内质网稳态失调是各种肾脏疾病进展的关键因素,可能代表着潜在的治疗靶点。肾驻留细胞内质网稳态失调不仅影响特征性病理生理标志物,而且通过促进肾脏炎症和纤维化,引发多种肾脏疾病的发生和发展。
在内质网应激期间,几种保护机制被激活,包括未折叠蛋白反应(UPR)、内质网相关降解(ERAD)和内质网相关自噬或内质网自噬,以恢复体内平衡
在慢性肾脏病中,各种致病因素,包括游离脂肪酸、血管紧张素 II、晚期糖基化终产物和高血糖症,会破坏内质网稳态,其特征是大量错误折叠蛋白质的积累。ER应激诱导UPR、ERAD、自噬或ER-自噬和EOR恢复ER稳态。然而,由至少三个 UPR 应激传感器 IRE1 α、PERK 和 ATF6 组成的 UPR 的持续激活会触发肾内源细胞凋亡,导致肾脏疾病的进展。
已鉴定出8种哺乳动物ER自噬受体,包括FAM134B、SEC62、RTN3L、CCPG1、ATL3、TEX264、TRIM13和CALCOCO1。
药物性肾毒性AKI包括顺铂诱导的AKI,其特征是ER应激。AKI期间激活UPR可以在短期内防止ER应激的负面影响
各种致病因素,如缺血、毒性、感染和炎症,会导致肾内源细胞内质网应激。内质网应激诱导的自噬可促进恢复并限制肾脏炎症。相反,持续启动普遍定期审议会损害恢复进程。严重的内质网应激导致从 AKI 到 CKD 过渡期间的适应不良修复。
A. ER 和高尔基体之间的双向膜运输由 COPI 和 COPII 介导。当MUC1 fs蛋白在早期分泌途径中被困在含有TMED9货物受体的囊泡中,不能被溶酶体迅速降解时,有毒MUC1的积累导致粘蛋白1肾病(MKD)。
B. ER 应激诱导线粒体中 ROS 的产生。高尔基体、内质网和线粒体之间的界面是激活 NLRP3 炎症小体引起焦亡的重要枢纽。
C. 跨膜和卷曲结构域家族 1 (TMCC1) 集中在 ER -内体膜接触位点,并控制 ER 相关的芽裂变和随后向高尔基体的货物分选。
D. 内质网中与线粒体直接相连的部分称为线粒体相关内质网膜(MAM),它由多种蛋白质组成,包括肌醇三磷酸受体(IP3R)、电压依赖性阴离子通道(VDAC)、葡萄糖调节蛋白75(GRP75)和丝素蛋白2(Mfn2)PACS-2、DsbA-L。钙可以从内质网运输到线粒体。线粒体裂变也发生在 MAM 位点。
此外,MAM与自噬、线粒体自噬和铁死亡密切相关。
肾脏疾病相关的内质网应激的生物标志物
肾病内质网稳态的调节剂的治疗效果
目前,内质网靶向药物的研究仍处于起步阶段,对活性靶向分子的类型及其数量了解有限。
表观遗传酶阻滞也是改善肾脏损伤的一个有前途的靶点。
近年来,H3K9和H3K27组蛋白甲基化介导的表观遗传学动力学是调控ATF4和XBP1转录因子表达的关键,为调控急性ER应激反应的病理后果提供了潜在的治疗策略。
组蛋白去甲基化酶(HDM)(KDM4C和含Jumonji结构域的蛋白-3)的药理学抑制被认为有助于消除肾损伤期间适应不良的UPR激活引发的病理后果。
参考文献:
Research progress on endoplasmic reticulum homeostasis in kidney diseases.Dan Wu, Li-Feng Huang, Xiao-Cui Chen, Xiao-Rong Huang, Hui-Yuan Li, Ning AN, Ji-Xin Tang, Hua-Feng Liu & Chen Yang .Cell Death & Disease volume 14, Article number: 473 (2023)
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