요로 표피 성장 인자: 신장 질환의 유망한 "차세대" 바이오마커
Jul 12, 2024
키워드바이오마커 · 표피성장인자 ·신장 질환· 소변
추상적인 배경:
그만큼표피 성장 인자(EGF)신장, 특히 Henle 고리와 원위곡세뇨관에서 생성되는 구형 단백질입니다. EGF는 혈장에는 존재하지 않거나 거의 검출되지 않지만, 정상인의 소변에는 존재합니다. 지금까지는 위험 계층화와만성 신장 질환(CKD)진단은 추정에 의존해 왔다d 사구체 여과율(eGFR) 및 소변 알부민/크레아티닌 비율(ACR)은 둘 다 사구체 기능 또는 손상을 반영합니다. 반면에 세뇨관 기능 장애는 신부전과 연관될 수도 있습니다.
요약: 소변 EGF(uEGF) 감소는 세뇨관 위축 및 간질성 섬유증을 나타내기 때문에 이 바이오마커는 eGFR 및 uACR과 함께 CKD의 위험 평가 및 진단을 위해 일반 인구 집단에서 사용될 수 있습니다. uEGF 수준은 신장내 EGF mRNA 발현과 상관관계가 있는 것으로 나타났으며 다양한 사구체 및 비사구체 신장 질환에서 감소하는 것으로 밝혀졌습니다.
핵심 메시지: uEGF, uEGF/크레아티닌 또는 uEGF/단핵구 화학주성 펩타이드-1는 단일 바이오마커 또는 다중 바이오마커의 일부로 추가 조사가 필요한 다양한 신장 질환과 연결된 가능한 "신세대" 바이오마커입니다. 패널.
소개
그만큼표피 성장 인자(EGF)는 1950년대 초 Stanley Cohen에 의해 처음 발견되었습니다[1]. 큰 분자량(MW) 복합체(MW: 약 74,000 Da)는 수컷 마우스 악하선의 조질 균질액에서 거의 전적으로 확인되었으며, EGF(MW: 6,045 Da)와 EGF-로 가역적으로 분리될 수 있습니다. 아르기닐-에스테라제 활성을 갖는 결합 단백질(MW: 29,000 Da) [2]. 게다가, EGF는 신장(특히 헨레고리 및 원위곡세관)과 소변[3], 타액[4], 귀밑샘[5], 우유, 눈물 등을 포함한 많은 인간 조직과 체액에서 발견되었습니다. 혈장 내 최소 농도 [4]. 혈소판은 인간의 혈액 EGF의 주요 공급원이며, 샘플 수집 후 응고 중에 농도가 꾸준히 증가합니다[6].
그림 1. EGF는 상대 MW가 약 6,{4}} Da인 53-아미노산 단일 사슬 폴리펩티드입니다. b 염색체 4(q25–q27)에는 크기가 대략 120kb인 EGF 유전자가 포함되어 있습니다. c ErbB 수용체 계열의 구성원인 EGFR의 구조: 4개의 하위 도메인이 있는 세포외 도메인, 친유성 막횡단 영역 및 세포내 도메인이 EGFR을 구성합니다. d EGFR 활성화 하류의 신호 전달 경로에는 JAK-STAT 경로, PI3K/Akt/NF-B 경로, PI3K/Akt/PTEN/mTOR 경로 및 RAS-RAF-MEKERK MAPK 네트워크가 포함됩니다. EGFR, 표피 성장 인자 수용체; PI3K, 포스포이노시티드 3-키나제; JAK-STAT, Janus 키나제 신호 변환기 및 전사 활성화제; ERK, 세포외 신호 조절 키나제.
EGF는 3개의 분자내 이황화 결합을 갖는 53개의 아미노산으로 구성된 투석이 불가능하고 컴팩트하며 열에 안정한 인간 폴리펩티드[7]입니다(그림 1a)[8]. 페닐알라닌, 알라닌, 라이신을 제외한 모든 아미노산이 존재하며 C 말단에 아르기닌 잔기가 있습니다 [2]. EGF 유전자는 24개의 엑손과 23개의 인트론을 가지고 있으며 염색체 4q25-q27에서 발견됩니다(그림 1b)[9].
EGF는 EGF 수용체의 가용성 세포외 도메인에 1:1로 결합하여 세포 증식, 분화 및 생존을 촉진하여 EGF 수용체의 가용성 세포외 도메인 2EGF:2의 복합체를 생성합니다(그림 1c)[10, 11]. 이 리간드에 의해 유도된 이량체화는 수용체의 내재적인 단백질-티로신 키나제 활성을 활성화시켜(그림 1d), 세포 내에서 신호 전달 계통을 촉발하고 다양한 생화학적 변화를 일으킵니다. 이는 결국 DNA 합성과 세포 증식으로 이어진다[12]. 신장에서 EGF는 세포 대사 및 사구체 혈역학 조절, 세포 성장 조절, 손상 후 신장 복구와 같은 여러 생물학적 기능을 발휘합니다. 급성 신부전의 실험 모델에서는 EGF가 재생 경로를 활성화하여 세뇨관 회복을 돕고 손상된 세뇨관의 재상피화를 가져오는 것으로 나타났습니다[14]. 포스포이노시티드 3-키나제, 야누스 키나제 신호 변환기 및 전사 활성화제, 세포외 신호 조절 키나제 경로[15, 16]와의 누화를 통해 요중 EGF(uEGF)의 높은 수준은 기능적 세뇨관 종괴 및 재생 잠재력 [17]. 대조적으로, 낮은 uEGF 농도는 간질성 섬유증 및 세뇨관 위축(IFTA)과 관련이 있습니다[18]. 게다가, 신장질환 환자의 소변에서 검출되어 여러 연구에서 보고된 EGF 단백질은 proEGF일 수 있습니다[19].
본 리뷰에서는 일반 인구뿐만 아니라 만성 신장 질환(CKD, 당뇨병성 신장 질환[DKD], 원발성 사구체신염, 신장 이식, 다낭성 신장 질환). 게다가, 우리는 이 연구 분야에서 잠재적으로 충족되지 않은 요구 사항을 강조합니다.
분석적 측면
방사선면역분석법[20-22], 방사선수용체 분석법[23], 효소 면역분석법[24-26], 효소 결합 면역흡착 분석법(ELISA)과 같은 다양한 원리를 기반으로 인체 체액의 EGF 농도를 측정하기 위한 여러 방법이 개발되었습니다. ) [27-30] 및 초미세 ELISA 분석 [31]. 표 1은 다양한 기술의 기능에 대한 개요를 제공합니다.
Because of serum protein matrix effects, the sensitivity of radioimmunoassays and radioreceptor assays for EGF analysis in the blood is insufficient without sample pretreatment (gel filtration or immunoaffinity chromatography) [33, 34]. Although no sample preparation is required for enzyme immunoassays, routine usage of these tests is problematic due to the fluorogenic substrates for the enzyme reaction [24–26]. ELISA is the gold standard for measuring EGF because of its great sensitivity and specificity. The effect of various storage conditions on uEGF stability, as well as other preanalytical techniques, has been investigated. VEGF concentrations were steady at 4°C for 48 h, as did variability as the standard deviation of mean uEGF values. Long-term storage at −80°C for 1 and 2 months did not affect the observed uEGF concentrations. However, after 6 months, there was an increase in VEGF levels in both participants and quality control samples. The mean VEGF levels were unaffected by repeated freeze-thaw cycles [35]. There is no diurnal variation in uEGF excretion, and its rate of excretion is similar when sampled on consecutive days, supporting its measurement in spot urine samples [32]. With age, the concentration of VEGF declines [36]. So, age should always be taken into account when investigating uEGF concentration [37]. EGF concentration is less likely than serum creatinine and albuminuria to be confounded by extrarenal factors, which may contribute to its evaluation and sensitivity as a biomarker for kidney failure [38]. In patients with very low or very high muscle mass, serum creatinine and estimated glomerular filtration rate (eGFR) do not correctly reflect renal function. EGF/Cr may provide a more realistic picture of the amount of chronic kidney impairment in such circumstances. When monitoring the uEGF/Cr ratio in the same individual over time, changes are considered significant when there is a difference of >이전 값 [19]에 비해 30%.
일반 인구
Tubular atrophy, interstitial fibrosis, and nephron loss define age-related glomerular filtration rate (GFR) reduction in seemingly healthy persons [39]. The amounts of mRNA EGF expressed by distal tubular epithelial cells are an indication of functional tubular mass and regeneration capability and are connected to GFR [17]. Aside from the traditional kidney damage indicators (eGFR and albuminutia), additional urine biomarkers of acute tubular injury have been identified [40]. However, only a few indicators reveal the persistent tubular injury. In population-level settings, uEGF could be a clinically applicable biomarker because it is stable over extended periods and can be reliably detected with just a few microliters of urine. In a prospective longitudinal study (follow-up of >5 years), the association between uEGF and rapid eGFR loss in subjects without diabetes mellitus (DM) or established CKD was investigated [38]. Because well-defined endpoints for CKD progression such as the incidence of end-stage kidney disease (ESKD), a doubling of serum creatinine, or a 30–40% decrease in eGFR are unlikely to occur in healthy subjects within a limited follow-up period [41], a fast eGFR decline was defined as a loss >3.0 mL/min/1.73 m2/년. 낮은 uEGF는 2개의 유럽 인구 집단(1,249명의 환자를 포함하는 Renal Iohexol Clearance Survey[RENIS] 및 환자 4,534명). VEGF 농도는 다른 위험인자와 상관없이 CKD 발생과 높은 연관성을 보였다(표 2). 연령, 성별, 코호트, 기준선 eGFR 및 소변 알부민/크레아티닌 비율(ACR)을 통제한 후에도 연관성은 유의미하게 유지되었습니다. 조정된 모델에서 uEGFR 농도는 RENIS의 평균 eGFR 감소와 미미한 관계만 가졌습니다. PREVENT 연구에서 가장 어린 연령층에서는 eGFR 변화율이 매우 미미하게 감소했습니다. 결과는 정상 범위에서 낮은 eGFR 정밀도에 영향을 받았을 수 있으며, 어떤 경우에는 사전 여과로 인해 하위 모집단에서 eGFR이 비정상적으로 상승했을 수도 있습니다. VEGF는 다른 유전적 또는 환경적 변수와 결합될 때 CKD의 주요 기여 위험 요소가 될 수 있습니다[38]. 한국인 인구에서 EGF 유전자의 한 SNP(rs11569017)가 ESKD와 연관되어 있는 것으로 밝혀졌습니다[9]. RENIS 및 PREVENT 시험에는 주로 백인 유럽 참가자가 참여했기 때문에 향후 연구에서는 다민족 인구 집단에서 uEGF의 효능을 평가해야 한다고 믿습니다[38].
표 2. 일반 인구에서 uEGF와 신장 기능의 관계
