Renoprotective effect of LJ-2698, a novel orally active and species-independent adenosine A3 receptor antagonist, in diabetic db/db mice

Abstract

Diabetic kidney disease (DKD) is the leading cause of end stage kidney disease, and the current pharmacological treatment for DKD is limited to renin-angiotensin system inhibitors. Adenosine is detectable in the kidney and significantly elevated in response to cellular damage. While all 4 known subtypes of adenosine receptors such as A1AR, A2AAR, A2BAR, and A3AR are expressed in the kidney, the previous study has demonstrated that a novel orally active and selective A3AR antagonist, LJ-1888 ameliorates unilateral ureteral obstruction-induced tubulointerstitial fibrosis. The present study examined preventive effects of LJ-2698, [(2R,3R,4S)-2-[2-chloro-6-(3-chloro benzylamino)-9H-purine-9-yl]-tetrahydrothiophene-3,4-diol], a derivative of LJ-1888, on DKD. In experiment I, leptin receptor deficient C57BLKS/J-db/db mice were administered with LJ-2698 (1.5, 5, 10 mg/kg/day) or vehicle (0.25% carboxymethyl cellulose) for 12 weeks. In experiment II, protective effect of LJ-2698 (10 mg/kg/day) was compared with losartan (1.5 mg/kg/day). LJ-2698 effectively prevented kidney injury such as albuminuria, glomerular hypertrophy, tubular injury, podocyte injury, fibrosis, and inflammation as well as oxidative stress in diabetic mice as much as losartan. In addition, both LJ-2698 and losartan treatment effectively inhibited lipid accumulation associated with improvement of mitochondrial biogenesis. Taken together, the present study suggests that LJ-2698, a selective A3 antagonist may become a novel therapeutic agent against DKD.;당뇨병성신증은 말기신부전을 유발하는 가장 흔한 원인 질환이며, 대표적인 병리학적 특징은 사구체와 세뇨관 간질의 섬유화이다. 인구의 고령화로 당뇨병성신증의 유병률과 발병률이 증가하고 있지만 레닌-안지오텐신 계 억제제 이외에는 탁월한 치료법이 부재한 상태이다. 아데노신은 정상 신장조직 내에 존재하며 염증이나 허혈과 같은 세포손상에 반응하여 그 농도가 즉각적으로 증가한다. 아데노신의 4가지 수용체인 A1AR, A2aAR, A2bAR 그리고 A3AR은 모두 신장조직 내에서 발현하는 것이 알려져 있으나 그 역할에 대해서는 아직까지 연구가 미흡하다. 지금까지의 연구들에서 A3AR이 당뇨병환자와 흰쥐 모델 신장에서 증가되어있는 것이 확인되었으며, 이전 연구에서 편측요로폐쇄 모델에서도 A3AR이 가장 큰 증가 폭을 보였다. A3AR 수용체에 대한 선택적 길항제인 LJ-2698은 종간 비특이적으로 작용하는 매우 효과적인 약물로, 본 연구에서는 제 2형 당뇨병성신증 모델인 leptin이 결핍된 db/db 생쥐에 LJ-2698을 투여하여 당뇨병성신손상 진행에 미치는 영향을 검색하였다. db/db 생쥐에 LJ-2698을 용량의존적 (1.5, 5, 10 mg/kg/day)으로 투여하였을 때, 10 mg/kg/day의 농도에서 뚜렷한 신보호 효과를 나타내었다. LJ-2698 10 mg/kg/day가 db/db에서 증가된 요중알부민, 혈청 cystatin C, 요중 KIM-1, 그리고 사구체 비대를 양성 대조군인 losartan 1.5 mg/kg/day만큼 감소시켰다. 신장내의 섬유화, 염증 그리고 산화성 스트레스도 LJ-2698에 의해 유의하게 감소되었으며, db/db에서 Oil-red-O를 통해 보여진 지방의 축적 또한 LJ-2698로 인해 개선되었다. 지방의 축적을 유발하는 주요원인으로 알려진 미토콘드리아의 기능장애현상도 LJ-2698에 의해 유의적으로 개선되었다. 결론적으로, 본 연구결과를 통해 LJ-2698이 신장의 섬유화, 염증, 산화성 스트레스로 대표되는 당뇨병성신증을 완화시키고, 생체 내 미토콘드리아 생성관련 유전자들의 발현을 높임으로써 신장 내의 지방축적을 효과적으로 개선시킬 수 있음을 확인하였다. 이상의 결과들을 토대로, A3AR 길항제인 LJ-2698을 당뇨병성신증에 효과적인 새로운 치료 전략으로 제시할 수 있다.