klothos roll vid kronisk njursjukdom

klotho-familjen och strukturen

Klotho-familjemedlemmar inkluderar gener av typen av gener, baserat på deras förutsagda primära sekvenser . på grundval av deras homologi med hjälp av dem har de upptäckt ett enda transmembranprotein, och de delar alla ett enda pass – transmembranprotein . Klotho uttrycks huvudsakligen i levern men finns också i njurarna, tarmen och mjälten och förmedlar aktiviteten hos medlemmar i familjen fibroblast growth factor (FGF), såsom FGF-19 och -21 . occupy-Klotho uttrycks i njurarna och huden och har odefinierade funktioner . I den här översynen fokuserar vi bara på sabbat-klotho; termen klotho i följande stycken hänvisar till sabbat-klotho.

Bisexuell-Klotho består av fem exoner som motsvarar 1 012 aminosyror i det humana proteinet och 1 014 aminosyror i musproteinet (Fig. 1a). Proteinet består av en stor extracellulär domän, inklusive 980 N-terminala rester följt av en 21-aminosyra transmembrandomän och en liten domän med 11 rester motsvarande den intracellulära C-terminalen . Den extracellulära domänen för membranklotho består av två upprepningssekvenser av 440 aminosyror benämnda Kl1 och Kl2, vilka genereras genom skarvning i full längd och kan klyvas av metalloproteinaserna ADAM-10 och ADAM-17 och släpps ut i omlopp som löslig klotho (klyvad klotho) (Fig. 1b). Dessutom har ett alternativt skarvat klotho-mRNA-transkript antagits för att koda för ett utsöndrat klotho-protein, vilket skulle motsvara Kl1-domänen, men detta förmodade protein har inte identifierats och har inte detekterats i humant serum hittills; det har observerats endast i in vitro-system . Vidare visade en ny studie att detta alternativ klotho-mRNA försämrades av nonsensmedierad mRNA-sönderfall (NMD), vilket slutligen resulterade i ingen aktiv proteinöversättning . Löslig klotho är den huvudsakliga funktionella formen i cirkulationen och detekteras i blod, urin och cerebrospinalvätska, som utövar sin funktion genom att fungera som ett hormon. Dessutom förekommer en annan funktionell form av klotho, benämnd membranbunden klotho, som huvudsakligen är involverad i FGF-receptorsignalering.

strukturen av klotho-genen och proteinet. a strukturen hos klotho-generna från människor och möss. B strukturen av klotho-proteinet. Lösliga klotho proteiner som genereras av full-längd avskrift skarvning vid den angivna α och β skär platser, som omfattar hela den extracellulära domän, eller vid enstaka Kl1 eller Kl2 domäner

funktion och patofysiologiska konsekvenser av klotho i CKD

Co-receptorn av FGF23

FGF23 tillhör FGF familj. Många studier har visat att FGF23 inte bara ökar urinutsöndringen av fosfat utan också indirekt undertrycker intestinal fosfatabsorption genom att nedreglera produktionen av 1 msk,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25(OH)2D) . FGF23 transducerar signaler genom att binda till sina receptorer för att fosforylera nedströms signalmolekyler . Det finns fyra olika FGF-receptorer (FGFR), FGFR1-4; dessa proteiner är tyrosinkinasreceptorer och har hög eller låg affinitet för FGF. På grund av deras brist på en heparansulfatbindande domän kräver FGF23 Full längd klotho för att omvandla den kanoniska FGFR till en specifik högaffinitetsreceptor för att fungera i målvävnader . Nyligen har forskning visat att i komplexet som består av den extracellulära domänen för klotho, fgfr1c ligandbindande domän och FGF23, binder klotho samtidigt FGFR1c med sin D3-domän och FGF23 med sin C-terminal svans, vilket resulterar i FGF23-Fgf1c närhet och ger stabilitet . Klotho är således en väsentlig samreceptor för bindning av FGF23 till dess receptorer.

i proximala njurrör binder blodburna FGF23 till FGFR-klotho-komplex och aktiverar direkt extracellulärt signalreglerat Kinas (ERK)1/2 och serum/glukokortikoidreglerat Kinas (SGK)-1-signaler. Därefter fosforylerar SGK – 1 na+/H+ exchange regulatory cofactor (NHERF)-1 för att nedreglera membranuttryck av nyckeln natriumfosfat cotransporter NaPi-2a, vilket leder till en ökning av urinfosfatutsöndring . Förlust av membranbundet klotho-uttryck begränsar FGF23-stimulerad signaltransduktion genom FGFR-klotho-komplex. Det har visats att en specifik deletion av klotho i proximala njurtubuli inte kunde öka renal fosfatutsöndring in vivo , vilket tyder på att effekten av FGF23 på fosfatutsöndring begränsas av proximal tubulär klotho-brist. Vidare dämpar FGF23 renalt 1-hydroxylasuttryck, vilket är det viktigaste enzymet som ansvarar för 1,25(OH)2D-produktion, genom en klotho-beroende signalmekanism i proximala njurtubuli . Dessutom reglerar löslig klotho direkt fosforutsöndring i njuren och deltar i systemisk mineralhomeostas genom att reglera 1 msk-hydroxylasaktivitet och parathyroidhormon (PTH) och FGF23-utsöndring . Dessa resultat tyder på att klotho-brist begränsar dess reglering av FGF23-produktion och hyperfosfatemi förblir huvudregulatorn för FGF23-utsöndring i CKD . Effekten av FGF23 på både fosfat och 1,25 (OH)2D är involverad i FGFR1, FGFR3 och FGFR4, särskilt FGFR1 . Dessutom har det identifierats att som med mineralparametrarna ökas FGF23 och fosfat, medan klotho och 1,25(OH)2D minskas i CKD, särskilt i tidiga stadier, utom serumfosfat . Dessa förändringar i mineralparametrar spelar en central roll i patofysiologin för CKD . I synnerhet kan varje störning i mineralparametrarna vara patogen ensam eller kan driva och överdriva störningen av de andra parametrarna .

det rapporterades tidigare att löslig klotho är en regulator för epitelkalciumkanalen transient receptor potential vannilloid-5 (TRPV5), ett glykoprotein som är väsentligt för inträde av kalcium i kalciumtransporterande njurepitelceller . TRPV5-reglering av klotho tros fungera enligt följande: löslig klotho hydrolyserar specifikt sockerrester från glykankedjorna på TRPV5, som i sin tur stabiliserar TRPV5 i membranet genom interaktion mellan sockerresterna och extracellulärt galektin . Emellertid är klothos cellsekretionsprocess oklar. Nyligen observerades en minskning av renal kalciumreabsorption och ett njurmembranöverflöd av TRPV5 i klotho-knockout-möss, liknande fyndet i FGF23-knockout-möss, men klotho lokaliseras varken med TRPV5 eller regleras av FGF23. Snarare, Andrukhova o et al. stödde uppfattningen att det apikala membranets överflöd av TRPV5 i renala distala tubuler och renal kalciumreabsorption regleras av FGF23 genom bindning av FGFR-klotho-komplexen . Baserat på dessa resultat kan det antas att FGF23 fungerar genom att binda till FGFR-klotho-komplex och därmed direkt modulera kalciumreabsorption i distala njurtubuli. Däremot minskar hypokalcemi (kalciumbrist) de cirkulerande koncentrationerna av FGF23 . Denna minskning av FGF23 kan vara ett svar som undviker en efterföljande minskning av kalcitriol, vilket kan förvärra hypokalcemi. Dessutom, Andrukhova o et al. fann att FGF23 direkt reglerar natriumreabsorption i distala njurtubuli genom en signalmekanism som involverar FGFR-klotho-komplexen och aktiveringen av erk1/2, SGK1 och med-No-lysinkinas 4 (WNK4) signalkaskader, vilket tyder på att FGF23 också är en nyckelregulator för renal natriumreabsorption och plasmavolym . Detta kan förklara sambandet mellan FGF23 och kardiovaskulär risk hos CKD-patienter. På grund av kalcium-och natriumdispersion vid njursjukdomar kan den nya länken mellan FGF23 och metabolismen av dessa joner ha stora patofysiologiska konsekvenser i CKD .

märkbart har membranreceptorer av löslig klotho inte tidigare identifierats. En nyligen genomförd studie visade att 2-3-sialyllaktos, som är närvarande i glykan av monosialogangliosider, är en receptor av löslig klotho. Löslig klotho binder till gangliosidberikade lipidflottar för att reglera PI3K-signalering . Vidare identifierade en annan studie de viktigaste proteinresterna i Kl1-domänen som sannolikt är involverade i bindning till 2-3-sialyllaktos, som nedreglerar TRPC6-kanaler och skyddar mot stressinducerad hjärthypertrofi . Dessa resultat ger ny insikt om att inriktning på sialinsyror kan vara en allmän mekanism som ligger till grund för de pleiotropa verkningarna av löslig klotho.

anti-inflammation

Inflammation är multifaktoriell i CKD, och denna sjukdom anses vara ett prototypiskt exempel på inflammatorisk sjukdom och för tidigt åldrande . Det finns många proinflammatoriska faktorer som gradvis ökar i CKD när njurfunktionen misslyckas, inklusive interleukin (IL)-6, serumfoster-A och tumörnekrosfaktor (TNF) . Kärnfaktor kB (NF-kB) styr många cellulära processer, såsom antiapoptotiska svar, oxidativ stress och särskilt inflammatoriska svar . I normala situationer ligger NF-kB i cytoplasman i en inaktiv form, kopplad till dess hämmande proteiner,benämnda hämmande kB (IkB). Som svar på olika stimuli, såsom TNF, fosforyleras två serinrester vid positionerna 32 och 36 i den N-terminala regionen av IkB. Denna fosforylering inducerar IkB-ubiquitinering av E3-IkB-ubiquitinligas-komplexet, vilket orsakar dess nedbrytning av 26S-proteosomen, vilket leder till NF-kB-translokation till kärnan och direkt aktivering av nedströms gentranskription . Större NF-kB-aktivitet ökar uttrycket av proinflammatoriska mediatorer, såsom cytokiner och vidhäftningsmolekyler. Flera studier har visat att NF-kB spelar en central roll i utvecklingen av kronisk njurinflammation, varigenom inhiberingen av NF-kB minskar nivåerna av flera proinflammatoriska cytokiner och njurskada .

en studie har visat att det finns ett dubbelriktat samband mellan klotho och NF-kB . Å ena sidan är klotho-uttrycket nedreglerat av en NF-kB–beroende mekanism. Minskad klotho i blod och urin har observerats i humant CKD . I en nefrotoxisk akut njurskada (AKI) musmodell reducerades klotho-uttrycket också, och blockering av TNF-relaterad svag inducerare av apoptos (TWEAK), som är medlem i TNF-superfamiljen, kunde återställa njurklotho-nivåer och bevara njurfunktionen. Dessutom förhindrar inhiberingen av NF-kB TWEAK-medierade minskningar i klotho-nivåer . Således reglerar proinflammatoriska cytokiner, såsom TWEAK, negativt uttrycket av klotho genom en NF-kB–beroende mekanism, och NF-kB är en viktig bidragsgivare till regleringen av klotho-uttryck .

å andra sidan är klotho en antiinflammatorisk modulator som negativt reglerade NF-kB, vilket leder till en minskning av proinflammatorisk gentransduktion. Det har rapporterats att TNF ökar vaskulär celladhesion protein 1 (VCAM-1) och intercellulär vidhäftningsmolekyl 1 (ICAM-1) uttryck i endotelceller, medan klotho kan undertrycka TNF-inducerade ökningar i ICAM-1 och VCAM-1 uttryck genom att dämpa NF-kB-aktivitet . Vidare undertrycker den exogena tillsatsen av löslig klotho eller överuttrycket av membranös klotho i vävnadsodling NF-kB-aktivering och NF-kB–medierade inflammatoriska cytokiner via en mekanism som involverar fosforylering av serin(536) i transaktionsdomänen för RelA . På liknande sätt inhiberar ett överskott av klotho pdlim2/NF-kB-vägen för att minska produktionen av TNF-XXL, IL-6 och IL-12 och för att förbättra cyklosporin A-inducerad nefropati in vivo och in vitro . Dessutom kan klotho undertrycka NADPH-oxidas 2 (Nox2) proteinuttryck och dämpa oxidativ stress i råtta aorta glatta muskelceller och kan också undertrycka retinsyrainducerbar gen-I (RIG-I)-medierad inflammation . Klotho kan således fungera som en antiinflammatorisk modulator i njuren.

skydd mot vaskulär förkalkning och mineralbenstörning

vaskulär förkalkning (VC) förekommer tidigt under CKD men blir mycket vanligare när njurfunktionen försämras, vilket skapar en stark risk för kardiovaskulär dödlighet och sjuklighet hos patienter med CKD och ESRD . VC kan klassificeras baserat på det vaskulära stället för onormal mineralavsättning, inklusive intimal förkalkning, medial förkalkning och valvulär förkalkning, som alla är mycket vanliga i CKD-populationen . Det är nu klart att VC är en cellreglerad patologisk process som involverar många hämmare och inducerare . Under normala förhållanden skyddar flera hämmare mot VC genom kalcium-och fosfatövermättnad, såsom pyrofosfat, matrix Gla-protein och fetuin-a . I CKD-populationen är den totala funktionen mellan hämmare och inducerare obalans, vilket leder till förekomsten av VC i kärlväggarna och ventilerna. Det finns många inducerare av VC i CKD, inklusive hyperkalcemi, inflammatoriska cytokiner och särskilt fosfat . Kliniska bevis visade att uppreglering av serumfosfat är en av många riskfaktorer för VC i CKD-populationen . Dessutom har en växande mängd experimentell forskning avslöjat mekanismen för fosfatinducerad VC, vilket visar att PiT-1 som är fosfatcotransportör i vaskulära glatta muskelceller (SMCs), är involverad i patogenes och främjar VC genom induktion av SMCs osteokondrogen transformation och apoptos och genom reglering av extracellulära vesiklar frisättning och stabilitet . Dessa resultat tyder på att förhöjt fosfat är en huvudinducerare av VC.

uttrycksnivån för klotho minskar hos patienter med CKD och djurmodeller och åtföljs av njursjukdomar . Det har rapporterats att klotho-brist orsakar höga cirkulerande nivåer av fosfat och VC-förekomst hos möss med CKD. Omvänt kan överuttryck av klotho förbättra fosfaturi, förbättra njurfunktionen och producera mycket mindre förkalkning in vivo samt undertrycka det natriumberoende upptaget av fosfat och Fosfatinducerad förkalkning av råttvaskulära SMC . Zhang et al. rapporterade att klyvt klotho-protein dämpar den Fosfatinducerade humana benmärgsmesenkymala stamcellsdifferentieringen till osteoblastliknande celler in vitro via inaktivering av signalvägen FGFR1/ERK . Dessutom förbättrar uppregleringen av klotho-uttryck genom hämning av rapamycinsignalering också VC och skyddar mot kärlsjukdom i CKD . En annan studie visade att Intermedin 1-53 dämpar VC hos råttor med CKD genom uppreglerande membranbundet klotho-uttryck i kärlväggen . Nya studier har bekräftat att den stabila leveransen av löslig klotho kan minska kronisk hyperfosfatemi och VC in vitro och in vivo , och aktivering av peroxisomproliferatoraktiverad receptor Bisexuell förbättrade uttrycket av klotho för att hämma Fosfatinducerad VC i vaskulär SMC . Dessa resultat antydde att klotho-brist är nära associerad med hyperfosfatemi och VC och att förbättrad klotho-aktivitet spelar en skyddande roll i hyperfosfatemi och VC i CKD.

CKD-mineral bone disorder (MBD) är en nyligen benämnd systemisk störning som börjar tidigt i steg 2 av CKD och kännetecknas av onormala serumkemi inklusive hyperfosfatemi och hypercalacemia, benstörningar och VC . Orsakerna till VC och kardiovaskulär dödlighet i samband med CKD tillskrivs delvis CKD-MBD . Nya studier visar att faktorer som är involverade i njurskada och reparation och som släpps ut i cirkulationen bidrar till patogenesen av CKD-MBD ; sådana faktorer innefattar Wnt-signalhämmarna, Dickkopf 1 och sclerostin , liksom activin A och ActRIIA . De patogena mekanismerna hos komponenterna i CKD-MBD inkluderar VC, förlust av renal klotho, hyperfosfatemi, osteodystrofi, vitamin D-brist, ökad FGF23, hjärt-kärlsjukdom och hyperparathyroidism . I den här översynen fokuserar vi främst på aspekterna relaterade till klotho. Som beskrivits tidigare minskas uttrycket av klotho signifikant i CKD. Det har rapporterats att denna minskning av klotho delvis är relaterad till activin-och ActRIIA-signalering. Vidare stimulerar aktiveringen av ActRIIA-signalering genom att använda en ligandfälla för receptorn klotho-nivåer signifikant . Den resulterande minskningen av klotho begränsar dess reglering av FGF23-produktion och lämnar hyperfosfatemi som huvudregulator för FGF23-utsöndring i CKD . Nyligen har forskare identifierat att klotho-förlust är en nyckelhändelse i njur-och benskador i CKD-MBD-Möss, och endogen klotho-restaurering genom histondeacetylasinhibering dämpar CKD-associerade benkomplikationer i en musmodell av CKD-MBD . På samma sätt skyddar rheinreglerat klotho-uttryck genom promotorhypermetylering mot njur-och benskador hos möss med CKD. När klotho slås ned av RNA-interferens avskaffas de renala skyddande effekterna av rhein till stor del . Dessa data tyder på att klotho-brist är nära förknippad med utvecklingen av CKD-MBD och att klotho-restaurering är fördelaktigt för förbättringen av VC och CKD-MBD.

förbättring av njurfibros

den slutliga vanliga patologiska manifestationen av många fall av CKD är njurfibros. Njurfibros representerar misslyckad sårläkning av njurvävnad efter kronisk, ihållande skada och kännetecknas av glomeruloskleros, tubulär atrofi och interstitiell fibros . Progressionen av CKD framgår av en förlust av njurceller och deras ersättning med extracellulär matris (ECM) i glomeruli och interstitium . Patogeneserna av glomeruloskleros och tubulointerstitiell fibros är extremt lika . I huvudsak resulterar njurskada i en inflammatorisk kaskad som involverar makrofagaktivering och rekrytering av T-celler, utlöser ett immunsvar och orsakar interstitiell nefrit. Sedan svarar flera celltyper inklusive makrofager, T-celler och tubulära epitelceller på denna inflammatoriska process för att producera profibrotiska mediatorer, såsom transformerande tillväxtfaktor 20 (TGF-20). Under påverkan av profibrotiska cytokiner, skadade tubulära epitelceller dedifferentierar och förlorar sin polaritet och transportörfunktion, omorganiserar deras cytoskelett till stressfibrer, stör det rörformiga källarmembranet och migrerar in i interstitium, där de syntetiserar ökande mängder ECM, vilket slutligen leder till njurfibros .

många studier tyder på att TGF-Macau är en av de viktigaste profibrotiska regulatorerna för njurfibros i progressiv CKD och stimulerar ackumuleringen av matrisproteiner för att inducera ECM, hämmar matrisnedbrytning och reglerar myofibroblastaktivering . Baserat på rollen av TGF-GHz, har många terapeutiska metoder som involverar hämning av TGF-xnumx testats i experimentella modeller av CKD och kliniska prövningar, såsom administrering av neutraliserande Anti-TGF-xnumx-xnumx antikroppar och små störande RNA som riktar sig mot TGF-xnumx-xnumx typ II-receptorn, vilket kan minska strukturell njurskada och minska njurfibros i CKD . Det har rapporterats att klotho-inhibering ökar TGF-askorb1-uttrycket hos möss med njurfibros som har inducerats av unilateral ureteral obstruktion (UUO) och TGF-askorb1 minskar klotho-uttrycket i renala odlade epitelceller, vilket tyder på att minskat klotho-uttryck ökar TGF-askorb1-aktiviteten och att klotho-brist inte bara är en orsak utan också ett resultat av njurfibros i CKD . Däremot binder lösligt klotho-protein direkt till typ II-receptorn av typen TGF-sackios och hämmar bindningen av TGF-sackios1 till cellytreceptorer, vilket hämmar signaleringen av TGF-sackios1 hos möss med uuo-inducerad njurfibros. Dessutom minskar klotho epitelialmarköruttryck och ökar mesenkymalt marköruttryck för att undertrycka den TGF-XX1-inducerade epitel-till-mesenkymala övergången i njurepitelceller . Dessa resultat tyder på att klotho kan undertrycka njurfibros genom att hämma TGF-XX1-aktivitet.

en annan huvudprofibrotisk molekyl heter angiotensin II (Ang II); denna molekyl modulerar fibros genom direkta effekter på matrisen och genom att uppreglera uttrycket av andra faktorer, såsom TGF-sackios , bindvävstillväxtfaktor , plasminogenaktivatorhämmare-1 , tumörnekrosfaktor-sackios och NF-sackios . Dessutom har data visat att Ang II-inducerad njurskada undertrycker klotho-uttryck, medan induktionen av klotho-genuttryck mildrar Ang II-inducerad njurskada . Dessutom har löslig klotho visat sig hämma WNT-och IGF-1-signalering, vilket kan främja epitel-till-mesenkymal övergång och myofibroblastaktivering . Nya studier visar också att exogen klotho minskar hög glukosinducerad fibronektin och cellhypertrofi via ERK1/2-p38-kinassignalvägen för att dämpa diabetisk nefropati in vitro och att administrering av klotho-protein undertrycker renal tubulo-interstitiell fibros och UUO-inducerad njurfibros, åtminstone delvis, genom att kontrollera grundläggande fibroblasttillväxtfaktor-2-signalering in vivo . Dessa resultat ökar möjligheten att löslig klotho kan fungera som en njurskyddande faktor mot fibros genom att hämma flera signalvägar.

potentiell användning av klotho vid kronisk njursjukdom hos människa

en potentiell biomarkör för CKD

CKD är inte lätt att upptäcka i tidigt stadium av CKD och det är därför mycket svårt att ställa en tidig och korrekt diagnos. Och det finns inga biomarkörer som kan mätas enkelt, känsligt, pålitligt och speciellt i samband med närvaro, utveckling och komplikationer av CKD . Som beskrivits tidigare är njurklotho-brist starkt associerad med jonstörningar, VC, inflammation, njurfibros och mineralbenstörning, som alla är egenskaper hos CKD. Det har visats att löslig klotho i cirkulationen börjar minska tidigt i steg 2 CKD och urin klotho minskar eventuellt ännu tidigare 1 . Dessutom visar data att klotho-brist i CKD kan förbättra den renala tubulära och vaskulära cellens senescens inducerad av oxidativ stress och kan resultera i defekt endotelfunktion och nedsatt vaskulogenes . Tillsammans indikerar dessa resultat att klotho-brist är nära korrelerad med utvecklingen och utvecklingen av CKD och extrarenala komplikationer. Således verkar löslig klotho-brist ha diagnostisk potential, som fungerar som en tidig och känslig biomarkör för CKD.

många forskare har undersökt möjligheten att använda klotho som biomarkör för CKD. CKD-MBD är en av de slående funktionerna i samband med hög sjuklighet och dödlighet av kardiovaskulära händelser i CKD och ESRD . Onormal mineralmetabolism inkluderar höga serumfosfat -, FGF23-och PTH-nivåer, som är nära associerade med eller till och med inducerade av klotho-brist . Kliniska studier på patienter med CKD har visat att löslig klotho är lägre än normalt (519 183-845 330 pg/mL, p <.0001) hos njurpatienter och löslig klotho är positivt korrelerad med serumkalcium och negativt korrelerad med serumfosfat, PTH och FGF23, vilket tyder på att löslig klotho kan återspegla den efterföljande rörformiga resistensen mot FGF23, vilket kan vara en tidig markör för CKD-MBD . Nyligen föreslog en annan klinisk studie att löslig klotho är signifikant associerad med fosfatreabsorption oberoende av FGF-23, vilket kan vara en markör för fosfatreabsorption . Därför verkar löslig klotho vara en markör för störningar av fosfat och benmetabolism i CKD.

GFR, guldstandarden för bedömning av njurfunktionen, minskas signifikant i CKD . Kliniska och experimentella studier har visat att denna signifikanta minskning av klotho i njurarna är positivt associerad med beräknad GFR (eGFR) i CKD-prover . Flera andra studier har bekräftat den positiva korrelationen mellan klotho-nivåer (i serum och urin) och eGFR hos vuxna patienter med CKD . Dessutom är både serum-och urinklotho-nivåer oberoende associerade med eGFR hos patienter med CKD . En annan studie visade att serumklotho-nivåerna gradvis är lägre med framåtriktat CKD-steg, med en justerad genomsnittlig minskning på 3, 2 pg/mL för varje 1 mL/min/1, 73 m2 eGFR-minskning . Konsekvent visades en liknande positiv korrelation mellan plasmaklotho-nivåer och eGFR hos barn med CKD . Dessa resultat tyder på att minskningen av löslig klotho kan spegla en eGFR-minskning hos patienter med CKD.

vissa forskare fick dock negativa resultat. Sarah Seiler et al. analyserade en stor kohort av 312 patienter med stadium 2-4 CKD och fann att plasmaklotho-nivåer inte var signifikant associerade med eGFR eller andra kalciumfosfatmetabolismparametrar hos dessa patienter . På samma sätt var klotho-nivåerna i en prospektiv observationsstudie bland 444 patienter med CKD-steg 2-4 inte signifikant relaterade till kardiovaskulära resultat . Dessa resultat indikerar att plasmaklothonivåerna inte är relaterade till njurfunktionen och inte förutsäger negativt resultat hos patienter med CKD. Det kan finnas två skäl till dessa motstridiga uppgifter. En är ålder. Yamazaki et al. föreslog att lösliga klotho-nivåer är korrelerade med ålder, och fann att klotho-nivåer är högre hos barn (medelålder 7,1 kcal 4,8 år) än hos vuxna . Shimamura et al. rapporterade också signifikant lägre klotho-nivåer hos CKD – steg 2-5-patienter än hos CKD-steg 1-patienter. Dessutom baserades detta resultat till stor del på data från fyra unga individer med normal eGFR och extremt höga klotho-nivåer, medan klotho-nivåer i de återstående deltagarna inte förutsåg negativt resultat av CKD . Vidare fann en ny klinisk studie att en allel av G-395a klotho-genpolymorfismen har en signifikant högre frekvens bland barn med CKD, vilket tyder på att denna mutanta allel av klotho kan användas som en riskmarkör för utveckling av ESRD och som en prediktor för CVD hos barn . En annan anledning kan vara skillnaderna i provstorlek. Resultaten från vissa studier med små kohorter av CKD-patienter skilde sig från de som erhölls med en stor kohort . Tanken om en minskning av klotho-nivåer med nedsatt njurfunktion har ifrågasatts ytterligare av mindre studier .

även om resultaten av relationerna mellan cirkulerande klotho-nivåer och resultat av CKD är motsägelsefulla, finns tre vanliga kommersiella immunanalysprodukter för mätning av löslig klotho-tillgängliga från IBL (IBL International GmbH, Hamburg, Tyskland), Cusabio (Cusabio Biotech, Wuhan, Kina) och USCN (USCN Life Science Inc., Wuhan, Kina). Endast IBL kit ger information om epitop specificitet . Men forskare har funnit att dessa analyser uppvisade dålig prestanda, inklusive brist på enhetsstandardisering i avläsningar, och analyserna måste förbättras för att ge exakta resultat innan de kan ge tillförlitliga slutsatser .

som en potentiell behandlingsstrategi för CKD

även om orsakerna till CKD är multifaktoriella, är klotho-brist signifikant associerad med utveckling och progression av CKD och extrarenala komplikationer. Många kliniska och djurstudier har föreslagit att när klotho-bristfälligt tillstånd i CKD räddas, förbättras njurfunktionen, morfologisk skada och komplikationer av CKD uppenbarligen . Till exempel dämpade administreringen av lösligt klotho-protein signifikant UUO-inducerad njurfibros och undertryckte uttrycket av fibrosmarkörer och TGF-kazak1-målgener, såsom snigel och vridning . Vidare kopplade klotho intermedin 1-53 till undertryckandet av VC hos CKD-råttor , och klotho-tillskott undertryckte renin-angiotensinsystemet för att förbättra Adriamycinnefropati. Dessutom verkade klotho-protein undertrycka epitelial-mesenkymala övergången genom att hämma TGF-Millenium och Wnt-signalering . Därför kan klotho-brist inte bara vara en patogen mellanprodukt i accelerationen av CKD-progression utan kan också vara en viktig bidragsgivare till kroniska komplikationer, såsom CKD-MBD och hjärt-kärlsjukdomar i CKD. Tänkbart kan någon terapi som återställer klotho-nivån genom tillskott med exogen klotho och/eller uppreglering av endogen klotho-produktion vara en ny behandlingsstrategi för CKD .

flera metoder är beroende av olika mekanismer för att öka klotho-uttrycket (Tabell 1); Dessa inkluderarföljande: (1) demetylering. Metylering av klotho – genpromotorn minskar dess aktivitet med 30% till 40%, medan DNA-demetylering ökar klotho-uttrycket 1,5-faldigt till trefaldigt . (2) deacetylering. Data visar att TNF-och TWEAK-inducerad nedreglering av klotho-uttryck i njur-och njurcellinjerna kan dämpas av inhiberingen av histondeacetylas . (3) droger. Flera läkemedel på marknaden har visat sig reglera klotho-expression in vivo och / eller in vitro, inklusive ppar-sacki-agonister , angiotensin II-typ i-receptorantagonister , vitamin D-aktiva derivat och intermedin . (4) Klotho genleverans. Klotho – genleverans genom en virusbärare har visat sig effektivt förbättra flera patofysiologiska fenotyper i klotho-bristfälliga möss , vilket förhindrar utvecklingen av njurskador i råttmodeller och förbättrar VC och endotelfunktion i CKD . (5) administrering av lösligt klotho-protein. Ökande cirkulerande klotho-nivåer genom administrering av lösligt klotho-protein, som är den klyvda, extracellulära domänen i full längd av membranklotho, är mer direkt, säkrare och en lättare modalitet för att återställa endokrin klotho-brist . Djurstudier har visat att bolusadministrering av lösligt klotho-protein är ett säkert och effektivt medel för att skydda mot njurskada och bevara njurfunktionen .