a klotho szerepe a krónikus vesebetegségben

a klotho család és szerkezete

a Klotho család tagjai a megjósolt primer szekvenciájuk alapján tartalmazzák a~ -, A ~ – és a ~ -klotho géneket . β -, illetve γ-klotho fedeztek fel alapján a homológia a α-klotho, mind megosztani egyetlen-át transzmembrán fehérje . a klotho elsősorban a májban expresszálódik, de megtalálható a vesében, a bélben és a lépben is, és közvetíti a fibroblaszt növekedési faktor (FGF) család tagjainak, például az FGF-19 és -21 aktivitását . a klotho a vesében és a bőrben expresszálódik, és nem definiált funkciókkal rendelkezik . Ebben az áttekintésben, csak a következőkre összpontosítunk 6-klotho; a klotho kifejezés a következő bekezdésekben a kb-klotóra utal.

a klotho öt exonból áll, amelyek az emberi fehérjében 1012 aminosavnak, az egérfehérjében pedig 1014 aminosavnak felelnek meg (ábra. 1a). A fehérje egy nagy extracelluláris doménből áll, amely 980 N-terminális maradékot tartalmaz, amelyet egy 21 aminosav transzmembrán domén követ, valamint egy kis, 11 maradékból álló domén, amely megfelel az intracelluláris C-terminusnak . A klotho membrán extracelluláris doménje 440 aminosav két ismétlődő szekvenciájából áll, amelyeket Kl1-nek és Kl2-nek neveznek, amelyek teljes hosszúságú transzkriptum splicing által keletkeznek, és az ADAM-10 és ADAM-17 metalloproteinázokkal hasíthatók, és oldható klotho (hasított klotho) formájában kerülnek forgalomba (ábra. 1b). Ezenkívül egy alternatív módon összekapcsolt klotho mRNS transzkriptumot feltételeztek egy szekretált klotho fehérje kódolására, amely megegyezik a Kl1 doménnel, de ezt a feltételezett fehérjét eddig nem azonosították és nem mutatták ki humán szérumban; csak in vitro rendszerekben figyelték meg . Ezenkívül egy nemrégiben készült tanulmány kimutatta, hogy ezt az alternatív klotho mRNS-t nonszensz által közvetített mRNS-bomlás (NMD) bontotta le, végül nem eredményezett aktív fehérje transzlációt . Az oldható klotho a keringés fő funkcionális formája, amelyet a vérben, a vizeletben és a cerebrospinális folyadékban észlelnek , hormonként működve. Ezenkívül előfordul a klotho egy másik funkcionális formája, az úgynevezett membránhoz kötött klotho, amely főleg az FGF receptor jelzésében vesz részt.

a klotho gén és a fehérje szerkezete. a A klotho gének szerkezete emberekből és egerekből. b a klotho fehérje szerkezete. Az oldható klotho fehérjéket teljes hosszúságú transzkriptum-splicing útján állítják elő a megjelölt, a teljes extracelluláris domént tartalmazó, vagy az egyetlen Kl1 vagy Kl2 doméneket magában foglaló

a klotho funkciója és patofiziológiai következményei a CKD-ben

az FGF23 Ko-receptora

az FGF23 az FGF családba tartozik. Számos tanulmány kimutatta, hogy az FGF23 nemcsak növeli a foszfát vizelettel történő kiválasztását, hanem közvetett módon is elnyomja a bél foszfát felszívódását azáltal,hogy lefelé szabályozza az 1-et (65-dihidroxi-D3-vitamin(1,25 (OH)2D) termelését . Az FGF23 jeleket továbbít azáltal, hogy receptoraihoz kötődik foszforilát downstream jelátviteli molekulák . Négy különböző FGF receptor (FGFRs), FGFR1-4; ezek a fehérjék tirozin-kináz receptorok, és nagy vagy alacsony affinitással rendelkeznek az FGFs iránt. Heparán-szulfát-kötő domén hiánya miatt az FGF23 teljes hosszúságú klotót igényel, hogy a kanonikus FGFR-t specifikus nagy affinitású receptorrá alakítsa a célszövetekben való működéshez . A közelmúltban kutatások kimutatták, hogy a klotho shed extracelluláris doménjéből, az FGFR1c ligandumkötő doménből és az FGF23-ból álló komplexben a klotho egyidejűleg megköti az FGFR1c-t a D3 doménjével és az FGF23-at a C-terminális farokkal, így az FGF23-FGFR1c közelségét és stabilitást biztosít . Így a klotho nélkülözhetetlen Ko-receptor az FGF23 receptorokhoz való kötődéséhez.

a proximális vesetubulusokban a vér által terjesztett FGF23 kötődik az FGFR-klotho komplexekhez, és közvetlenül aktiválja az extracelluláris szignál-szabályozott kináz (ERK)1/2 és a szérum/glükokortikoid-szabályozott kináz (SGK)-1 jeleket. Ezt követően az SGK-1 foszforilálja a Na+/H+ csere szabályozó kofaktort (NHERF)-1 a kulcs membrán expressziójának szabályozására nátrium-foszfát Kotransporter NaPi-2a, ezáltal a vizelet foszfát kiválasztásának növekedéséhez vezet . A membránhoz kötött klotho expresszió elvesztése korlátozza az FGF23 által stimulált jelátvitelt az FGFR-klotho komplexeken keresztül. Kimutatták, hogy a klotho specifikus deléciója a proximális vesetubulusokban nem volt képes növelni a vese foszfát kiválasztását in vivo , ami arra utal, hogy az FGF23 foszfát kiválasztásra gyakorolt hatását a proximális tubuláris klotho-hiány korlátozza. Továbbá, az FGF23 elnyomja a vese 1-et 6D-hidroxiláz expresszió, amely az 1,25(OH)2D termelésért felelős kulcsfontosságú enzim kloto-függő jelátviteli mechanizmussal a proximális vesetubulusokban . Ezen túlmenően az oldható klotho közvetlenül szabályozza a foszfor kiválasztását a vesében, és részt vesz a szisztémás ásványi homeosztázisban az 1 .. .. -hidroxiláz aktivitás és a mellékpajzsmirigy hormon (PTH) és az FGF23 szekréció szabályozásával . Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a klotho-hiány korlátozza az FGF23 termelés szabályozását, és a hyperphosphataemia továbbra is az FGF23 szekréció fő szabályozója a CKD-ben . Az FGF23 hatása mind a foszfátra, mind az 1,25(OH)2D-re az FGFR1, az FGFR3 és az FGFR4, különösen az FGFR1 . Ezenkívül megállapították, hogy az ásványi paraméterekhez hasonlóan az fgf23 és a foszfát emelkedett, míg a klotho és az 1,25(OH)2D csökkent a CKD-ben, különösen a korai szakaszban, kivéve a szérum foszfátot . Ezek az ásványi paraméterek változásai központi szerepet játszanak a CKD patofiziológiájában . Nevezetesen, az ásványi paraméterek minden zavara önmagában patogén lehet, vagy a többi paraméter zavarát okozhatja és eltúlozhatja .

korábban arról számoltak be, hogy az oldható klotho a epiteliális kalciumcsatorna tranziens receptor potenciáljának szabályozója vannilloid – 5 (TRPV5), egy glikoprotein, amely elengedhetetlen a kalcium bejutásához a kalciumot szállító vese hámsejtekbe . Úgy gondolják, hogy a klotho trpv5 szabályozása a következőképpen működik: az oldható klotho specifikusan hidrolizálja a trpv5 glikánláncaiból származó cukormaradványokat, ami viszont stabilizálja a trpv5-et a membránban a cukormaradványok extracelluláris galektinnel való kölcsönhatása révén . A klotho sejtszekréciós folyamata azonban nem világos. A közelmúltban a vese kalcium reabszorpciójának csökkenését és a trpv5 vese membránbőségét figyelték meg klotho-knockout egerekben, hasonlóan az FGF23-knockout egerekben tapasztalthoz, de a klotho nem lokalizálódik a TRPV5-tel, és az FGF23 sem szabályozza. Inkább Andrukhova O et al. támogatta azt az elképzelést, hogy a trpv5 apikális membránbőségét a vese disztális tubulusaiban és a vese kalcium reabszorpcióját az FGF23 szabályozza az FGFR-klotho komplexek megkötése révén . Ezen eredmények alapján feltételezhető, hogy az FGF23 az FGFR-klotho komplexekhez való kötődéssel működik, így közvetlenül modulálja a kalcium reabszorpcióját a disztális vese tubulusokban. Ezzel szemben a hypocalcaemia (kalciumhiány) csökkenti az FGF23 keringő koncentrációját . Az FGF23 csökkenése olyan válasz lehet, amely elkerüli a kalcitriol későbbi csökkenését, ami súlyosbíthatja a hypocalcaemiát. Továbbá, Andrukhova O et al. megállapította, hogy az FGF23 közvetlenül szabályozza a nátrium reabszorpcióját a disztális vese tubulusokban egy jelátviteli mechanizmus révén, amely magában foglalja az FGFR-klotho komplexeket és az ERK1/2, az SGK1 és a-No-lizin-kináz 4 (WNK4) jel kaszkádok aktiválását, ami arra utal, hogy az FGF23 a vese nátrium reabszorpciójának és a plazma térfogatának kulcsfontosságú szabályozója is . Ez magyarázhatja az FGF23 és a cardiovascularis kockázat összefüggését a krónikus vesebetegségben szenvedő betegeknél. A vesebetegségekben alkalmazott kalcium-és nátrium-figyelmen kívül hagyás miatt az FGF23 és ezen ionok metabolizmusa közötti új kapcsolat jelentős patofiziológiai következményekkel járhat a krónikus vesebetegségben .

észrevehetően az oldható klotho membránreceptorait korábban nem azonosították. Egy nemrégiben készült tanulmány megállapította, hogy a monosialogangliozidok glicánjában jelen lévő 6-3-szialillaktóz egy oldható klotho receptor. Az oldható klotho a ganglioziddal dúsított lipid tutajokhoz kötődik a PI3K jelátvitel szabályozására . Ezenkívül egy másik tanulmány azonosította a KL1 domén kulcsfontosságú fehérjemaradványait, amelyek valószínűleg részt vesznek a kötődésben a 6-2-3-szialillaktózhoz, amely lefelé szabályozza a TRPC6 csatornákat, és véd a stressz okozta szív hipertrófia ellen . Ezek az eredmények új betekintést nyújtanak abba, hogy a sziálsavak megcélzása általános mechanizmus lehet az oldható klotho pleiotropikus hatásainak hátterében.

gyulladásgátló

a gyulladás multifaktoriális a CKD-ben, és ezt a betegséget a gyulladásos betegség és a korai öregedés prototípusának tekintik . Számos proinflammatorikus tényező fokozatosan emelkedik a krónikus vesebetegségben, mivel a vesefunkció nem működik, beleértve az interleukin (IL)-6-ot, a szérum fetuin-A-t és a tumor nekrózis faktort (TNF) . A nukleáris faktor kB (NF-kB) számos sejtes folyamatot irányít, mint például az antiapoptotikus válaszokat, az oxidatív stresszt és különösen a gyulladásos válaszokat . Normál helyzetekben az NF-kB inaktív formában helyezkedik el a citoplazmában, gátló fehérjéihez kapcsolódva,gátló kB-nak (IkB) nevezik. Különböző ingerekre, például TNF-re reagálva két szerinmaradék foszforilálódik az IkB N-terminális régiójában a 32.és 36. pozícióban. Ez a foszforiláció IKB ubiquitinációt indukál az E3-IkB ubiquitin ligáz komplex által, ami a 26S proteoszóma általi lebomlását okozza, ezáltal NF-kB transzlokációhoz vezet a magba és a downstream gén transzkripció közvetlen aktiválásához . A nagyobb NF-kB aktivitás növeli a proinflammatorikus mediátorok, például a citokinek és az adhéziós molekulák expresszióját. Számos tanulmány kimutatta, hogy az NF-kB kulcsszerepet játszik a krónikus vesegyulladás progressziójában, amelynek során az NF-kB gátlása csökkenti számos proinflammatorikus citokin szintjét és a vesekárosodást .

egy tanulmány kimutatta, hogy kétirányú kapcsolat van a klotho és az NF-kB között . Egyrészt a klotho kifejezést egy NF-kB-függő mechanizmus szabályozza. Humán krónikus vesebetegségben csökkent klotho-szintet figyeltek meg a vérben és a vizeletben . Egy nephrotoxikus akut vesekárosodás (AKI) egérmodellben a klotho expresszió szintén csökkent, és a TNF szupercsalád tagja, a TNF-hez kapcsolódó gyenge apoptózis induktor (TWEAK) blokkolása képes volt visszaállítani a vese klotho szintjét és megőrizni a vesefunkciót. Sőt, az NF-kB gátlása megakadályozza a csípés által közvetített klotho szintek csökkenését . Így a proinflammatorikus citokinek, mint például a csípés, negatívan szabályozzák a klotho expresszióját egy NF-kB-függő mechanizmuson keresztül, az NF-kB pedig kulcsszerepet játszik a klotho expresszió szabályozásában .

másrészt a klotho egy gyulladáscsökkentő modulátor, amely negatívan szabályozta az NF-kB-t, következésképpen a proinflammatorikus gén transzdukció csökkenéséhez vezet. Beszámoltak arról, hogy a TNF fokozza a vascularis sejtadhéziós protein 1 (VCAM-1) és az intercelluláris adhéziós molekula 1 (ICAM-1) expresszióját az endothel sejtekben, míg a klotho az NF-kB aktivitás csillapításával elnyomhatja az ICAM-1 és a VCAM-1 expresszió TNF által indukált növekedését . Továbbá kloto-mutált egerekben az oldható kloto exogén hozzáadása vagy a membrán kloto túlzott expressziója szövettenyészetben elnyomja az NF-kB aktiválódást és az NF-kB által közvetített gyulladásos citokineket egy olyan mechanizmuson keresztül, amely magában foglalja a szerin(536) foszforilációját a RelA transzaktivációs doménjében . Hasonlóképpen, a klotho feleslege gátolja a PDLIM2/NF-kB útvonalat, hogy csökkentse a TNF -, IL-6 és IL-12 termelődését, és enyhítse a ciklosporin A által indukált nephropathiát in vivo és in vitro . Ezenkívül a klotho elnyomhatja a NADPH-oxidáz 2 (Nox2) fehérje expresszióját és gyengítheti az oxidatív stresszt a patkány aorta simaizomsejtjeiben, és elnyomhatja a retinsav által indukálható gén-I (RIG-I) által közvetített gyulladást is . Így a klotho gyulladásgátló modulátorként működhet a vesében.

vascularis meszesedés és ásványi csontbetegség elleni védelem

a vascularis meszesedés (VC) a CKD korai szakaszában jelentkezik, de a vesefunkció romlásával sokkal gyakoribbá válik, ami a cardiovascularis mortalitás és morbiditás erős kockázatát eredményezi a CKD-ben és ESRD-ben szenvedő betegeknél . A VC az abnormális ásványi lerakódás vaszkuláris helye alapján osztályozható, beleértve az intim meszesedést, a mediális meszesedést és a szelep meszesedését, amelyek mind nagyon elterjedtek a CKD populációban . Most már világos, hogy a VC egy sejt által szabályozott kóros folyamat, amely számos inhibitort és induktort tartalmaz . Normál körülmények között számos inhibitor véd a kalcium és foszfát túltelítettségével szemben, mint például a pirofoszfát, a matrix Gla fehérje és a fetuin-A . A CKD populációban az inhibitorok és induktorok közötti teljes funkció kiegyensúlyozatlan, ami VC előfordulásához vezet az érfalakban és a szelepekben. A CKD-ben számos VC induktor van, beleértve a hypercalcaemiát, a gyulladásos citokineket és különösen a foszfátot . A klinikai bizonyítékok azt mutatták, hogy a szérum foszfát felszabályozása a VC számos kockázati tényezője a CKD populációban . Ezenkívül egyre több kísérleti kutatás tárta fel a foszfát által kiváltott VC mechanizmusát, amely azt mutatja, hogy a Pit-1, amely foszfát kotranszporter az érrendszeri simaizomsejtekben (SMC), részt vesz a patogenezisben és elősegíti a VC-t az SMC osteochondrogén transzformációjának és apoptózisának indukciójával, valamint az extracelluláris vezikulák felszabadulásának és stabilitásának szabályozásával . Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az emelkedett foszfát a VC fő induktora.

a klotho expressziós szintje csökken a CKD-ben szenvedő betegeknél és állatmodellekben, és vesebetegségekkel jár . Beszámoltak arról, hogy a klotho-hiány magas keringő foszfát-és VC-szintet okoz CKD-ben szenvedő egerekben. Ezzel szemben a klotho túlzott expressziója fokozhatja a foszfaturiát, javíthatja a vesefunkciót, és sokkal kevesebb meszesedést eredményezhet in vivo, valamint elnyomhatja a patkány vaszkuláris SMC-K foszfát-függő felvételét és foszfát-indukálta meszesedését . Zhang et al. beszámoltak arról, hogy a hasadt klotho fehérje gyengíti a foszfát által indukált humán csontvelő mezenchimális őssejtek oszteoblasztszerű sejtekké történő differenciálódását in vitro az FGFR1/ERK jelátviteli út inaktiválásával . Ezenkívül a klotho expresszió rapamicin jelátvitel gátlásával történő felszabályozása szintén javítja a VC-t és véd a CKD érbetegségei ellen . Egy másik tanulmány kimutatta, hogy az Intermedin 1-53 csillapítja a VC-t CKD-ben szenvedő patkányokban azáltal, hogy felfelé szabályozza a membránhoz kötött klotho expressziót az érfalban . A közelmúltban végzett vizsgálatok megerősítették, hogy az oldható klotho stabil szállítása csökkentheti a krónikus hiperfoszfatémiát és a VC-t in vitro és in vivo , és a peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor aktiválása a hematokrit fokozta a klotho expresszióját, hogy gátolja a foszfát által indukált VC-t az érrendszeri SMC-kben . Ezek az eredmények arra utaltak, hogy a klotho-hiány szorosan összefügg a hiperfoszfatémiával és a VC-vel, és hogy a klotho-aktivitás fokozása védő szerepet játszik a hiperfoszfatémiában és a VC-ben a CKD-ben.

a CKD-mineral bone disorder (MBD) egy újonnan nevezett szisztémás rendellenesség, amely a CKD 2 .stádiumában kezdődik, és abnormális szérum biokémiákkal jellemezhető, beleértve a hyperphosphataemiát és a hypercalacaemiát, a csontbetegségeket és a VC-t. A CKD-vel összefüggő VC és cardiovascularis mortalitás okai részben a CKD-MBD-nek tulajdoníthatók . A legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy a vesekárosodásban és a helyreállításban részt vevő tényezők, amelyek a keringésbe kerülnek, hozzájárulnak a CKD-MBD patogeneziséhez ; ilyen tényezők a Wnt jelgátlók, a Dickkopf 1 és a sclerostin , valamint az activin A és az Actria . A CKD-MBD komponenseinek patogén mechanizmusai közé tartozik a VC, a vese klotho elvesztése, hyperphosphataemia, osteodystrophia, D-vitamin-hiány, fokozott FGF23, szív-és érrendszeri betegségek, hyperparathyreosis . Ebben a felülvizsgálatban elsősorban a klotho-val kapcsolatos szempontokra összpontosítunk. Amint azt korábban leírtuk, a klotho expressziója jelentősen csökken a CKD-ben. Beszámoltak arról, hogy a klotho csökkenése részben az activin-és Actria-jelátvitellel függ össze. Ezenkívül az Actria jelátvitel aktiválása ligandumcsapda alkalmazásával a receptor számára jelentősen stimulálja a klotho szintet . Az ebből eredő klotho csökkenés korlátozza az FGF23 termelés szabályozását, és a hyperphosphataemiát hagyja az FGF23 szekréció fő szabályozójaként a CKD-ben . A közelmúltban a kutatók megállapították, hogy a klotho-veszteség kulcsfontosságú esemény a vese-és csontsérülésekben a CKD-MBD egerekben, és az endogén klotho-helyreállítás hiszton-deacetiláz gátlással gyengíti a CKD-vel kapcsolatos csontszövődményeket a CKD-MBD egérmodelljében . Hasonlóképpen, a Rhein által szabályozott klotho expresszió promoter hipermetilációval véd a vese-és csontsérülések ellen CKD-ben szenvedő egerekben. Amikor klotho-t az RNS-interferencia leüti, a rhein vese védő hatása nagyrészt megszűnik . Ezek az adatok arra utalnak, hogy a klotho-hiány szorosan összefügg a CKD-MBD kialakulásával, és hogy a klotho helyreállítása előnyös a VC és a CKD-MBD javításában.

a vesefibrózis enyhítése

a CKD számos esetének végső közös kóros megnyilvánulása a vesefibrózis. A vesefibrózis a veseszövet sikertelen sebgyógyulását jelenti krónikus, tartós sérülés után, amelyet glomerulosclerosis, tubuláris atrófia és intersticiális fibrózis jellemez . A CKD progresszióját a vesesejtek elvesztése és a glomerulusok és az interstitium extracelluláris mátrixával (ECM) történő helyettesítése bizonyítja . A glomerulosclerosis és a tubulointerstitialis fibrosis patogenézisei rendkívül hasonlóak . Lényegében a vesekárosodás gyulladásos kaszkádot eredményez, amely magában foglalja a makrofágok aktiválódását és a T-sejtek toborzását, immunválaszt vált ki és interstitialis nephritist okoz. Ezután számos sejttípus, beleértve a makrofágokat, a T-sejteket és a tubuláris hámsejteket, reagálnak erre a gyulladásos folyamatra, hogy profibrotikus mediátorokat termeljenek, mint például a transzformáló növekedési faktor (TGF-Ft). A profibrotikus citokinek hatására a sérült tubuláris hámsejtek dedifferenciálódnak, elveszítik polaritásukat és transzporter funkciójukat, citoszkeletonjukat stresszrostokká alakítják át, megzavarják a tubuláris alapmembránt, és az interstitiumba vándorolnak, ahol növekvő mennyiségű ECM-et szintetizálnak, végül vesefibrózishoz vezetnek .

számos tanulmány kimutatta, hogy a progresszív CKD-ben a vesefibrózis egyik legfontosabb profibrotikus szabályozója a TGF-ons, amely stimulálja a mátrixfehérjék felhalmozódását az ECM indukálására, gátolja a mátrix lebomlását és szabályozza a myofibroblast aktiválódását . A TGF-blokkok szerepe alapján a TGF-gátlást magában foglaló számos terápiás megközelítést teszteltek a CKD kísérleti modelljeiben és a klinikai vizsgálatokban, mint például a semlegesítő anti-TGF-antitestek és a kis interferáló RNS-ek alkalmazása, amelyek a TGF-II-es típusú receptort célozzák meg, ami csökkentheti a strukturális vesekárosodást és csökkentheti a vese fibrózisát a CKD-ben . Beszámoltak arról, hogy a klotho-gátlás növeli a TGF-61 expressziót az egyoldalú ureter obstrukció (UUO) által indukált vesefibrózisban szenvedő egerekben, és a TGF-61 csökkenti a klotho expressziót a vesetenyésztett hámsejtekben, ami arra utal, hogy a klotho expresszió csökkenése fokozza a TGF-1 aktivitást, és hogy a KLOTHO-hiány nemcsak oka, hanem következménye is a VESEFIBRÓZISNAK a CKD-ben . Ezzel szemben az oldható klotho fehérje közvetlenül kötődik a TGF-II-es típusú 6db-receptorokhoz, és gátolja a TGF-61 kötődését a sejtfelszíni receptorokhoz, ezáltal gátolja a TGF-61 jelátvitelt uuo-indukálta vesefibrózisban szenvedő egerekben. Ezenkívül a klotho csökkenti az epithelialis marker expressziót, és növeli a mesenchymalis marker expressziót, hogy elnyomja a TGF-61 által indukált epithelialis-mesenchymalis átmenetet a vese hámsejtjeiben . Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a klotho elnyomhatja a vesefibrózist a TGF-6-os aktivitás gátlásával.

egy másik fő profibrotikus molekula neve angiotenzin II (Ang II); ez a molekula modulálja a fibrózist a mátrixra gyakorolt közvetlen hatások révén, valamint más tényezők expressziójának szabályozásával, mint pl. a TGF-Ft , a kötőszöveti növekedési faktor ,a plazminogén aktivátor inhibitor-1 , a tumor nekrózis faktor-Ft és az NF-Ft. Továbbá az adatok azt mutatták, hogy az Ang II által kiváltott vesekárosodás elnyomja a klotho expressziót, míg a klotho génexpresszió indukciója enyhíti az Ang II által kiváltott vesekárosodást . Ezenkívül kimutatták, hogy az oldható klotho gátolja a Wnt – t és az IGF-1 jelátvitelt, ami elősegítheti az epithelialis-mesenchymalis átmenetet és a myofibroblast aktiválódást . A legújabb vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az exogén klotho az ERK1/2-p38 kináz jelátviteli útvonalon keresztül csökkenti a magas glükóz-indukált fibronektin-és sejt hypertrophiát a diabeteses nephropathia in vitro gyengítése érdekében, és hogy a klotho fehérje alkalmazása a bázikus fibroblaszt növekedési faktor-2 jelátvitel in vivo szabályozásával legalább részben elnyomja a renális tubulo-interstitialis fibrosist és az UUO-indukált renális fibrosist . Ezek az eredmények felvetik annak lehetőségét, hogy az oldható klotho vese-védő faktorként működhet a fibrózis ellen a több jelátviteli út gátlásával.

a klotho potenciális alkalmazása humán krónikus vesebetegségben

a CKD potenciális biomarkerét

a CKD korai szakaszában nem könnyű kimutatni, ezért nagyon nehéz korai és pontos diagnózist felállítani. És nincsenek olyan biomarkerek, amelyek könnyen, érzékenyen, megbízhatóan és speciálisan mérhetők a CKD jelenlétével, fejlődésével és szövődményeivel összefüggésben . Amint azt korábban leírtuk, a vese klotho-hiány nagymértékben összefügg az ion rendellenességekkel, a VC-vel, a gyulladással, a vesefibrózissal és az ásványi csontbetegséggel, amelyek mind a CKD jellemzői. Kimutatták, hogy az oldható klotho a keringésben a 2. szakasz elején kezd csökkenni CKD a vizelet klotho pedig valószínűleg még korábban is csökken 1 . Ezenkívül az adatok azt mutatják, hogy a KLOTHO-hiány a CKD-ben fokozhatja az oxidatív stressz által kiváltott renális tubuláris és vascularis sejtek öregedését, és hibás endothelfunkciót és csökkent vasculogenezist eredményezhet . Ezek az eredmények együttesen azt mutatják, hogy a klotho-hiány szoros összefüggésben van a CKD és az extrarenalis szövődmények kialakulásával és progressziójával. Így úgy tűnik, hogy az oldható klotho-hiány diagnosztikai potenciállal rendelkezik, amely a CKD korai és érzékeny biomarkereként szolgál.

sok kutató megvizsgálta a klotho biomarkerként történő alkalmazásának lehetőségét a CKD számára. A CKD-MBD az egyik feltűnő jellemző, amely a CKD és az ESRD kardiovaszkuláris eseményeinek magas morbiditásához és mortalitásához kapcsolódik . A kóros ásványi anyagcsere magában foglalja a magas szérum foszfát -, FGF23-és PTH-szinteket, amelyek szorosan kapcsolódnak a klotho-hiányhoz ,vagy akár indukálják. Krónikus vesebetegségben szenvedő betegeken végzett klinikai vizsgálatok azt mutatták, hogy az oldható klotho alacsonyabb a normálisnál (519 683, szemben a 845 330 pg/mL-rel, P < .0001), és az oldható klotho pozitív korrelációban van a szérum kalciummal, és negatívan korrelál a szérum foszfáttal, PTH-val és FGF23-mal, ami arra utal, hogy az oldható klotho tükrözheti az ezt követő tubuláris rezisztenciát az FGF23-mal szemben, amely a CKD-MBD korai markere lehet . Nemrégiben egy másik klinikai vizsgálat azt sugallta, hogy az oldható klotho szignifikánsan összefügg a foszfát reabszorpciójával az FGF-23-tól függetlenül, amely a foszfát reabszorpció markere lehet . Ezért úgy tűnik, hogy az oldható klotho a foszfát és a csont anyagcseréjének rendellenességeinek markere a CKD-ben.

a GFR, a vesefunkció értékelésének arany standardja jelentősen csökkent a CKD-ben . Klinikai és kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy a klotho szignifikáns csökkenése a vesékben pozitívan kapcsolódik a becsült GFR-hez (eGFR) a CKD mintákban . Számos más vizsgálat megerősítette a KLOTHO-szint (szérum és vizelet) és az eGFR közötti pozitív korrelációt CKD-ben szenvedő felnőtt betegeknél . Sőt, mind a szérum, mind a vizelet klotho szintje függetlenül társul az eGFR-hez CKD-ben szenvedő betegeknél . Egy másik tanulmány kimutatta, hogy a szérum klotho szintje fokozatosan alacsonyabb a CKD előrehaladásával, korrigált átlagos csökkenéssel 3,2 pg/mL minden 1 mL/perc/1,73 m2 eGFR csökkenés esetén . Következetesen hasonló pozitív korrelációt mutattak ki a plazma klotho szintek és az eGFR között krónikus vesebetegségben szenvedő gyermekeknél . Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az oldható klotho csökkenése tükrözheti az eGFR csökkenését CKD-ben szenvedő betegeknél.

néhány kutató azonban kedvezőtlen eredményeket ért el. Sarah Seiler et al. egy 312, 2-4 stádiumú krónikus vesebetegségben szenvedő betegből álló nagy kohorszot elemeztek, és megállapították, hogy a plazma klotho-szintek nem voltak szignifikánsan összefüggésben az eGFR-rel vagy más kalcium-foszfát metabolizmus paraméterekkel ezeknél a betegeknél . Hasonlóképpen, egy prospektív megfigyelési vizsgálatban 444, CKD 2-4. stádiumú beteg között a klotho szintek nem voltak szignifikánsan összefüggésben a kardiovaszkuláris kimenetelekkel . Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a plazma klotho szintje nem függ össze a vesefunkcióval, és nem jelzi előre a krónikus vesebetegségben szenvedő betegek kedvezőtlen kimenetelét. Ennek az ellentmondásos adatnak két oka lehet. Az egyik a kor. Yamazaki et al. azt javasolta, hogy az oldható klotho-szintek korrelálnak az életkorral, megállapítva, hogy a klotho-szintek magasabbak a gyermekeknél (átlagéletkor 7,1 6,8 év), mint a felnőtteknél . Shimamura et al. szintén szignifikánsan alacsonyabb klotho szintről számoltak be a CKD 2-5. stádiumú betegeknél, mint a CKD 1.stádiumú betegeknél. Ezenkívül ez a megállapítás nagyrészt négy, normál eGFR-rel és rendkívül magas klotho-szinttel rendelkező fiatal személy adatain alapult, míg a fennmaradó résztvevők klotho-szintje nem jósolta meg a CKD kedvezőtlen kimenetelét . Ezenkívül egy nemrégiben végzett klinikai tanulmány megállapította, hogy a G-395a klotho gén polimorfizmusának allélja szignifikánsan nagyobb gyakorisággal rendelkezik a CKD-ben szenvedő gyermekek körében, ami arra utal, hogy a klotho mutáns allélja kockázati markerként használható az ESRD kialakulásában és a CVD előrejelzőjeként gyermekeknél . Egy másik ok lehet A minta méretének különbsége. A CKD-s betegek kis kohorszjaival végzett egyes vizsgálatok eredményei különböztek a nagy kohorsszal kapott eredményektől . A csökkent vesefunkciójú klotho-szint csökkenésének gondolatát kisebb tanulmányok tovább vitatták .

bár a keringő klotho szintek és a CKD eredményei közötti kapcsolatok eredményei ellentmondásosak, az IBL (IBL International GmbH, Hamburg, Németország), a Cusabio (Cusabio Biotech, Wuhan, Kína) és az USCN (USCN Life Science Inc., Wuhan, Kína). Csak az IBL készlet nyújt információt az epitóp specifitásáról . A kutatók azonban azt találták, hogy ezek a vizsgálatok gyenge teljesítményt mutattak, beleértve az egység szabványosításának hiányát a leolvasásokban, és a vizsgálatokat javítani kell a pontos eredmények elérése érdekében, mielőtt megbízható következtetéseket tudnának adni .

a CKD lehetséges kezelési stratégiájaként

bár a CKD okai multifaktoriálisak, a klotho-hiány jelentősen összefügg a CKD és az extrarenalis szövődmények kialakulásával és progressziójával. Számos klinikai és állatkísérlet azt sugallta, hogy amikor a KLOTHO-hiányos állapot a CKD-ben megmentésre kerül, a vesefunkció, a morfológiai elváltozás és a CKD szövődményei nyilvánvalóan javulnak . Például az oldható klotho protein alkalmazása jelentősen gyengítette az UUO által kiváltott vesefibrózist, és elnyomta a fibrózis markerek és a TGF-61 célgének, például a csiga és a Twist expresszióját . Ezenkívül a klotho összekapcsolta az intermedin 1-53-at a VC szuppressziójával CKD patkányokban, a klotho-kiegészítés pedig elnyomta a renin-angiotenzin rendszert az adriamicin nephropathia enyhítésére. Ezenkívül úgy tűnt, hogy a klotho protein elnyomja az epithelialis-mesenchymalis átmenetet a TGF-és a Wnt-jelátvitel gátlásával . Ezért a klotho-hiány nemcsak patogén köztitermék lehet A CKD progressziójának felgyorsításában, hanem a krónikus szövődmények, például a CKD-MBD és a cardiovascularis betegségek fő hozzájárulója is lehet. Elképzelhető, hogy minden olyan terápia, amely helyreállítja a klotho szintet exogén klotho kiegészítéssel és/vagy az endogén klotho termelés felszabályozásával, új kezelési stratégia lehet A CKD számára .

számos módszer függ a klotho expresszió növelésének különböző mechanizmusaitól (1.táblázat) ; ezek közé tartozik a következő: (1) Demetilezés. A klotho gén promoter metilezése 30-40%-kal csökkenti aktivitását, míg a DNS-demetiláció 1,5-szeresére, háromszorosára növeli a klotho expressziót . (2) Dezacetilezés. Az adatok azt mutatják, hogy a TNF és a csípés által kiváltott klotho expresszió lefelé történő szabályozása a vesében és a vese sejtvonalakban Tompítható a hiszton-dezacetiláz gátlásával . (3) gyógyszerek. Számos gyógyszer a piacon kimutatták, hogy up-szabályozza klotho expresszió in vivo és / vagy in vitro, beleértve a PPAR-6 agonisták , angiotenzin II-I-típusú receptor antagonisták , D-vitamin aktív származékok , és intermedin . (4) Klotho gén szállítás. Kimutatták, hogy a klotho gén vírushordozón keresztül történő szállítása hatékonyan javítja a klotho-hiányos egerek több patofiziológiai fenotípusát , ezáltal megakadályozza a vesekárosodás progresszióját patkánymodellekben, és javítja a VC és az endothel működését CKD-ben . (5) oldható klotho fehérje beadása. A keringő klotho szintek növelése az oldható klotho fehérje adagolásával, amely a membrán klotho hasított, teljes hosszúságú extracelluláris doménje, közvetlenebb, biztonságosabb és könnyebb módja az endokrin klotho hiány helyreállításának . Állatkísérletek kimutatták, hogy az oldható klotho fehérje bolusban történő beadása biztonságos és hatékony eszköz a vesekárosodás elleni védelemhez és a vesefunkció megőrzéséhez .