凝固、プロテアーゼ活性化受容体、および糖尿病性腎臓病: ENOS 欠損マウスからの教訓

高脂肪食と eNOS の欠如は糖尿病マウスの TF を相乗的に増加させる

多くの研究により、肥満と血栓症との関連が実証されています (Samad and Ruf 2013)。 受験用ple、TLR4-NF-kB 経路の上方制御代謝性疾患条件により TF レベルが増加します (Lv et al. 2009; Owens et al. 2012; Rogero and Calder 2018)。 さらに、飽和脂肪酸パルミテートは、ROS および JNK 経路依存性機構および細胞外ヒストンを介してヒストン H3 放出を誘導し、単球における TF 発現を増加させます (Shrestha et al. 2013)。 凝固、eNOS、および凝固の関係に焦点を当てる脂質異常症、我々の以前の研究は、TF発現に対するeNOS欠乏症と高脂肪食の複合効果を実証しました（Li et al. 2010）。 この研究では、eNOSヌルマウスを低用量のSTZで治療してDMを発症させ、高脂肪食を与えた。 eNOS 発現の欠如により尿中アルブミン排泄が増加し、組織学的損傷、高脂肪食によってさらに悪化しました。 TF の発現と活性は、eNOS 発現の欠如と高脂肪食によりマウス腎臓で増加しました。相乗効果のある方法。 興味深いことに、糸球体単球/マクロファージマーカーを用いた共局在実験により、免疫反応性TFレベルの増加が実証されました。

TFに対する中和抗体がeNOSノックアウトマウスの糖尿病性腎臓の炎症を改善する

TF依存性凝固の増加は、炎症の増加と関連しています(Witkowski et al. 2016)。 TF依存性凝固系の阻害が改善される炎症性疾患、LPS誘発性敗血症など（Pawlinski et al. 2010）。 DKDにおける炎症とTFの間の因果関係を解明するために、我々は、DKDの炎症に対するTFに対する中和抗体の短期効果を調べた。糖尿病の腎臓eNOS欠損マウスにおいて(Li et al. 2010)。 その結果、抗TF抗体の投与により、TF中和4日後のマウス腎臓におけるTnfa、Ccl2、Tgfb、Col4 mRNAなどの炎症および線維症関連遺伝子の腎発現レベルが顕著に低下することが示された。

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凝固FXa阻害剤はeNOSを欠く糖尿病マウスの腎臓損傷を改善する

TF/VIIa の下流に位置する凝固 FXa も、PAR 依存性経路を介して炎症に寄与します。 DKDにおけるその役割は、いくつかの動物モデルで実証されています。 スミら。 (2011) は、FXa 阻害剤であるフォンダパリヌックスが、db/db マウスの尿中タンパク質レベル、糸球体肥大、およびフィブリン沈着を減少させることを実証しました。 eNOSを欠くDKDマウスにおけるFXa阻害の治療効果は、私たちのグループによって実証されました（Oe et al. 2016）。 経口 FXa 阻害剤であるエドキサバン (50 mg/kg/日) が eNOS-/- に投与されました。 Ins2akita/+ マウスを 3 か月間投与したところ、メサンギウム基質の増殖などの組織学的損傷の改善が示されました。 腎臓における炎症性遺伝子の発現レベルは、エドキサバンによって低下しました（表 1）。 FXa は PAR1 と PAR2 の両方をアクティブにします。 FXa媒介腎損傷のメカニズムを解明するために、我々はFXa阻害剤の抗炎症効果がPAR2-/-マウスおよびFXa阻害剤を投与したPAR2-/-マウスで見られる効果と類似していることを実証しました。 。 これらの発見は、FXa が DKD における PAR 依存のメカニズムを通じて炎症を引き起こしている可能性があることを示唆しました。2- 対照的に、酸化還元禁止は eNOS+/+ の糸球体損傷を改善しませんでした。 Ins2akita/+ マウス、FXa 阻害の治療効果が I 型における eNOS 依存性凝固亢進と関連していることを示唆糖尿病マウス.

DKDのその他の凝固因子

トロンビンはPAR1を標的とするため、PAR1は進行します。血管の炎症(チェンとドーリング、2009)、トロンビンはDKDを悪化させる可能性が高い。 しかし、DKDの発症におけるトロンビンの保護的または有害な役割は実証されています。 低用量のトロンビン (50 pM) は予防されましたが、高用量のトロンビン (20 nM) は悪化しました。グルコース誘導性アポトーシス有足細胞において（Wang et al. 2011b）。 eNOSを欠く糖尿病マウスに対するダビガトランなどのトロンビン阻害剤の影響は、今後解明されるはずである。

フィブリノーゲンはさまざまな現象に関与しています炎症状態。 興味深いことに、フィブリノーゲンの部分的減少または欠如は、腎虚血再灌流モデルまたは閉塞性腎線維症にとって有益であった(Sörensen et al. 2011; Craciun et al. 2014)。 eNOSを欠く糖尿病マウスでは糸球体フィブリン沈着が増加しているため（Nanakakawa et al. 2007; Li et al. 2010; Wang et al. 2011a）、eNOSにおけるその役割が解明されている。DKDの発症機序さらなる研究に値する。

eNOSを欠く糖尿病マウスにおけるPAR1およびPAR2の発現

PAR の発現増加は腎損傷と関連しています。 我々および他の研究者は、糖尿病性腎症、アデニン誘発性腎損傷、閉塞性腎線維症、およびシスプラチン誘発性腎損傷を有する動物モデルにおいて、Par1 および/または Par2 mRNA の発現レベルが増加することを実証した（Chung et al. 2013; Hayayas et 2013）。 al. 2016; 大江ら. 2016; 渡辺ら. 2019)。 さらに、糸球体PAR2タンパク質レベルは、II型DMのモデルであるdb/dbマウスで増加した(Sumi et al. 2011)。 我々は、糖尿病マウスにおけるPAR発現とeNOS欠損との関連を実証した（Oe et al. 2016）。 Par1 mRNA の発現レベルは eNOS-/- で有意に高かった。 Ins2akita/+ マウスは eNOS-/- よりも。 Ins2akita/+ および非 DM マウス。 同様に、Par2 の発現は eNOS-/- で有意に高かった。 非ＤＭマウスよりもＩｎｓ２Ａｋｉｔａ／＋マウス。 対照的に、Par4 mRNA レベルは遺伝子型間で差がありませんでした。 eNOSの欠如はDKDの炎症を悪化させる(Wang et al. 2011a)。 炎症誘発性サイトカインは PAR を増加させると報告されているため (Nystedt et al. 1996)、eNOS の欠如によって引き起こされる炎症の亢進は、DKD における腎臓での Pars 発現を誘導する可能性があります。 まとめると、我々の研究結果は、TFの場合と同様に、eNOSが欠損している糖尿病腎臓ではPAR1とPAR2の発現レベルが増加することを示唆しました（図2）。

PAR2 の欠失により糖尿病性腎臓が改善される

eNOSが減少したマウスの損傷

私たちや他の研究者は、以前の研究でDKDにおけるPAR2の役割に取り組んできました。 Par2 欠失は、eNOS を有する糖尿病野生型秋田マウス (Ins2akita/+) の糸球体損傷に影響を与えませんでした (Oe et al. 2016)。 さらに、PAR2を欠くSTZ誘発糖尿病マウスは、糖尿病野生型マウスと比較してアルブミン尿の減少を示したが、平均目標拡張は増加した(Waasdorp et al. 2017)。 まとめると、これらの結果は、DKDの初期および軽度モデルでは腎損傷に対するPAR2阻害の治療効果がないか、または軽度であることを示しています。 対照的に、我々は、eNOSの発現が低下した糖尿病秋田マウス（eNOS+/-; Ins2akita/+）におけるDKDに対するPAR2欠損の影響を実証した（Oe et al. 2016）。 PAR2 の欠如により、尿中アルブミン排泄、メサンギウムの拡大、GBM の厚さのレベルが大幅に減少しました。 Tnfa、Tgfb、Col4 などの炎症促進性遺伝子や線維症関連遺伝子の発現レベルもマウス腎臓で減少しました。 これらの所見は、PAR2 が早期ではなく、eNOS 欠損によって引き起こされる比較的進行した糖尿病性糸球体損傷において病原性であることを示唆しています (表 1)。

eNOSが減少した糖尿病マウスにおけるPAR1とPAR2の二重遮断

我々は、PAR1とPAR2が協力してDKDの発症に寄与することを実証した（Mitsui et al. 2020）。 この研究では、eNOS ヘテロ接合性の雄の I 型糖尿病秋田マウス (Ins2akita/+; eNOS+/-) を DKD のモデルとして使用しました。 これらのマウスをビヒクル、PAR1 アンタゴニスト (E5555、60 mg/kg/日)、PAR2 アンタゴニスト (FSLLRY、3 mg/kg/日)、または E5555 + FSLLRY で 4 週間治療しました。 ＰＡＲ１またはＰＡＲ２アンタゴニスト単独の投与は、ビヒクルの投与と比較して、メサンギウムの拡大およびコラーゲンＩＶの沈着などの糸球体損傷を軽減した。 PAR1 と PAR2 の両方の阻害の相乗的な治療効果が観察され、PAR1 と PAR2 の両方が E5555 + FSLLRY で阻害された場合、ビヒクル投与と比較して尿中アルブミン対クレアチニンの比が有意に減少しました。 さらに、E5555 + FSLLRYによるPAR1とPAR2の二重遮断は、メサンギウムの拡大、糸球体マクロファージの浸潤、IV型コラーゲンの沈着などの組織学的損傷を相乗的に改善した。 腎臓における炎症および線維症関連遺伝子の発現レベルも低下しました（表 1）。

我々は、ヒト内皮細胞に対するPAR1およびPAR2アゴニストの炎症促進効果に焦点を当てた(Mitsui et al. 2020)。 その結果、PAR1 および PAR2 アゴニストの両方による刺激により、MCP1 および PAI1 mRNA の発現レベルが相乗的に増加することが示されました。 PAR1 アゴニストの効果は NF-κB 阻害剤によってブロックされましたが、PAR2 アゴニストの効果は NF-κB および MAPK 阻害剤によってブロックされました。 PAR1 と PAR2 は集合的に、異なるシグナル伝達経路を介して協力して血管炎症と DKD に寄与します (図 3)。

結論

このレビューでは、糖尿病マウスにおける凝固プロテアーゼ-PAR経路とeNOS欠損症との関係に焦点を当てました。 eNOS の生産量が少ないことは、DKD にとって有害な凝固亢進と PAR シグナル伝達の増加に関連しています。 これらの所見は、DKDの進行期または後期（例、腎不全および/または大量のタンパク尿を伴う）におけるそれらの病理学的役割を示している可能性があります。 経口FXa阻害剤は、血栓症を予防するために広く使用されています（Patel et al. 2011; Robertson et al. 2015）。 DKDの治療におけるそれらの使用は有望な選択肢です。 さらに、アトパクサーやボラパクサーなどの一部のPAR1アンタゴニストは、急性冠症候群を予防するための抗血小板療法に使用できます（Goto et al. 2010; Tricoci et al. 2012）。 さらに、PAR2アンタゴニストの開発には目覚ましい進歩があり(Lim et al. 2013; Cheng et al. 2017; Jiang et al. 2018)、これらはDKD患者を治療するための新たな治療選択肢となる可能性がある。

謝辞

この研究はゴンリョ医療財団の支援を受けました。 英語の編集については Editage (https://www.editage.com) に感謝します。

利益相反 著者らは、利益相反がないことを宣言します。

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