कॉन्क्सिन 43: मधुमेह में गुर्दे और आंख की माध्यमिक जटिलताओं में सूजन के उपचार के लिए एक लक्ष्य Ⅱ

2. मधुमेह की माइक्रोवास्कुलर जटिलताओं में सूजन को लक्षित करना

मधुमेह के रोगजनन और इसकी जटिलताओं में सहायक, मधुमेह की रोकथाम और उपचार दोनों के लिए लक्षित सूजनरोधी चिकित्सा का सुझाव दिया गया है और इसकी बड़े पैमाने पर समीक्षा की गई है [54-56]। मधुमेह [55], मोटापा [25] और उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन [57] जैसी कई उम्र से जुड़ी स्थितियों में रोग की प्रगति को कम करने के लिए जाना जाता है, हाल ही में ध्यान औषधीय यौगिकों के डिजाइन पर केंद्रित है जो प्रमुख सूजन वाले उम्मीदवारों को रोकते हैं, जैसे कि नोड-लाइक रिसेप्टर प्रोटीन 3 (एनएलआरपी3) इन्फ्लेमसोम (उदाहरण के लिए, एमसीसी950) [58], सेल फेनोटाइप में परिवर्तन (उदाहरण के लिए, सेनोलिटिक्स) [59] या सेल फ़ंक्शन (उदाहरण के लिए, सोडियम-ग्लूकोज सह-ट्रांसपोर्टर {{15%) अवरोधक: एसजीएलटी2आई) [60-62]।

के लिए नई जड़ी-बूटियाँ तैयार करनासूजन रोधी थेरेपी

एनएलआरपी3 इन्फ्लेमसोम को 'सूजन का क्रोधी बूढ़ा आदमी' [63] कहा गया है और यह एथेरोस्क्लेरोसिस [64], अल्जाइमर रोग [27], सूजन आंत्र रोग [65] और गैर- सहित विभिन्न सूजन संबंधी स्थितियों से जुड़ा हुआ है। अल्कोहलिक स्टीटोहेपेटाइटिस [66]। यह विभिन्न प्रकार के ऊतक में प्रतिरक्षा और उपकला कोशिकाओं में अपग्रेड होता है, जहां सक्रियता प्रो-इंफ्लेमेटरी मध्यस्थों, इंटरल्यूकिन -1 (IL1) और इंटरल्यूकिन -18 (IL18) के स्राव में समाप्त होती है। बदले में, ये ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-अल्फा (टीएनएफ) और इंटरल्यूकिन -6 (आईएल6) को सक्रिय करते हैं, जो उम्र और बीमारी के साथ बढ़े हुए सीरम स्तर को प्रदर्शित करते हैं और मधुमेह की कई माध्यमिक जटिलताओं में सूजन/फाइब्रोसिस में मध्यस्थता करते हैं [67-71 ]. चूँकि पुरानी सूजन की स्थितियाँ इन्फ्लेमसोम मार्ग द्वारा बढ़ जाती हैं और बनी रहती हैं, इसलिए यह आश्चर्य की बात नहीं है कि एनएलआरपी 3 इन्फ्लेमसोम को सीधे अवरुद्ध करने से (उदाहरण के लिए, एमसीसी950) कई आयु-संबंधी रुग्णताओं में सूजन कम हो जाती है [60,68,72]।

इन उत्साहवर्धक टिप्पणियों के बावजूद, जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के एक जटिल अभिन्न अंग की पूर्ण नाकाबंदी को चिंता का विषय बना दिया गया है। क्षति से जुड़े आणविक पैटर्न (डीएएमपी) और रोगज़नक़ से संबंधित आणविक पैटर्न (पीएएमपी) दोनों द्वारा सक्रिय, एनएलआरपी 3 इन्फ्लेमसोम बाँझ और गैर-बाँझ सूजन दोनों में मध्यस्थता करता है [73]। नतीजतन, जबकि एनएलआरपी3 इन्फ्लेमसोम का निषेध अंतर्जात हानिकारक उत्तेजनाओं से प्रेरित बाँझ सूजन से रक्षा कर सकता है, यह व्यक्तियों को चोट के प्रति संवेदनशील बना सकता है जहां पीएएमपी से जुड़े माइक्रोबियल संक्रमण प्रतिक्रिया प्राप्त करने में विफल रहता है [74,75]। फिर भी, चोट के 80 से अधिक विभिन्न मॉडलों [76-80] में सूजन के प्रमुख मध्यस्थ के रूप में एनएलआरपी3 की पहचान की गई है, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि विभिन्न यौगिकों ने नैदानिक ​​​​परीक्षणों में प्रवेश किया है, उदाहरण के लिए, इंज़ोमेलिड (एनसीटी04015076), आईएफएम {{12 }} (DFV890) (NCT04382053) और Dapansutrile (OLT1177) (NCT04540120) [81]। इसके बावजूद, एक दवा जो एनएलआरपी3 को सफलतापूर्वक लक्षित करती है, वह अभी तक अपने प्राथमिक समापन बिंदु तक नहीं पहुंच पाई है, इसकी संरचना और संभावित बाध्यकारी साइटों के बारे में हमारे ज्ञान की कमी के कारण यह अवलोकन जटिल हो गया है [82]। नतीजतन, डाउनस्ट्रीम मध्यस्थों जैसे आईएल1 और टीएनएफ को लक्षित करने के हस्तक्षेप पर काफी ध्यान दिया गया है। कैनाकिनुमाब (ACZ885, इलारिस) एक पुनः संयोजक मानव मोनोक्लोनल एंटीबॉडी है जो चुनिंदा रूप से IL1 रिसेप्टर बाइंडिंग को रोकता है और कैनाकिनुमाब एंटी-इंफ्लेमेटरी थ्रोम्बोसिस आउटकम स्टडी (CANTOS) [83] में सकारात्मक प्राथमिक परिणाम प्रदर्शित करता है। बाद में इसे किशोर गठिया [84] सहित दुर्लभ सूजन संबंधी स्थितियों के इलाज के लिए लाइसेंस प्राप्त हो गया। हालाँकि, इसकी प्रभावकारिता डायबिटिक रेटिनोपैथी (NCT01589029), टाइप I डायबिटीज मेलिटस (T1DM) (NCT00947427, [85]) और एथेरोस्क्लेरोसिस (NCT00900146, [86]) में सूजन के उपचार में निराशाजनक साबित हुई, जो संभावित रूप से जुड़ा हुआ प्रभाव है संक्रमण दर और सेप्सिस में वृद्धि के लिए [87]। टीएनएफ को लक्षित करने के समान प्रयासों में ऐसे यौगिक शामिल हैं जिनमें या तो रिसेप्टर फ्यूजन प्रोटीन (एटनरसेप्ट) [88] होते हैं, जो टीएनएफ के लिए शारीरिक प्रतिक्रिया को दबाते हैं, या मोनोक्लोनल एंटीबॉडी (गोलिमुमैब, इन्फ्लिक्सिमैब, एडालिमुमैब और सर्टोलिज़ुमैब पेगोल), जिनमें से सभी को मिश्रित सफलता मिली है [ 89].

हालांकि यह स्पष्ट है कि नए हस्तक्षेपों को विकसित करने की हमारी खोज में सीखने के लिए बहुत कुछ है जो सफलतापूर्वक (ए) बाँझ सूजन को लक्षित करते हैं और (बी) गंभीर दुष्प्रभावों की अनुपस्थिति में ऐसा करते हैं, एसजीएलटी 2 अवरोधकों की हालिया एफडीए मंजूरी शायद सबसे महत्वपूर्ण कदम रही है नेफ्रोपैथी [90] और हृदय रोग [91] के रोगियों में परिणामों के प्रबंधन और सुधार में आगे। सोडियम ग्लूकोज सह-परिवहन को अवरुद्ध करके और रक्त ग्लूकोज के स्तर को कम करके, SGLT2i T2DM और मधुमेह अपवृक्कता [92-94] वाले रोगियों में बेहतर गुर्दे और हृदय संबंधी परिणामों को प्रदर्शित करता है। जबकि प्रारंभिक सुरक्षा को ग्लोमेरुलर हाइपरफिल्ट्रेशन में कमी से माना जाता है, कई अध्ययनों से पता चलता है कि SGLT2i सूजन और फाइब्रोसिस के दमन के माध्यम से सुरक्षा प्रदान करता है, हालांकि व्यापक तंत्र पूरी तरह से स्पष्ट होना बाकी है [95-97]। हालाँकि, T1DM के विपरीत T2DM वाले व्यक्तियों पर लक्षित नुस्खे और संभावित दुष्प्रभावों में केटोएसिडोसिस [98], विच्छेदन का बढ़ा जोखिम [99], और जननांग पथ संक्रमण में वृद्धि [100], SGLT2i एक आकार नहीं है जो सभी के लिए उपयुक्त हो। एक वैकल्पिक दृष्टिकोण के रूप में, Cx43 हेमीचैनल ब्लॉकर्स दवाओं का एक वर्ग है जिसमें गैप19 [101] और टोनाबर्सैट [102,103] शामिल हैं। वे एटीपी सहित कई डीएएमपी की रिहाई को रोकने के लिए हेमिकैनल को बांधते हैं और बंद करते हैं (ये पेप्टाइड्स कैसे काम करते हैं इसकी अधिक विस्तृत समीक्षा के लिए हम पाठक को किंग एट अल के पास भेजते हैं। जैसा कि इस विशेष अंक में प्रकाशित हुआ है) [104]। डीएएमपी की उपस्थिति में, एनएलआरपी 3 कॉम्प्लेक्स सक्रिय होता है और एक अनुचित सूजन प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है, जो स्थानीय पैराक्राइन मध्यस्थता सिग्नलिंग के माध्यम से उत्तेजित और सक्रिय होता है, दोनों प्रतिरक्षा कोशिकाओं और निवासी फाइब्रोब्लास्ट में घुसपैठ करते हैं [50,78,105,106]। अकेले इस आधार पर, यह समझना मुश्किल नहीं है कि रोग में बाँझ सूजन को रोकने में एक प्रभावी चिकित्सीय रणनीति के रूप में कॉनेक्सिन हेमिचैनल ब्लॉकर्स को तेजी से क्यों बढ़ावा दिया जा रहा है।

3. Cx43 हेमीचैनल ब्लॉकर्स और मधुमेह और इसकी माध्यमिक जटिलताओं में सूजन का उपचार

इस साक्ष्य के साथ कि Cx43 हेमिचैनल मध्यस्थता संचार मधुमेह की माध्यमिक जटिलताओं में ऊतक क्षति के रोगजनन और प्रगति में योगदान देता है [49,107,108], Cx43 हेमिचैनल को लक्षित करने वाली दवाओं को संभावित विरोधी भड़काऊ उपचारों [109,110] के रूप में पहचाना गया है। रुचि के यौगिकों में पेप्टाइड 5 शामिल है, जो Cx43 [111] के दूसरे बाह्यकोशिकीय लूप से जुड़ने के लिए जाना जाता है; गैप26, जो Cx43 [112] के पहले बाह्यकोशिकीय लूप की नकल करता है; और CT1, एक Cx43-आधारित पेप्टाइड [113]। जिन मॉडलों में उनका परीक्षण किया गया है, उनके साथ उनकी क्रिया का तंत्र तालिका 1 में संक्षेपित किया गया है। ये यौगिक विशेष रूप से Cx43 हेमिचैनल खोलने को रोकते हैं [114] और ऊतक क्षति उत्प्रेरण संकेतों की रिहाई को रोकने में प्रभावकारिता का प्रदर्शन किया है और इस प्रकार डाउनस्ट्रीम सूजन और फाइब्रोसिस को कम किया है। मधुमेह की द्वितीयक जटिलताओं में [105], जिसमें मधुमेह अपवृक्कता [108] भी शामिल है।

तालिका 1. सीएक्स43 हेमीचैनल ब्लॉकर्स, क्रिया का तंत्र और मॉडल जिनमें आज तक उनका परीक्षण किया गया है।

4. Cx43 हेमीचैनल्स और मधुमेह गुर्दे की बीमारी में सूजन का उपचार

मधुमेह संबंधी नेफ्रोपैथी को व्यापक रूप से ग्लोमेरुलर रोग माना जाता है, जहां प्रोटीनूरिया प्रमुख प्रारंभिक नैदानिक ​​​​मार्कर है [140]। ग्लोमेरुलर चोट के लक्षणों में पोडोसाइट क्षति और विनाश [141,142], अर्धचंद्राकार गठन [143], बेसमेंट झिल्ली का मोटा होना [144], मैक्रोफेज घुसपैठ [145] और सूजन [146] शामिल हैं। कॉनक्सिन और ग्लोमेरुलर क्षति के बीच संबंध का मूल्यांकन करने वाले प्रारंभिक अध्ययनों में घायल मानव ग्लोमेरुली से दोनों बायोप्सी और नेफ्रोटॉक्सिक ग्लोमेरुलोनेफ्राइटिस (एनटीएस-जीएन) म्यूरिन मॉडल में सीएक्स 43 अभिव्यक्ति में वृद्धि देखी गई।दीर्घकालिक वृक्क रोग[147]. एनटीएस-जीएन मॉडल टी1डीएम के स्ट्रेप्टोज़ोटोसिन (एसटीजेड) माउस मॉडल के समान प्रस्तुति प्रदर्शित करते हैं, हिस्टोलॉजिकल और कार्यात्मक अध्ययनों से पता चलता है कि इन चूहों में ग्लोमेरुलोस्केलेरोसिस, सूजन, फाइब्रोसिस और एल्बुमिनुरिया [148] विकसित होता है। एनटीएस-जीएन चूहों में, Cx43 का अप-नियमन सक्रिय प्रोटीन -1 (एपी -1) ​​प्रतिलेखन कारकों, फॉस्फोराइलेटेड (पी) - सेलुलर (सी) जून, पी-सिग्नल ट्रांसड्यूसर, के बढ़े हुए बंधन के माध्यम से होता है। और Cx43 प्रमोटर [147] के लिए ट्रांस्क्रिप्शन -1 (STAT1) का एक्टिवेटर। इसके अलावा, Cx43 विशिष्ट एंटीसेंस ऑलिगोडॉक्सीन्यूक्लियोटाइड से उपचारित चूहों में या NTS-GN से प्रेरित विषम Cx43+/- माउस में, प्रोटीनूरिया, रक्त यूरिया नाइट्रोजन (BUN) और सीरम क्रिएटिनिन का स्तर कम हो जाता है [148]। Cx43 छोटे हस्तक्षेप करने वाले राइबोन्यूक्लिक एसिड (siRNA) [149] के साथ इलाज करने पर एसटीजेड-प्रेरित चूहे में भी इसी तरह के अवलोकन रिपोर्ट किए गए थे। यह सुरक्षा बिगड़ा हुआ ऑटोफैगी से उत्पन्न हो सकती है, एक इंट्रासेल्युलर क्षरण तंत्र जो कोशिका के कुशल स्वास्थ्य और कार्य को सुनिश्चित करने के लिए निष्क्रिय या अनावश्यक सेलुलर घटकों को हटाता है / पुनर्चक्रित करता है [149]। रैपामाइसिन (एमटीओआर) सिग्नलिंग के स्तनधारी लक्ष्य के सक्रियण के माध्यम से मध्यस्थता, उच्च ग्लूकोज उपचारित माउस पोडोसाइट्स (एमपीसी5) जिसमें सीएक्स43 अभिव्यक्ति को सीआरएनए के साथ क्षणिक अभिकर्मक के माध्यम से कम किया गया था, कम एमटीओआर सक्रियण, बिगड़ा हुआ ऑटोफैजिक फ्लक्स और पोडोसाइट चोट में कमी देखी गई [149]। पैराक्राइन मध्यस्थता वाले प्यूरिनर्जिक सिग्नलिंग को Cx43 प्रेरित पोडोसाइट चोट से भी जोड़ा गया है, जिसमें परिवर्तनकारी वृद्धि कारक बीटा 1 (TGF 1) उपचारित माउस E.11 पोडोसाइट्स, Cx43 विशिष्ट अवरोधक पेप्टाइड गैप26 और प्यूरिनर्जिक रिसेप्टर ब्लॉकर सुरमिन के साथ सह-इन्क्यूबेट किया गया है, जो क्षीण साइटोस्केलेटल पुनर्गठन का प्रदर्शन करता है। , अकेले टीजीएफ 1 की तुलना में बेहतर आकृति विज्ञान और एपोप्टोसिस में कमी [147]।

हालांकि मूल रूप से एक ग्लोमेरुलर रोग, नेफ्रोपैथी के उन्नत चरणों में गंभीर नलिका अंतरालीय सूजन और फाइब्रोसिस की विशेषता होती है [150]। हमारी प्रयोगशालाओं में काम इन विट्रो [108,135,151,152] और विवो [108] रोग के मॉडल [153] दोनों में ट्यूब्यूल की चोट के लिए परिवर्तित Cx43 अभिव्यक्ति को जोड़ता है। प्रारंभिक अवलोकनों ने स्वस्थ नियंत्रण [151] की तुलना में मधुमेह अपवृक्कता वाले व्यक्तियों की बायोप्सी सामग्री में सीएक्स43 अभिव्यक्ति में लगभग 5- गुना वृद्धि की पहचान की, जबकि युग्मित-पैच इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और एटीपी बायोसेंसिंग ने सुझाव दिया कि यह बढ़ी हुई अभिव्यक्ति कम अंतर के समान थी- जंक्शन इंटरसेलुलर कपलिंग (जीजेआईसी) और बढ़ी हुई हेमीचैनल मध्यस्थता एटीपी रिलीज [151]। गैप जंक्शन गठन के लिए अंतरकोशिकीय आसंजन एक पूर्व-आवश्यकता के साथ, एएफएम-एकल कोशिका बल स्पेक्ट्रोस्कोपी [154] ने निर्धारित किया कि प्रत्यक्ष सेल युग्मन का यह नुकसान ई-कैडरिन मध्यस्थता सेल आसंजन में कमी के समान है [155], एक प्रभाव सह- द्वारा काफी कम हो गया। P2X7 रिसेप्टर (P2X7R) प्रतिपक्षी सुरमिन, A438079 या A804598 [108,156] के साथ ऊष्मायन। पिछले अध्ययन P2X7R सक्रियण को इन विट्रो मॉडल दोनों में मैक्रोफेज और बाह्य मैट्रिक्स जमाव से जोड़ते हैंमधुमेह गुर्दे की बीमारी[108,157] और एसटीजेड-प्रेरित मधुमेह चूहों में [157], जबकि हमने हाल ही में मधुमेह अपवृक्कता वाले लोगों और एकतरफा मूत्रवाहिनी रुकावट (यूयूओ) माउस मॉडल [108] में गुर्दे की बायोप्सी में बढ़ी हुई पी2एक्स7आर अभिव्यक्ति देखी है। यूयूओ उन्नत अंतरालीय सूजन और फाइब्रोसिस का एक मॉडल है जो देर से चरण में देखी गई क्षति की पुनरावृत्ति करता है।मधुमेह गुर्दे, प्रारंभिक उत्तेजनाओं के बावजूद [158]। उन्नत सीकेडी के सभी रूपों में यंत्रवत अध्ययन के लिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है [158]। रोग रोगजनन में P2X7R सक्रियण की भूमिका के बारे में हमारे ज्ञान के बावजूद, P2X7 को लक्षित करने के प्रयास अपेक्षाकृत असफल रहे हैं, संभवतः मानव P2X7 रिसेप्टर की आनुवंशिक परिवर्तनशीलता के कारण जो परिवर्तित फार्माकोडायनामिक प्रतिक्रियाओं को जन्म दे सकता है [159,160]। नतीजतन, यह पहचानने के बाद कि बिगड़ा हुआ गैप जंक्शन युग्मन बढ़े हुए हेमीचैनल मध्यस्थ एटीपी रिलीज [151] के समानांतर है, साक्ष्य के साथ संयुक्त है कि ऊंचा एटीपी और निरंतर पी2एक्स7आर कई ऊतक प्रकारों में सूजन और फाइब्रोसिस की शुरुआत और प्रगति से जुड़े हुए हैं, हमने इसके लिए एक भूमिका का आकलन किया। दोनों टीजीएफ 1 उपचारित मानव प्राथमिक नलिका कोशिकाओं में एडहेरेन्स और टाइट जंक्शन कॉम्प्लेक्स के डिससेम्बली में सीएक्स43 और पी2एक्स7आर सक्रियण, पी2एक्स7आर अवरोधकों ए438079 और ए804598 के साथ सह-इन्क्यूबेट किए गए और सीएक्स 43+/- यूयूओ माउस मॉडल [108] में। पी2एक्स7आर को अवरुद्ध करने से टीजीएफ 1 काफी हद तक कुंद हो गया, जिससे एड्रेंस (ई-कैडरिन, एन-कैडरिन) और टाइट जंक्शन प्रोटीन (क्लाउडिन -2 और ज़ोना ऑक्लूडिन्स (जेडओ -1)) में बदलाव आया, जबकि दोनों सेल आसंजन बहाल हो गए। और पैरासेल्युलर पारगम्यता [107]। इसमें आश्चर्य की बात नहीं है, जब कोशिकाओं को एपीरेज़, एक एटीपी-डिफोस्फोहाइड्रोलेज़ के साथ सह-ऊष्मायन किया गया, जो एटीपी से एडीपी, फिर एएमपी और एडेनोसिन के अनुक्रमिक हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है, तो ये टीजीएफ 1- प्रेरित प्रभाव काफी कम हो गए थे, जो एटीपी के लिए डाउनस्ट्रीम भूमिका का सुझाव देता है। टीजीएफ 1 की क्रियाओं में मध्यस्थता। इस सिग्नल की उत्पत्ति को Cx43+/− UUO माउस में हमारे हाल के अध्ययनों से भी समर्थन मिलता है, जहां एडहेरेन्स (उदाहरण के लिए, ई-कैडरिन) और टाइट (उदाहरण के लिए, ZO) को अलग किया जाता है। {38}}) जंगली प्रकार के नियंत्रण [108] की तुलना में जंक्शन परिसरों को काफी हद तक कुंद कर दिया गया था। जबकि सामूहिक रूप से ये अध्ययन ट्यूबलर चोट में सीएक्स43 और डाउनस्ट्रीम प्यूरिनर्जिक सिग्नलिंग की भूमिका का समर्थन करते हैं, अगर औषधीय हस्तक्षेप के माध्यम से इस संचार को लक्षित करना चाहते हैं तो यह समझना महत्वपूर्ण है कि यह सुरक्षा कैसे प्रदान की जाती है।

उपरोक्त टिप्पणियों के विपरीत, सन एट अल। हाल ही में सुझाव दिया गया है कि Cx43 अभिव्यक्ति को अस्वीकृत कर दिया गया हैमधुमेह गुर्दे की बीमारीऔर छोटे हेयरपिन आरएनए का उपयोग करके सीएक्स43 की अधिक अभिव्यक्ति गुर्दे की फाइब्रोसिस को कम कर देती है और लेप्टिन रिसेप्टर की कमी वाले टाइप 2 डायबिटिक (डीबी/डीबी) चूहों और चूहों में कार्बोक्सिल-टर्मिनल सिग्नल ट्रांसडक्शन-निर्भर तरीके से एपिथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण (ईएमटी) को कम कर देती है। किडनी एनआरके -52ई कोशिकाओं का उपचार उच्च (30 एमएम) ग्लूकोज से किया जाता है [161]। उन्होंने इस गैर-चैनल निर्भर प्रभाव के लिए सिर्टुइन -1 हाइपोक्सिया इंड्यूसिबल फैक्टर {{12} अल्फा (एसआईआरटी {{13} एचआईएफ -1 ए) सिग्नलिंग मार्ग के नियमन को जिम्मेदार ठहराया और हाल ही में सुझाव दिया है कि Cx43 के सुरक्षात्मक प्रभाव यूबिकिटिन-विशिष्ट प्रोटीज़ 9X (USP9X/FAM) मध्यस्थता डी-यूबिकिटिनेशन [161] से जुड़े हैं। जबकि सेल संचार के लिए इस परिवर्तित Cx43 अभिव्यक्ति के निहितार्थ इन मॉडलों में रिपोर्ट किए जाने बाकी हैं, अन्य अध्ययनों के संयुक्त साक्ष्य से पता चलता है कि नकल पेप्टाइड्स के माध्यम से Cx43 हेमचैनल्स को अवरुद्ध करना कई ऊतक प्रकारों में सूजन और फाइब्रोसिस को लक्षित करने में एक उपन्यास दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व कर सकता है [108,113,162,163]। पेप्टाइड 5 एक कॉन्नेक्सिन पेप्टिडोमिमेटिक है जो सीएक्स43 [111] के दूसरे बाह्य कोशिकीय लूप के एक हिस्से की नकल करता है और सीएक्स43 हेमीचैनल को अवरुद्ध करने और इंट्राओकुलरली [126], मस्तिष्कमेरु द्रव में वितरित होने पर चोट के कई मॉडलों में एटीपी रिलीज को रोकने में प्रभावी साबित हुआ है [164] और व्यवस्थित रूप से [165]। अध्ययन लक्ष्य प्रयोज्यता और विशिष्टता की पुष्टि करते हैं और विभिन्न चोट मॉडलों में समान और महत्वपूर्ण लाभ देते हैं [108,126,164-166]। हमारे हाल के निष्कर्षों ने निर्धारित किया है कि टीजीएफ 1 का ऊंचा स्तर सीएक्स43 हेमिचैनल मध्यस्थ एटीपी रिलीज [151] को बढ़ाता है, एक प्रभाव जो गुर्दे के समीपस्थ क्षेत्र में आंशिक ईएमटी की शुरुआत से जुड़े पी2एक्स7आर मध्यस्थ फेनोटाइपिक परिवर्तनों को चलाता है [108,164]। पेप्टाइड 5 के साथ टीजीएफ 1 उपचारित मानव समीपस्थ नलिका उपकला कोशिकाओं (एचपीटीईसी) का सह-ऊष्मायन, हेमचैनल मध्यस्थता वाले कार्बोक्सीफ्लोरेसिन डाई अपटेक और वास्तविक समय एटीपी रिलीज को सफलतापूर्वक अवरुद्ध किया गया, जिसका प्रभाव घायलों में एडहेरेन्स और टाइट जंक्शन प्रोटीन की अभिव्यक्ति की बहाली से स्पष्ट हुआ। कोशिकाएँ [108]।

कोशिका आसंजन और ध्रुवीयता के रखरखाव में सहायक, कोशिका जंक्शन परिसरों का पृथक्करण आंशिक ईएमटी से जुड़ा होता है, ऐसी घटनाएं जो सूजन और फाइब्रोसिस का कारण बनती हैं [167], जिनमें से बाद में बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) जमाव [152] द्वारा योगदान दिया जाता है। यूयूओ चूहों के इंटरस्टिटियम में कोलेजन I की वृद्धि के साथ, Cx43+/− मॉडल [168] में एक प्रभाव कम हो गया, हमने अनुमान लगाया कि एक संशोधित माइक्रोएन्वायरमेंट बढ़ी हुई Cx43 मध्यस्थता वाले हेमीचैनल एटीपी रिलीज के माध्यम से फेनोटाइपिक परिवर्तन ला सकता है। नतीजतन, हमने देखा कि टीजीएफ 1 उपचारित मानव किडनी कोशिकाएं इंटीग्रिन आइसोफॉर्म 2 1 के माध्यम से कोलेजन I के प्रति बढ़ी हुई आत्मीयता के साथ बंधती हैं, एक ऐसी अंतःक्रिया जिसने सेल फेनोटाइप को इंटीग्रिन लिंक्ड काइनेज, एन-कैडरिन, फ़ाइब्रोनेक्टिन और की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति में से एक में स्थानांतरित कर दिया। कोलेजन IV कोशिकाओं की तुलना में बिना लेपित नियंत्रण। दिलचस्प बात यह है कि पेप्टाइड 5 के साथ टीजीएफ 1 उपचारित कोशिकाओं के सह-ऊष्मायन ने हेमीचैनल मध्यस्थता डाई अवशोषण में वृद्धि को काफी हद तक अवरुद्ध कर दिया और अंततः प्लास्टिक पर संवर्धित नियंत्रण कोशिकाओं के प्रतिनिधि स्तरों पर ट्यूबलर चोट के मार्करों की अभिव्यक्ति को बहाल कर दिया। इसके अलावा, पेप्टाइड 5 ने कोलेजन I [168] के टीजीएफ 1 प्रेरित स्राव को अवरुद्ध कर दिया, जो कि सीएक्स 43+/- माउस [168] में विवो डेटा की पुष्टि करता है और एक संभावित फीडबैक लूप के अस्तित्व को उजागर करता है जिसमें असामान्य सीएक्स43 हेमीचैनल ने एटीपी की मध्यस्थता की। रिलीज से कोलेजन I का स्राव और जमाव बढ़ जाता है, जिसका उत्तरार्द्ध Cx43 हेमीचैनल मध्यस्थता तंत्र के माध्यम से ट्यूबलर चोट को कायम रखता है।

पेप्टाइड 5 के साथ हमारी प्रकाशित टिप्पणियों के आधार पर, हमने हाल ही में ट्यूबलर चोट के इन विट्रो मॉडल में सुरक्षा प्रदान करने में डेनगैप्टाइड की प्रभावकारिता का आकलन किया। एक Cx43 गैप जंक्शन संशोधक [133,134], हमने बताया कि डेनगैप्टाइड हेमचैनल मध्यस्थ डाई अपटेक, एटीपी रिलीज को अवरुद्ध करने में भी सक्षम था और परिणामस्वरूप टीजीएफ 1 ने ट्यूबलर चोट के मार्करों में परिवर्तन को प्रेरित किया, जैसे कि ई-कैडरिन और एन-कैडरिन और फाइब्रोसिस जैसे, कोलेजनआई। , मानव प्राथमिक नलिका उपकला कोशिकाओं (hPTECs) में कोलेजन-IV और फ़ाइब्रोनेक्टिन [135]। इसके अलावा, इस साक्ष्य के आधार पर कि Cx43+/− UUO माउस जंगली प्रकार के UUO नियंत्रण [168] की तुलना में फ़ाइब्रोब्लास्ट सक्रियण में कमी और मैक्रोफेज घुसपैठ को कम करता है, हमने अभिव्यक्ति प्रोफ़ाइल के लिए स्क्रीन पर प्रोटीओम प्रोफाइलर सरणियों को नियोजित किया है। टीजीएफ में 125 सूजन संबंधी साइटोकिन्स में से 1 ने डेनगैप्टाइड [135] की उपस्थिति/अनुपस्थिति में मानव प्राथमिक समीपस्थ नलिका कोशिकाओं का इलाज किया। घुलनशील केमोकाइन, आसंजन अणु और वृद्धि कारक सूजन और फाइब्रोसिस में मध्यस्थता करने के लिए घुसपैठ करने वाली प्रतिरक्षा कोशिकाओं और निवासी फ़ाइब्रोब्लास्ट को भर्ती और सक्रिय करते हैं।मधुमेह गुर्दे[135]. हालाँकि, उस स्विच के बारे में बहुत कम जानकारी है जो इन केमोटैक्टिक संकेतों को जारी करता है या क्या इस स्विच को अवरुद्ध करने से हेटरोटाइपिक सेल संचार पर प्रभाव पड़ता है। हालाँकि हम अभी भी इन पैराक्राइन मध्यस्थता वाली घटनाओं में Cx43 हेमिचैनल गतिविधि की भूमिका को पूरी तरह से समझ नहीं पाए हैं, हमने देखा कि डेनगैप्टाइड ने केमोकाइन, मोनोसाइट सहित कई सूजन मध्यस्थों के स्राव को नकारने के लिए ट्यूबलर एपिथेलियल कोशिकाओं में Cx 43-मध्यस्थ एटीपी रिलीज को काफी हद तक अवरुद्ध कर दिया है। कीमोअट्रेक्टेंट प्रोटीन (एमसीपी1), सक्रियण पर विनियमित, सामान्य टी कोशिकाएं व्यक्त और संभवतः स्रावित (रैंटेस; मैक्रोफेज घुसपैठ में शामिल [169,170]), सूजन इंटरल्यूकिन्स (आईएल6 और आईएल1) और एडिपोकाइन एडिपोनेक्टिन (मैक्रोफेज-टू-मायोफाइब्रोब्लास्ट भेदभाव से जुड़े [171) ]). हमारे इन विट्रो डेटा और Cx43+/− UUO माउस [108] के समर्थन में, अबेद एट अल द्वारा काम। प्रदर्शित किया गया कि सक्रिय माउस एंडोथेलियल सेल मोनोलेयर का पालन करने वाले प्राथमिक मोनोसाइट्स की संख्या गैप26 [168] के साथ सह-इन्क्यूबेट की गई एंडोथेलियल कोशिकाओं में कम हो जाती है। निष्कर्ष मधुमेह अपवृक्कता और सीकेडी के अन्य रूपों में Cx43 हेमिचैनल गतिविधि को लक्षित करने की आकर्षक चिकित्सीय क्षमता को उजागर करते हैं। यह हल होना बाकी है कि Cx43 को अवरुद्ध करने से विवो में सुरक्षा कैसे मिलती है, जबकि नैदानिक ​​​​सेटिंग में Cx43 मिमिक पेप्टाइड्स की प्रभावकारिता का आकलन करने के लिए आगे के शोध की आवश्यकता है

5. डायबिटिक रेटिनोपैथी में Cx43 को अवरुद्ध करने की चिकित्सीय क्षमता

डायबिटिक रेटिनोपैथी मधुमेह से पीड़ित लगभग एक तिहाई लोगों को प्रभावित करती है और कामकाजी उम्र की आबादी में अंधेपन का प्राथमिक योगदानकर्ता है [172], जिसके परिणामस्वरूप अक्सर डायबिटिक मैक्यूलर एडिमा, रक्तस्राव या रेटिनल डिटेचमेंट [173] के परिणामस्वरूप दृष्टि हानि होती है। यह बढ़ी हुई कोशिका एपोप्टोसिस, संवहनी पारगम्यता और रेटिनल होमियोस्टैसिस के विघटन के कारण है [173]। बीमारी के दो नैदानिक ​​चरणों में वर्गीकृत, डायबिटिक रेटिनोपैथी शुरू में एक गैर-प्रजनन रूप के रूप में प्रकट होती है, जो सूजन, हाइपरट्रॉफी, एडिमा, केशिका टूटने, इस्किमिया और माइक्रोवस्कुलर एंडोथेलियम अखंडता के नुकसान की विशेषता होती है, जिससे असामान्य रक्त-रेटिनल बाधा (बीआरबी) पारगम्यता होती है। 9]. रक्त प्रवाह और पोषक तत्वों की आपूर्ति में बाद में कमी प्रगति को प्रजनन चरण तक ले जाती है जहां रक्त वाहिका के गठन में वृद्धि से रक्तस्राव और निशान ऊतक का निर्माण होता है [9]। ये विकृति रेटिना के अलग होने का कारण बन सकती है जिसके परिणामस्वरूप गंभीर या पूर्ण अंधापन हो सकता है [9]।

रेटिनोपैथी में दृष्टि की हानि रेटिना पिगमेंट एपिथेलियम (आरपीई) के टूटने से जुड़ी होती है, जहां निरंतर हाइपरग्लेसेमिया की अवधि प्रमुख सूजन मध्यस्थों, विकास कारकों और हाइपोक्सिया-प्रेरित कारकों के बढ़ते स्राव के माध्यम से सूजन और एपोप्टोसिस को बढ़ाती है [174]। ऐसा माना जाता है कि यह सूजन आरपीई कोशिकाओं के एपोप्टोसिस को ट्रिगर करने और रेटिनल नव संवहनीकरण को बढ़ावा देने की अपनी क्षमता के माध्यम से रेटिनल वास्कुलचर की संबंधित क्षति में सक्रिय रूप से योगदान करती है। मुख्य क्षति उत्प्रेरण अणुओं में से जिनकी गतिविधि और अभिव्यक्ति को मधुमेह की आंखों में अपग्रेड किया जाता है, यह संवहनी एंडोथेलियल ग्रोथ फैक्टर (वीईजीएफ) का बढ़ा हुआ स्राव है जो नव संवहनीकरण और मधुमेह रेटिनोपैथी के प्रसार चरण की शुरुआत को ट्रिगर करता है [175]। आरपीई की कोशिकाओं के बीच तंग जंक्शनों के टूटने के साथ, रेटिना पिगमेंट एपिथेलियम में व्यवधान इन नव विकसित और नाजुक रक्त वाहिकाओं को मैक्युला में धकेलने और रिसाव करने की अनुमति देता है। परिणामी मैक्यूलर एडिमा डायबिटिक रेटिनोपैथी में दृष्टि हानि के सबसे बड़े योगदानकर्ताओं में से एक है [176]। जबकि लेजर उपचार [177] और एंटी-वीईजीएफ इंजेक्शन [178] रक्त वाहिकाओं को स्थिर करते हैं और क्रमशः आगे नव-संवहनीकरण को रोकते हैं, इस आरपीई टूटने और सूजन के अपस्ट्रीम को लक्षित करना क्षेत्र में एक प्रमुख फोकस है। प्रारंभिक चरण में स्थिति से निपटने और इस प्रकार गैर-प्रसार से प्रसार चरण में संक्रमण को रोकने से न केवल रोगी के परिणामों में सुधार होगा बल्कि इस बीमारी का सामाजिक-आर्थिक बोझ भी कम होगा।

इस क्षति को लक्षित करने में, यह समझना महत्वपूर्ण है कि यह कैसे प्रकट होती है। दिलचस्प बात यह है कि घटनाओं की श्रृंखला जो प्रोलिफ़ेरेटिव डायबिटिक रेटिनोपैथी को बढ़ावा देती है, उन घटनाओं के समान एटियलजि की है जिन्हें हम देखते हैं।अंतिम चरण की मधुमेह संबंधी गुर्दे की बीमारी[23]. ट्यूबलोइंटरस्टीशियल फाइब्रोसिस [167] की शुरुआत और प्रगति के साथ, रेटिना पिगमेंट एपिथेलियम का टूटना जंक्शन प्रोटीन, अर्थात् जेडओ -1, ई-कैडरिन, -कैटेनिन और ऑक्लूडिन और अंततः ईएमटी के प्रेरण के साथ जुड़ा हुआ है [179] ]. वास्तव में, आरपीई कोशिकाओं के ईएमटी को उपकला अखंडता के नुकसान में एक प्रारंभिक ट्रिगर माना जाता है और यह टीजीएफ [180] में ग्लूकोज से उत्पन्न परिवर्तनों से प्रेरित होता है। इसके अलावा, ल्योन एट अल द्वारा एक हालिया अध्ययन। पहचान की गई कि ग्लाइसेमिक क्षति के साथ सूजन असामान्य Cx43 मध्यस्थता हेमीचैनल गतिविधि [50] के माध्यम से आरपीई के ईएमटी की मध्यस्थता करती है, जबकि पेप्टाइड 5 ने ZO -1 अभिव्यक्ति की हानि को अवरुद्ध कर दिया है और ट्रांसेपिथेलियल प्रतिरोध [125] द्वारा मापी गई आरपीई पारगम्यता को बहाल करता है। ये अध्ययन कनेक्सिन जीव विज्ञान और नेत्र विज्ञान के क्षेत्र में व्यापक कार्य का समर्थन करते हैं, जिसने हाल के वर्षों में नेत्र रोग संबंधी रोग [47] में कनेक्सिन हेमिचैनल्स के लिए एक महत्वपूर्ण रोग संबंधी भूमिका की पहचान की है।

उच्च ग्लूकोज की उपस्थिति में IL1ß और TNF के साथ इलाज करने पर Cx43 मध्यस्थता संचार की भूमिका का मूल्यांकन करने के लिए इन विट्रो [105] और इन विवो [181] दोनों डायबिटिक रेटिनोपैथी मॉडल का उपयोग किया गया है। क्लोनल मानव रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियल कोशिकाओं (एआरपीई-19) और एनओडी चूहों का उपयोग करना, मुगिशो एट अल। प्रदर्शित किया गया कि ये कोशिकाएँ Cx43 की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति प्रदर्शित करती हैं, ग्लूकोज और सूजन दोनों की उपस्थिति में प्रभाव बढ़ जाता है। यह बढ़ी हुई Cx43 अभिव्यक्ति प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स (इंटरल्यूकिन -6, इंटरल्यूकिन -18, मोनोसाइट केमोअट्रेक्टेंट प्रोटीन -1, और इंटरसेलुलर आसंजन अणु 1), एंजियोजेनिक प्रमोटिंग वीईजीएफ [181] के बढ़े हुए स्राव के समानांतर थी। ] और डाउनस्ट्रीम बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स प्रोटीन कोलेजन-IV [125]। इसके अलावा, सबूत के साथ कि ये कोशिकाएं एटीपी के ऊंचे स्तर को जारी करती हैं, लेखकों ने बाद में निर्धारित किया कि ये प्रभाव Cx43 हेमिकैनल अवरोधक पेप्टाइड 5 की उपस्थिति में कुंद हो गए थे, जबकि एटीपी के बहिर्जात अनुप्रयोग और प्रतिक्रिया की बहाली ने ड्राइविंग में Cx43 की भूमिका को और अधिक पुष्ट किया। ये इन विट्रो अवलोकन [105,125]। विवो Cx43 में दोनों अकिम्बा (यद्यपि अकिता नहीं) माउस में अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई, जबकि आयु-मिलान नियंत्रणों की तुलना में पुष्टि की गई डायबिटिक रेटिनोपैथी के साथ दाता रेटिना में भी बढ़ी हुई अभिव्यक्ति देखी गई [182]। इसके अलावा, और अपने इन विट्रो अवलोकनों के आधार पर, टीम ने डायबिटिक रेटिनोपैथी का एक इन विवो मॉडल विकसित किया जिसमें प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स, आईएल 1 और टीएनएफ को एनओडी चूहों के विट्रीस में इंजेक्ट किया गया था। परिणामों से पता चला कि इन चूहों में इंट्राविट्रियल साइटोकिन्स को इंजेक्ट करने से ऊतक कार्य के लिए हानिकारक कई पैरामीटर प्रेरित हुए, जिनमें गंभीर विटेरस हाइपर-रिफ्लेक्टिव फॉसी, पोत फैलाव, एडिमा माइक्रोग्लिया अपग्रेडेशन [183] ​​शामिल हैं। पिछले साक्ष्यों के साथ कि पेप्टाइड 5 चूहों में रेटिनल इस्केमिक चोट के बाद Cx43 मध्यस्थ संवहनी रिसाव और रेटिनल गैंग्लियन कोशिका मृत्यु को रोकने में सक्षम था [159], पेप्टाइड 5 को इन एनओडी चूहों को प्रशासित किया गया था और संरचनात्मक और कार्यात्मक पैरामीटर दर्ज किए गए थे। पेप्टाइड 5 के इंजेक्शन से वाहिका फैलाव और बीडिंग में काफी सुधार हुआ, उप-रेटिना द्रव संचय कम हुआ, बाहरी परमाणु परत में माइक्रोग्लियल घुसपैठ में कमी आई, और एनएलआरपी 3 और एडेप्टर प्रोटीन एएससी दोनों की अभिव्यक्ति में कमी आई, जिनमें से बाद वाला सीएक्स 43 हेमिचैनल और के बीच एक लिंक का सुझाव देता है। इन्फ्लेमसोम मार्ग का सक्रियण [182]।

चूँकि NLRP3 इन्फ्लेमसोम हमारी जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का एक अभिन्न मध्यस्थ है, इसलिए एबरैंट Cx43 हेमीचैनल मध्यस्थ एटीपी रिलीज़ और NLRP3 इन्फ्लामेसोम के सक्रियण के बीच की कड़ी को इन विट्रो में आगे खोजा गया, जहाँ NLRP3 कॉम्प्लेक्स असेंबली, कैस्पेज़ 1 सक्रियण और IL1 स्राव को इलाज में अवरुद्ध कर दिया गया था। एआरपीई -19 कोशिकाएं पेप्टाइड 5 [105] के साथ सह-इन्क्यूबेट की गईं। इसी प्रकार, Cx43 हेमीचैनल ब्लॉकर, टोनैबर्सैट (Xiflam) ने Cx43 की मध्यस्थता वाले ATP रिलीज़, NLRP3 इन्फ्लेमसोम सक्रियण और प्रो-इंफ्लेमेटरी मध्यस्थों जैसे, IL1, IL6 और VEGF की रिहाई को अवरुद्ध करके, दोनों उच्च उपचारित ARPE में रेटिना की चोट से बचाव किया। } कोशिकाएं [50] और ऑर्गेनोटाइपिक मानव रेटिनल एक्सप्लांट्स में [184]। ऊपर वर्णित घटनाओं के अलावा एनएलआरपी3 इन्फ्लेमसोम की नाकाबंदी ने प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को कम कर दिया, धमनीविस्फार के विकास को कम कर दिया और कोशिका कार्य को बहाल कर दिया। डायबिटिक रेटिनोपैथी के हल्के क्षतिग्रस्त अल्बिनो रैट मॉडल में जब पेप्टाइड 5 [126] या टोनाबर्सैट [185] के साथ इलाज किया गया तो फोटोरिसेप्टर फ़ंक्शन और संवहनी पारगम्यता में परिणामी परिवर्तन देखे गए, साथ ही रोग की प्रगति की दर भी कम हो गई [185]।

जबकि डायबिटिक रेटिनोपैथी की विकृति को चलाने में Cx43 हेमिचैनल्स की भूमिका के प्रमाण निर्विवाद हैं, परिवर्तित GJIC के जवाब में ऊतक कार्य के नुकसान की भी सूचना मिली है। ग्लाइसेमिक चोट की स्थितियों के तहत, मधुमेह वाले लोगों [185,186], चूहे की माइक्रोवस्कुलर एंडोथेलियल कोशिकाओं [187] और पेरिसाइट्स [188] में रेटिना केशिकाओं में सीएक्स43 गैप जंक्शन युग्मन कम हो जाता है। इन परिवर्तनों के निहितार्थ एंडोथेलियल सेल एपोप्टोसिस [187], पेरिसाइट मृत्यु [186,188] और अकोशिकीय केशिका गठन [187] से जुड़े थे। सबूत के साथ कि डेनगैप्टाइड डायबिटिक नेफ्रोपैथी और डायबिटिक रेटिनोपैथी [135,188] के इन विट्रो मॉडल में सुरक्षा प्रदान करता है, डाइपेप्टाइड को विशेष रूप से उच्च ग्लूकोज तनाव के बावजूद एंडोथेलियल कोशिकाओं के बीच गैप जंक्शन युग्मन बनाए रखने के लिए दिखाया गया है, जैसा कि स्क्रैप लोड डाई ट्रांसफर का उपयोग करके मूल्यांकन किया गया है। प्राथमिक चूहे की रेटिनल एंडोथेलियल कोशिकाओं में, डेनगैप्टाइड ने एपोप्टोसिस और सेल पारगम्यता में उच्च ग्लूकोज प्रेरित वृद्धि को नियंत्रित किया [188], इस प्रकार नकल पेप्टाइड्स के साथ उनकी गतिविधि के मॉड्यूलेशन के माध्यम से सीएक्स43 मध्यस्थता संचार को विनियमित करने में आशाजनक प्रभावों को उजागर किया।

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