文摘
环孢霉素的antiproteinuric效果(CsA)一直认为由于其免疫抑制转录因子影响NFAT的T细胞。然而,目前的证据支持这一假设是失踪。最近的一项研究表明,CsA对足细胞直接antiproteinuric影响,暗示小说non-immunosuppressive CsA antiproteinuric效应的机制。条件NFATc1激活podoyctes本身就足以引起蛋白尿在老鼠中,表明NFAT激活在足细胞是一个关键的致病分子事件导致足细胞损伤和蛋白尿。与此同时,证据表明TRPC6-mediated Ca2 +流入刺激NFAT-dependent TRPC6表达式。,这些足突细胞研究进展表明calcineurin-NFAT信号或calcineurin-synaptopodin轴直接proteinuric对足细胞的影响,提出了开发特定的可能性antiproteinuric药物缺乏钙调磷酸酶或NFAT抑制的副作用。
1。介绍
临床上,钙调磷酸酶抑制剂(如环孢霉素A, CsA)被用来减少蛋白尿局灶节段性肾小球硬化症(FSGS),微小病变性(MCD),和其他proteinuric肾脏疾病(1]。t细胞功能障碍与某些形式的蛋白尿有关,包括背景下儿童的一个子集。这个概念最初源于所谓“Shalhoub假说”,“类脂性肾病”是由系统性异常t细胞功能的2]。几十年来,FSGS被认为是一种免疫疾病造成的有害效应对足突细胞(淋巴因子3]。这是主要原因使用CsA作为一种免疫抑制药物,继续支持这种机制的行动尽管研究表明钙调磷酸酶抑制非免疫性glomerulopathies减少蛋白尿。实际上,CsA还可以减少蛋白尿在人类和实验阿尔波特氏综合征,nonimmunological疾病,提高怀疑这个假设的4,5]。此外,尽管CsA有效降低人类膜性肾病蛋白尿的程度,Ambalavanan等人的研究表明免疫存款比以前更多,啤酒电子致密CsA的疗法,表明虽然CsA会产生一个antiproteinuric效应,药物不修改的组织学加重肾小球病变(6]。最近的一项研究表明,对足细胞(CsA直接antiproteinuric影响7]。CsA阻塞calcineurin-mediated synaptopodin actin-organizing蛋白去磷酸化,足细胞足过程细胞骨架成分,促进其降解Cathespin l .机械化本研究从而发现了一个新的钙调磷酸酶信号通路在肾脏足细胞和CsA的antiproteinuric效应归因于其抑制calcineurin-mediated synaptopodin退化。因此,这种antiproteinuric效应被证明是独立于T细胞,至少部分。虽然反对antiproteinuric CsA通过抑制T细胞的作用,本研究不排除NFAT的参与在肾脏足细胞蛋白磷酸酶的下游。我们的研究结果,与王等。8)和Nijenhuis et al。9),建议有条件的NFATc1激活小鼠足细胞本身就足以引起蛋白尿。因此,两个体内研究提供证据表明NFAT激活在足细胞可能是一个关键事件导致蛋白尿或FSGS致病分子。,这些足突细胞研究进展表明calcineurin-NFAT信号或calcineurin-synaptopodin轴直接proteinuric影响足细胞,和这些观察提高开发特定的可能性antiproteinuric药物缺乏钙调磷酸酶或NFAT抑制的副作用10]。
2。蛋白尿及其分子机制在足细胞
蛋白尿,红衣主教标志和肾脏疾病的预后指标,影响全球几亿人(12]。蛋白尿也是一个心血管发病率和死亡率的独立危险因素。足细胞、内皮细胞、肾小球基底膜(GBM)构成了肾小球滤过屏障,一个高度专业化的结构选择性超滤。各种肾脏疾病的公分母,包括背景和FSGS,足细胞损伤涉及大量尿液中蛋白质的损失(蛋白尿)13,14]。几项研究表明,足有一个发展的核心作用蛋白尿和特发性肾病综合征(14]。忘却的足细胞足突proteinuric疾病是一种常见的特征(15]。一些致病通路参与抹杀的足细胞足突和蛋白尿的发展已经被发现了。在遗传的研究proteinuric综合症有足细胞的发现突变的蛋白质,包括α-actinin-4 [16],CD2AP [16,17],nephrin [18],PLCE1 [19],podocin [20.],TRPC 6 [21,22],甲酸精蛋白INF2 [23],MYO1E [24)导致蛋白尿,足细胞足突抹杀和足突细胞肌动蛋白细胞骨架的破坏14,25]。足细胞的其他蛋白质调节肌动蛋白细胞骨架和肾小球滤过屏障的重要25]。这些蛋白质包括ρGDIalpha [26,27],podocalyxin [28],FAT1 [29日],Nck1/2 [30.],synaptopodin [31日]。
TRPC6属于大瞬时受体电位总科的非选择性阳离子通道(32,33]。已确定突变基因编码TRPC6在家庭与常染色体显性FSGS [34- - - - - -36]。许多calcium-dependent信号,包括钙调磷酸酶,可能潜在目标TRPC6激活自TRPC6在足细胞参与胞内钙离子浓度的调节反应G-protein-coupled受体和受体酪氨酸激酶的活化。与此同时,一些TRPC6突变在人类发现FSGS增加幅度和持续时间的钙流入HeK293细胞(21,22]。TRPC6-deficient老鼠没有显示任何明显的肾表型(34]。然而,瞬态感应TRPC6体内超表达的基因传递导致蛋白尿(33]。
actin-binding蛋白synaptopodin,足细胞中高度表达(35),是一个关键调节器的足突细胞功能自bigenic synaptopodin杂合性和CD2-associated蛋白质导致蛋白尿和FSGS [37]。Synaptopodin诱发应力纤维通过稳定GTPase RhoA [31日)和抑制丝状伪足,扰乱细胞分裂cycle-42-insulin受体基质p53-Mena信号复合物(38]。
最近,尿激酶受体(uPAR)及其可溶性形式(suPAR)已被证明是蛋白尿的发病机制和FSGS [39,40]。uPAR glycosylphosphatidylinositol-anchored蛋白质,已被证明是一个蛋白酶尿激酶受体但也参与nonproteolytic途径,主要通过整合蛋白等蛋白质与其他质膜的相互作用(41]。uPAR和β3整合素colocalize在足细胞,从而形成一个复杂的β3整合素,从而导致激活β3整合素。体内基因传递的持续活跃β3整合素在老鼠足以引起蛋白尿;相反,uPAR表达和抑制β3整合素激活有antiproteinuric效果(42]。
suPAR,有趣的是,一种可溶性uPAR已被确定为一个循环FSGS因子升高的血清原发性FSGS大约有三分之二的病人。suPAR-mediated激活β3对足细胞足突整合素可能造成的损伤机制[suPAR血药浓度高40]。
3所示。足细胞的钙调磷酸酶信号的作用损伤和蛋白尿
钙调磷酸酶在所有哺乳动物组织中广泛表达,是一个Ca2 +端依赖丝氨酸/苏氨酸磷酸酶催化亚基组成,中央社,和调节亚基,CnB [43,44]。钙调磷酸酶有广泛的角色在器官发育和细胞功能45,46),包括转录的调控各种肾细胞(43,44]。
临床上,CsA是用来减少蛋白尿在肾脏疾病,如原发性肾病综合征(特别是FSGS)。CsA的免疫抑制效应的结果由转录因子抑制信号NFAT在T细胞(47],这一行动也被认为调解CsA的antiproteinuric效果。尽管CsA的功效被认为来自NFAT激活的抑制T细胞通过钙调磷酸酶的抑制,并不是所有的药物抑制T细胞激活对肾小球有保护作用[1]。福尔的研究等。7CsA)提出了一个新奇的作用在钙调磷酸酶抑制synaptopodin的去磷酸化。福尔et al。7)发现,激活钙调磷酸酶的足突细胞足以引起蛋白尿通过synaptopodin退化和CsA块synaptopodin calcineurin-mediated去磷酸化,从而保护phosphorylation-dependent synaptopodin-14-3-3b交互。他们还认为synaptopodin PKA, CaMKII的衬底。CsA和E64改善LPS-induced蛋白尿通过阻断synaptopodin CatL-mediated退化的48- - - - - -51]。这些数据公布了钙调磷酸酶信号通路,手术在足细胞和有助于维护肾脏过滤功能。
虽然福等人反对antiproteinuric CsA通过抑制T细胞的作用,有可能参与下游NFAT蛋白质磷酸酶的足细胞损伤,自从NFAT转录因子是最广泛研究钙调磷酸酶底物和转录响应Ca的主要监管机构2 +/钙调磷酸酶信号[47,52]。
Ca2 +信号通过离子通道最近成为一个潜在的足突细胞功能、调制器和几个Ca2 +透水通道已确定inpodocytes [53,54]。一般来说,在通过增加细胞内钙激活2 +,钙调磷酸酶脱去磷酸NFAT在静息细胞蛋白质,存在于细胞质中。这暴露了隐藏核本地化脱磷酸化信号NFAT的蛋白质,导致细胞质核易位这些蛋白质。蛋白质在细胞核,NFATc NFAT转录形式复杂的核合作伙伴控制目标基因的转录。
TRPC6突变被发现与遗传FSGS家庭,和TRPC5 TRPC6渠道是众所周知的Ca2 +涌入通道为非选择性阳离子当前在足细胞55]。突变在其中的一个频道,TRPC6,导致异常的Ca2 +信号,足突细胞功能障碍21,22),和Nephrin Neph1已被证明与几个Ca2 +渠道,包括TRPC6 [11,56]。Vassiliadis et al。57]显示Ca2 +/钙调磷酸酶信号介导的足细胞损伤。抑制细胞外的钙通道和螯合钙减少鱼精蛋白sulfate-induced损伤,表明钙信号中起关键作用的初始阶段肾小球损伤。钙调磷酸酶抑制剂(吸收FK506 CsA)抑制鱼精蛋白sulfate-mediated屏障的变化,表明钙信号的行为,在某种程度上,通过calcineurin-dependent synaptopodin的乳沟。与此同时,突变TRPC6提高Ca的幅度和持续时间2 +通道电流导致NFAT激活,表明calcineurin-NFAT通路的激活的潜在中介FSGS [58]。
重要的是,王的研究等。8)表明,并行synaptopodin监管,可能会有额外的通路从钙调磷酸酶足细胞损伤和蛋白尿,涉及NFAT-mediated监管对足细胞功能已知的和小说因素重要。研究NFAT的角色在肾小球足细胞信号,王et al。8)创建了一个系统在足细胞诱导激活NFAT的信号,一个Podocin-Cre转基因用于诱导的转录停止盒式ROSA26-rtTA等位基因只在足细胞(59,60]。当磁带被删除时,反向tetracycline-controlled ROSA26启动子驱动生产反式激活因子(rtTA)在足细胞。当用强力霉素治疗,doxycycline-rtTA复杂的结合TetO序列的TetO -转基因。老鼠携带三个等位基因(Podocin-Cre、RO-SA26-rtTA TetO -)被称为突变体。因此,结果王et al。8]体内提供证据表明NFAT激活,在子宫内或postdevelopmentally,可以导致足细胞损伤和蛋白尿,这表明激活NFAT信号可能是一个关键的致病分子改变足细胞损伤和蛋白尿的发展。
使用一个类似的模型条件NFAT在足细胞激活,Nijenhuis et al。9]表明podocyte-specific诱导表达持续活跃NFAT突变增加TRPC6表达和诱导严重的蛋白尿,而钙调磷酸酶抑制通过CsA下调TRPC6表达和减少蛋白尿。重要的是,这项研究显示,一种有害的前馈机制,TRPC6-mediated Ca2 +流入刺激NFAT-dependent TRPC6表达,参与了血管紧张素ⅱ(Ang II)有关足细胞损伤。体外和体内模型,Ang II,肾小球疾病的发病机理的关键因素,增加TRPC6在足细胞表达。TRPC6表达式的监管由AngII依赖TRPC6-mediated Ca2 +流入和Ca的激活2 +端依赖钙调磷酸酶/ NFAT信号。田et al。61年]表明,Angⅱ导致显著减少synaptopodin的丰度,和基因沉默synaptopodin TRPC6导致损失的足细胞相比之下,TRPC5并不影响synaptopodin丰富的基因沉默。TRPC6-depleted细胞治疗CsA恢复synaptopodin丰富,表明一个Ca之间的联系2 +通过TRPC5和TRPC6渠道涌入以及synaptopodin在足细胞信号。Schlondorff et al。58]表明,所有三个TRPC6突变(P112Q、R895C E897K)加强渠道活动导致的足细胞增强基底NFAT-mediated转录,这依赖于渠道活动和突变体与野生型TRPC6 coexpressed时占主导地位。激活TRPC6 NFAT的突变体被钙调磷酸酶抑制剂,calmodulin-dependent激酶二世和磷脂酰肌醇3-kinase。
此外,另一项研究表明,钙调磷酸酶诱发足细胞凋亡的基因模型1型糖尿病(秋田老鼠)。在培养的足细胞,激活NFAT calcineurin-dependent的方式促进足细胞凋亡,诱导细胞凋亡,血管紧张素ⅱ或endothelin-1被钙调磷酸酶抑制剂(吸收FK506)。这诱导细胞凋亡似乎需要NFAT-induced基因转录(62年]。
在其他细胞群,NFATc1激活导致独特的转录和细胞行为的变化(63年- - - - - -65年]。Rcan1,有趣的是,Wnt6, Fzd9调节肾小球孤立的 转基因小鼠,使它们潜在的直接目标NFATc1 [8]。Rcan1 upregulation,一个已知的目标NFAT [66年,67年),可能反映了潜在的调节钙调磷酸酶轴心,NFAT, Rcan1足突细胞。此外,upregulation Wnt信号被发现不利于足细胞(68年],Wnt信号也被证明是调节 转基因老鼠,这表明的upregulation Wnt信号似乎NFAT的发病机制activation-induced足细胞损伤和FSGS。
4所示。结论
CsA的antiproteinuric效应是由于其免疫抑制作用。然而,最近发表的研究显示,CsA对蛋白尿的影响并不依赖NFAT抑制T细胞,而是对肾脏足细胞的影响的结果,其中包括synaptopodin的稳定。此外,体内的证据 转基因小鼠和秋田老鼠NFAT activation-induced足细胞凋亡和伤害,和NFAT-dependent TRPC6表达式,已被证明是相关的基因突变在人类患者蛋白尿和肾小球硬化症。总之,最近,CsA的可能性可能会有耦合nonimmunological antiproteinuric效应:一个福等人提出来的synaptopodin和足突细胞细胞骨架,通过抑制另一个单独的NFAT NFAT引起蛋白尿和足突细胞凋亡(图1)。
