इंट्रासेल्युलर वेसिकल ट्रैफिकिंग में स्मॉल रब GTPases: रब3ए/रैफिलिन का मामला-3गुर्दे में एक कॉम्प्लेक्स

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सार:छोटे रब GTPases, छोटे मोनोमेरिक GTPases का सबसे बड़ा समूह, कोशिकाओं में वेसिकल ट्रैफ़-फ़िनिंग को विनियमित करते हैं, जो कई सेलुलर प्रक्रियाओं के अभिन्न अंग हैं। तंत्रिका संबंधी रोगों, जैसे कि कैंसर और सूजन में उनकी भूमिका का व्यापक अध्ययन किया गया है, लेकिन गुर्दे की बीमारी में उनके निहितार्थ का गहराई से शोध नहीं किया गया है। Rab3a और इसके प्रभावकारक रैबफिलिन-3A (Rph3A) अभिव्यक्ति को पॉडोसाइट्स में मौजूद होने के लिए प्रदर्शित किया गया हैसामान्यगुर्देचूहों और मनुष्यों के, पैर की प्रक्रियाओं में निहित पुटिकाओं के आसपास, और वे प्रोटीनुरिया के रोगों में अतिरंजित होते हैं। इसके अलावा, Rab3A नॉकआउट चूहों के मॉडल ने उच्च ग्लूकोज-खिलाए गए जानवरों के पोडोसाइट्स में गहरा साइटोस्केलेटल परिवर्तन प्रेरित किया। इसी तरह, ड्रोसोफिला मॉडल में RphA हस्तक्षेप ने नेफ्रोसाइट्स में संरचनात्मक और कार्यात्मक क्षति का उत्पादन किया, जिसमें घुसपैठ क्षमता और नेफ्रोसाइट संख्या में कमी आई है। एक ही RphA हस्तक्षेप मॉडल में कार्डियक फाइबर की संरचना में परिवर्तन, प्रश्न खोलें कि क्या Rab3A की शिथिलता हृदय में एक साथ क्षति उत्पन्न करेगी औरगुर्दे की कोशिकाएं,एक आकर्षक क्षेत्र जिस पर भविष्य में ध्यान देने की आवश्यकता होगी।

कीवर्ड:रब प्रोटीन; रब3ए; रैबफिलिन-3ए, गुर्दा, गुर्दे

सिस्टैंच और टोंगकट अली

परिचयछोटे रब GTPases, छोटे मोनोमेरिक GTPases का सबसे बड़ा समूह, और उनके रबीइंटरैक्टिंग प्रोटीन कई सेलुलर कार्यों में शामिल होते हैं, जिसमें एंडोसोमल वेसिकल्स के ट्रैफ़िक और प्लाज्मा झिल्ली संयोजन शामिल हैं जो कार्गो को बाह्य अंतरिक्ष में छोड़ते हैं [1,2]। रोगों और विशिष्ट सिंड्रोम में रब GTPases की भूमिका की व्यापक रूप से जांच की गई है [3]। हाल के वर्षों में अनुसंधान का उद्देश्य कैंसर, सूजन, प्लेटलेट, और अंतःस्रावी स्राव जैसी अन्य ऊतकों और रोग प्रक्रियाओं में उनके जुड़ाव के साक्ष्य, तंत्रिका तंत्र के रोगों में पुटिका सिनैप्स और जमा में बड़े पैमाने पर मूल्यांकन और निहित है। कार्यात्मक रूप से, Rab GTPases सक्रिय GTP-बद्ध राज्यों और निष्क्रिय GDP-बद्ध राज्यों के बीच चक्रीय अंतर-रूपांतरण के आधार पर झिल्ली तस्करी की घटनाओं का समन्वय करता है। जीटीपी-बाउंड फॉर्म प्रभावकों के साथ बातचीत कर सकता है, विभिन्न चरणों को बढ़ावा दे सकता है और वेक्टरियल झिल्ली यातायात में योगदान दे सकता है [2]। प्रत्येक रब प्रोटीन में विशिष्ट प्रभावकारी प्रोटीन होते हैं जो अलग-अलग इंट्रासेल्युलर परिवहन चरणों को विनियमित करते हैं, जो ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क, एंडोसोमल पाथवे-लाइसोसोम निकासी / गिरावट के लिए, या पुटिका रिलीज के लिए सेलुलर झिल्ली के साथ संलयन सबसे अधिक अध्ययन किया जा रहा है [4-6]।

रैब्स विरासत में मिली आनुवंशिक और अधिग्रहित बीमारियों से जुड़े हैं [7]। कैंसर पर उनका प्रभाव,तंत्रिका संबंधी रोग, रोग प्रतिरोधक शक्ति,और संक्रमणों को पहचाना गया है [8]। ज्ञान में वृद्धि के बावजूद, गुर्दे और हृदय रोग और क्षति में उनका योगदान दुर्लभ है। इसलिए, यह समीक्षा मानव रोगों में Rab GTPases की प्रासंगिकता का एक सिंहावलोकन प्रदान करती है, जिसमें Rab3a-Rph3A कॉम्प्लेक्स पर विशेष ध्यान दिया गया है और गुर्दे की बीमारी में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका और भविष्य के प्रभावों का उल्लेख है।

रब GTPases और वेसिकल ट्रैफिकिंगरब प्रोटीन [9] प्रभावकों और विशिष्ट नियामकों [2] की भर्ती के माध्यम से विभिन्न डिब्बों के बीच इंट्रासेल्युलर पुटिका परिवहन के मास्टर नियामक हैं, या तो पुटिका नवोदित, साइटोस्केलेटन के साथ बातचीत के माध्यम से गतिशीलता, या झिल्ली को टेदरिंग में शामिल किया जा रहा है। रब परिवार 70 से अधिक GTPases से बना है, जिनमें से प्रत्येक झिल्ली तस्करी मार्गों की विशिष्टता और दिशात्मकता को नियंत्रित करने के लिए एक इंट्रासेल्युलर डिब्बे के साथ अधिमानतः जुड़ा हुआ है, जो ज्यादातर वेसिकुलर परिवहन से संबंधित है। ऐसा करने में, वे झिल्ली की पहचान प्रदान करने में योगदान करते हैं [10] और यह सुनिश्चित करते हैं कि झिल्ली से बंधे कार्गो को सेल के भीतर उनके सही गंतव्य तक पहुँचाया जाए।

प्रक्रियाओं में अच्छी तरह से परिभाषित तस्करी मार्ग हैं, जिनमें एक्सोसाइटिक और एंडोसाइटिक मार्ग शामिल हैं, जिनमें बाद में प्रारंभिक, देर से और पुनर्चक्रण घटक शामिल हैं [11]। प्रत्येक पथ आमतौर पर गैर-अतिव्यापी रब के साथ एम्बेडेड होता है और विभिन्न डिब्बों में होता है (चित्र 1)।

ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क और स्रावी पुटिकाओं से जुड़े, कई रब प्रोटीन की पहचान की गई है। Rab1 एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम एग्जिट साइट पर पुटिकाओं के नवोदित होने और प्री-गोल्गी इंटरमीडिएट कम्पार्टमेंट [12] में पुटिकाओं के स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करता है। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से प्री-गोल्गी में पुटिकाओं के पारगमन को भी रब द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है 2-मध्यस्थ रिवर्स साथी। Rab8 ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क से प्लाज्मा झिल्ली तक जाने वाले स्रावी मार्ग में पुटिका तस्करी को रिले करता है। रब3 उपपरिवार के सदस्य यूकेरियोटिक कोशिकाओं में स्रावी पुटिका एक्सोसाइटोसिस के महत्वपूर्ण नियामक हैं, लेकिन हाल के अध्ययनों से संकेत मिलता है कि इस प्रक्रिया के लिए अतिरिक्त रब आइसोफोर्म, रब27 उपपरिवार की आवश्यकता होती है [13]। हाल के साहित्य की रिपोर्ट है कि Rab3 और Rab27 विशिष्ट प्रभावकारी प्रोटीनों की भर्ती करके पुटिका एक्सोसाइटोसिस प्राप्त करने में सहयोग करते हैं, जैसे कि Rabphilin3a (Rph3a) जो कि Rab27a को बांधता है, एक सक्रिय एंजाइम Rab3IL1, एक रब नियामक की भर्ती करता है, जो Rab3a [14 पर GTP के लिए सकल घरेलू उत्पाद के आदान-प्रदान को उत्प्रेरित करता है। ]. Rph3a लक्ष्य झिल्ली पर पुटिका डॉकिंग को चलाता है। हालांकि, कुछ स्रावी पुटिकाएं। Rph3a लक्ष्य झिल्ली पर पुटिका डॉकिंग को चलाता है। हालाँकि, कुछ स्रावी पुटिकाएँ भी संभवतः प्लाज्मा झिल्ली के सीधे नवोदित होने के माध्यम से बनती हैं, और ऐसे स्राव में रब GTPase गतिविधि की आवश्यकता ज्ञात नहीं है।

चित्रा 1. रब प्रोटीन की मध्यस्थता इंट्रासेल्युलर vesicular परिवहन। हाइलाइट किए गए रब परिवार के प्रोटीन जो एंडोसाइटोसिस, एक्सोसाइटोसिस, एक्सोसोम स्राव, और ऑर्गेनेल के बीच वेसिकल्स डिलीवरी सहित सेलुलर झिल्ली तस्करी को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। छोटे रब GTPases एंडोसाइटोसिस, एक्सोसाइटोसिस, एक्सोसोम स्राव, और इंट्रासेल्युलर वेसिकल्स डिलीवरी सहित सेलुलर वेसिकुलर ट्रैफिकिंग को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। Rab5, जो प्रारंभिक एंडोसोम के लिए स्थानीयकृत है, एंडोसाइटोसिस और पुटिकाओं के एंडोसोम संलयन की मध्यस्थता करता है। Rab11 और Rab25 एंडोसोम्स के पुनर्चक्रण के माध्यम से धीमी एंडोसाइटिक पुनर्चक्रण की मध्यस्थता करते हैं, जबकि Rab4 प्रारंभिक एंडोसोम से सीधे तेजी से एंडोसाइटिक पुनर्चक्रण की मध्यस्थता करता है। Rab7 से जुड़ा लेट एंडोसोम-लाइसोसोम ट्रैफिक लेट एंडोसोम्स की परिपक्वता और लाइसोसोम के साथ उनके संलयन की मध्यस्थता करता है। एक अन्य लेट एंडोसोमल GTPase, Rab9, लेट एंडोसोम्स से ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क (TGN) में तस्करी की मध्यस्थता करता है। आरबी1, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर) निकास स्थलों पर स्थित है और प्री-गोल्गी इंटरमीडिएट कम्पार्टमेंट (आईसी), ईआर-गोल्गी तस्करी की मध्यस्थता करता है। IC पर स्थित Rab2, गोल्गी-ईआर तस्करी को भी नियंत्रित कर सकता है। Rab6 मुख्य रूप से पुटिकाओं की इंट्रा-गोल्गी तस्करी के लिए जाना जाता है। Rab8 TGN से प्लाज्मा झिल्ली तक संवैधानिक तस्करी की मध्यस्थता करता है, जबकि Rab3 और Rab27 विभिन्न प्रकार की विनियमित एक्सोसाइटिक घटनाओं की मध्यस्थता करते हैं। Rab22 TGN और प्रारंभिक एंडोसोम के बीच तस्करी की मध्यस्थता करता है और इसके विपरीत। अंत में, बहुकोशिकीय शरीर (एमवीबी) -निर्भर स्राव के लिए, आरबी 11, आरबी 35 और आरबी 27 को एक्सोसोम स्राव को बढ़ावा देने के लिए दिखाया गया है और एंडोसाइटिक मार्ग के साथ विभिन्न एमवीबी पर कार्य कर सकता है। एमवीबी: बहुकोशिकीय शरीर; टीजीएन: ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क।

एंडोसाइटोसिस और पुनर्चक्रण एंडोसोम मार्गों के संबंध में, आरबी 5 प्रारंभिक एंडोसोम, फागोसोम, प्लाज्मा झिल्ली का निवासी है, और क्लैथ्रिन-लेपित पुटिकाओं को शामिल करते हुए एंडोसाइटोसिस की मध्यस्थता करता है। Rab11 और Rab25 धीमे एंडोसोम पुनर्चक्रण में भाग लेते हैं और Rab4 प्रारंभिक एंडोसोम आबादी से एंडोसोम के तेजी से पुनर्चक्रण की सुविधा प्रदान करते हैं। फिर, Rab7 लेट एंडोसोम (LE) की परिपक्वता की मध्यस्थता करता है और फिर LE को क्षरण के लिए लाइसोसोम में ले जाता है। अंत में, Rab9 LE को ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क से जोड़ता है। एक्सोसोम स्राव पर ध्यान केंद्रित करते हुए, कई रोगों के रोगजनन में नए आणविक खिलाड़ी हैं, रब 11 सबसे पहले रिपोर्ट किया गया है [15]। बाद में, एक्सोसोम स्राव में दो नए रबों पर जोर दिया गया, आरबी 27 और आरबी 35, दोनों ने प्लाज्मा झिल्ली को बहुकोशिकीय निकायों (एमवीबी) के डॉकिंग की अनुमति दी। Rab2B, Rab5A, Rab9A, Rab11, और सबसे कुशलता से Rab27A और Rab27B के साइलेंसिंग प्रयोगों ने एक्सोसोम [16-18] के स्राव को कम कर दिया। हालाँकि, ये अलग-अलग अवलोकन अलग-अलग कार्गो से समृद्ध एक्सोसोम विविधता से विश्लेषण और प्रभावित सेल प्रकारों के अनुसार भिन्न थे। रब11 और रब35 मुख्य रूप से क्रमशः पुनर्चक्रण और प्रारंभिक छँटाई एंडोसोम के साथ जुड़े हुए हैं, और रब 27 ए/बी देर से एंडोसोमल और स्रावी डिब्बों से जुड़े हैं, जिन्हें अक्सर लाइसोसोम-संबंधित ऑर्गेनेल [9] कहा जाता है। इस प्रकार, देर से एंडोसोम के विभिन्न उपप्रकार अलग-अलग एक्सोसोम उत्पन्न कर सकते हैं [19]। शायद प्रोटीन कार्गो में एक्सोसोम विविधता सेल उत्तेजना के अनुसार विशिष्ट रब प्रोटीन द्वारा विनियमित विभिन्न स्राव यातायात मार्गों के कारण हो सकती है।

इसके अलावा, प्रभावकों के साथ रब अंतःक्रिया पुटिका लक्ष्यीकरण और झिल्ली संलयन को तीन तरीकों से नियंत्रित करती है [20]। सबसे पहले, रैब्स अपने मूल स्थान से पुटिकाओं को साइटोस्केलेटन तत्वों और मोटर प्रोटीन के माध्यम से स्वीकर्ता डिब्बों तक ले जाने में मदद करते हैं। दूसरे, रब प्रभावकारक पुटिका डॉकिंग चरण में झिल्ली की तस्करी को नियंत्रित करते हैं। तीसरा, पुटिकाओं के झिल्ली संलयन में झिल्ली पर SNAREs द्वारा संचालित डॉकिंग है [20]। संक्षेप में, परिभाषित झिल्ली डिब्बों के लिए विभिन्न रब GTPases के विशिष्ट स्थानीयकरण और विशिष्ट तस्करी मार्गों को विनियमित करने की उनकी क्षमता ने उन्हें उपन्यास आणविक लक्ष्यों के रूप में आकर्षक बना दिया है। हालांकि, उनके कैनेटीक्स की पहचान करने में कठिनाइयों के साथ विभिन्न सेल प्रकारों में फ़ंक्शन की विविधता से प्राप्त पुटिका ट्रैफ़िक पर रब GTPases के ओवर-या अंडर-एक्सप्रेशन के सटीक कार्य और प्रभाव के बारे में आंशिक ज्ञान है। नई प्रौद्योगिकियों का विकास, जैसे कि उच्च-रिज़ॉल्यूशन कन्फ़ोकल माइक्रोस्कोपी [21] और सीआरआईएसपीआर/कैस तकनीक, ठोस जानकारी प्राप्त करने में योगदान करते हैं और वेसिकल बायोजेनेसिस और स्राव में रब जीटीपीसेस की भूमिका की अधिक समझ रखते हैं, जो पहले की अज्ञात शारीरिक भूमिकाओं को प्रकट करते हैं और इसलिए इसकी स्वास्थ्य और रोग पर प्रभाव।

बिक्री के लिए सिस्टैंच

रब-मध्यस्थ वेसिकुलर यातायात और रोगरब GTPases द्वारा झिल्ली तस्करी प्रक्रियाओं का सटीक विनियमन प्रभावकों के साथ बातचीत, कार्य और संरचना की अधिकतम दक्षता प्राप्त करने के लिए कोशिकाओं की ध्रुवीयता बनाए रखने और सेल सिग्नलिंग, विभाजन, अस्तित्व और प्रवासन को विनियमित करने पर निर्भर है [22,23]। इस प्रकार, पुटिका तस्करी को विनियमित करने में उनकी प्रासंगिकता ने कई बीमारियों (तालिका 1) के विकास के साथ इसके संबंधों की जांच की है।

रब प्रोटीन कैसे काम करता है और रोग में उनकी भूमिका का तंत्रिका तंत्र की कोशिकाओं में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, जो न्यूरोनल जीवन चक्र, गतिविधि और इंट्रान्यूरोनल जमा संचय [24-27] पर भूमिका का आकलन करता है। विभिन्न न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में, माइटोकॉन्ड्रियल स्तर पर न्यूरॉन्स में पैथोलॉजिकल तंत्र में रब प्रोटीन के परिवर्तन और नियामक भूमिकाओं की जांच की गई है, और ग्लिअल सेल डिसफंक्शन की जांच की गई है। अल्जाइमर, पार्किंसंस, हंटिंगटन कोरिया, एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस और चारकोट-मैरी-टूथ रोगों [25] में, रब प्रोटीन के परिवर्तनों की पहचान की गई है। हालांकि रब प्रोटीन परिवर्तन उन सभी में रोग का प्राथमिक कारण नहीं है, यहां तक ​​कि एक परिणाम होने के नाते भी। Rab7, Rab28, और Rab11 म्यूटेशन चारकोट-मैरी-टूथ रोग का प्राथमिक कारण हैं और पार्किंसंस रोग में Rab39B [28-31]। झिल्ली तस्करी पर RabGTases के माध्यमिक प्रभाव कई अन्य बीमारियों में देखे गए हैं (16 में विस्तृत समीक्षा देखें)। रब प्रोटीन के संभावित परिवर्तनों में शामिल तंत्र की जटिलता का एक उदाहरण पार्किंसंस रोग [32] पर किए गए अध्ययन हैं। रब39बी म्यूटेशन से जुड़े, रैब29, रब5ए, और रब7 की पहचान लेवी के शरीर [31] के साथ विरासत में मिली शुरुआती शुरुआत में होने वाले पार्किंसंस रोग में की गई है। इसके विपरीत, Rab11 कई फेनोटाइप को बचाता है, जैसे कि लेवी प्रोटीन का संचय [33]। रब और वेसिकुलर ट्रैफिक मैकेनिज्म के विश्लेषण में अनुसंधान यह समझने में मदद कर सकता है कि न्यूरॉन्स को क्या जीवित रखता है और न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में इसकी भूमिका क्या है।

हृदय रोगों में भी प्रासंगिक जानकारी प्राप्त हुई है। मायोकार्डियम में आरबी 1 की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति प्रोटीन के उप-कोशिकीय स्थानीयकरण को विकृत करती है और हृदय अतिवृद्धि और विफलता का कारण बनने के लिए पर्याप्त है [34]। मायोसाइट्स में, रब9-आश्रित ऑटोफैगोसोम क्षतिग्रस्त माइटोकॉन्ड्रिया को पहचानते हैं और संलग्न करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप इस्किमिया-रीपरफ्यूजन (आईआर) ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण में परिवर्तन होता है, अंततः कार्डियोमायोसाइट व्यवहार्यता कम हो जाती है [35-37]। एल्ब्यूमिन्यूरिया के साथ मधुमेह के रोगियों में, एक जीनोम-वाइड एसोसिएशन अध्ययन ने एल्ब्यूमिन्यूरिया से जुड़े रब 38 के एक आनुवंशिक स्थान की पहचान की, जो एल्बुमिनुरिया को प्रभावित करने वाले उपन्यास मार्गों को उजागर करता है [38]।

प्लेटलेट्स में, हेमोस्टेसिस और थ्रोम्बिसिस के साथ-साथ ऊतक पुनर्जनन, सूजन, और मेटास्टेसिस पर भंडारण, पैकेजिंग, और भंडारण पुटिकाओं से एक्सोसोम की रिहाई पर उनके संभावित चिकित्सीय प्रभावों के कारण बड़े पैमाने पर अध्ययन किया जाता है [39]। विदेशी निकायों और एपोप्टोटिक कोशिकाओं को निगलने, मारने और संसाधित करने और प्रतिरक्षा कोशिकाओं को एंटीजन पेश करने के लिए फागोसाइटोसिस में भूमिका को प्रतिरक्षा प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के रूप में पहचाना गया है [40]। IR चोट में, Rph3A के माध्यम से Rab21 के माध्यम से एक फॉस्फोराइलेशन-विनियमित ध्रुवीकरण तंत्र भड़काऊ प्रतिक्रियाओं के दौरान एंडोथेलियल कोशिकाओं को न्युट्रोफिल आसंजन के लिए महत्वपूर्ण है [41]। मेंयकृत, इंटरफेरॉन नियामक कारक 1 Rab27a प्रतिलेखन और बाह्य कोशिकीय स्राव को नियंत्रित करता है, जिससे न्युट्रोफिल के ऑक्सीकृत फॉस्फोलिपिड सक्रियण और बाद में यकृत IR चोट [42] हो जाती है।

झिल्ली तस्करी में रब GTPases के महत्व को देखते हुए, और मानव स्वास्थ्य के लिए इस प्रक्रिया की प्रासंगिकता [22], शायद यह आश्चर्यजनक है कि केवल सीमित संख्या में आनुवंशिक रोग ही रब की शिथिलता से जुड़े हैं। कई रब आइसोफोर्म और तस्करी के रास्ते का अस्तित्व संभवतः मनुष्यों को अलग-अलग रब-एन्कोडिंग जीन में उत्परिवर्तन के प्रति कम संवेदनशील बनाता है।

3.1. गुर्दे में स्वास्थ्य और रोग में रब-मध्यस्थता क्रिया

गुर्देसंरचना के विभिन्न स्तरों पर विशेष कोशिकाओं की गतिविधि के माध्यम से मात्रा तरल पदार्थ और इलेक्ट्रोलाइट्स के होमोस्टैसिस को बनाए रखने के लिए एक महत्वपूर्ण अंग हैं। इनमें से एक के खराब होने से दूसरे पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जिससे में उत्तरोत्तर कमी आती हैगुर्दे समारोहएक क्रॉनिक की ओर बढ़ रहा हैगुर्दे की बीमारी(सीकेडी), जो सामान्य आबादी में अत्यधिक प्रचलित है, लगभग 10 प्रतिशत। अधिकांश कोशिकाएं ऊतकों में और विशेष रूप सेगुर्देध्रुवीकृत होते हैं और आमतौर पर दो अलग-अलग प्लाज्मा झिल्ली डोमेन होते हैं- एक एपिकल और एक बेसोलेटरल झिल्ली- जो प्रोटीन और लिपिड के ध्रुवीकृत तस्करी का परिणाम है। मेंगुर्देग्लोमेरुलसपोडोसाइट्स अत्यधिक विभेदित रेमिफाइड कोशिकाएं हैं जिनकी संवहनी एंडोथेलियल और मेसेंजियल कोशिकाओं के सहयोग से निस्पंदन अवरोध [53] के रखरखाव में एक प्रमुख भूमिका होती है। नलिकाओं में, कोशिकाओं में विभिन्न कार्यों के लिए विशेषीकृत कई तंत्र होते हैं और एंडोथेलियल-मेसेनकाइमल अनुवाद में वे भड़काऊ तंत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। के विभिन्न सेलुलर घटकों में Rab GTPase के बारे में ज्ञानगुर्देस्थापित किया गया है, हालांकि आज स्वास्थ्य और रोग में प्रासंगिकता सीमित है। में रब GTPase की भूमिका को समझने में प्रगतिगुर्दाट्यूबलर क्षति के विकास और मरम्मत में एक्सोसिस्ट कॉम्प्लेक्स की अभिव्यक्ति और गतिविधि का आकलन करने से प्राप्त किया गया है, कम आवृत्ति आनुवंशिक नेफ्रोपैथी या उच्च रक्तचाप से प्रेरित रब प्रोटीन में परिवर्तन की पहचान की गई है, या प्रोटीनुरिया के मॉडल में ग्लोमेरुलर और ट्यूबलर दोनों में पैथोलॉजिकल अभिव्यक्ति का आकलन किया गया है। . इसी तरह, एक्सोसोम स्राव में भूमिका की भी जांच की गई। संस्कृतिगुर्दे प्रकोष्ठोंऔर विवो मॉडल में उन तंत्रों की खोज के लिए उपयोग किया गया है जिनमें रब प्रोटीन शामिल थे। उदाहरण के लिए, ड्रोसोफिला के नेफ्रोसाइट्स, पॉडोसाइट्स के एनालॉग, और ट्यूबलर कोशिकाएं एक ही समय में आनुवंशिक हेरफेर का उपयोग करके रब कार्यों का परीक्षण करने के लिए एक उपकरण प्रदान करती हैं। तालिका 2 में, रब की भागीदारी के बारे में ज्ञान का सारांशगुर्देफिजियोलॉजी और पैथोलॉजिकल स्टेट्स प्रस्तुत किए गए हैं। एक्सोसिस्ट एक अत्यधिक संरक्षित आठ-सबयूनिट प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है, जो ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क से विभिन्न साइटों में स्थानांतरित होने वाले एक्सोसाइटिक वेसिकल्स के लक्ष्यीकरण और डॉकिंग में शामिल है।गुर्देकोशिकाएं [54]। एक्सोसिस्ट के कई कार्यगुर्दाविभिन्न छोटे नियामक GTPases के परिणाम हैं, जो प्राथमिक सिलियोग्नेसिस, सिस्टोजेनेसिस और ट्यूबुलोजेनेसिस में शामिल हैं। मरम्मत की भूमिकागुर्देनलिका उपकला कोशिकाओं के बाद एकतीव्रगुर्दे की चोट[55] को भी मान्यता दी गई है।

3.1.1. पोडोसाइट्स

फू एट अल।, नेफ्रोसाइट्स में 27 अलग-अलग रब की पहचान की, ग्यारह कार्यात्मक थे और उनमें से पांच कार्यक्षमता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण थे, और तीन आवश्यक थे। साइलेंसिंग Rab5 ने एंडोसाइटोसिस को विनियमित करने में अपनी भूमिका की पहचान की। रब7 और रब 11 में ऐसा करते समय प्रोटीन क्षरण और झिल्ली पुनर्चक्रण में परिवर्तन देखे गए। इन जीनों को शांत करने के परिणामस्वरूप, पुटिकाओं के संगठन में व्यवधान, निस्पंदन अवरोध की अखंडता और प्रोटीन पुनर्अवशोषण के प्रभारी उप-कोशिकीय संरचनाएं देखी गईं [56]। स्टेरॉयड-प्रतिरोधी नेफ्रोटिक सिंड्रोम (एसआरएनएस) एक कम आवृत्ति वाली बीमारी है जिसमें बच्चों में 30 प्रतिशत मामले जीन उत्परिवर्तन के कारण होते हैं, फोकल ग्लोमेरुलोस्क्लेरोसिस (एफएसजीएस) के हिस्टोलॉजिकल घावों के साथ, वयस्कों में एक सिंड्रोम कम होता है। TBC1D8B जीन (TBC1domain परिवार) में मिसेज़ म्यूटेशन में, X-लिंक्ड अर्ली-ऑनसेट SRNS वाले दो परिवारों में देखा गया, Rab11b GTPase-एक्टिवेटिंग प्रोटीन की कमी, वास्तु परिवर्तन के भीतर एक पॉडोसाइट का अवलोकन करना और आंतरिककरण की कमी के परिणामस्वरूप माइग्रेशन दोष और पुनर्चक्रण प्रक्रियाएं [46]। काम्प एट अल। इस उत्परिवर्तन के साथ पांच और परिवारों का वर्णन किया और ड्रोसोफिला मॉडल में, प्रक्रिया में रब11 के निहितार्थ की पुष्टि की [57]। SRNS के कारण के रूप में पहचाने जाने वाले अन्य उत्परिवर्तन, GAPVD1 जीन, (एंडोसोमल रेगुलेटर) में थे, और संभवतः ANKFY1 जीन (एंकिरिन रिपीट और FYVE डोमेन युक्त 1) में थे। दोनों जीनों ने Rab5 के साथ बातचीत की और उत्परिवर्तन ने GTP-बद्ध RAB5 के लिए बाध्यकारी रूप से वृद्धि की। GAPVD1 और नेफ्रिन की परस्पर क्रिया, स्लिट डायफ्राम में एक संरचनात्मक प्रोटीन कुंजी, यह बताती है कि नेफ्रिन की एंडोसाइटिक तस्करी SRNS [45] के आरएबी 5- मध्यस्थता रोगजनन में एक भूमिका निभा सकती है।

3.1.2. गुर्दे की नली

ट्यूबलर कार्य, मुख्य रूप से वे जो प्रोटीन पुनर्अवशोषण में शामिल होते हैं, वेसिकुलर ट्रैफिक में परिवर्तन से काफी हद तक प्रभावित होते हैं। फॉन-हुडेड उच्च रक्तचाप से ग्रस्त चूहे में, उच्च रक्तचाप से जुड़े मॉडलगुरदे की बीमारी, Rab38 समीपस्थ नलिका में मूत्र प्रोटीन के उत्सर्जन को प्रभावित करता है। सुसंस्कृत समीपस्थ नलिका LLC-PK1 कोशिकाओं का उपयोग करते हुए, Rab38 mRNA नॉकडाउन ने कोलाइडल गोल्ड-युग्मित एल्ब्यूमिन [49] के एंडोसाइटोसिस को कम किया। उपकला ट्यूबलर कोशिकाओं में Rab38 की भूमिका के अलावा, एल्ब्यूमिन अधिभार प्रेरित होने पर एंडोथेलियल मेसेनकाइमल संक्रमण (EMT) और एपोप्टोसिस के विकास की रक्षा में Rab7 की एक प्रासंगिक भूमिका की भी पहचान की गई है। एमएमपी -2, मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनेज -2 के ट्यूबलर सेल-प्रेरित सक्रियण में एल्ब्यूमिन का अधिभार, टाइप IV कोलेजन को नीचा दिखाता है और ट्यूबलर बेसल झिल्ली का मोटा होना कम करता है। Rab7 overexpression MMP -2 गतिविधि को कम कर देता है जो ट्यूबलर बेसल झिल्ली संरचना को संरक्षित करता है। इस अध्ययन के परिणाम से यह संभावना खुलती है कि Rab7 की सक्रियता के परिणामस्वरूप इंट्राट्यूबुलर फ्लफ्लुइड में प्रोटीन के अधिभार के प्रभाव को बचाने के लिए उपयोगी होगा, जो EMT को कम करता है, जैसे कि मधुमेह अपवृक्कता [50] में होता है। इसके अलावा, Slp 2-a, Rab27A का एक प्रभावकारक, Rab27A के साथ संगीत कार्यक्रम में पॉडोकैलेक्सिन और उसके बाध्यकारी भागीदार, ezrin के शीर्ष लक्ष्यीकरण को नियंत्रित करता है। लेखकों ने स्लिप 2- a-Rab27A कॉम्प्लेक्स [51] के कार्य द्वारा पॉडोकैलिक्सिन के परिवहन के माध्यम से क्लाडिन -2 अभिव्यक्ति का एक मॉडल स्थापित किया, जो तंग जंक्शन प्रोटीन की मात्रा में योगदान देता है। .

अंत में, एकत्रित नलिका में रब प्रोटीन की भूमिका का अध्ययन किया गया है। एक्वापोरिन एक वैसोप्रेसिन-विनियमित जल चैनल प्रोटीन है जो नलिकाओं को इकट्ठा करके आसमाटिक जल पुनर्अवशोषण के लिए जिम्मेदार है। वैसोप्रेसिन की उपस्थिति में, रैब7 और वेक्यूलर प्रोटीन छँटाई 35 (Vps35) AQP2 में वाहन की स्थिति और एपिकल मेम्ब्रेन ट्रैफिकिंग [58] के तहत शुरुआती एंडोसोम में भाग लेते हैं।

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3.1.3. एक्सोसोम रिलीज

एक्सोसोम रिलीज में रब प्रोटीन के प्रभाव का भी मूल्यांकन किया गया है जिसमें रब 27 एक प्रासंगिक भूमिका निभा रहा है। हाल के दो अध्ययनों से पता चलता है कि Rab27 अभिव्यक्ति को बाधित या सक्रिय करने से पॉडोसाइट्स से एक्सोसोम रिलीज में कमी या वृद्धि होती है। इन अध्ययनों के पहले भाग में, KIBRA के ओवरएक्प्रेशन ने Rab27 को स्थिर कर दिया, सर्वव्यापी-प्रोटियासम मार्ग [59] के माध्यम से इसके क्षरण से बचा। दूसरे में, समीपस्थ ट्यूबलर उपकला कोशिकाओं के लिए सूजन प्रतिक्रिया के एक मॉडल में, Rab27a को खटखटाने से CHAC1 / NF-κB मार्ग के माध्यम से अत्यधिक सूजन प्रतिक्रिया को रोक दिया गया। यह miR-26a के इंट्रासेल्युलर संचय के कारण था, जिससे मधुमेह के विकास में देरी हुईगुर्दे की बीमारी [52].

3.2. रब-3ए/रैबफिलिन-3ए कॉम्प्लेक्स इनगुर्दे की बीमारी

जेनेटिक एसोसिएशन अध्ययनों में, हमारे समूह ने सामान्य आबादी से संयुक्त आनुवंशिक और मेटाबॉलिक डेटा का उपयोग करके माइक्रोएल्ब्यूमिन्यूरिया विकसित करने के जोखिम से संबंधित एसएनपी की पहचान की, आरपीएच 3 ए जीन और यूएई [60] के एक बहुरूपता के बीच संबंध का पता लगाया। हाल ही में, स्ट्रॉन्ग हार्ट स्टडी के डेटा में, कुल 277 वेरिएंट्स को जीन RPH3A, RPH3AL (रैबफिलिन 3A लाइक), RAB3IL1 (RAB3A इंटरेक्टिंग प्रोटीन-लाइक 1), और RAB27A को यूएई और जीएफआर प्रोग्रेस के साथ एसोसिएशन विश्लेषण के लिए एनोटेट किया गया था। अधिक समय तक। परिवार की संबद्धता के लिए मिश्रित प्रभाव मॉडल का उपयोग करना और संभावित कन्फ्यूडर के लिए समायोजन करना, RAB3IL1 और RPH3A में बहुरूपता ने संयुक्त अरब अमीरात और जीएफआर स्तरों (अप्रकाशित डेटा) की प्रगति के साथ विचारोत्तेजक महत्वपूर्ण सहयोग दिखाया। इसके अलावा, फ्रामिंघम कोहोर्ट के पिछले अध्ययन में भी संयुक्त अरब अमीरात और RPH3A [61] के बीच संबंध दिखाया गया था।

2003 में, रस्तल्डी एट अल। पॉडोसाइट जीव विज्ञान में संभावित खिलाड़ियों के रूप में Rph3A और Rab3A की जांच की। उस Rph3A के आधार पर, Rab3A को बांधता है, यह उनके लक्ष्य झिल्ली के लिए सिनैप्टिक पुटिकाओं के डॉकिंग के लिए आवश्यक एक जटिल है और जो न्यूरॉन्स में साइटोस्केलेटल प्रोटीन के साथ बांधता है, पोडोसाइट होमियोस्टेसिस [47] के लिए वेसिकल और साइटोस्केलेटल भी महत्वपूर्ण हैं। जटिल Rab3A-Rph3A को न्यूरॉन्स और न्यूरोएंडोक्राइन संरचनाओं के साथ-साथ सामान्य में भी प्रदर्शित किया गया हैगुर्देपैर प्रक्रियाओं में निहित पुटिकाओं के आसपास पोडोसाइट्स में चूहों, चूहों और मनुष्यों से [62,63]। इसके अलावा, फोकल और खंडीय ग्लोमेरुलोस्केलेरोसिस वाले प्रोटीन्यूरिक रोगियों की मानव बायोप्सी में, Rab3A-Rph3A अभिव्यक्ति की वृद्धि की भी पहचान की गई थी [47]। में इन अणुओं की संभावित भूमिकागुर्देउच्च ग्लूकोज आहार वाले Rab3A नॉकआउट चूहों के एक मॉडल में उसी समूह द्वारा क्षति का आगे अध्ययन किया गया था। नॉकआउट चूहों ने पॉडोसाइट क्षति और प्रोटीनूरिया के साथ परिवर्तित पॉडोसाइट एक्टिन प्लास्टिसिटी विकसित की। इसके अलावा, उच्च ग्लूकोज आहार वाले मॉडल में,गुर्देमानव मधुमेह अपवृक्कता के समान घावों को विकसित किया गया था [64]।

हाल के काम में हमारे समूह ने पहचान की है कि Rph3A को ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर के पेरिकार्डियल नेफ्रोसाइट्स में एंडोसाइटिक और एक्सोसाइटिक मार्गों के आणविक मार्करों के साथ व्यक्त और कोलोकलाइज़ किया गया है। नेफ्रोसाइट एक कोशिका है जो पोडोसाइट को जोड़ती है औरगुर्देसमीपस्थ नलिका कार्य करता है और हेमोलिम्फ और माल्पीघियन नलिकाओं से अपशिष्ट उत्पादों को हटाने में शामिल होता है, एक संरचना जिसे समान माना जाता हैगुर्देट्यूबलर सिस्टम [48]। दो अलग-अलग नेफ्रोसाइट आबादी हैं: एसोफैगस (बिन्यूक्लिएट) के चारों ओर माला सेल नेफ्रोसाइट्स और दिल के साथ स्थित पेरीकार्डियल नेफ्रोसाइट्स (मोनोन्यूक्लिएट), दोनों कार्यात्मक, संरचनात्मक और आणविक रूप से मानव पॉडोसाइट्स [65] के समान हैं।

कई अध्ययनों से पता चलता है कि एंडोसाइटिक मार्ग पोडोसाइट के विकास, रखरखाव और क्षति में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और इससे कोशिका आकृति विज्ञान में परिवर्तन हो सकता है [66-68]। Rph3A हस्तक्षेप Rab3a की अभिव्यक्ति को कम करता है और ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर क्रुप्पेल-जैसे फैक्टर 15 (KLF15) का ड्रोसोफिला ऑर्थोलॉग जिंक-फिंगर ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर है जो ग्लोमेरुली और इंटरस्टीशियल कोशिकाओं में अत्यधिक व्यक्त किया जाता है। ट्यूबलर और पॉडोसाइट चोट को कम करके, प्रोटीन्यूरिक मॉडल में इसकी सुरक्षात्मक भूमिका होती है,गुर्देफाइब्रोसिस, और मेसेंजियल घाव। ये कम चोट के स्तर एंडोसाइटिक मार्गों में परिवर्तन को बढ़ावा देते हैं जो अंततः सेल भाग्य खो देते हैं [69]। नेफ्रोसाइट्स पर एक रूपात्मक प्रभाव कई स्तरों पर देखा गया था: (ए) बेसमेंट झिल्ली व्यवधान, और (बी) साइटोस्केलेटल संशोधनों के कारण भूलभुलैया चैनलों की अनुपस्थिति और नेफ्रोसाइट हानि (चित्रा 2)।

Rph3A हस्तक्षेप नेफ्रोसाइट संरचना और कार्य में सीधे शामिल जीन की अभिव्यक्ति को भी प्रभावित करता है। प्रोटीन Sns और Kirra, मानव nephrin, और neph1 orthologues, जो क्रमशः नेफ्रोसाइट डायाफ्राम [70] बनाने के लिए अपने बाह्य डोमेन के माध्यम से बातचीत करते हैं, कम (चुप) हो जाते हैं। एसएनएस अभिव्यक्ति की अनुपस्थिति नेफ्रोसाइट संख्या में नाटकीय कमी की ओर ले जाती है, जो हाल के अध्ययनों के अनुरूप है, जिसने इंट्रा-नेफ्रोसाइट एक्टिन संगठन [71] को विनियमित करने में साइटोप्लाज्मिक एसएनएस के महत्व का दस्तावेजीकरण किया है। इसके अलावा, क्यूबीलिन-एम्निओनलेस सिस्टम, भूलभुलैया चैनलों में छोटे आकार के प्रोटीन के एंडोसाइटोसिस के प्रभारी [72], भी Rph3A हस्तक्षेप से प्रभावित होता है। नेफ्रोसाइट द्वारा प्रोटीन की मात्रा में कमी से क्यूबिलिन अभिव्यक्ति में कमी और केएलएफ 15 [48] (चित्रा 2) के निम्न स्तर से प्रभावित वेसिकुलर ट्रैफिकिंग में कमी आती है। दोनों प्रणालियों, एसएनएस प्रोटीन, और क्यूबिलिन प्रोटीन, को जीन अभिव्यक्ति में कमी या उनके किसी भी घटक के गलत स्थानीयकरण द्वारा बदला जा सकता है। हमारा अध्ययन आकार और चार्ज-निर्भर निस्पंदन के लिए आवश्यक साइटोस्केलेटल घटकों और नेफ्रोसाइट डायाफ्राम प्रोटीन के बीच पारस्परिक विनियमन की भूमिका पर प्रकाश डालता है और रब 3 ए नॉकआउट चूहों के मॉडल में पिछले परिणामों का समर्थन करने के लिए डेटा प्रदान करता है, जो प्रोटीनमेह को प्रेरित करता है औरगुर्देअपर्याप्तता [64]।

इसके साथ ही, हमारे समूह ने उच्च ग्लूकोज और एंजियोटेंसिन II के प्रभाव का मानव अमर पोडोसाइट्स में Rab3A-Rph3A प्रणाली पर और उच्च रक्तचाप और मधुमेह के रोगियों के मूत्र कोशिका छर्रों में प्रभाव का विश्लेषण किया है [73]। हमारे परिणामों ने सुझाव दिया कि Rab3A Rph3A प्रणाली घायल पॉडोसाइट्स में देखे गए परिवर्तनों में शामिल हो सकती है और इस प्रणाली द्वारा निर्देशित वेसिकुलर परिवहन वृद्धि के माध्यम से क्षति को कम करने के लिए एक तंत्र को सक्रिय किया जा सकता है। अंत में, हमारे समूह के प्रारंभिक आंकड़ों में पाया गया कि Rph3A को ड्रोसोफिला मायोकार्डियोसाइट्स में भी व्यक्त किया जाता है, और Rph3A साइलेंसिंग का फाइबर और कार्यात्मक हृदय मापदंडों के संगठन पर एक मजबूत प्रभाव पड़ा [74]। संक्षेप में, Rab3A-Rph3A सिस्टम इसमें भूमिका निभाता हैगुर्दाक्षति तंत्र। यह सहवर्ती अंग शिथिलता में भूमिका निभा सकता है या नहीं, यह अनुसंधान का एक आकर्षक क्षेत्र बन गया है जिस पर भविष्य में ध्यान देने की आवश्यकता है।

4। निष्कर्ष

Rab-GTPases प्रोटीन होते हैं जो कोशिकाओं और ऑर्गेनेल के अंदर और बाहर कार्गो ले जाने वाले पुटिकाओं के अंतर-कम्पार्टमेंटल परिवहन में मध्यस्थता करते हैं। कोशिकाओं में पुटिका तस्करी के नियमन में रैब्स की प्रमुख भूमिका होती है, जो कई सेलुलर प्रक्रियाओं, जैसे कि सेल प्रसार, कोशिका पोषण, जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया, माइटोसिस और एपोप्टोसिस के अभिन्न अंग हैं। इस प्रकार, रैब्स कैंसर, हृदय रोग, प्रतिरक्षा संबंधी विकार और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों जैसे कई रोगों में संभावित आणविक लक्ष्य हैं। हालांकि, विशिष्ट अंगों में परिवर्तित रब अभिव्यक्ति के प्रभाव को कम समझा जाता है, जहां वेसिकुलर तस्करी की उनकी संरचना और कार्य पर उच्च प्रासंगिकता होती है, जैसे किगुर्दा।हाल के अध्ययनों ने आकारिकी, कोशिका हानि, और निस्पंदन कार्य में Rab3A-Rph3A कॉम्प्लेक्स के महत्व को प्रकट किया है।गुर्दा. इसके अलावा, हाल ही में ड्रोसोफिला दिल में, इसे रोगजनन में एक नया आणविक खिलाड़ी बना रहा हैगुर्देऔर कार्डियक डिसफंक्शन और संभावित चिकित्सीय अनुप्रयोगों के साथ रुचि का एक वर्तमान क्षेत्र होने के नाते। इस समय, कार्रवाई के सटीक तंत्र के बारे में कई प्रश्न अनुत्तरित हैं और भविष्य के शोध की आवश्यकता होगी।

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