Klotho’ s rolle i kronisk nyresygdom

klotho-familien og-strukturen

Klotho-familiemedlemmer inkluderer krop -, KRP-og KRP-klotho-gener baseret på deres forudsagte primære sekvenser . de blev opdaget på baggrund af deres homologi med de to, og de deler alle et enkeltpass transmembranprotein . det udtrykkes overvejende i leveren, men findes også i nyrerne, tarmen og milten og formidler aktiviteten hos medlemmer af fibroblastvækstfaktor (FGF)-familien, såsom FGF-19 og -21 . det udtrykkes i nyrerne og huden og har udefinerede funktioner . I denne gennemgang, Vi fokuserer kun på Kristian-klotho; udtrykket klotho i de følgende afsnit henviser til Kristian-klotho.

krit-Klotho består af fem eksoner, der svarer til 1.012 aminosyrer i det humane protein og 1.014 aminosyrer i museproteinet (Fig. 1a). Proteinet består af et stort ekstracellulært domæne, inklusive 980 N-terminale rester efterfulgt af et 21-aminosyre transmembrandomæne og et lille domæne på 11 rester svarende til den intracellulære C-terminal . Det ekstracellulære domæne af membranklotho består af to gentagne sekvenser på 440 aminosyrer betegnet Kl1 og Kl2, som genereres ved splejsning i fuld længde og kan spaltes af metalloproteinaserne ADAM-10 og ADAM-17 og frigives i omløb som opløselig klotho (spaltet klotho) (Fig. 1b). Derudover er et alternativt splejset klotho mRNA-transkript blevet antaget at kode for et udskilt klotho-protein, hvilket ville svare til Kl1-domænet, men dette formodede protein er ikke blevet identificeret og er ikke blevet påvist i humant serum indtil videre; det er kun blevet observeret i In vitro-systemer . Desuden viste en nylig undersøgelse, at dette alternative klotho mRNA blev nedbrudt af nonsens-medieret mRNA-henfald (NMD), hvilket endelig resulterede i ingen aktiv proteinoversættelse . Opløselig klotho er den vigtigste funktionelle form i kredsløbet og detekteres i blodet, urinen og cerebrospinalvæsken, der udøver sin funktion ved at virke som et hormon. Derudover forekommer en anden funktionel form for klotho, betegnet membranbundet klotho, som hovedsageligt er involveret i FGF-receptorsignalering.

strukturen af klotho genet og protein. en strukturen af klotho gener fra mennesker og mus. B strukturen af klotho-proteinet. Opløselige klotho-proteiner genereres ved fuld længde transkriptionssplitning på de angivne karrus-og karrusskårne steder, omfattende hele det ekstracellulære domæne, eller ved de enkelte Kl1 – eller Kl2-domæner

funktionen og patofysiologiske implikationer af klotho i CKD

Co-receptor af FGF23

FGF23 tilhører FGF-familien. Mange undersøgelser har vist, at FGF23 ikke kun øger urinudskillelsen af fosfat,men også indirekte undertrykker intestinal fosfatabsorption ved nedregulering af produktionen af 1 liter, 25-dihydroksyvitamin D3 (1,25(OH)2D) . FGF23 transducerer signaler ved at binde til dets receptorer til phosphorylat nedstrøms signalmolekyler . Der er fire forskellige FGF-receptorer (FGFRs), FGFR1-4; Disse proteiner er tyrosinkinasereceptorer og har høj eller lav affinitet for FGF ‘ er. På grund af deres mangel på et heparansulfatbindende domæne kræver FGF23 klotho i fuld længde for at konvertere den kanoniske FGFR til en specifik højaffinitetsreceptor til at fungere i målvæv . For nylig har forskning vist, at i komplekset bestående af det ekstracellulære domæne af Klotho, FGFR1c ligandbindende domæne og FGF23 binder klotho samtidig FGFR1c ved sit D3-domæne og FGF23 ved sin C-terminale hale, hvilket resulterer i FGF23-FGFR1c nærhed og giver stabilitet . Klotho er således en essentiel co-receptor til binding af FGF23 til dets receptorer.

i proksimale nyretubuli binder blodbårne FGF23 til FGFR-klotho-komplekser og aktiverer direkte ekstracellulære signalregulerede kinase (ERK)1/2 og serum/glukokortikoidregulerede kinase (SGK)-1-signaler. Derefter phosphorylerer SGK-1 Na+/H+-udvekslingsregulerende cofaktor (NHERF)-1 for at nedregulere membranekspression af nøglen natriumphosphat cotransporter NaPi-2a, hvilket fører til en stigning i urinphosphatudskillelse . Tab af membranbundet klotho-ekspression begrænser FGF23-stimuleret signaltransduktion gennem FGFR-klotho-komplekser. Det er vist , at en specifik deletion af klotho i proksimale nyretubuli ikke var i stand til at øge renal fosfatudskillelse in vivo, hvilket antyder, at effekten af FGF23 på fosfatudskillelse er begrænset af proksimal tubulær klotho-mangel. Endvidere undertrykker FGF23 renal 1-ekspression, som er det vigtigste middel, der er ansvarlig for 1,25 (OH)2D-produktion, ved hjælp af en klothoafhængig signaleringsmekanisme i proksimale nyretubuli . Derudover regulerer opløselig klotho direkte fosforudskillelse i nyrerne og deltager i systemisk mineralsk homeostase ved at regulere 1-aktivitet og parathyreoideahormon (PTH) og FGF23-sekretion . Disse resultater antyder, at klotho-mangel begrænser sin regulering af FGF23-produktion, og hyperphosphatæmi forbliver den vigtigste regulator for FGF23-sekretion i CKD . Effekten af FGF23 på både fosfat og 1,25 (OH) 2D er involveret i FGFR1, FGFR3 og FGFR4, især FGFR1 . Derudover er det blevet identificeret, at som med mineralparametrene øges FGF23 og fosfat, mens klotho og 1,25(OH)2D reduceres i CKD, især i tidlige stadier undtagen serumphosphat . Disse ændringer i mineralparametre spiller en central rolle i patofysiologien af CKD . Især kan hver forstyrrelse i mineralparametrene være patogen alene eller kan drive og overdrive forstyrrelsen af de andre parametre .

det blev tidligere rapporteret, at opløselig klotho er en regulator af epithelial calcium channel transient receptor potential vannilloid-5 (TRPV5), et glycoprotein, der er essentielt for indtræden af calcium i calciumtransporterende nyrepitelceller . TRPV5-regulering af klotho menes at fungere som følger: opløselig klotho hydrolyserer specifikt sukkerrester fra glycankæderne på TRPV5, som igen stabiliserer TRPV5 i membranen gennem interaktion mellem sukkerresterne og ekstracellulært galectin . Imidlertid er den cellulære sekretionsproces af klotho uklar. For nylig blev der observeret et fald i renal calciumreabsorption og en nyremembran-overflod af TRPV5 hos klotho-knockout-mus, svarende til fundet i FGF23-knockout-mus, men klotho lokaliserer hverken med TRPV5 eller reguleres af FGF23. Hellere, Andrukhova O et al. understøttet forestillingen om, at den apikale membranoverflod af TRPV5 i renale distale tubuli og renal calciumreabsorption reguleres af FGF23 gennem binding af FGFR-klotho-komplekserne . Baseret på disse resultater kan det propses, at FGF23 fungerer ved at binde til FGFR-klotho-komplekser og således direkte modulere calciumreabsorption i distale nyretubuli. I modsætning hertil reducerer hypokalcæmi (calciummangel) de cirkulerende koncentrationer af FGF23 . Dette fald i FGF23 kan være et svar, der undgår en efterfølgende reduktion i calcitriol, hvilket kan forværre hypokalcæmi. Derudover Andrukhova O et al. fandt, at FGF23 direkte regulerer natriumreabsorption i distale nyretubuli ved hjælp af en signalmekanisme, der involverer fgfr-klotho-komplekserne og aktiveringen af ERK1/2, SGK1 og med-No-lysinkinase 4 (NNK4) signalkaskader, hvilket antyder, at FGF23 også er en nøgleregulator for renal natriumreabsorption og plasmavolumen . Dette kan forklare sammenhængen mellem FGF23 og kardiovaskulær risiko hos CKD-patienter. På grund af calcium-og natriuminsufficiens ved nyresygdomme kan den nye forbindelse mellem FGF23 og metabolismen af disse ioner have store patofysiologiske implikationer i CKD .

mærkbart er membranreceptorer af opløselig klotho ikke tidligere blevet identificeret. En nylig undersøgelse fandt ud af, at pri2-3-sialyllactose, som er til stede i glycan af monosialogangliosider, er en receptor af opløselig klotho. Opløselig klotho binder til gangliosid-berigede lipidflåder for at regulere PI3K-signalering . Desuden identificerede en anden undersøgelse de vigtigste proteinrester i Kl1-domænet, der sandsynligvis er involveret i binding til kurr2-3-sialyllactose, som nedregulerer TRPC6-kanaler og beskytter mod stressinduceret hjertehypertrofi . Disse resultater giver ny indsigt i, at målretning af sialinsyrer kan være en generel mekanisme, der ligger til grund for de pleiotropiske virkninger af opløselig klotho.

anti-inflammation

Inflammation er multifaktoriel i CKD, og denne sygdom betragtes som et prototypisk eksempel på inflammatorisk sygdom og for tidlig aldring . Der er mange proinflammatoriske faktorer steg gradvist i CKD, da nyrefunktionen svigter, herunder interleukin (IL)-6, serumfetuin-A og tumornekrosefaktor (TNF) . Nuclear factor kB (NF-kB) styrer mange cellulære processer, såsom antiapoptotiske reaktioner, oksidativ stress og især inflammatoriske reaktioner . I normale situationer er NF-kB placeret i cytoplasmaet i en inaktiv form, der er knyttet til dets hæmmende proteiner,betegnet hæmmende kB (IkB). Som reaktion på forskellige stimuli, såsom TNF, phosphoryleres to serinrester i position 32 og 36 i Det N-terminale område af IkB. Denne phosphorylering inducerer IkB allestedsnærværende af E3-IkB allestedsnærværende ligasekompleks, hvilket forårsager dets nedbrydning af 26S proteosomet, hvilket fører til NF-kB translokation til kernen og direkte aktivering af nedstrøms gentranskription . Større NF-kB-aktivitet øger ekspressionen af proinflammatoriske mediatorer, såsom cytokiner og adhæsionsmolekyler. Flere undersøgelser har vist, at NF-kB spiller en central rolle i progressionen af kronisk nyrebetændelse, hvorved inhiberingen af NF-kB reducerer niveauerne af flere proinflammatoriske cytokiner og nyreskade .

en undersøgelse har vist, at der er et tovejsforhold mellem klotho og NF-kB . På den ene side er klotho-udtryk nedreguleret af en NF-kB–afhængig mekanisme. Reduceret klotho i blod og urin er blevet observeret i humant CKD . I en nefrotoksisk akut nyreskade (AKI) musemodel blev klotho-ekspression også reduceret, og blokering af TNF-relateret svag inducer af apoptose (finjustering), som er medlem af TNF-superfamilien, var i stand til at vende tilbage nyre klotho niveauer og bevare nyrefunktionen. Desuden forhindrer inhiberingen af NF-kB finjusterende medierede fald i klotho-niveauer . Således regulerer proinflammatoriske cytokiner, såsom finjustering, negativt ekspressionen af klotho gennem en NF-kB–afhængig mekanisme, og NF-kB er en vigtig bidragyder til reguleringen af klotho-ekspression .

på den anden side er klotho en antiinflammatorisk modulator, der negativt regulerede NF-kB, hvilket følgelig fører til et fald i proinflammatorisk gentransduktion. Det er rapporteret, at TNF øger vaskulær celleadhæsionsprotein 1 (VCAM-1) og intercellulært adhæsionsmolekyle 1 (ICAM-1) udtryk i endotelceller, mens klotho kan undertrykke TNF-inducerede stigninger i ICAM-1 og VCAM-1-ekspression ved at dæmpe NF-kB-aktivitet . Desuden undertrykker den eksogene tilsætning af opløselig klotho eller overekspression af membranøs klotho i vævskultur i klotho-muterede mus NF-kB-aktivering og NF–kB-medierede inflammatoriske cytokiner via en mekanisme, der involverer phosphorylering af serin(536) i transaktiveringsdomænet for RelA . På samme måde hæmmer et overskud af klotho pdlim2/NF-kB-vejen for at reducere produktionen af TNF-kur, IL-6 og IL-12 og for at forbedre cyclosporin A-induceret nefropati in vivo og in vitro . Derudover kan klotho undertrykke NADPH oksidase 2 (nok2) proteinekspression og dæmpe oksidativ stress i rotte aorta glatte muskelceller og kan også undertrykke retinsyre-inducerbar gen-i (RIG-i)-medieret inflammation . Således kan klotho virke som en antiinflammatorisk modulator i nyrerne.

beskyttelse mod vaskulær forkalkning og mineralbenlidelse

vaskulær forkalkning (VC) vises tidligt i løbet af CKD, men bliver meget mere udbredt, når nyrefunktionen forværres, hvilket skaber en stærk risiko for kardiovaskulær dødelighed og sygelighed hos patienter med CKD og ESRD . VC kan klassificeres baseret på det vaskulære sted for unormal mineralaflejring, herunder intimal forkalkning, medial forkalkning og valvulær forkalkning, som alle er meget udbredte i CKD-populationen . Det er nu klart, at VC er en cellereguleret patologisk proces, der involverer mange hæmmere og inducere . Under normale forhold beskytter flere hæmmere mod VC ved overmætning af calcium og fosfat, såsom pyrophosphat, Gla-protein og fetuin-a . I CKD-populationen er den samlede funktion mellem hæmmere og inducere ubalance, hvilket fører til forekomsten af VC i karvæggene og ventilerne. Der er mange inducere af VC i CKD, herunder hypercalcæmi, inflammatoriske cytokiner og især fosfat . Klinisk evidens viste, at opregulering af serumphosphat er en af mange risikofaktorer for VC i CKD-populationen . Desuden har en voksende mængde eksperimentel forskning afsløret mekanismen for fosfatinduceret VC, der viser, at PiT – 1, som er fosfat cotransporter i vaskulære glatte muskelceller (SMC ‘er), er involveret i patogenese og fremmer VC ved induktion af SMC’ er osteokondrogen transformation og apoptose og ved regulering af ekstracellulære vesikler frigivelse og stabilitet . Disse resultater antyder, at forhøjet fosfat er en hovedinducer af VC.

ekspressionsniveauet for klotho falder hos patienter med CKD og dyremodeller og ledsages af nyresygdomme . Det er rapporteret, at klotho-mangel forårsager høje cirkulerende niveauer af fosfat og VC-forekomst hos mus med CKD. Omvendt kan overekspression af klotho forbedre phosphaturi, forbedre nyrefunktionen og producere meget mindre forkalkning in vivo samt undertrykke den natriumafhængige optagelse af fosfat og Fosfatinduceret forkalkning af rotte vaskulære SMC ‘ er . Jang et al. rapporteret, at spaltet klotho-protein dæmper den Fosfatinducerede humane knoglemarv mesenkymale stamceller differentiering i osteoblastlignende celler in vitro via inaktivering af fgfr1 / erk signalvejen . Derudover forbedrer opreguleringen af Klotho-ekspression ved hæmning af rapamycin-signalering også VC og beskytter mod vaskulær sygdom i CKD . En anden undersøgelse viste, at Intermedin 1-53 dæmper VC hos rotter med CKD ved opregulerende membranbundet klotho-ekspression i karvæggen . Nylige undersøgelser har bekræftet , at stabil levering af opløselig klotho kan reducere kronisk hyperphosphatæmi og VC in vitro og in vivo, og aktivering af peroksisom proliferatoraktiveret receptor . Disse resultater antydede, at klotho-mangel er tæt forbundet med hyperphosphatæmi og VC, og at øget klotho-aktivitet spiller en beskyttende rolle i hyperphosphatæmi og VC i CKD.

CKD-mineral bone disorder (MBD) er en nyligt betegnet systemisk lidelse, der begynder tidligt i fase 2 af CKD og er kendetegnet ved unormale serumbiokemier, herunder hyperphosphatæmi og hypercalacæmi, knoglesygdomme og VC . Årsagerne til VC og kardiovaskulær dødelighed forbundet med CKD tilskrives delvis CKD-MBD . Nylige undersøgelser viser, at faktorer, der er involveret i nyreskade og reparation, og som frigives i kredsløbet, bidrager til patogenesen af CKD-MBD ; sådanne faktorer omfatter Signalinhibitorerne Dickkopf 1 og sclerostin , såvel som activin A og ActRIIA . De patogene mekanismer af komponenterne i CKD-MBD omfatter VC, tab af renal klotho, hyperphosphatæmi, osteodystrofi, vitamin D-mangel, øget FGF23, kardiovaskulær sygdom og hyperparathyroidisme . I denne gennemgang fokuserer vi primært på de aspekter, der er relateret til klotho. Som tidligere beskrevet er udtrykket af klotho signifikant reduceret i CKD. Det er rapporteret, at dette fald i klotho delvis er relateret til activin-og ActRIIA-signalering. Desuden stimulerer aktiveringen af ActRIIA-signalering ved hjælp af en ligandfælde til receptoren signifikant klotho-niveauer . Den resulterende reduktion i klotho begrænser sin regulering af FGF23-produktion og efterlader hyperphosphatæmi som den vigtigste regulator for FGF23-sekretion i CKD . For nylig har forskere identificeret, at klotho-tab er en nøglehændelse i nyre-og knogleskader hos CKD-MBD-mus, og endogen Klotho-restaurering ved histondeacetylase-hæmning dæmper CKD-associerede knoglekomplikationer i en musemodel af CKD-MBD . Tilsvarende beskytter rhein-reguleret klotho-ekspression ved promotor hypermethylering mod nyre-og knogleskader hos mus med CKD. Når klotho slås ned af RNA-interferens, afskaffes Rheins nyrebeskyttende virkninger stort set . Disse data tyder på, at Klotho-mangel er tæt forbundet med udviklingen af CKD-MBD, og at Klotho-restaurering er gavnlig for forbedringen af VC og CKD-MBD.

forbedring af renal fibrose

den endelige almindelige patologiske manifestation af mange tilfælde af CKD er renal fibrose. Renal fibrose repræsenterer den mislykkede sårheling af nyrevæv efter kronisk, vedvarende skade og er kendetegnet ved glomerulosklerose, tubulær atrofi og interstitiel fibrose . Progressionen af CKD fremgår af et tab af nyreceller og deres erstatning med ekstracellulær matrice (ECM) i glomeruli og interstitium . Patogenesen af glomerulosklerose og tubulointerstitiel fibrose er meget ens . I det væsentlige resulterer nyreskade i en inflammatorisk kaskade, der involverer makrofagaktivering og rekruttering af T-celler, der udløser et immunrespons og forårsager interstitiel nefritis. Derefter reagerer flere celletyper, herunder makrofager, T-celler og rørformede epitelceller på denne inflammatoriske proces for at producere profibrotiske mediatorer, såsom transformerende vækstfaktor-Karr (TGF-Karr). Under indflydelse af profibrotiske cytokiner, sårede rørformede epitelceller dedifferentierer og mister deres polaritet og transportørfunktion, omorganiserer deres cytoskelet til spændingsfibre, forstyrrer den rørformede kældermembran og migrerer ind i interstitium, hvor de syntetiserer stigende mængder ECM, hvilket til sidst fører til renal fibrose .

mange undersøgelser tyder på, at TGF-karrus er en af de vigtigste profibrotiske regulatorer af renal fibrose i progressiv CKD og stimulerer akkumuleringen af matriceproteiner til at inducere ECM, hæmmer matricenedbrydning og regulerer myofibroblastaktivering . Baseret på rollen som TGF-Kris, er mange terapeutiske tilgange, der involverer inhibering af TGF-Kris, blevet testet i eksperimentelle modeller af CKD og kliniske forsøg, såsom administration af neutraliserende anti-TGF-Kris-antistoffer og små interfererende RNA ‘ er, der er målrettet mod TGF-Kris type II-receptor, som kan reducere strukturel nyreskade og mindske nyrefibrose i CKD . Det er blevet rapporteret, at Klotho-hæmning øger TGF-lars1-ekspression hos mus med renal fibrose, der er induceret af ensidig ureteral obstruktion (UUO), og TGF-lars1 reducerer Klotho-ekspression i nyrekulturerede epitelceller, hvilket antyder, at nedsat Klotho-ekspression forbedrer TGF-lars1-aktivitet, og at klotho-mangel ikke kun er en årsag, men også et resultat af renal fibrose i CKD . I modsætning hertil binder opløseligt klotho-protein direkte til TGF-release type II-receptoren og hæmmer TGF-release-bindingen til celleoverfladereceptorer og hæmmer derved TGF-release-signalering hos mus med UUO-induceret renal fibrose. Desuden reducerer klotho epitelmarkørekspression og øger mesenchymal markørekspression for at undertrykke den TGF-lut1-inducerede epitel-til-mesenkymale overgang i renale epitelceller . Disse resultater indikerer, at klotho kan undertrykke nyrefibrose ved at hæmme TGF-lut1-aktivitet.

et andet hovedprofibrotisk molekyle hedder angiotensin II (Ang II); dette molekyle modulerer fibrose ved direkte virkninger på matricen og ved at opregulere ekspressionen af andre faktorer, såsom TGF-kurr , bindevævsvækstfaktor , plasminogenaktivatorinhibitor-1 , tumornekrosefaktor-kurr og NF-kurrb . Desuden har data vist, at Ang II-induceret nyreskade undertrykker Klotho-ekspression, hvorimod induktion af klotho-genekspression mindsker Ang II-induceret nyreskade . Derudover har opløselig klotho vist sig at hæmme vnt-og IGF-1-signalering, hvilket kan fremme epitel-til-mesenkymal overgang og myofibroblastaktivering . Nylige undersøgelser viser også, at eksogen klotho nedsætter høj glukoseinduceret fibronectin og cellehypertrofi via ERK1/2-p38 kinase signaleringsvej for at dæmpe diabetisk nefropati in vitro, og at administration af klotho-protein undertrykker renal tubulo-interstitiel fibrose og UUO-induceret renal fibrose, i det mindste delvist, ved at kontrollere basisk fibroblastvækstfaktor-2 signalering in vivo . Disse resultater øger muligheden for, at opløselig klotho kan fungere som en nyrebeskyttende faktor mod fibrose ved at hæmme flere signalveje.

potentiel anvendelse af klotho i human kronisk nyresygdom

en potentiel biomarkør for CKD

CKD er ikke let at opdage i det tidlige stadium af CKD, og det er derfor meget vanskeligt at stille en tidlig og nøjagtig diagnose. Og der er ingen biomarkører, der kan måles let, følsomt, pålideligt og specielt i sammenhæng med tilstedeværelse, udvikling og komplikationer af CKD . Som tidligere beskrevet er renal klotho-mangel stærkt forbundet med ionforstyrrelser, VC, betændelse, renal fibrose og mineral knoglesygdom, som alle er karakteristika ved CKD. Det er vist, at opløselig klotho i kredsløbet begynder at falde tidligt i fase 2 CKD og urinklotho falder muligvis endnu tidligere 1 . Derudover viser data, at klotho-mangel i CKD kan forbedre den renale tubulære og vaskulære celleforældelse induceret af oksidativ stress og kan resultere i defekt endotelfunktion og nedsat vaskulogenese . Tilsammen indikerer disse fund, at klotho-mangel er tæt korreleret med udviklingen og progressionen af CKD og ekstrarenale komplikationer. Således synes opløselig klotho-mangel at have diagnostisk potentiale, der tjener som en tidlig og følsom biomarkør for CKD.

mange forskere har undersøgt muligheden for at bruge klotho som biomarkør for CKD. CKD-MBD er et af de slående træk forbundet med den høje sygelighed og dødelighed af kardiovaskulære hændelser i CKD og ESRD . Unormal mineralmetabolisme inkluderer høje serumphosphat -, FGF23-og PTH-niveauer, som er tæt forbundet med eller endda induceret af klotho-mangel . Kliniske studier hos patienter med CKD har vist, at opløselig klotho er lavere end normalt (519-g183 versus 845-G330-g/mL, P < .0001) hos nyrepatienter og opløselig klotho er positivt korreleret med serumkalcium og negativt korreleret med serumphosphat, PTH og FGF23, hvilket antyder, at opløselig klotho muligvis afspejler den efterfølgende tubulære resistens over for FGF23, hvilket kunne være en tidlig markør for CKD-MBD . For nylig antydede en anden klinisk undersøgelse, at opløselig klotho er signifikant forbundet med fosfatreabsorption uafhængigt af FGF-23, som kan være en markør for fosfatreabsorption . Derfor synes opløselig klotho at være en markør for forstyrrelser i fosfat og knoglemetabolisme i CKD.

GFR, guldstandarden til vurdering af nyrefunktion, er signifikant nedsat i CKD . Kliniske og eksperimentelle undersøgelser har vist, at dette signifikante fald i klotho i nyrerne er positivt forbundet med estimeret GFR (eGFR) i CKD-prøver . Flere andre undersøgelser har bekræftet den positive sammenhæng mellem klotho-niveauer (i serum og urin) og eGFR hos voksne patienter med CKD . Desuden er både serum-og urinklotho-niveauer uafhængigt forbundet med eGFR hos patienter med CKD . En anden undersøgelse viste, at serumklotho-niveauer gradvist er lavere med fremrykkende CKD-trin med et justeret gennemsnitligt fald på 3,2 pg/mL for hver 1 mL/min/1,73 m2 EGFR-fald . Konsekvent blev en lignende positiv korrelation mellem plasmaklotho-niveauer og eGFR vist hos børn med CKD . Disse resultater antyder, at faldet i opløselig klotho kan afspejle et eGFR-fald hos patienter med CKD.

men nogle forskere opnåede negative resultater. Sarah Seiler et al. analyserede en stor kohorte på 312 patienter med fase 2-4 CKD og fandt, at plasmaklotho-niveauer ikke var signifikant forbundet med eGFR eller andre calcium-fosfatmetabolismeparametre hos disse patienter . Tilsvarende var klotho-niveauer i en prospektiv observationsundersøgelse blandt 444 patienter med CKD-trin 2-4 ikke signifikant relateret til kardiovaskulære resultater . Disse resultater indikerer, at plasmaklotho-niveauer ikke er relateret til nyrefunktion og ikke forudsiger negativt resultat hos patienter med CKD. Der kan være to grunde til disse modstridende data. Den ene er alder. Yamasaki et al. foreslået, at opløselige klotho niveauer er korreleret med alderen, at finde, at klotho niveauer er højere hos børn (gennemsnitsalder 7,1 til 4,8 år) end hos voksne . Shimamura et al. også rapporteret signifikant lavere klotho niveauer i CKD fase 2-5 patienter end i CKD fase 1 patienter. Desuden var dette fund i vid udstrækning baseret på data fra fire unge personer med normal eGFR og ekstremt høje klotho-niveauer, mens klotho-niveauer i de resterende deltagere ikke forudsagde negativt resultat af CKD . Desuden viste en nylig klinisk undersøgelse, at en allel af G-395a klotho-genpolymorfismen har en signifikant højere frekvens blandt børn med CKD, hvilket antyder, at denne mutante allel af klotho kan bruges som en risikomarkør for udviklingen af ESRD og som en forudsigelse for CVD hos børn . En anden grund kan være forskellene i stikprøvestørrelse. Resultaterne opnået fra nogle undersøgelser med små kohorter af CKD-patienter var forskellige fra dem, der blev opnået med en stor kohorte . Ideen om et fald i klotho-niveauer med nedsat nyrefunktion er blevet yderligere bestridt af mindre undersøgelser .

selvom resultaterne af forholdet mellem cirkulerende klotho-niveauer og resultater af CKD er modstridende, er tre almindeligt anvendte kommercielle immunoassay-produkter til måling af opløselig klotho-tilgængelige fra IBL (IBL International GmbH, Hamburg, Tyskland), Cusabio (Cusabio Biotech, Kina) og USCN (USCN Life Science Inc., Kina). Kun IBL-kittet giver information om epitopspecificitet . Forskere har imidlertid fundet ud af, at disse analyser udviste dårlig præstation, herunder mangel på enhedsstandardisering i udlæsninger, og analyserne skal forbedres for at give nøjagtige resultater, før de kan give pålidelige konklusioner .

som en potentiel behandlingsstrategi for CKD

selvom årsagerne til CKD er multifaktorielle, er klotho-mangel signifikant forbundet med udviklingen og progressionen af CKD og ekstrarenale komplikationer. Mange kliniske og dyreforsøg har antydet, at når den klotho-mangelfulde tilstand i CKD reddes, forbedres nyrefunktionen, morfologisk læsion og komplikationer af CKD åbenlyst . For eksempel svækkede administrationen af opløseligt klotho-protein signifikant UUO-induceret nyrefibrose og undertrykte ekspressionen af fibrosemarkører og TGF-lut1-målgener, såsom snegl og vridning . Desuden forbandt klotho intermedin 1-53 med undertrykkelsen af VC hos CKD-rotter , og klotho-tilskud undertrykte renin-angiotensinsystemet for at forbedre Adriamycin nefropati. Derudover syntes klotho-protein at undertrykke epithelial-mesenkymal overgang ved at hæmme TGF-kurr og vnt-signalering . Derfor kan klotho-mangel ikke kun være et patogen mellemprodukt i accelerationen af CKD-progression, men kan også være en vigtig bidragyder til kroniske komplikationer, såsom CKD-MBD og hjerte-kar-sygdomme i CKD. Tænkeligt kan enhver terapi, der gendanner klotho-niveauet ved tilskud med eksogen klotho og/eller opregulering af endogen klotho-produktion, være en ny behandlingsstrategi for CKD .

flere metoder er afhængige af forskellige mekanismer til at øge Klotho-ekspression (tabel 1) ; Disse inkluderer følgende: (1) demethylering. Methylering af klotho-genpromotoren reducerer dens aktivitet med 30% Til 40%, mens DNA-demethylering øger klotho-ekspression 1,5 gange til tredobbelt . (2) deacetylering. Data viser, at TNF og finjusteret nedregulering af klotho-ekspression i nyre-og nyrecellelinjerne kan afstumpes ved hæmning af histondeacetylase . (3) narkotika. Flere lægemidler på markedet har vist sig at opregulere klotho-ekspression in vivo og/eller in vitro, herunder PPAR-purpuragonister , angiotensin II-type i-receptorantagonister , vitamin D-aktive derivater og intermedin . (4) levering af Klotho-gen. Klotho-genlevering gennem en viral bærer har vist sig effektivt at forbedre flere patofysiologiske fænotyper hos Klotho-mangelfulde mus og derved forhindre progression af nyreskade i rottemodeller og forbedre VC og endotelfunktion i CKD . (5) Administration af opløseligt klotho-protein. Forøgelse af cirkulerende klotho-niveauer gennem administration af opløseligt klotho-protein, som er det spaltede, fuld længde ekstracellulære domæne af membranklotho, er mere direkte, sikrere og en lettere modalitet til at genoprette endokrin klotho-mangel . Dyreforsøg har vist, at bolusadministration af opløseligt klotho-protein er et sikkert og effektivt middel til beskyttelse mod nyreskade og bevarelse af nyrefunktionen .