Гликозилирование белков внеклеточного матрикса и патологии почек
Не только повышение содержания глюкозы, но и происходящее при этом гликозилирование белков внеклеточного матрикса могут играть роль в патогенезе диабетической нефропатии . Каждый из этих факторов в отдельности может влиять на клеточные функции, изменяя баланс между синтезом и деградацией мезангиального матрикса. Подтверждением этому предположению являются результаты исследований влияния гликозилирования матрикса на синтез мРНК и секрецию MMP мезангиальными клетками [ Anderson, ea 1996 ]. Мезангиальные клетки человека выращивали на подложке из гликозилированного in vitro коллагена IV типа . Методом Нозерн-блотта были показаны увеличение содержания мРНК для коллагена a1(IV) , ТИМП-1 и снижение - для MMP-2 . Повышение концентрации глюкозы в среде с 5 до 25 мМ влияло на содержание мРНК для a1(IV) аналогичным образом. Коллагенолитическая активность, соответствующая MMP-9, не была обнаружена на зимограммах, хотя и была отмечена экспрессия мРНК.
Гипотеза о том, что накопление коллагена IV типа на ранних стадиях развития нефропатии (по крайней мере частично) является следствием нарушений экспрессии генов для MMP и ТИМП, была проверена на модели индуцированного стрептозотоцином диабета у крыс [ Wu, ea 1997 ]. Результаты анализа мРНК методом гибридизации in situ и Нозерн-блотта установили, что ткани почки крысы с экспериментальным диабетом содержат значительно больше мРНК для a1(IV)-цепей коллагена, локализованных в основном в базальных мембранах и мезангиальном матриксе, а также для a3(IV)-цепей коллагена, входящих в состав базальных мембран клубочков и канальцев, по сравнению с нормальной почкой крысы. Накопление коллагена IV типа в этом случае обусловлено, по-видимому, не только повышенной экспрессией соответствующей мРНК, но и снижением скорости его деградации иза уменьшения протеолитической активности в клетках и матриксе. Было определено, что в клетках клубочков и канальцев почки диабетических животных повышено содержание мРНК для ТИМП-1 и снижено - для MMP-2. Шефер и соавт. [ Schaefer, ea 1997 ] исследовали связь развития гломерулосклероза с нарушением регуляции деградации матрикса на модели крыс линии Zuker . Этих животных обычно используют в качестве модели аутосомно-рецессивного заболевания, сходного по некоторым признакам с инсулинонезависимым диабетом человека. Авторы показали, что накопление в клубочках матрикса при этой патологии происходит в результате увеличения синтеза компонентов матрикса и уменьшения их деградации под действием MMP. Клубочки почек крыс на ранних стадиях заболевания содержат больше коллагена по сравнению с контрольными животными, что, по-видимому, связано со снижением активности желатиназы В ( MMP-9 ). Однако активность MMP-2 и количество соответствующей мРНК при этом не изменены. Снижение активности MMP-9 коррелирует со значительным уменьшением экспрессии мРНК для MMP-9. При этом активность ТИМП-1 повышена, что проявляется как на уровне экспрессии мРНК для ТИМП-1, так и на количестве белка ТИМП-1 в клубочках крыс линии 2искег.
В подтверждение вклада MMP в развитие диабетической патологии почки можно привести данные о том, что у крыс линии ВВ/ВР со спонтанно развивающимся диабетом, при котором не наблюдается экспансии мезангия, суммарная активность MMP остается на уровне нормы [ Reckelhoff, ea 1994 ].
Смотрите также:
