גורם גידול אפידרמיס בשתן: סמן ביולוגי מבטיח של "הדור הבא" במחלת כליות

מילות מפתחסמן ביולוגי · גורם גדילה אפידרמיס ·מחלת כליות· שתן

רקע תקציר:

הגורם גדילה אפידרמיס (EGF)הוא חלבון כדורי שנוצר בכליה, במיוחד בלולאה של Henle והצינורית המפותלת הדיסטלית. בעוד EGF אינו קיים או כמעט ולא ניתן לזיהוי בפלזמה, הוא קיים בשתן של אנשים רגילים. עד כה, ריבוד סיכונים ומחלת כליות כרונית (CKD)האבחנה הסתמכה על הערכהd קצב סינון גלומרולרי (eGFR) ויחס אלבומין/קריאטינין בשתן (ACR), שניהם משקפים תפקוד גלומרולרי או פגיעה. תפקוד לקוי של צינוריות, לעומת זאת, עשוי להיות קשור גם לאי ספיקת כליות.

ניסוח צמחי מרפא חדש עבורמחלת כליות כרונית

סיכום: מכיוון שירידה ב-EGF בשתן (uEGF) מצביעה על ניוון צינורי ופיברוזיס בין-סטיציאלי, סמן ביולוגי זה, יחד עם eGFR ו-uACR, עשוי להיות מועסק באוכלוסיה הכללית להערכת סיכונים ואבחון של CKD. הוכח כי רמות uEGF נמצאות בקורלציה עם ביטוי EGF mRNA תוך-כליתי ונמצאו יורדות במגוון הפרעות כליות גלומרולריות ולא-גלומרולריות.

מסר מפתח: uEGF, uEGF/creatinine, או uEGF/monocyte chemotactic peptide-1 הם סמנים ביולוגיים אפשריים של "דור חדש" המקושרים למגוון מחלות כליה שראויות לחקירה נוספת כסמן ביולוגי יחיד או כחלק מסמן ביולוגי. לוּחַ.

מָבוֹא

הגורם גדילה אפידרמיס(EGF) התגלה לראשונה על ידי סטנלי כהן בתחילת שנות ה-50 [1]. קומפלקס במשקל מולקולרי גדול (MW) (MW: כ-74,000 Da) זוהה כמעט כולו בהומוגנית גולמית של בלוטת התת-לסת של העכבר הזכר, הניתן לניתוק הפיך ל-EGF (MW: 6,045 Da) ול-EGF- חלבון קושר (MW: 29,000 Da) עם פעילות ארגיניל-אסטראז [2]. חוץ מזה, EGF נמצא ברקמות ובנוזלי גוף אנושיים רבים, כולל הכליות (במיוחד לולאת הנלה וצינוריות מפותלות דיסטליות) ובשתן [3], רוק [4], בלוטות פרוטיד [5], חלב, דמעות, ורק בריכוז מינימלי בפלזמה [4]. טסיות דם הן המקור העיקרי ל-EGF בדם בבני אדם, והריכוז עולה בהתמדה במהלך הקרישה בעקבות איסוף הדגימות [6].

איור 1. EGF הוא פוליפפטיד 53- חומצת אמינו חד-שרשרת עם MW יחסי של כ-6,000 Da. b כרומוזום 4 (q25–q27) כולל את הגן EGF, שגודלו בערך 120 קילובייט. ג מבנה ה-EGFR, חבר במשפחת קולטני ErbB: התחום החוץ-תאי בעל ארבעה תת-דומיינים, האזור הטרנסממברני הליפופילי ותחום תוך-תאי מרכיבים את ה-EGFR. ד מסלולי איתות במורד הזרם של הפעלת EGFR כוללים את מסלול JAK-STAT, מסלול PI3K/Akt/NF-B, מסלול PI3K/Akt/PTEN/mTOR ורשת RAS-RAF-MEKERK MAPK. EGFR, קולטן לגורם גדילה אפידרמיס; PI3K, phosphoinositide 3-קינאז; JAK-STAT, מתמר האותות של יאנוס קינאז ומפעיל שעתוק; ERK, קינאז מווסת אות חוץ תאי.

EGF הוא פוליפפטיד אנושי שאינו ניתן לדיאליזה, קומפקטי ויציב בחום [7] של 53 חומצות אמינו עם שלושה קשרים דיסולפידים תוך מולקולריים (איור 1a) [8]. כל חומצות האמינו קיימות מלבד פנילאלנין, אלנין וליזין, ויש לה שארית ארגינין מסוף C [2]. לגן EGF יש 24 אקסונים ו-23 אינטרונים והוא נמצא בכרומוזום 4q25–q27 (איור 1b) [9].

EGF מעודד שגשוג, התמיינות והישרדות תאית על ידי קישור 1:1 לתחום החוץ-תאי המסיס של הקולטן EGF, וכתוצאה מכך קומפלקס של תחום חוץ-תאי מסיס 2EGF:2 של הקולטן EGF (איור 1c) [10, 11]. דימריזציה זו המושרה על ידי ליגנד מפעילה את פעילות החלבון-טירוזין קינאז הפנימית של הקולטן (איור 1d), מפעילה מפל איתות בתוך התא וכתוצאה מכך מגוון של שינויים ביוכימיים. זה מוביל בסופו של דבר לסינתזת DNA והתפשטות תאים [12]. בכליה, EGF מפעיל מספר פונקציות ביולוגיות כגון ויסות של חילוף חומרים תאי והמודינמיקה גלומרולרית, אפנון צמיחת תאים ותיקון כליות לאחר פציעה [13]. מודל ניסיוני של אי ספיקת כליות חריפה הראה ש-EGF סייע בהחלמה של חבר המושבעים הצינורי על ידי הפעלת מסלולי התחדשות, וכתוצאה מכך אפיתליזציה חוזרת של הצינוריות הפצועות [14]. באמצעות דיבור צולב עם phosphoinositide 3-קינאז, מתמר אותות יאנוס קינאז ומפעיל שעתוק, ומסלולי קינאז חוץ-תאיים מווסתים אותות [15, 16], רמות גבוהות יותר של EGF (uEGF) בשתן נחשבות לשקף מסה צינורית תפקודית פוטנציאל התחדשות [17]. לעומת זאת, ריכוזי uEGF נמוכים יותר קשורים לפיברוזיס אינטרסטיציאלי ולאטרופיה צינורית (IFTA) [18]. חוץ מזה, חלבון EGF שזוהה בשתן של חולי מחלת כליות ודווח במספר מחקרים עשוי להיות proEGF [19].

בסקירה זו, ניתן סקירה כללית של ההיבטים האנליטיים והערך הפוטנציאלי של uEGF להערכת תפקוד הכליות באוכלוסייה הכללית וכן בחולים מבוגרים עם מחלת כליות כרונית (CKD; מחלת כליות סוכרתית [DKD], גלומרולונפריטיס ראשונית, השתלת כליה, מחלת כליות פוליציסטית). חוץ מזה, אנו מדגישים את הצרכים הפוטנציאליים הבלתי מסופקים בתחום המחקר הזה.

היבטים אנליטיים

פותחו מספר שיטות למדידת ריכוז ה-EGF בנוזלי גוף אנושיים על בסיס עקרונות שונים כגון מבחני רדיואימוניות [20–22], מבחני קולטנים לרדיו [23], מבחני חיסון של אנזימים [24–26], מבחני חיסון חיסוניים מקושרים לאנזימים (ELISAs). ) [27-30], ובדיקת ELISA ultramicro [31]. טבלה 1 מספקת סקירה כללית של התכונות של הטכניקות השונות

Because of serum protein matrix effects, the sensitivity of radioimmunoassays and radioreceptor assays for EGF analysis in the blood is insufficient without sample pretreatment (gel filtration or immunoaffinity chromatography) [33, 34]. Although no sample preparation is required for enzyme immunoassays, routine usage of these tests is problematic due to the fluorogenic substrates for the enzyme reaction [24–26]. ELISA is the gold standard for measuring EGF because of its great sensitivity and specificity. The effect of various storage conditions on uEGF stability, as well as other preanalytical techniques, has been investigated. VEGF concentrations were steady at 4°C for 48 h, as did variability as the standard deviation of mean uEGF values. Long-term storage at −80°C for 1 and 2 months did not affect the observed uEGF concentrations. However, after 6 months, there was an increase in VEGF levels in both participants and quality control samples. The mean VEGF levels were unaffected by repeated freeze-thaw cycles [35]. There is no diurnal variation in uEGF excretion, and its rate of excretion is similar when sampled on consecutive days, supporting its measurement in spot urine samples [32]. With age, the concentration of VEGF declines [36]. So, age should always be taken into account when investigating uEGF concentration [37]. EGF concentration is less likely than serum creatinine and albuminuria to be confounded by extrarenal factors, which may contribute to its evaluation and sensitivity as a biomarker for kidney failure [38]. In patients with very low or very high muscle mass, serum creatinine and estimated glomerular filtration rate (eGFR) do not correctly reflect renal function. EGF/Cr may provide a more realistic picture of the amount of chronic kidney impairment in such circumstances. When monitoring the uEGF/Cr ratio in the same individual over time, changes are considered significant when there is a difference of >30% בהשוואה לערכים קודמים [19].

אוכלוסייה כללית

Tubular atrophy, interstitial fibrosis, and nephron loss define age-related glomerular filtration rate (GFR) reduction in seemingly healthy persons [39]. The amounts of mRNA EGF expressed by distal tubular epithelial cells are an indication of functional tubular mass and regeneration capability and are connected to GFR [17]. Aside from the traditional kidney damage indicators (eGFR and albuminutia), additional urine biomarkers of acute tubular injury have been identified [40]. However, only a few indicators reveal the persistent tubular injury. In population-level settings, uEGF could be a clinically applicable biomarker because it is stable over extended periods and can be reliably detected with just a few microliters of urine. In a prospective longitudinal study (follow-up of >5 years), the association between uEGF and rapid eGFR loss in subjects without diabetes mellitus (DM) or established CKD was investigated [38]. Because well-defined endpoints for CKD progression such as the incidence of end-stage kidney disease (ESKD), a doubling of serum creatinine, or a 30–40% decrease in eGFR are unlikely to occur in healthy subjects within a limited follow-up period [41], a fast eGFR decline was defined as a loss >3.0 מ"ל/דקה/1.73 מ"ר לשנה. uEGF תחתון היה קשור באופן עצמאי לירידה מהירה בתפקוד הכליות ולאירוע CKD בשתי קבוצות אוכלוסיה אירופאיות (סקר הכליות של Iohexol Clearance [RENIS], שכלל 1,249 חולים, ומניעת מחלות כליות וכליות סופניות [PREVEND], שכלל 4,534 חולים). ריכוזי VEGF היו קשורים מאוד להתרחשות של CKD, ללא קשר לגורמי סיכון אחרים (טבלה 2). הקשר נשאר משמעותי (גבולי) לאחר פיקוח על גיל, מין, קבוצה, eGFR בסיסי ויחס אלבומין/קריאטינין בשתן (ACR). במודלים מותאמים, לריכוז uEGFR היה קשר שולי בלבד עם הפחתת eGFR ממוצעת ב-RENIS. במחקר PREVENT, קבוצת הגיל הצעירה ביותר ראתה ירידה קלה מאוד בשיעור השינוי ב-eGFR. ייתכן שהתוצאות הושפעו מדיוק נמוך יותר של eGFR בטווח התקין ובמקרים מסוימים, עלייה חריגה ב-eGFR בתת-אוכלוסיות עקב סינון מקדים. VEGF עשוי להיות גורם סיכון תורם מרכזי ל-CKD בשילוב עם משתנים גנטיים או סביבתיים אחרים [38]. SNP אחד (rs11569017) בגן EGF נמצא קשור ל-ESKD באוכלוסייה קוריאנית [9]. מכיוון שניסויי RENIS ו-PREVENT כללו בעיקר משתתפים אירופאים לבנים, אנו מאמינים שמחקר עתידי צריך להעריך את היעילות של uEGF בקבוצות אוכלוסייה רב אתניות [38].

טבלה 2. קשר בין uEGF ותפקוד כליות באוכלוסייה הכללית