rolul klotho în boala renală cronică

familia klotho și structura

membrii familiei Klotho includ genele de la clasa a VIII-a, de la clasa a III-a și de la clasa A X-a, pe baza secvențelor primare prezise . au fost descoperite pe baza omologiei lor cu o proteină transmembranară cu o singură trecere, și toate au în comun o proteină transmembranară cu o singură trecere . – Klotho se exprimă predominant în ficat, dar se găsește și în rinichi, intestin și splină și mediază activitatea membrilor familiei factorului de creștere a fibroblastelor (FGF), cum ar fi FGF-19 și -21 . – Klotho este exprimat în rinichi și piele și are funcții nedefinite . În această revizuire, ne concentrăm doar pe XV-klotho; termenul klotho din paragrafele următoare se referă la XV-klotho.

XV-Klotho este compus din cinci exoni care corespund 1.012 aminoacizi în proteina umană și 1.014 aminoacizi în proteina de șoarece (Fig. 1a). Proteina constă dintr-un domeniu extracelular mare, incluzând 980 de reziduuri n-terminale urmate de un domeniu transmembranar de 21 de aminoacizi și un domeniu mic de 11 reziduuri corespunzătoare terminalului c intracelular . Domeniul extracelular al membranei klotho este format din două secvențe repetate de 440 de aminoacizi numiți Kl1 și Kl2, care sunt generate prin îmbinarea transcrierii pe toată lungimea și pot fi scindate de metaloproteinazele ADAM-10 și ADAM-17 și eliberate în circulație ca Klotho solubil (Klotho scindat) (Fig. 1b). În plus, o transcriere a ARNm klotho alternativ îmbinată a fost ipotezată pentru a codifica o proteină klotho secretată, care ar echivala cu domeniul Kl1, dar această proteină presupusă nu a fost identificată și nu a fost detectată în serul uman până acum; a fost observată numai în sistemele in vitro . Mai mult, un studiu recent a arătat că această ARNm alternativă klotho a fost degradată de degradarea ARNm mediată de prostii (NMD), rezultând în cele din urmă nicio traducere activă a proteinelor . Klotho solubil este principala formă funcțională în circulație și este detectată în sânge, urină și lichidul cefalorahidian, exercitându-și funcția acționând ca un hormon. În plus, apare o altă formă funcțională de klotho, denumită Klotho legat de membrană, care este implicată în principal în semnalizarea receptorului FGF.

structura genei și proteinei klotho. a structura genelor klotho de la oameni și șoareci. b structura proteinei klotho. Proteinele Klotho solubile sunt generate prin îmbinarea transcrierii pe toată lungimea la siturile de tăiere indicate în zonele de tăiere de la sectiunea de lungime de la sectiunea de lungime de la sectiunea de lungime de la sectiunea de lungime de la sectiunea de lungime de la sectiunea de lungime de la sectiunea de lungime de la sectiunea de lungime de

funcția și implicațiile fiziopatologice ale klotho în CKD

Co-receptorul FGF23

FGF23 aparține familiei FGF. Multe studii au arătat că FGF23 nu numai că mărește excreția urinară a fosfatului,dar, de asemenea, suprimă indirect absorbția fosfatului intestinal prin reglarea în jos a producției de 1 inkt, 25-dihidroxivitamină D3 (1,25(OH)2D) . FGF23 transduce semnalele prin legarea la receptorii săi pentru a fosforila moleculele de semnalizare din aval . Există patru receptori FGF diferiți (FGFRs), FGFR1-4; aceste proteine sunt receptori de tirozin kinază și au afinitate ridicată sau scăzută pentru FGF. Din cauza lipsei unui domeniu de legare a sulfatului de heparan, FGF23 necesită klotho de lungime întreagă pentru a converti FGFR canonic într-un receptor specific cu afinitate ridicată pentru a funcționa în țesuturile țintă . Recent, cercetările au arătat că în complexul format din domeniul extracelular al klotho, domeniul de legare a ligandului FGFR1c și fgf23, klotho leagă simultan FGFR1c de domeniul său D3 și FGF23 de coada C-terminală, rezultând astfel proximitatea FGF23-FGFR1c și conferind stabilitate . Astfel, klotho este un co-receptor esențial pentru legarea FGF23 de receptorii săi.

în tubulii renali proximali, fgf23 transmis prin sânge se leagă de complexele FGFR-klotho și activează direct semnalele kinazei reglate de semnal extracelular (ERK)1/2 și kinazei reglate de ser/glucocorticoizi (SGK)-1. Ulterior, SGK-1 fosforilează cofactorul de reglementare a schimbului Na+ / H +(NHERF)-1 pentru a regla expresia membranei a cotransportorului cheie de fosfat de sodiu NaPi-2a, ducând astfel la o creștere a excreției urinare de fosfat . Pierderea expresiei Klotho legate de membrană limitează transducția semnalului stimulată de FGF23 prin complexe FGFR-klotho. S-a demonstrat că o deleție specifică a klotho în tubulii renali proximali nu a putut crește excreția renală de fosfat in vivo , sugerând că efectul FGF23 asupra excreției fosfatului este limitat de deficiența klotho tubulară proximală. În plus, FGF23 suprimă expresia renală 1-hidroxilază, care este enzima cheie responsabilă pentru producerea 1,25(OH)2D, printr-un mecanism de semnalizare klotho-dependent în tubii renali proximali . În plus, Klotho solubil reglează direct excreția fosforului în rinichi și participă la homeostazia minerală sistemică prin reglarea activității 1-hidroxilazei și a hormonului paratiroidian (PTH) și a secreției FGF23 . Aceste rezultate sugerează că deficitul de klotho limitează reglarea producției de FGF23, iar hiperfosfatemia rămâne principalul regulator al secreției de FGF23 în CKD . Efectul FGF23 atât asupra fosfatului, cât și asupra 1,25(OH)2D este implicat în FGFR1, FGFR3 și FGFR4, în special FGFR1 . În plus, s-a identificat că, la fel ca în cazul parametrilor minerali, FGF23 și fosfatul sunt crescute, în timp ce klotho și 1,25(OH)2D sunt scăzute în CKD, în special în stadiile incipiente, cu excepția fosfatului seric . Aceste modificări ale parametrilor minerali joacă un rol central în fiziopatologia CKD . În special, fiecare perturbare a parametrilor minerali poate fi patogenă singură sau poate conduce și exagera perturbarea celorlalți parametri .

s-a raportat anterior că Klotho solubil este un regulator al potențialului receptor tranzitoriu al canalului de calciu epitelial vannilloid-5 (TRPV5), o glicoproteină esențială pentru intrarea calciului în celulele epiteliale renale care transportă calciu . Se consideră că reglarea TRPV5 de către klotho funcționează după cum urmează: Klotho solubil hidrolizează în mod specific reziduurile de zahăr din lanțurile glicane de pe TRPV5, care la rândul său stabilizează TRPV5 în membrană prin interacțiunea reziduurilor de zahăr cu galectina extracelulară . Cu toate acestea, procesul de secreție celulară a klotho este neclar. Recent, o scădere a reabsorbției renale a calciului și o abundență a membranei renale a TRPV5 au fost observate la șoarecii klotho-knockout, similar cu constatarea la șoarecii fgf23-knockout, dar klotho nu co-localizează cu TRPV5 și nici nu este reglementată de FGF23. Mai degrabă, Andrukhova O și colab. a susținut ideea că abundența membranei apicale a TRPV5 în tubulii distali renali și reabsorbția renală a calciului sunt reglate de FGF23 prin legarea complexelor FGFR-klotho . Pe baza acestor rezultate, se poate sugera că fgf23 funcționează prin legarea la complexele FGFR-klotho, modulând astfel direct reabsorbția calciului în tubii renali distali. În schimb, hipocalcemia (deficit de calciu) reduce concentrațiile circulante ale FGF23 . Această scădere a FGF23 ar putea fi un răspuns care evită o reducere ulterioară a calcitriolului, care ar putea exacerba hipocalcemia. În plus, Andrukhova O și colab. s-a constatat că FGF23 reglează direct reabsorbția de sodiu în tubii renali distali printr-un mecanism de semnalizare care implică complexele FGFR-klotho și activarea cascadelor de semnal ERK1/2, SGK1 și cu-NO-lizin kinază 4 (WNK4), sugerând că FGF23 este, de asemenea, un regulator cheie al reabsorbției renale de sodiu și a volumului plasmatic . Acest lucru poate explica asocierea FGF23 cu riscul cardiovascular la pacienții cu IRC. Datorită dereglării calciului și sodiului în bolile renale , legătura nouă dintre FGF23 și metabolismul acestor ioni poate avea implicații patofiziologice majore în CKD .

în mod evident, receptorii membranari ai Klotho solubil nu au fost identificați anterior. Un studiu recent a constatat că citro2-3-sialilactoza, care este prezentă în glicanul monosialogangliozidelor, este un receptor de klotho solubil. Klotho solubil se leagă de plute lipidice îmbogățite cu ganglioni pentru a regla semnalizarea PI3K . Mai mult, un alt studiu a identificat reziduurile cheie de proteine din domeniul Kl1 care sunt probabil implicate în legarea la centicla2-3-sialilactoză, care reglează canalele TRPC6 și protejează împotriva hipertrofiei cardiace induse de stres . Aceste rezultate oferă o nouă perspectivă că direcționarea acizilor sialici poate fi un mecanism general care stă la baza acțiunilor pleiotropice ale Klotho solubil.

antiinflamatoare

inflamația este multifactorială în IRC, iar această boală este considerată un exemplu prototipic de boală inflamatorie și îmbătrânire prematură . Există mulți factori proinflamatori crescuți treptat în IRC pe măsură ce funcția renală eșuează, incluzând interleukina (IL)-6, fetuina serică-a și factorul de necroză tumorală (TNF) . Factorul Nuclear kB (NF-kB) controlează multe procese celulare, cum ar fi răspunsurile antiapoptotice, stresul oxidativ și, în special, răspunsurile inflamatorii . În situații normale, NF-kB este localizat în citoplasmă într-o formă inactivă, legată de proteinele sale inhibitoare,denumite kB inhibitor (IkB). Ca răspuns la diverși stimuli, cum ar fi TNF, două reziduuri de serină la pozițiile 32 și 36 în regiunea N-terminală a IkB sunt fosforilate. Această fosforilare induce ubiquitinarea IkB de către complexul E3-IkB ubiquitin ligase, provocând degradarea acestuia de către proteozomul 26S, ducând astfel la translocarea NF-kB către nucleu și activarea directă a transcripției genei din aval . O activitate mai mare NF-kB crește expresia mediatorilor proinflamatori, cum ar fi citokinele și moleculele de adeziune. Mai multe studii au arătat că NF-kB joacă un rol esențial în progresia inflamației renale cronice, prin care inhibarea NF-kB reduce nivelurile mai multor citokine proinflamatorii și leziuni renale .

un studiu a arătat că există o relație bidirecțională între klotho și NF-kB . Pe de o parte, expresia klotho este reglată în jos de un mecanism dependent de NF-kB. Reducerea klotho în sânge și urină a fost observată la CKD uman . Într-un model de șoarece cu leziuni renale acute nefrotoxice (AKI), expresia klotho a fost, de asemenea, redusă, iar blocarea inductorului slab al apoptozei (TWEAK) legat de TNF, care este membru al superfamiliei TNF, a reușit să revină la nivelurile de klotho renale și să păstreze funcția renală. Mai mult, inhibarea NF-kB previne scăderea mediată de TWEAK a nivelurilor klotho . Astfel, citokinele proinflamatorii, cum ar fi TWEAK, reglează negativ expresia klotho printr-un mecanism dependent de NF–kB, iar NF-kB este un factor cheie care contribuie la reglarea expresiei klotho .

pe de altă parte, klotho este un modulator antiinflamator care a reglat negativ NF-kB, ducând în consecință la o scădere a transducției genelor proinflamatorii. S-a raportat că TNF crește aderența celulară vasculară proteina 1 (VCAM-1) și aderența intercelulară molecula 1 (ICAM-1) expresii în celulele endoteliale, în timp ce klotho poate suprima creșterile induse de TNF în expresia ICAM-1 și VCAM-1 prin atenuarea activității NF-kB . Mai mult, la șoarecii klotho-mutați, adăugarea exogenă de Klotho solubil sau supraexprimarea klotho membranoasă în cultura tisulară suprimă activarea NF-kB și citokinele inflamatorii mediate de NF-kB printr–un mecanism care implică fosforilarea serinei(536) în domeniul transactivării RelA . În mod similar, un exces de klotho inhibă calea PDLIM2/NF-kB pentru a scădea producția de TNF-XV, IL-6 și IL-12 și pentru a ameliora nefropatia indusă de ciclosporină A in vivo și in vitro . În plus, klotho poate suprima expresia proteinei NADPH oxidază 2 (Nox2) și poate atenua stresul oxidativ în celulele musculare netede aortice de șobolan și poate suprima, de asemenea, inflamația mediată de gena inductibilă cu acid retinoic (RIG-I). Astfel, klotho poate acționa ca un modulator antiinflamator în rinichi.

protecția împotriva calcificării vasculare și a tulburărilor osoase minerale

calcificarea vasculară (VC) apare la începutul cursului CKD, dar devine mult mai răspândită pe măsură ce funcția renală se deteriorează, creând un risc puternic de mortalitate și morbiditate cardiovasculară la pacienții cu CKD și ESRD . VC poate fi clasificat pe baza locului vascular al depunerii anormale de minerale, inclusiv calcificarea intimă, calcificarea medială și calcificarea valvulară, care sunt toate foarte răspândite în populația CKD . Acum este clar că VC este un proces patologic reglementat de celule care implică mulți inhibitori și inductori . În condiții normale, mai mulți inhibitori protejează împotriva VC prin suprasaturarea calciului și fosfatului, cum ar fi pirofosfatul, proteina matrix Gla și fetuina-A. În populația CKD, funcția totală dintre inhibitori și inductori este dezechilibru, ceea ce duce la apariția VC în pereții vaselor și supapele. Există mulți inductori ai VC în CKD, inclusiv hipercalcemie, citokine inflamatorii și, în special, fosfat . Dovezile clinice au arătat că reglarea în sus a fosfatului seric este unul dintre numeroșii factori de risc pentru VC în populația CKD . Mai mult, o cantitate tot mai mare de cercetări experimentale a relevat mecanismul VC indus de fosfat, arătând că PiT-1 Care este cotransporter fosfat în celulele musculare netede vasculare (SMC), este implicat în patogeneză și promovează VC prin inducerea transformării osteocondrogenice SMC și apoptoza și prin reglarea eliberării și stabilității veziculelor extracelulare . Aceste rezultate sugerează că fosfatul crescut este un inductor principal al VC.

nivelul de Expresie al klotho scade la pacienții cu CKD și modele animale și este însoțit de tulburări renale . S-a raportat că deficitul de klotho determină niveluri ridicate de circulație a fosfatului și apariția VC la șoarecii cu CKD. În schimb, supraexprimarea klotho poate spori fosfaturia, poate îmbunătăți funcția renală și poate produce mult mai puțină calcificare in vivo, precum și poate suprima absorbția dependentă de sodiu a fosfatului și calcificarea indusă de fosfat a SMC-urilor vasculare de șobolan . Zhang și colab. s-a raportat că proteina Klotho clivată atenuează diferențierea celulelor stem mezenchimale din măduva osoasă umană indusă de fosfat în celule asemănătoare osteoblastelor in vitro prin inactivarea căii de semnalizare FGFR1/ERK . În plus, reglarea în sus a expresiei klotho prin inhibarea semnalizării rapamicinei ameliorează, de asemenea, VC și protejează împotriva bolilor vasculare în CKD . Un alt studiu a arătat că Intermedin 1-53 atenuează VC la șobolani cu CKD prin reglarea expresiei klotho legate de membrană în peretele vasului . Studii recente au confirmat faptul că livrarea stabilă de klotho solubil poate reduce hiperfosfatemia cronică și VC in vitro și in vivo , iar activarea receptorului activat de proliferator peroxizomic, a îmbunătățit expresia klotho pentru a inhiba VC indusă de fosfat în SMC vasculare . Aceste rezultate au sugerat că deficitul de klotho este strâns asociat cu hiperfosfatemia și VC și că intensificarea activității klotho joacă un rol protector în hiperfosfatemie și VC în CKD.

CKD-tulburarea osoasă minerală (MBD) este o tulburare sistemică nou denumită care începe la începutul stadiului 2 al CKD și se caracterizează prin biochimii serice anormale, inclusiv hiperfosfatemie și hipercalacemie, tulburări osoase și VC . Cauzele VC și mortalitatea cardiovasculară asociate cu CKD sunt parțial atribuite CKD-MBD . Studii recente demonstrează că factorii care sunt implicați în leziuni renale și reparații și care sunt eliberați în circulație contribuie la patogeneza CKD-MBD ; astfel de factori includ inhibitorii semnalului Wnt, Dickkopf 1 și sclerostin , precum și activin a și ActRIIA . Mecanismele patogene ale componentelor CKD-MBD includ VC, pierderea klotho-ului renal, hiperfosfatemia, osteodistrofia, deficitul de vitamina D, creșterea FGF23, bolile cardiovasculare și hiperparatiroidismul . În această revizuire, ne concentrăm în principal pe aspectele legate de klotho. După cum sa descris anterior, expresia klotho este semnificativ scăzută în CKD. S-a raportat că această scădere a klotho este parțial legată de semnalizarea activin și ActRIIA. În plus, activarea semnalizării ActRIIA prin utilizarea unei capcane de ligand pentru receptor stimulează semnificativ nivelurile de klotho . Reducerea rezultată a klotho limitează reglarea producției de FGF23 și lasă hiperfosfatemia ca regulator principal al secreției de FGF23 în CKD . Recent, cercetătorii au identificat că pierderea klotho este un eveniment cheie în leziunile renale și osoase la șoarecii CKD-MBD, iar restaurarea endogenă a klotho prin inhibarea histonei deacetilazei atenuează complicațiile osoase asociate cu CKD într-un model de șoarece de CKD-MBD . În mod similar, expresia klotho reglementată de rhein prin hipermetilarea promotorului protejează împotriva leziunilor renale și osoase la șoarecii cu CKD. Când klotho este doborât de interferența ARN, efectele protectoare renale ale rheinei sunt în mare parte eliminate . Aceste date sugerează că deficiența klotho este strâns asociată cu dezvoltarea CKD-MBD și că restaurarea klotho este benefică pentru îmbunătățirea VC și CKD-MBD.

ameliorarea fibrozei renale

manifestarea patologică comună finală a multor cazuri de CKD este fibroza renală. Fibroza renală reprezintă vindecarea nereușită a rănilor țesutului renal după leziuni cronice, susținute și se caracterizează prin glomeruloscleroză, atrofie tubulară și fibroză interstițială . Progresia CKD este evidențiată de o pierdere a celulelor renale și înlocuirea lor cu matrice extracelulară (ECM) în glomeruli și interstițiu . Patogenezele glomerulosclerozei și fibrozei tubulointerstițiale sunt extrem de similare . În esență, leziunea renală are ca rezultat o cascadă inflamatorie care implică activarea macrofagelor și recrutarea celulelor T, declanșând un răspuns imun și provocând nefrită interstițială. Apoi, mai multe tipuri de celule, inclusiv macrofage, celule T și celule epiteliale tubulare, răspund la acest proces inflamator pentru a produce mediatori profibrotici, cum ar fi factorul de creștere transformant (TGF-XV). Sub influența citokinelor profibrotice, celulele epiteliale tubulare rănite dediferențiază și își pierd polaritatea și funcția de transport, își reorganizează citoscheletul în fibre de stres, perturbă membrana tubulară a subsolului și migrează în interstițiu, unde sintetizează cantități crescânde de ECM, ducând în cele din urmă la fibroza renală .

multe studii indică faptul că TGF-XV este unul dintre cei mai importanți regulatori profibrotici ai fibrozei renale în CKD progresivă și stimulează acumularea de proteine matrice pentru a induce ECM, inhibă degradarea matricei și reglează activarea miofibroblastelor . Bazându-se pe rolul TGF-CTF, multe abordări terapeutice care implică inhibarea TGF-CTF au fost testate în modele experimentale de CKD și studii clinice, cum ar fi administrarea de anticorpi neutralizanți anti-TGF-CTF și ARN-uri mici interferente care vizează receptorul TGF-CTF de tip II, care pot reduce leziunile renale structurale și pot reduce fibroza renală în CTF . S-a raportat că inhibiția klotho crește expresia TGF-ecta1 la șoarecii cu fibroză renală care a fost indusă de obstrucția ureterală unilaterală (UUO), iar TGF-ecta1 reduce expresia klotho în celulele epiteliale de cultură renală, sugerând că scăderea expresiei klotho îmbunătățește activitatea TGF-ecta1 și că deficiența klotho nu este doar o cauză, ci și un rezultat al fibrozei renale în CKD . În schimb, proteina Klotho solubilă se leagă direct de receptorul de tip II TGF-IX și inhibă legarea TGF-X1 de receptorii de suprafață celulară, inhibând astfel semnalizarea TGF-x x 1 la șoareci cu fibroză renală indusă de UUO. Mai mult decât atât, klotho scade expresia markerului epitelial și crește expresia markerului mezenchimal pentru a suprima tranziția epitelială-mezenchimală indusă de TGF-xvif1 în celulele epiteliale renale . Aceste rezultate indică faptul că klotho poate suprima fibroza renală prin inhibarea activității TGF-XV1.

o altă moleculă profibrotică principală se numește angiotensină II (Ang II); această moleculă modulează fibroza prin efecte directe asupra matricei și prin reglarea în sus a expresiei altor factori , cum ar fi TGF-XV , factorul de creștere a țesutului conjunctiv , inhibitorul activatorului plasminogenului-1, factorul de necroză tumorală-IX și NF-xibb . Mai mult, datele au arătat că leziunile renale induse de Ang II suprimă expresia klotho, în timp ce inducerea expresiei genei klotho atenuează leziunile renale induse de Ang II . În plus, s-a demonstrat că Klotho solubil inhibă semnalizarea Wnt și IGF-1, care poate promova tranziția epitelial-mezenchimală și activarea miofibroblastelor . Studii recente arată, de asemenea, că klotho exogen scade fibronectina indusă de glucoză și hipertrofia celulară prin calea de semnalizare a kinazei ERK1/2-p38 pentru atenuarea nefropatiei diabetice in vitro și că administrarea proteinei klotho suprimă fibroza tubulo-interstițială renală și fibroza renală indusă de UUO, cel puțin parțial, prin controlul semnalizării in vivo a factorului de creștere fibroblast-2 de bază . Aceste rezultate cresc posibilitatea ca klotho solubil să funcționeze ca un factor de protecție renală împotriva fibrozei prin inhibarea căilor de semnalizare multiple.

utilizarea potențială a klotho în boala renală cronică umană

un biomarker potențial pentru CKD

CKD nu este ușor de detectat în stadiul incipient al CKD și, prin urmare, este foarte dificil să se facă un diagnostic precoce și precis. Și nu există biomarkeri care să poată fi măsurați cu ușurință, sensibil, fiabil și special, în corelație cu prezența, dezvoltarea și complicațiile CKD . Așa cum s-a descris anterior, deficiența renală de klotho este foarte asociată cu tulburări ionice, VC, inflamație, fibroză renală și tulburări osoase minerale, care sunt toate caracteristicile CKD. S-a demonstrat că Klotho solubil în circulație începe să scadă devreme în stadiul 2 CKD și Klotho urinar poate scădea chiar mai devreme 1 . În plus, datele arată că deficiența klotho în CKD poate spori senescența celulelor tubulare și vasculare renale induse de stresul oxidativ și poate duce la funcția endotelială defectuoasă și la afectarea vasculogenezei . Împreună, aceste constatări indică faptul că deficiența klotho este strâns corelată cu dezvoltarea și progresia CKD și a complicațiilor extrarenale. Astfel, deficitul de klotho solubil pare să aibă potențial de diagnostic, servind ca un biomarker timpuriu și sensibil al CKD.

mulți cercetători au investigat posibilitatea utilizării klotho ca biomarker pentru CKD. CKD-MBD este una dintre caracteristicile izbitoare asociate cu morbiditatea și mortalitatea ridicată a evenimentelor cardiovasculare în CKD și ESRD . Metabolismul mineral anormal include niveluri ridicate de fosfat seric, FGF23 și PTH, care sunt strâns asociate sau chiar induse de deficiența de klotho . Studiile clinice efectuate la pacienții cu IRC au arătat că klotho solubil este mai mic decât în mod normal (519 oct 183 față de 845 oct 330 pg/mL, P < .0001) la pacienții renali, iar Klotho solubil este corelat pozitiv cu calciul seric și corelat negativ cu fosfatul seric, PTH și FGF23, sugerând că klotho solubil ar putea reflecta rezistența tubulară rezultată la FGF23, care ar putea fi un marker timpuriu al CKD-MBD . Recent, un alt studiu clinic a sugerat că Klotho solubil este semnificativ asociat cu reabsorbția fosfatului independent de FGF-23, care poate fi un marker al reabsorbției fosfatului . Prin urmare, Klotho solubil pare a fi un marker pentru tulburările metabolismului fosfatului și oaselor în CKD.

GFR, standardul de aur pentru evaluarea funcției renale, este semnificativ scăzut în CKD . Studiile clinice și experimentale au arătat că această scădere semnificativă a klotho în rinichi este asociată pozitiv cu GFR estimat (eGFR) în probele CKD . Mai multe alte studii au confirmat corelația pozitivă dintre nivelurile de klotho (în ser și urină) și eGFR la pacienții adulți cu CKD . Mai mult, atât nivelurile de klotho din ser, cât și din urină sunt asociate independent cu eGFR la pacienții cu CKD . Un alt studiu a arătat că nivelurile serice de klotho sunt progresiv mai mici odată cu avansarea stadiului CKD, cu o scădere medie ajustată de 3, 2 pg/mL pentru fiecare 1 mL/min și 1, 73 m2 scăderea eGFR . În mod constant, o corelație pozitivă similară între nivelurile plasmatice de klotho și eGFR a fost demonstrată la copiii cu CKD . Aceste rezultate sugerează că scăderea klotho solubil poate reflecta o scădere a eGFR la pacienții cu CKD.

cu toate acestea, unii cercetători au obținut rezultate adverse. Sarah Seiler și colab. a analizat o cohortă mare de 312 pacienți cu IRC în stadiul 2-4 și a constatat că concentrațiile plasmatice de klotho nu au fost asociate semnificativ cu RFGe sau alți parametri ai metabolismului calciului-fosfatului la acești pacienți . În mod similar, într-un studiu observațional prospectiv la 444 de pacienți cu CKD în stadiile 2-4, nivelurile de klotho nu au fost semnificativ legate de rezultatele cardiovasculare . Aceste rezultate indică faptul că nivelurile plasmatice de klotho nu sunt legate de funcția renală și nu prezic rezultate adverse la pacienții cu IRC. Pot exista două motive pentru aceste date contradictorii. Una este vârsta. Yamazaki și colab. a sugerat că nivelurile solubile de klotho sunt corelate cu vârsta, constatând că nivelurile de klotho sunt mai mari la copii (vârsta medie 7,1 x4,8 ani) decât la adulți . Shimamura și colab. de asemenea, au fost raportate niveluri semnificativ mai scăzute de klotho la pacienții cu CKD în stadiul 2-5 decât la pacienții cu CKD în stadiul 1. Mai mult, această constatare s-a bazat în mare parte pe date de la patru persoane tinere cu RFCE normală și niveluri extrem de ridicate de klotho, în timp ce nivelurile de klotho la ceilalți participanți nu au prezis rezultatul advers al CKD . Mai mult, un studiu clinic recent a constatat că o alelă a polimorfismului genei g-395a klotho are o frecvență semnificativ mai mare în rândul copiilor cu CKD, sugerând că această alelă mutantă a klotho poate fi utilizată ca marker de risc pentru dezvoltarea ESRD și ca predictor al BCV la copii . Un alt motiv poate fi diferențele în dimensiunea eșantionului. Rezultatele obținute din unele studii cu cohorte mici de pacienți cu CKD au fost diferite de cele obținute cu o cohortă mare . Ideea unei scăderi a nivelurilor de klotho cu afectarea funcției renale a fost contestată în continuare de studii mai mici .

deși rezultatele relațiilor dintre nivelurile de klotho circulante și rezultatele CKD sunt contradictorii, trei produse de imunotestare comerciale utilizate în mod obișnuit pentru măsurarea klotho solubil-sunt disponibile de la IBL (IBL International GmbH, Hamburg, Germania), Cusabio (Cusabio Biotech, Wuhan, China) și USCN (USCN Life Science Inc., Wuhan, China). Numai kitul IBL oferă informații despre specificitatea epitopului . Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit că aceste teste au prezentat performanțe slabe, inclusiv o lipsă de standardizare a unității în citiri, iar testele trebuie îmbunătățite pentru a produce rezultate precise înainte de a putea oferi concluzii fiabile .

ca strategie potențială de tratament pentru CKD

deși cauzele CKD sunt multifactoriale, deficiența klotho este asociată semnificativ cu dezvoltarea și progresia CKD și a complicațiilor extrarenale. Multe studii clinice și pe animale au sugerat că atunci când starea klotho-deficientă în CKD este salvată, funcția renală, leziunea morfologică și complicațiile CKD sunt în mod evident îmbunătățite . De exemplu, administrarea de proteină Klotho solubilă a atenuat semnificativ fibroza renală indusă de UUO și a suprimat expresia markerilor de fibroză și a genelor țintă TGF-XV1, cum ar fi melcul și răsucirea . Mai mult, klotho s-a conectat intermedin 1-53 la suprimarea VC la șobolanii CKD , iar suplimentarea cu klotho a suprimat sistemul renină-angiotensină pentru a ameliora nefropatia Adriamicinei. În plus, proteina klotho a părut să suprime tranziția epitelial-mezenchimală prin inhibarea semnalizării TGF-XV și Wnt . Prin urmare, deficitul de klotho nu poate fi doar un intermediar patogen în accelerarea progresiei CKD, dar poate fi, de asemenea, un contribuitor major la complicațiile cronice, cum ar fi CKD-MBD și bolile cardiovasculare în CKD. Teoretic, orice terapie care restabilește nivelul klotho prin suplimentarea cu klotho exogen și / sau reglarea în sus a producției endogene de klotho ar putea fi o nouă strategie de tratament pentru CKD .

mai multe metode sunt dependente de diferite mecanisme pentru a crește expresia klotho (Tabelul 1) ; Acestea includ următoarele: (1) demetilarea. Metilarea promotorului genei klotho își reduce activitatea cu 30% până la 40%, în timp ce demetilarea ADN crește expresia klotho de 1,5 ori până la trei ori . (2) deacetilare. Datele arată că TNF și reglarea descendentă indusă de TWEAK a expresiei klotho în liniile celulare renale și renale pot fi bluntate prin inhibarea histonei deacetilazei . (3) droguri. S-a demonstrat că mai multe medicamente de pe piață reglează expresia klotho in vivo și/sau in vitro, inclusiv agoniști PPAR-XV , antagoniști ai receptorilor de angiotensină II-tip I , derivați activi ai vitaminei D și intermedin . (4) Klotho genei de livrare. S-a demonstrat că livrarea genei Klotho printr-un purtător viral îmbunătățește în mod eficient fenotipurile patofiziologice multiple la șoarecii cu deficit de klotho , prevenind astfel progresia leziunilor renale la modelele de șobolani și îmbunătățind funcția VC și endotelială în CKD . (5) administrarea proteinei Klotho solubile. Creșterea nivelurilor de klotho circulante prin administrarea proteinei Klotho solubile, care este domeniul extracelular scindat, de lungime întreagă, al membranei klotho, este mai directă, mai sigură și o modalitate mai ușoară de a restabili deficiența endocrină klotho . Studiile la animale au arătat că administrarea în bolus a proteinei Klotho solubile este un mijloc sigur și eficient pentru protejarea împotriva leziunilor renale și conservarea funcției renale .