The effect of LJ-1888 on obstructive nephropathy

Abstract

The incidence and prevalence of chronic kidney disease (CKD) is increasing worldwide. The current pharmacological treatment for CKD is, however, limited to the use of renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) inhibitors. Adenosine is known to be present in a normal kidney and is significantly elevated in response to the cellular damage. All 4 known subtypes of adenosine receptors (ARs) such as A1AR, A2AAR, A2BAR, and A3AR are expressed in the kidney, but the function of A3AR is not fully understood. The present study was performed to investigate the therapeutic effect of LJ-1888 which is the newly developed potent, selective, species-independent, and orally active A3AR antagonist on the unilateral ureteral obstruction (UUO)-induced renal fibrosis. In this study, α-SMA, fibronectin, and collagen I mRNA and protein expression were significantly upregulated in the obstructed kidneys compared to the sham kidneys. All 4 subtypes of AR mRNA expression were increased in the obstructed kidneys and among them increased A3AR mRNA expression was the most significant. Pretreatment of LJ-1888 effectively inhibited elevation of TGF-β1, α-SMA, fibronectin, and collagen I expression in a dose dependent manner. Masson’s trichrome staining also revealed that LJ-1888 treatment effectively reduced interstitial collagen accumulation induced by UUO. As a possible mechanism, UUO-induced phosphorylation of JNK and ERK were significantly reduced by LJ-1888. Furthermore, delayed administration of 10 mg/kg LJ-1888 showed equivalent therapeutic effect in the tubulointerstitial fibrosis as losartan. UUO-induced collagen I and fibronectin protein expression were effectively reduced by LJ-1888 or losartan, alone or in combination. Combination therapy of LJ-1888 and losartan showed synergistic effect that reduced TGF-β1, collagen I, and fibronectin mRNA upregulation and reversed E-cadherin protein downregulation. Therapeutic effect of various A3AR antagonists on TGF-β1-induced collagen upregulation was confirmed in mProx cells. In conclusion, the present data demonstrated that A3AR antagonist, LJ-1888, not only blocked the development of tubulointerstitial fibrosis but also attenuated the progression of renal fibrosis and suggest that LJ-1888 may become a new therapeutic modality in renal interstitial fibrosis.;만성신장병은 인구의 고령화로 그 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. 본 연구에서 이용한 A3AR 수용체 길항제인 LJ-1888은 매우 효과적이고 선택적이면서도 종간 비특이적으로 작용하는 약물로 만성신장병 모델인 편측 요로 폐쇄(Unilateral ureteral obstruction: UUO) 모델에 투여하여 신장섬유화 발병과 진행에 미치는 영향을 검색하였다. UUO 신장 내 α-SMA, fibronectin 그리고 collagen I 의 mRNA와 단백발현은 sham 신장에 비해 유의하게 증가되어 신장섬유화가 진행되었음을 확인하였다. 또한, UUO 신장 내에서 4가지 아데노신 수용체가 모두 유의하게 증가하였으며 그 중에서 A3AR이 가장 큰 증가 폭을 보였다. 5일 UUO 모델에서 증가된 α-SMA, fibronectin 그리고 collagen I의 발현은 LJ-1888 5일 전처리에 의해 유의적으로 감소하였다. Masson’s trichrome 염색을 통해 관찰된 UUO 신장 내 collagen 축적 역시 LJ-1888에 의하여 억제되었다. 또한, UUO 신장 내에서 증가된 JNK와 ERK의 인산화는 LJ-1888에 의해 효과적으로 감소하였으며 이를 미루어 볼 때 LJ-1888의 신장보호기전은 MAPK를 경유하는 것으로 예상된다. 이어서 이미 신장섬유화가 진행된 UUO 신장에서 LJ-1888의 효과를 관찰하기 위해 UUO 유도 3일 후 10 mg/kg의 LJ-1888을 7일간 투여하였다. UUO 신장 내에서 증가된 collagen I과 fibronectin의 단백발현은 LJ-1888에 의해 효과적으로 감소되었으며 같은 용량의 losartan 단독투여 또는 병용투여에 의해 비슷한 치료효과를 보여주었다. 또한, TGF-β1, collagen I 그리고 fibronectin의 mRNA 발현의 증가와 E-cadherin 단백발현의 감소는 두 약물의 병용투여에 의해 효과적으로 역전되어 LJ-1888과 losartan, 두 약물의 상승작용을 보여주었다. TGF-β1을 처리한 mProx 세포에서 증가된 collagen I의 mRNA 발현 또한 다양한 A3AR 길항제에 의해 효과적으로 감소하였다. 이상의 결과로 미루어보아, A3AR 길항제인 LJ-1888은 신장섬유화를 예방할 뿐만 아니라 그 진행 또한 효과적으로 억제할 수 있으며, 만성신장병을 치료하는 효과적인 전략이 될 수 있음을 시사하였다.