזיס הנגרמת על ידי ציספלטין וניוון צינורי על ידי עיכוב מסלול MAPK52. במחקר השוואתי על AKI המושרה על ידי ציספלטין בעכברי WT ו-FXR KO, רמות הקריאטינין בסרום, חנקן אוריאה בדם ופגיעה בצינורית בכליות בקבוצת FXR KO-cisplatin היו גבוהות משמעותית מאלו בקבוצת WT-cisplatin; יתר על כן, מחסור ב-FXR החמיר את AKI המושרה על ידי ציספלטין, אולי על ידי עיכוב אוטופגיה וקידום אפופטוזיס53.

על ידי חציית עכברי Kap-Cre (Cre recombinase בשליטה של ​​מקדם חלבון מווסת אנדרוגן בכליות) עם עכברי FXRflflox/flox, Xu et al. יצרו עכברי FXRflflox/flox Kap-Cre, שה-FXR שלהם נדפק במיוחד באבובות הפרוקסימליות של הכליות (PTs)10. בעלי חיים אלה חשפו את החשיבות של לוקליזציה של FXR במהלך AKI המושרה על ידי ציספלטין. תאי PT מקבלים אנרגיה גבוהה בעיקר באמצעות חמצון חומצות שומן (FAO). רצף RNA של תאי אפיתל פרוקסימליים צינוריים ראשוניים של עכבר (PTECs) המבטאים יתר על המידה FXR גילה כי הביטוי של הגנים הקשורים לאיתות FAO ו-PPAR המופעל על ידי פרוקסיזום מווסת. ההפעלה וביטוי היתר של FXR במיוחד ב-PTs מפחיתים הצטברות שומנים במהלך AKI המושרה על ידי ציספלטין על ידי שיפור ה-FAO על ידי הפעלת השעתוק של PPAR ו-CPT1, אנזים מגביל קצב ב-FAO10.

ציספלטין עלול להגביר את הצטברות השומנים, עקה חמצונית, חמצון שומנים ורמות חומצות שומן חופשיות, הקשורות לפרופטוזה. פרופטוזיס היא סוג של תוכנית מוות תאים לא אפופטוטי המתווכת על ידי חמצון שומנים תלוי ברזל54. Glutathione peroxidase 4 (GPX4, הרגולטור המרכזי של פרופטוזיס) ו-FXR ירדו במודל עכבר AKI המושרה על ידי ציספלטין בהשוואה לרמות בביקורות בריאות. בנוסף, עכברי FXR KO מראים עלייה ברמות מאלונדאלדהיד (MDA, סמן של חמצון שומנים) וברזל וירידה ביחס GSH/GSH disulfide (GSH/GSSG) בהשוואה לאלו של עכברי WT. יש לציין, טיפול אגוניסט FXR בעכברי AKI המושרה על ידי ציספלטין הקל על פגיעה בכליות ועל התגובה הפררופטוטית, בעוד שמחסור ב-FXR החמיר את המאפיינים הפתולוגיים הללו של AKI. מבחני רצף RNA ומבחני ChIP גילו כי FXR מווסת את השעתוק של גנים הקשורים לפרופטוזיס, כולל גורם מעורר אפופטוזיס הקשור למיטוכונדריה 2 (Aifm2, נקרא גם FSP1), דרך מסלול FXR או FXR-MAFG55.

השימוש בדוקסורוביצין כחומר נוגד גידולים מלווה בתופעות לוואי קרדיוטוקסיות, כבדיות ונפרוטוקסיות, ול-FXR יש אפקט מגן נפרו על מודל ה-AKI המושרה על ידי דוקסורוביצין. הפעלת FXR על ידי dioscin, ספונין טבעי מצמחי מרפא שונים, מחלישה את הנפרוטוקסיות הנגרמת על ידי דוקסורוביצין, כולל עקה חמצונית ודלקת, על ידי הגברת הוויסות של חלבון קינאז המופעל על ידי AMP (AMPK) ו-NRF2/heme oxygenase-1 (HMOX{{5} }}) pathways56.

תפקידו של FXR במחלות כליה כרוניות. פיברוזיס בכליות, המווסת על ידי פיברובלסטים ומיופיברובלסטים, הוא אירוע מרכזי המוביל ל-CKD מתקדם בדרך לאי ספיקת כליות סופנית וגורם עיקרי לאי ספיקת כליות57. דלקת ופיברוזיס הם שני סימני היכר פתולוגיים של CKD הכוללים את הציטוקין TGF 58,59. TGF מופעל יוזם את האוליגומריזציה של הקולטן ל-TGF ואת הזרחון של Smads הקשורים לקולטן (R-Sma ו-Smads נגד decapentaplegics, כגון Smad2 ו-Smad3). לאחר מכן, הוא יוצר את קומפלקס R-Smad/common Smad (Co-Smad, Smad4) ועובר לגרעין כדי לווסת את השעתוק של גנים מטרה, כולל אקטין שריר חלק (-SMA), קולגנים ו-Smad759 המעכב. במודל העכבר של CKD באמצעות חסימה חד צדדית בשופכה, הפעלת FXR מחלישה פיברוזיס בכליות על ידי דיכוי ביטוי SMAD3 אך אינה משנה את רמות ה-mRNA של SMAD2 ו-SMAD460. בנוסף, הפעלת FXR מפחיתה פיברוזיס בכליות על ידי עיכוב איתות של חלבון 1 (YAP) הקשור ב-Yes, המווסת את הפעלת הפיברובלסט ואת סינתזת המטריצה ​​החוץ-תאית61-63. ההפעלה המושרה על ידי TGF של YAP מאיצה פיברוזיס בכליות על ידי הפעלת הביטוי של גני המטרה שלו באמצעות זרחון YAP וטרנסלוקציה גרעינית. הפעלה של FXR על ידי אגוניסטים (GW4064 ו-WAY-362450) מחלישה פיברוזיס בכליות על ידי עיכוב הזרחון של Src kinases (משפחה של טירוזין קינאזות שאינן קולטניות) והפעלה בתיווך Src של YAP בתאי אפיתל PT ו-interstitial fibroblast cells62. EDP-305, אגוניסט חדשני של FXR, יכול גם להפחית פיברוזיס בכליות על ידי עיכוב זרחון וטרנסלוקציה של YAP63. בעתיד, יש ללמוד בפירוט את ההשפעה האנטי-פיברוטית של FXR בכליות.

תפקידו של FXR בנפרופתיה סוכרתית. מחקרים על הכבד הראו שהפעלת FXR מווסתת את חילוף החומרים של גלוקוז באמצעות דיכוי שעתוק של גנים הקשורים לגלוקוניאוגנזה וגליקוליזה, כולל recep tor-coactivator 1 (PGC-1), phosphoenolpyruvate kinase (PEPCK), גלוקוז-6-פוספטאז (G6Pase), ופרוקטוז-1,6- ביספוספטאז 1 (FBP1)64,65.

DN הוא סיבוך סוכרת המאופיין בפרוטאינוריה ואובדן מתקדם של תפקוד הכליות. המנגנון הפתוגנטי של DN מורכב ומונע על ידי מטבוליזם לקוי של גלוקוז בסוכרת, הגורם לפגמים מטבוליים אחרים, כולל הפעלה פתולוגית של גורמי גדילה, היווצרות רמות גבוהות של תוצרי סופי של גליקציה מתקדמים, היפרגליקמיה, חוסר תפקוד המודינמי, עקה חמצונית, פרו-דלקתי הגברת ויסות ציטוקינים, ושינוי בחילוף החומרים של שומנים30,66.

נחקרה החשיבות של חילוף החומרים של שומנים בפתוגנזה של מחלות כליות הקשורות לסוכרת. רמות הביטוי של SREBP-1 וחומצת שומן סינתאז (FAS) עולות במודל חולדות של סוכרת הנגרמת על ידי סטרפטוזוטוצין ותאי אבובת קורטיקליים של עכברים שטופלו בגלוקוז גבוה, וכתוצאה מכך הצטברות מוגברת של טריגליצרידים30. בעכברי Akita ו-OVE26, שהם מודלים גנטיים של עכברים של סוכרת מסוג 1, רמות הביטוי של FXR, SHP, PPAR ו-PPARδ יורדות בכליות בהשוואה לאלו של WT; לעומת זאת, רמות הטריגליצרידים והכולסטרול והביטוי של SREBP-1c ו-ChREBP, המגבירים את סינתזת חומצות השומן, עולים29.

בכבד, נחקרה חשיבותו של FXR כמווסת שלילי של SREBP-1c ו-ChREBP ומווסת חיובי של פעילות PPAR; FXR נחקר גם על תפקידו בהפחתת רמות הטריגליצרידים והכולסטרול-70.

אגוניסטים של FXR (GW4064 ו-CA) מונעים את הביטוי המוגבר של SREBP-1 בכליות של עכברים המושרים על תזונה עשירה בשומן (HFD), מודל של השמנת יתר הנגרמת על ידי דיאטה ועמידות לאינסולין. בנוסף, הטיפול בעכברי db/db עם GW4064 או CA מקטין את הביטוי של SREBP-1 וגורמי גדילה פרופיברוטי, כולל TGF, גורם גדילת רקמת חיבור (CTGF) ומעכבי מפעיל פלסמינוגן-1 ( PAI-1)32. ויספטין (נקרא גם גורם לשיפור תאי B) הוא אדיפוציטוקין המופרש על ידי אדיפוציטים קרביים ומעורב בפתוגנזה של DN. טיפול FXR אגוניסט (GW4064) מפחית איתות TGF/SMAD ותגובות דלקתיות על ידי עיכוב ביטוי מוגבר של ויספטין בתאי מזנגיה אנושיים המושרים על ידי גלוקוז גבוה71.

כדי לקבוע את התפקיד המרכזי של FXR ב-DN, Wang XX et al. חקרו באופן השוואתי עכברי C57BL/6 FXR KO עמידים לנפרופתיה המושרה על ידי סטרפטוזוטוצין ועכברי DBA/2 J הרגישים לנפרופתיה72. במודל DN, מחסור ב-FXR מאיץ פגיעה בכליות, ומתן אגוניסטים של FXR מחליש את הפציעה על ידי הפחתת פרוטאינוריה, גלומרולוסקלרוזיס ופיברוזיס tubulointerstitial ועל ידי ויסות חילוף החומרים של שומנים, במיוחד על ידי הפחתת הביטוי של SREBPs72. בנוסף, אותה קבוצה ביצעה רצף RNA בעכברי DBA/2 J עם היפרגליקמיה הנגרמת על ידי סטרפטוזוטוצין לאחר שעכברים אלו טופלו ב-FXR אגוניסט OCA, TGR5 אגוניסט INT-777 או אגוניסט כפול INT-767. כתוצאה מכך, הם מצאו ש-OCA מווסת את מסלול הליפוגנזה, ו-INT-777 מווסת גנים הקשורים לביוגנזה המיטוכונדריאלית; INT-767 מציג שילוב של ההשפעות הללו. INT-767 מונע DN דרך מסלולים מרובים, כולל גירוי של איתות AMPK-SIRT1-PGC1 -SIRT3-ERR, המווסת את הביטוי של גנים הקשורים ל-FAO המיטוכונדריאלי מעכב את הפעלת חילוף החומרים של כולסטרול. בנוסף, במודל של עכבר השמנת יתר הנגרמת על ידי דיאטה, האגוניסט הכפול FXR/TGR5 מדכא מחלת כליות הנגרמת על ידי דיאטה על ידי שינוי הרכב חומצות המרה בכליות, הפחתת הצטברותן והפחתת רמות הטריגליצרידים והסרמידים בכליה. עם זאת, אפקט אגוניסט כפול זה אינו יכול לפצות על היעדר FXR על ידי TGR5 שלם בהיעדר FXR73

על ידי שימוש בגישת UPLC‒MS/MS, מחקר עוקבה על המתאם בין הרכב חומצות המרה לבין הסיכון לסוכרת מצא כי חומצות מרה ראשוניות לא מצומדות קשורות לסיכון מופחת לסוכרת; לעומת זאת, חומצות מרה ראשוניות מצומדות קשורות לסיכון מוגבר לסוכרת74. מחקר אחר על השפעת הרכב חומצת המרה ב-DN דיווח כי גרגירי QiDiTangShen, רפואת צמחים סינית מסורתית לטיפול במחלת כליות סוכרתית, משנים את הרכב חומצות המרה ואת המיקרוביוטה של ​​המעי; הם גם מפחיתים את הפרשת האלבומין בשתן ומקלים על פגיעה כלייתית פתולוגית בעכברי db/db. עם זאת, גרגירי QiDiTangShen אינם מעורבים ישירות בביטוי FXR75.

מחקר על החשיבות של איתות ER בלתי מסתגל בפתוגנזה של DN העריך את ההשפעה הטיפולית של החומצה הכימית טאורורסודאוקסיכולית (TUDCA) כנגד DN. TUDCA מפעיל FXR וגורם לביטוי של גנים תלויי FXR, כולל מדכא של איתות ציטוקינים 3 (SOCS3) ודימתילארגינין דימתילאמינוהידרולאזה 1 (DDAH1), ובכך משפר את הנזק הגלומרולרי וה-tubulointerstitial במודל העכבר DN. לכן, ההשפעה המשולבת של TUDCA ועיכוב מערכת רנין-אנגיוטנסין-אלדוסטרון (RAAS) צריכה להיות נתונה למחקרים קליניים לטיפול בחולים עם DN76. עם זאת, במחקר זה, הפעלת FXR על ידי TUDCA לא הראתה שינוי בביטוי של Shp, שהוא גן יעד FXR ידוע; מחקרים קודמים גם גילו שטיפול ב-TUDCA אינו משפיע על ביטוי Shp ו-Bsep בהפטוציטים ראשוניים של עכברים77,78. על פי ניתוחים מטאנומיים ומטבולומיים של נתונים מחולים עם סוכרת מסוג 2 שטופלו במטפורמין, רמות חומצות המרה glycoursodeoxuycholic acid (GUDCA) ו-TUDCA עולות במעיים. בניסויים הכוללים עכברי FXR KO ספציפיים למעי, GUDCA ו-TUDCA הם אנטגוניסטים אנדוגניים של FXR79 במעי. יש לבצע מחקרים נוספים על תפקידו של TUDCA כאגוניסט או אנטגוניסט של FXR ועל המתאמים בין ויסות פרופיל חומצת המרה, פעילות FXR ומחלת כליות.

סוכרת לאחר ההשתלה היא סיבוך מטבולי שכיח לאחר השתלת איברים מוצקים, הנובע בעיקר משימוש אוניברסלי בתרופות מדכאות חיסון נפוצות, כגון מעכבי קלציניורין, במיוחד טקרולימוס (FK506). דיסגליקמיה הנגרמת על ידי טקרולימוס מעכבת ביטוי FXR וספיגת גלוקוז ומעוררת גלוקונאוגנזה; לעומת זאת, ביטוי יתר של GW4064 או FXR מדכא גלוקונאוגנזה ומקדם ספיגת גלוקוז על ידי ויסות הביטוי של PEPCK ו-GLUT2 בתאי HK-2 והכליות בעכברים80. עם זאת, יש לערוך מחקרים נוספים על התפקיד והמנגנון של FXR בוויסות חילוף החומרים של גלוקוז בכליות.

שירות תומך:

דוא"ל:wallence.suen@wecistanche.com

ווטסאפ/טלפון:+86 15292862950

לִקְנוֹת:

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