Perawat Ksatria Indonesia

Retikulum endoplasma (ER) menyediakan lingkungan yang unik untuk protein yang tepat lipat dan perakitan untuk memproduksi fungsional, matang protein. Sejumlah penghinaan patofisiologi menyebabkan akumulasi protein membuka di UGD, yaitu, ER stres. Dalam menanggapi ER stres, sel-sel menyesuaikan diri dengan kondisi stres melalui membuka lipatan protein response (UPR), yang menyebabkan pelemahan terjemahan, induksi ER pendamping dan aktivasi terkait ER-degradasi (ERAD) untuk menghilangkan protein yang belum matang. UPR terlibat dalam beragam kegiatan patofisiologi, termasuk penyakit ginjal

Dalam menanggapi ER stres, tiga cabang utama UPR diaktifkan, seperti diringkas. Mereka termasuk RNA-dependent protein kinase-seperti ER kinase (Perk) jalur, yang mengaktifkan faktor transkripsi 6 (ATF6) jalur dan membutuhkan inositol-ER-ke-sinyal inti kinase 1 (IRE1) jalur. Aktivasi merembes menyebabkan fosforilasi dari faktor inisiasi translasi eukariotik 2 (alpha) (eIF2 (alpha)), yang mengakibatkan penghambatan umum sintesis protein. Dalam menanggapi ER stres, p90ATF6 transit ke Golgi di mana ia dibelah oleh protease S1P dan S2P, menghasilkan faktor transkripsi aktif p50ATF6. Demikian pula, diaktifkan IRE1 catalyses pemindahan intron kecil dari mRNA X-box binding protein 1 (XBP1). Acara splicing ini menciptakan frameshift di XBP1 translasi mRNA untuk menghasilkan faktor transkripsi aktif. XBP1 aktif p50ATF6 dan kemudian mengikat ke UGD respons stres elemen (ERSE) dan unsur UPR (UPRE), menyebabkan ekspresi gen target, termasuk ER pendamping dan faktor-faktor yang menurunkan ERAD membuka protein.


Induksi dari tiga cabang utama UPR oleh ER stres. ER stres mengaktifkan tiga cabang utama dari UPR; yaitu Perk, ATF6 dan IRE1 jalur. Aktivasi merembes menyebabkan fosforilasi eIF2 (alpha), yang mengarah kepada penindasan translasi umum. Dalam menanggapi ER stres, p90ATF6 transit ke Golgi di mana ia dibelah oleh protease S1P dan S2P, menghasilkan faktor transkripsi aktif p50ATF6. Demikian pula, diaktifkan IRE1 catalyses dari XBP1 splicing mRNA untuk menghasilkan faktor transkripsi aktif. P50ATF6 aktif dan XBP1 mengikat ERSE dan UPRE, menyebabkan ekspresi gen target, termasuk ER pendamping dan faktor-faktor yang terlibat dalam ERAD sesuai melipat dan membuka degradasi protein, masing-masing. (B) terang dan sisi gelap UPR dipicu oleh calcineurin inhibitor. Calcineurin inhibitor menyebabkan UPR dan karenanya up-mengatur C / EBP yang mengganggu fungsi p65 NF-(kappa) B subunit. UPR juga menginduksi A20, penghambat dari TNF-(alpha) sinyal pada langkah RIP. Selanjutnya, UPR selektif menginduksi degradasi TRAF2, sebuah komponen penting untuk TNF-(alpha) sinyal. Peristiwa molekuler tersebut menekan aktivasi NF-(kappa) B dan melemahkan kekebalan / peradangan tanggapan dalam transplantasi ginjal. Di sisi lain, ER stres yang disebabkan oleh inhibitor calcineurin juga memicu sitotoksik UPR. COK Proapoptotic diinduksi terutama oleh Perk-eIF2 (alpha) jalur. ER stres mengaktifkan caspase-12 melalui interaksi dengan IRE1 dan TRAF2. The IRE1-TRAF2 interaksi juga memungkinkan untuk perekrutan dan aktivasi ASK1 dan JNK, keduanya terlibat dalam berbagai proapoptotic isyarat....
Siklosporin A (CSA) dan tacrolimus (FK506) adalah sangat penting agen imunosupresif untuk mencegah penolakan allograft dalam transplantasi ginjal. Gunakan immunosuppressants ini mengarah pada penurunan signifikan insiden penolakan korupsi akut dan perbaikan dalam kelangsungan hidup ginjal transplantasi [4]. CSA mengikat kepada keluarga cyclophilin molekul yang memiliki afinitas tinggi untuk calcineurin, protein kunci fosfatase dalam aktivasi sel T. FK506 inhibitor calcineurin lain, mekanisme yang mirip dengan CSA. Membentuk kompleks dengan mitra cytosolic protein pengikat FK506-12, dan mengikat calcineurin kompleks. Dengan menghalangi calcineurin, CSA dan FK506 menghambat translokasi dikendalikan fosfatase-faktor nuklir mengaktifkan sel-T (NF-AT) ke dalam nukleus dan mencegah induksi sitokin dan reseptor yang diperlukan untuk aktivasi dan proliferasi limfosit dan sel kekebalan lainnya [5] . Agen ini, oleh karena itu, dianggap sebagai penghambat fungsi sel kekebalan. Namun, beberapa laporan juga menunjukkan bahwa CSA dan menekan aktivasi FK506 non-sel imun termasuk keratinosit, sel endotel, sel-sel mesangial, fibroblas sinovial dan hepatosit. Sebagai contoh, CSA mitogenesis menghambat dari sel-sel endotel dan faktor pertumbuhan yang didorong proliferasi keratinosit [6,7]. CSA juga attenuates induksi sitokin dan reseptor pada keratinosit dan ekspresi dari oksida nitrat sintase dalam sel mesangial [8,9]. Demikian pula, peneliti lain melaporkan bahwa FK506 menghambat sekresi TNF-(alpha) di keratinosit, produksi matriks rheumatoid metalloproteinase 13 oleh fibroblas sinovial dan generasi spesies oksigen reaktif dan oksida nitrat dalam hepatosit [10-12]. Saat ini, mekanisme molekuler yang mendasari efek penekanan CSA dan FK506 di non-limfoid garis keturunan sebagian besar tidak diketahui.

Baru-baru ini, kami menemukan bahwa pada sel-sel tubulus ginjal, monosit chemoattractant induksi protein 1 (MCP-1) oleh inflamasi sitokin yang tumpul oleh CSA dan FK506 [13]. Kami mengidentifikasi bahwa efek penekanan ini dinisbahkan, setidaknya sebagian, untuk induksi ER stres dan konsekuen UPR. Fenomena ini diamati tidak hanya dalam sel-sel tubulus, tetapi juga di non-sel imun termasuk sel-sel otot polos, preadipocytes, mesangial sel dan sel-sel endotel. Memang, administrasi CSA pada tikus dengan cepat menyebabkan induksi dari UPR di beberapa organ [13]. Dalam tumor necrosis factor-(alpha) (TNF-(alpha))-sel terekspos, penindasan MCP-1 oleh FK506 CSA dan berhubungan dengan nuklir tumpul aktivasi faktor-(kappa) B (NF-(kappa) B) , dan penindasan NF-(kappa) B direproduksi oleh inducers UPR lain. CSA dan FK506, serta UPR inducers lain, menyebabkan up-peraturan CCAAT / enhancer-binding protein (C / EBP), terutama C / EBPβ yang berinteraksi dengan p65 NF-(kappa) B subunit. Berlebihan dari C / EBPβ signifikan attenuates TNF-(alpha)-dipicu NF-(kappa) B aktivasi, dan turun-peraturan dari C / EBPβ oleh RNA campur kecil secara substansial membalikkan efek penekanan CSA pada TNF-(alpha)-induced MCP -1 ekspresi [13]. Selain mekanisme ini, A20, penghambat dari TNF-(alpha) sinyal pada langkah berinteraksi TNF reseptor-protein (RIP), dengan cepat diinduksi dalam sel ginjal di bawah kondisi stres ER [14]. Degradasi selektif reseptor TNF-faktor yang terkait 2 (TRAF2), sebuah komponen penting untuk TNF-(alpha) sinyal, juga disebabkan dalam sel ginjal oleh ER stres [14,15]. Hasil ini menunjukkan bahwa inhibitor calcineurin memberi rangsangan insensitiveness untuk peradangan pada sel-sel ginjal dimediasi melalui UPR-induksi C / EBP dan A20, degradasi TRAF2 dan akibatnya penindasan NF-(kappa) B dan NF-(kappa) B-tergantung ekspresi gen (Gambar 1B, kiri).

Anti-inflamasi potensi UPR telah dikonfirmasi lebih lanjut oleh penyelidikan baru-baru ini kami menggunakan podocytes berbudaya, sel-sel dan makrofag mesangial [14-18]. Selanjutnya, kami menemukan bahwa administrasi dengan subtoxic dosis subtilase cytotoxin, selektif inducer dari UPR, melindungi tikus dari lipopolysaccharide (LPS)-diinduksi endotoxic lethality dan kolagen arthritis [18]. Bersama dengan kenyataan bahwa dalam administrasi vivo CSA sistemik menyebabkan UPR [13], saya menyarankan kemungkinan bahwa calcineurin inhibitor, terutama CSA, tidak hanya mengganggu fungsi sel-sel efektor (yaitu, sel-sel imun), tetapi juga aktivasi sel-sel responder ( penduduk yaitu sel ginjal) melalui induksi dari UPR. Ini adalah 'sisi terang' dari UPR yang dipicu oleh calcineurin inhibitor dalam transplantasi ginjal.

Namun, UPR diinduksi oleh CSA dan FK506 tidak hanya 'sisi terang' tapi juga 'sisi gelap' yang menghasut kerusakan sel. Hal ini juga diketahui bahwa CSA dan menyebabkan FK506 akut dan kronis nephrotoxicity [19]. Agen ini menghasilkan perubahan patologis yang identik. Toksisitas akut ditandai oleh nekrosis dan awal hyalinosis dari sel-sel otot polos dalam arteriola aferen glomerulus dan / atau isometrik vacuolation tubulus proksimal. Pada fase kronis, kerusakan sel-sel otot polos vaskular, tubulus ginjal atrofi dan fibrosis tubulointerstitial diamati [20]. Beberapa mekanisme telah mendalilkan untuk menjelaskan nephrotoxicity agen ini [21], dan induksi ER stres mungkin terlibat dalam efek patogenik. Dalam menanggapi ER stres, beberapa proapoptotic UPRs adalah ditransduksi [3,22], seperti ditunjukkan pada Gambar 1B (kanan). Sebagai contoh, proapoptotic C / EBP-protein homolog (COK) [juga disebut pertumbuhan penangkapan dan kerusakan DNA-protein diinduksi 153 (GADD153)] adalah disebabkan terutama oleh Perk-eIF2 (alpha) jalur. ER stres mengaktifkan caspase-12 (atau caspase-4 pada manusia) lokal di UGD membran melalui interaksi dengan IRE1 dan TRAF2, sel terkemuka untuk menjalani apoptosis. The IRE1-interaksi TRAF2 juga memungkinkan untuk perekrutan dan aktivasi sinyal apoptosis mengatur kinase 1 (ASK1) dan hilir c-Jun N-terminal kinase (JNK), keduanya terlibat dalam berbagai proapoptotic isyarat. Aktivasi jalur tersebut mungkin terlibat dalam nephrotoxicity disebabkan oleh calcineurin inhibitor. Memang, Pallet et al. menunjukkan bahwa ER CSA diinduksi stres dan kerusakan sel dalam sel-sel tubular in vitro [23]. Kelompok yang sama juga menyatakan bahwa CSA disebabkan tubular ER stres dalam sel dan sel-sel endotel, yang dapat menyebabkan kematian dedifferentiation dan jenis sel ini [24,25]. In vivo paparan CSA ER stres menyebabkan ginjal normal dan transplantasi ginjal pada hewan [3,22], menunjukkan keterlibatan ER stres di CSA nephrotoxicity. Baru-baru ini, Han et al. efek diuji CSA-induced apoptotic ER stres pada sel mati dalam sebuah model eksperimental CSA kronis nefropati [26]. Dalam laporan ini, CSA ini dikelola menjadi tikus selama 7 atau 28 hari, dan induksi 78-kDa protein glukosa-diatur (GRP78), CHOP dan caspase-12 sedang dievaluasi. Mereka menemukan bahwa pengobatan jangka pendek dengan induksi yang disebabkan CSA GRP78, ekspresi CHOP dan aktivasi caspase-12. Sebaliknya, pengobatan jangka panjang dengan anti-CSA berkurang sedangkan apoptotic GRP78 COK proapoptotic meningkat, menyebabkan gangguan terhadap struktur dan UGD apoptotic kematian sel. Hasil ini menunjukkan bahwa inhibitor calcineurin ER dipicu stres menyebabkan apoptosis dalam ginjal oleh ER depleting proapoptotic pendamping dan merangsang protein.

Saat ini, tidak sepenuhnya dijelaskan mengapa ginjal preferentially ditargetkan oleh toksisitas calcineurin inhibitor. Satu kemungkinan jawaban untuk pertanyaan ini preferensial induksi COK di ginjal setelah administrasi dengan agen ini. Kami menemukan bahwa walaupun ER induksi stres (ditandai dengan GRP78) diamati pada beberapa organ setelah administrasi dengan CSA sistemik, induksi substansial COK adalah hanya terdeteksi di ginjal [13]. Mungkin menjelaskan mengapa ginjal selektif rusak oleh calcineurin inhibitor. Jika demikian, blokade proapoptotic UPR, khususnya UPR bertanggung jawab atas induksi COK, mungkin merupakan cara yang mungkin untuk melemahkan yang nephrotoxicity dari calcineurin inhibitor.

Berbeda dengan CSA, informasi terbatas mengenai potensi ER FK506 untuk menimbulkan stres. Saat ini tidak ada laporan yang menunjukkan ER induksi stres dengan FK506 in vivo. Baru-baru ini, Bouvier et al. melaporkan bahwa CSA, tapi tidak FK506, ER diinduksi stres dalam sel endotel [24]. Meskipun ER FK506 diinduksi stres dalam sel tubulus ginjal, konsentrasi tinggi, ~ 20-30 μM, diminta untuk memicu UPR [13]. Penyelidikan lebih lanjut akan diperlukan untuk menentukan keterlibatan ER stres dan akibatnya UPR dalam tindakan farmakologis FK506 in vivo.

UPR dipicu oleh calcineurin inhibitor adalah pedang bermata dua. Ia memiliki kedua 'sisi terang' dan 'sisi gelap'. Memahami peran individu UPR dalam patofisiologi ginjal akan membawa kita untuk pengembangan lebih efektif immunosuppressants dengan lebih sedikit efek samping.

Referensi


1. Kaufman RJ. Mendalangi respon yang membuka lipatan protein dalam kesehatan dan penyakit. J Clin Invest (2002) 110:1389-1398. [Fw] [Web of Science] [Medline]
2. Wu J, Kaufman RJ. Dari ER stres akut untuk peran fisiologis protein membuka tanggapan. Kematian sel Berbeda (2006) 13:374-384. [Fw] [Web of Science] [Medline]
3. Kitamura M. Retikulum endoplasma stres dan membuka respon protein dalam patofisiologi ginjal: Janus wajah. Am J Physiol Renal Physiol (2008) 295: F323-F342. [Abstrak / Free Full Text]
4. Halloran PF. Obat-obatan imunosupresif untuk transplantasi ginjal. N Engl J Med (2004) 351:2715-2729. [Free Full Text]
5. Schreiber SL, Crabtree GR. Mekanisme tindakan siklosforin A dan FK-506. Immunol Today (1992) 12:136-142.
6. Storogenko M, Pech-Amsellem MA, Kerdine S, et al. Siklosporin A menghambat proliferasi sel endotel manusia melalui interleukin-6-tergantung mekanisme. Life Sci (1997) 60:1487-1496. [Fw] [Web of Science] [Medline]
7. Sharpe RJ, Arndt KA, Bauer SI, et al. Siklosporin menghambat pertumbuhan fibroblast dasar didorong faktor-proliferasi sel endotel manusia dan keratinosit. Arch Dermatol (1989) 125:1359-1362. [Abstrak / Free Full Text]
8. Won YH, Sauder DN, McKenzie RC. Siklosporin A keratinocyte menghambat ekspresi gen sitokin. Br J Dermatol (1994) 130:312-319. [Fw] [Web of Science] [Medline]
9. Kunz D, Walker G, Eberhardt W, et al. Diinduksi interleukin 1β ekspresi dari oksida nitrat sintase dalam ginjal tikus sel mesangial ditekan oleh siklosporin A. Biochem Biophys Res Commun (1995) 216:438-446. [Fw] [Web of Science] [Medline]
10. Lan CC, Yu HS, Wu CS, et al. FK506 menghambat TNF-(alpha) sekresi dalam keratinosit manusia melalui peraturan NF-(kappa) B. Br J Dermatol (2005) 153:725-732. [Fw] [Web of Science] [Medline]
11. Migita K, Miyashita T, Maeda Y, et al. FK506 menekan stimulasi matriks metalloproteinase 13 sintesis dengan interleukin-1beta dalam fibroblas sinovial rematik. Immunol Lett (2005) 98:194-199. [Fw] [Web of Science] [Medline]
12. Tuñón MJ, Campos Sánchez-S, Gutiérrez B, et al. Efek FK506 dan generasi rapamycin pada spesies oksigen reaktif, oksida nitrat produksi dan NF-(kappa) B aktivasi dalam hepatosit tikus. Biochem Pharmacol (2003) 66:439-445. [Fw] [Web of Science] [Medline]
13. Du S, HiRaMaTsU N, Hayakawa K, et al. Penindasan NF-(kappa) B oleh siklosforin A dan tacrolimus (FK506) melalui induksi dari C / EBP keluarga: implikasi untuk membuka tanggapan protein. J Immunol (2009) 182:7201-7211. [Abstrak / Free Full Text]
14. Hayakawa K, HiRaMaTsU N, Okamura M, et al. Perolehan anergy untuk properadangan sitokin non-sel kekebalan melalui respons stres retikulum endoplasma: sebuah mekanisme untuk pengendapan peradangan. J Immunol (2009) 182:1182-1191. [Abstrak / Free Full Text]
15. Okamura M, Takano Y, HiRaMaTsU N, et al. Penindasan sitokin tanggapan oleh indometasin dalam podocytes: suatu mekanisme melalui induksi protein membuka tanggapan. Am J Physiol Renal Physiol (2008) 295: F1495-F1503. [Abstrak / Free Full Text]
16. Hayakawa K, HiRaMaTsU N, Okamura M, et al. Tumpul aktivasi NF-(kappa) B dan NF-(kappa) B-tergantung ekspresi gen oleh geranylgeranylacetone: keterlibatan protein membuka tanggapan. Res Commun Biochem Biophys (2008) 365:47-53. [Fw] [Web of Science] [Medline]
17. Takano Y, HiRaMaTsU N, Okamura M, et al. Respon sitokin penindasan oleh Gata inhibitor K-7174 melalui protein membuka tanggapan. Res Commun Biochem Biophys (2007) 360:470-475. [Fw] [Web of Science] [Medline]
18. Harama D, Koyama K, Mukai F, et al. Sebuah sub-dosis sitotoksik subtilase cytotoxin mencegah inflamasi yang diinduksi LPS-tanggapan, tergantung pada kapasitas untuk mempengaruhi tanggapan membuka lipatan protein. J Immunol (2009) 183:1368-1374. [Abstrak / Free Full Text]
19. Liptak P, Ivanyi B. Primer: histopatologi dari calcineurin-inhibitor allografts racun dalam ginjal. Nat Clin Pract Nephrol (2006) 2:398-404. [Fw] [Web of Science] [Medline]
20. Busauschina A, Schnuelle P, van der Woude FJ. Siklosporin nephrotoxicity. Transplantasi Proc (2004) 36 (Suppl): 229S-233S. [Fw] [Web of Science] [Medline]
21. Naesens M, Kuypers DR, Sarwal M. Calcineurin inhibitor nephrotoxicity. J Am Soc Clin Nephrol (2009) 4:481-508. [Abstrak / Free Full Text]
22. Kim R, Emi M, Tanabe K, et al. Peran protein membuka tanggapan dalam sel kematian. Apoptosis (2006) 11:5-13. [Fw] [Web of Science] [Medline]
23. Pallet N, Rabant M, Xu-Dubois YC, et al. Respons sel tubulus ginjal manusia untuk siklosforin dan sirolimus: sebuah studi toxicogenomic. Toxicol Appl Pharmacol (2008) 229:184-196. [Fw] [Web of Science] [Medline]
24. Bouvier N, Flinois JP, Gilleron J, et al. Siklosporin memicu stres dalam retikulum endoplasma sel endotel: peran endotel perubahan fenotipik dan kematian. Am J Physiol Renal Physiol (2009) 296: F160-F169. [Abstrak / Free Full Text]
25. Pallet N, Bouvier N, Bendjallabah A, et al. Siklosporin-akibat stres retikulum endoplasma tubular memicu perubahan fenotipik dan kematian. Am J Transplant (2008) 8:2283-2296. [Fw] [Web of Science] [Medline]
26. Han SW, Li C, Ahn KO, et al. Stres retikulum endoplasma berkepanjangan apoptotic menginduksi kematian sel dalam sebuah model eksperimental siklosforin kronis nefropati. Am J Nephrol (2008) 28:707-714. [Fw] [Web of Science] [Medline]