Az NLRP3 útvonalat szabályozó és az epithelialis-mesenchymalis átmenetet gátló crocin mechanizmusa a diabetes nephropathia kezelésében
A diabéteszes vesebetegség (DKD) a cukorbetegség gyakori szövődménye, amely a vese szerkezetének és funkciójának károsodásához vezet, ami főként glomeruláris mezangiumtágulatban, tubulointerstitialis fibrózisban, glomeruláris bazális membrán megvastagodásában stb. nyilvánul meg, és végül végstádiumú vesebetegséggé alakul. A DKD rejtett kezdetű, gyors progressziójú, összetett mechanizmusú és rossz prognózisú. A nyugati orvoslás kezelése elsősorban a vércukorszint, a vérnyomás és a vérzsírok szabályozására összpontosít, de a DKD progressziója nem lassul, ami súlyosan befolyásolja a betegek életminőségét. Továbbá, mivel a DKD előfordulási aránya évről évre nő Kínában, a DKD hatalmas gazdasági és társadalmi terhet jelent, és sürgősen hatékony gyógyszereket kell kifejleszteni a DKD kezelésére.
A hagyományos kínai orvoslás hatóanyagai jelentős előnyökkel rendelkeznek a DKD progressziójának késleltetésében. Az epimedium glikozid a nukleáris faktor kappaB (NF - κ B) útvonal gátlásával enyhítheti a gyulladást a veseszövetben és késleltetheti a diabéteszes vesebetegség (DKD) progresszióját. A szilimarin aktiválhatja a protein kináz B (Akt) útvonalat a DKD javítása érdekében. A hipericin javíthatja az egér DKD-t azáltal, hogy elősegíti a makrofágok M1-ről M2 fenotípusra való polarizációját és a CD4+T sejtek differenciálódását segítő T-sejt 2 (Th2) és szabályozó T-sejt (Treg) populációkká. Az édesgyökér bioaktív összetevője, az édesgyökér flavonoidok javíthatják a diabéteszes vesebetegséget (DKD) a vashiány és a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor (VEGF)/Akt/extracelluláris jel szabályozott kináz (ERK) útvonal gátlásával. A paeoniflorin gátolhatja a különböző gyulladásos faktorokat, mint például az interleukin-1 béta (IL-1 β), lecsökkentheti a foszforilált Janus kináz 2 (p-JAK2) és a foszforilált jelátvivő és transzkripciós aktivátor 3 (p-STAT3) fehérjeexpresszióját a vesesejtekben, enyhítheti a veseszöveti gyulladást és az autofágia választ, és védi a veséket.
A krocin (CRO) a hagyományos kínai gyógyászatban használt sáfrány fő hatóanyaga, amely különböző hatásokkal rendelkezik, például gyulladáscsökkentő és antioxidáns hatású. Tanulmányok megállapították, hogy a CRO az oxidatív stressz és a gyulladásos válasz gátlásával enyhítheti a DKD-t. Vannak olyan vizsgálatok is, amelyek azt találták, hogy a CRO gátolja az NLRP3 útvonal aktiválódását a kardiomiocitákban. Nem világos azonban, hogy a NOD-szerű receptorhoz hasonló termikus fehérje doménhez kapcsolódó fehérje 3 (NLRP3) aktivációjának gátlásával és az epithelialis-mesenchymális átmenet (EMT) elfojtásával kezelheti-e a DKD-t. Ezért ez a tanulmány DKD egérmodellt hozott létre a CRO DKD egerekre gyakorolt terápiás hatásának vizsgálatára, és tanulmányozta a CRO mechanizmusát a DKD kezelésében az EMT és az NLRP3 útvonalak szempontjából.

A DKD a cukorbetegség okozta mikrovaszkuláris betegség, amely glomeruloszklerózishoz, a bazálmembrán megvastagodásához és a vese interstitium fibrózisához vezet. A végstádiumú vesebetegség egyik fontos oka. Az évről évre növekvő előfordulási arány komoly orvosi teherré vált. A DKD tanulmányozására szolgáló állatmodellek alkalmazása elősegíti az új gyógyszerek kifejlesztését, ezáltal javítja a betegek életminőségét és csökkenti a társadalmi terheket. A HFD diéta és az STZ injekció indukciójának kombinációja klasszikus módszer a DKD modellezésére, és a sikeres modellezés után a tünetek hasonlóak a DKD betegekéhez. Az elv elsősorban az egerek HFD diétával történő inzulinrezisztencia indukciójához és az STZ injekcióval történő hasnyálmirigy béta-sejt nekrózis és vesekárosodás indukciójához kapcsolódik. A 24 órás UTP, Cr és BUN értékeket általában a glomeruláris filtrációs funkció értékelésére használják, és az emelkedett szintek veseelégtelenségre utalnak. Ebben a vizsgálatban a DKD egerek súlyos veseelváltozásokat mutattak, beleértve a megnövekedett glomerulusokat, a vese tubulointerstitialis szövetének gyulladásos infiltrációját, amelyet fibrózis kísért, ami a sikeres modellezésre utal. A CRO beavatkozás után a fenti tünetek javultak, a nagy dózisú CRO mutatta a legjelentősebb javító hatást, és a javulás mértéke hasonló volt, mint a pozitív MCC950 gyógyszeré. Más vizsgálatok kimutatták, hogy a CRO beavatkozás 25mg/kg dózisban hatékonyan javítja a bleomicin indukálta tüdőfibrózist.
Az EMT a vesefibrózis és a proteinuria közvetlen oka, és fontos szerepet játszik a DKD kialakulásában. Tanulmányok kimutatták, hogy a CRO gátolhatja az EMT-t a májban a májfibrózis javítása érdekében. Ezért ez a tanulmány tovább vizsgálja, hogy a CRO javíthatja-e a vese EMT-t. Ebben a vizsgálatban a DKD egerek veséiben az E-cad expressziója lecsökkent, míg a VIM, α - SMA és TGF - β 1 expressziója felfelé szabályozódott, ami az EMT súlyosbodását jelzi a DKD egerek veséiben. Az E-cad az epitélsejtek fő markere, amely szerepet játszik az epitélsejtek polaritásának és az intercelluláris adhéziónak a fenntartásában. Az interstitialis sejtek elsősorban VIM-et, α - SMA-t és TGF - β 1-t expresszálnak, amelyek közül a TGF - β 1 erős profibrotikus hatással bír. Számos tanulmány megerősítette, hogy a TGF - β 1 nagymértékben expresszálódik a DKD veseszövetben. Az EMT folyamat során az epitélsejtek adhéziós molekuláinak és citoszkeletális komponenseinek csökkenése vagy eltűnése az epitélsejtek fenotípusos átalakulásához vezet, a stromasejtek markereinek megszerzéséhez. Különböző sérülési ingerek hatására a differenciált epitélsejtek fenotípusos átalakuláson mennek keresztül, és nagyszámú fibroblasztot és myofibroblasztot képeznek, elősegítve a vesefibrózis kialakulását. E vizsgálat eredményei szerint a CRO képes felszabályozni az E-cad expresszióját, lefelé szabályozni a VIM, α - SMA és TGF - β 1 expresszióját, és jó gátló szerepet játszik a vese EM kialakulásában. Ezenkívül a CRO a MAPK/ERK útvonalon keresztül gátolja az EMT-t a tumorsejtekben. A MAPK/ERK szintén fontos tényező, amely a diabéteszes vesebetegségben a vesefibrózishoz vezet. A jövőben további kutatásokat lehet végezni a CRO MAPK/ERK által kiváltott vesefibrózisra gyakorolt gátló hatásával kapcsolatban, hogy új célpontokat találjunk a CRO számára az EMT gátlására.
Az EMT elváltozásai dinamikusak és reverzibilisek, és vizsgálatok kimutatták, hogy az NLRP3 útvonal részt vesz a fenotípus-átmenet szabályozásában. Ebben a vizsgálatban az NLRP3 inflammaszóma nagymértékben kifejeződött a DKD egerek veséiben, súlyosbítva a gyulladásos választ a DKD egerek veséiben. Az NLRP3 inflammaszóma egy multifehérje komplex, amely NLRP3-ból, ASC-ből és kaszpáz-1-ből áll. Az aktivált NLRP3 inflammaszóma fontos szerepet játszik a DKD előretörésében. Amikor az NLRP3 aktiválódik, elősegíti az NLRP3 inflammaszóma komponenseinek (NLRP3, ASC, kaszpáz-1) összeszerelődését, ezáltal aktiválja a pro-kaszpáz-1-et, hogy aktív tisztított kaszpáz-1-et képezzen, amely hasítja és érleli az IL-1 β és IL-18 gyulladásos faktorokat. Az érett-IL-1 β serkentheti a TGF - β 1 szintézisét, amely kulcsfontosságú tényező az EMT kialakulásában. A TGF - β 1 elősegítheti az extracelluláris mátrix különböző fehérjekomponenseinek szintézisét és megakadályozhatja azok lebomlását, ezáltal súlyosbítva a vese EMT folyamatát és felgyorsítva a vesefibrózis kialakulását. Emellett vizsgálatok kimutatták, hogy az NLRP3 knockout egerekben az α - SMA expressziója jelentősen le van szabályozva. Az NLRP3 túlterjedése gátolja az E-cad expresszióját és elősegíti az α - SMA expresszióját, míg a VIM-ről kimutatták, hogy elősegíti az NLRP3 aktiválódását. Mindezek arra utalnak, hogy az NLRP3 és az EMT között kölcsönös szabályozó hatás van, és az NLRP3 gátlása jelentősen enyhítheti a vese EMT-t. És ez a tanulmány megállapította, hogy a CRO beavatkozás hatékonyan gátolja az NLRP3 inflammaszómával kapcsolatos faktorok expresszióját, jó gyulladáscsökkentő hatást fejt ki, miközben EMT-ellenes hatást is kifejt. Az NLRP3 aktiválásához kettős jelek bevonására van szükség. Először is, az NF - κ B transzkripciós faktor aktiválódik és belép a sejtmagba, elősegítve az NLRP3 és az IL-1 β gének expresszióját (első jel); Ezt követően olyan faktorok, mint a K+ és a ROS stimulálása mellett megindul az NLRP3 inflammaszóma összeszerelődése (második jel). Érdekes módon korábbi tanulmányok kimutatták a CRO gátló hatását az NF - κ B-re. Így a jövőbeni kutatási irány lehet, hogy a CRO képes-e elnyomni az NLRP3 által indukált EMT-t és javítani a DKD-t az NF - κ B (az első jel) gátlásával. A CRO gátolhatja az NLRP3 aktiválódását és javíthatja a peritonitist a mitokondriális reaktív oxigénfajok termelésének csökkentésével. Eközben a CRO antioxidáns és mitokondriális javító funkcióiról különböző modellekben számoltak be. Tehát további kutatásokra van szükség annak megerősítésére, hogy a CRO javíthatja-e a DKD modell EMT-jét a mitokondriális ROS-termelés csökkentésével, ezáltal blokkolva az NLRP3 második jelének aktiválódását és gátolva annak aktiválódását. Ezenkívül ez a tanulmány pozitív kontrollként az MCC950 NLRP3-inhibitort választotta, és megállapította, hogy a CRO az MCC950-hez hasonló gyulladáscsökkentő hatást fejtett ki. Összefoglalva, a CRO végső soron enyhítheti a DKD-t az NLRP3 útvonal gátlásával az EMT elnyomása érdekében.