Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Медведев В. Л., Ледванов М. Ю., Курзанов А. Н., Быков И. М.,
1.1.3.8.2. Паратгормон-родственный протеин при диабетической нефропатии человека
Роль ПТГрП при диабетической нефропатии (ДН) человека исследовали используя два экспериментальных подхода (Wolf G., Ziyadeh F.N., 1999). Сначала оценили, может ли ПТГрП повышаться в почках у пациентов с ДН. И, во-вторых, проанализировали потенциальную роль ПТГрП в механизмах гипертрофии, вызванной высоким содержанием глюкозы (HG) в культивируемой линии мезангиальных клеток человека. Гипертрофия мезангиальных клеток человека является одной из самых ранних характеристик у пациентов с ДН. Была изучена взаимосвязь сверхэкспрессии ПТГрП в ДН человека и предполагаемая роль этого белка в гипертрофии мезангиальных клеток человека с HG (Ortega A. et al., 2012). Используя иммуногистохимию в срезах почек от пациентов с клиническим и гистопатологическим диагнозом диабетической нефропатии Romero M., et al. (2013) продемонстрировали повышенное канальцевое и клубочковое иммуноокрашивание на ПТГрП и наблюдали интенсивную активацию ПТГрП как в гломерулярных, так и в тубулоэпителиальных клетках, включая ядерную иммунолокализацию в последних клетках. Отмечено, что почки этих пациентов демонстрировали сходную картину иммунолокализации ПТГрП с той, которая наблюдалась ранее на модели диабетических мышей (Romero M. et al., 2010). Этот факт вместе с данными, полученными in vitro в культуре мезангиальных клеток человека, убедительно свидетельствует о том, что ПТГрП может быть важным фактором в гипертрофии мезангиальных клеток у пациентов с диабетом.
Гипертрофия мезангиальных клеток человека в среде с высоким содержанием глюкозы увеличивала экспрессию белка ПТГрП, связанную с развитием гипертрофии. Этот эффект был также индуцирован N-концевым доменом ПТГрП (1–36). Гипертрофия, вызванная HG и ПТГрП (1–36), была связана с увеличением экспрессии белка cyclin D1 и p27Kip1, снижением экспрессии cyclin E и предотвращением активации комплекса cyclin E/cdk2. Как нейтрализующая ПТГрП антисыворотка (α-ПТГрП), так и антагонист рецептора PTH1R (JB4250) были способны отменить индукцию гипертрофии HG, вышеупомянутые изменения белков клеточного цикла, а также повышающую регуляцию TGF-β1. Более того, способность как HG, так и ПТГрП (1–36) индуцировать гипертрофию мезангиальных клеток человека была отменена α-TGFβ1. Исследования in vitro показали, что длительное воздействие HG на человека в отсутствие экзогенных факторов роста вызывает гипертрофию после краткого самоограниченного митогенного эффекта (Sun J. et al., 2010). Установлено, что HG-индуцированная гипертрофия мезангиальных клеток человека была связана с прогрессирующим увеличением экспрессии белка ПТГрП. Кроме того, экзогенный ПТГрП (1–36) проявляет ранний пролиферативный эффект, за которым следует гипертрофический ответ. Таким образом, ПТГрП, по-видимому, повторяет пролиферативный, а также гипертрофический ответ, индуцированный HG на культивируемых мезангиальных клетках человека (Wolf G., Ziyadeh F.N., 1999).
Изучение механизма, посредством которого ПТГрП (1–36) переключает первоначальный митогенный стимул в гипертрофию, проведено путем оценки экспрессии нескольких регуляторных белков клеточного цикла, которые, как известно, модулируют этот клеточный эффект. Первоначально было показано, что как HG, так и ПТГрП (1–36) воздействуют в мезангиальных клетках человека на клеточный цикл, что связано с увеличением активности как циклинов D1, так и E и cdk2. Позже только циклин D1 оставался увеличенным вместе с инактивацией циклина E/cdk2. Общепризнанно, что в то время как циклин D управляет физическим ростом клетки, циклин Е определяет, будет ли характер роста почечных клеток гиперплазией (активация циклина Е) или гипертрофией (подавление циклина Е) (Wolf G., 2000). Известно также, что ингибитор cdk p27Kip1 играет ключевую роль в механизмах индуцированной HG гипертрофии мезангиальных клеток, регулируя (ингибируя) активность комплекса циклин E/cdk2 (Hengst L., Reed S.I., 1997; Wolf G. et al., 1997). Также показано, что ПТГрП (1–36) способен повышать уровень p27Kip1 таким же образом и по срокам, что и среда HG. Представленные данные убедительно свидетельствуют о том, что HG и ПТГрП (1–36) взаимодействуют с общим клеточным путем, приводящим к гипертрофии в мезангиальных клетках человека (Wolf G., Ziyadeh F.N., 1999).
Потенциальная роль ПТГрП в механизмах HG-индуцированной гипертрофии мезангиальных клеток человека была дополнительно оценена путем наблюдения того, что антагонизация системы ПТГрП устраняет связанные с гипертрофией изменений в клеточном цикле (Wolf G., Ziyadeh F.N., 1999). Обнаружено, что ПТГрП также способен стимулировать экспрессию белка TGF-β1 и его рецептора типа II в гипертрофированных мезангиальных клетках человека, а нейтрализующее антитело TGF-β1 устраняет гипертрофию мезангиальных клеток человека, индуцированную ПТГрП (1-36). Кроме того, блокада системы ПТГрП устраняет активацию TGF-β1, но не блокирует его рецептор типа II с помощью HG в этих клетках. В связи с этим было показано, что активация последнего рецептора связана с повышенным TGF-β-опосредованным ингибированием роста (Nishikawa Y. et al., 1998), тогда как его пониженная экспрессия способствует потере чувствительности к TGF-β и повышенной пролиферации некоторых раковыхк леток. (Kadin M.E. et al., 1994; Wang J. et al., 1996). Следовательно, вполне вероятно, что система TGF-β также может быть активирована, способствуя гипертрофии мезангиальных клеток человека с помощью ПТГрП-независимого механизма. Эти данные указывают на то, что TGF-β1 является нижестоящим медиатором ПТГрП (1–36), в индуцировании гипертрофии мезангиальных клеток человека. Установленные факты свидетельствуют, что ПТГрП активируется в почках пациентов с диабетической нефропатией, а также демонстрируют, что ПТГрП действует в качестве важного медиатора индуцированной HG гипертрофии мезангиальных клеток человека, модулируя регуляторные белки клеточного цикла и TGF-β1 (Ortega A. et al., 2012). В совокупности исследования на животных и людях показали, что ПТГрП действует как важный медиатор диабетической почечной гипертрофии посредством механизма, который включает модуляцию регуляторных белков клеточного цикла и TGF-β1. Кроме того, ангиотензин II, являющийся критическим фактором в прогрессировании повреждения почек, по-видимому, ответственен за активацию ПТГрП в этих условиях.