Vitamin D and soluble Klotho inhibit FGF23-mediated cardiac hypertrophy in Chronic Kidney Disease
维生素 D 和可溶性 Klotho 抑制慢性肾病中 FGF23 介导的心脏肥大
基本信息
- 批准号:9396739
- 负责人:
- 金额:$ 3.48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2020-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffectAgonistAnimal ModelAttenuatedBindingBinding ProteinsBlocking AntibodiesBlood PressureCalcineurinCardiacCardiac MyocytesCardiovascular DiseasesCardiovascular systemCause of DeathCellsCessation of lifeChronic Kidney FailureClinicalComplexComplicationDataDepressed moodDialysis procedureDihydroxycholecalciferolsEchocardiographyEndocrineEventExcretory functionFibroblast Growth Factor ReceptorsGeneticGrowthHeartHeart BlockHeart HypertrophyHeart failureHistologyHormonesHypertrophyImpairmentInjectableInjuryIntegral Membrane ProteinKidneyKnock-in MouseMediatingMembraneMetabolicMitogen-Activated Protein KinasesModelingMolecularMorphologyMusMutationMyocardialNephrectomyOutcomePathologicPathologyPatientsPharmacologyProductionProtein IsoformsPublic HealthRattusRenal MassReportingRodentRodent ModelSerumSignal TransductionTestingTherapeuticTimeTissuesVentricular RemodelingVitamin DVitamin D3 ReceptorWorkbonecardiovascular disorder riskcoronary fibrosisdisorder riskexperimental studyfibroblast growth factor 23fibroblast growth factor receptor 4functional lossimprovedinorganic phosphatemortalitymouse modelmutantnovelnovel therapeutic interventionnovel therapeuticsnuclear factors of activated T-cellsphospholipase C gammapressureprotective effectreceptor
项目摘要
PROJECT SUMMARY
Chronic kidney disease (CKD) is a public health problem that increases the risk of cardiovascular disease and
death. By promoting heart failure, cardiac hypertrophy is an important pathology in CKD and affects up to 90%
of patients by the time they reach dialysis. Elevated serum levels of bone-derived fibroblast growth factor
(FGF) 23 are a common, early metabolic complication of CKD that is strongly associated with cardiovascular
events and mortality. In recent experimental studies, we demonstrated that in this context, FGF23 might act as
a causal factor by directly targeting cardiac myocytes and inducing cardiac hypertrophy. We could show that
FGF23 can specifically activate FGF receptor isoform 4 (FGFR4) and subsequent PLCγ/calcineurin/NFAT
signaling leading to hypertrophic growth of cardiac myocytes that occurs independently of elevations in blood
pressure. Administration of an FGFR4-specific blocking antibody reduced cardiac hypertrophy in the 5/6
nephrectomy rat model of CKD, suggesting that pharmacological interference with myocardial FGF23/FGFR4
signaling might serve as a novel cardio-protective therapeutic approach in CKD. Here, we will study if active
vitamin D (VitD) and soluble klotho (sKL), two endocrine factors with known cardio-protective functions and
whose serum levels are significantly reduced in CKD, confer their anti-hypertrophic actions by blocking
FGF23/FGFR4/PLCγ/calcineurin/NFAT signaling in cardiac myocytes. This hypothesis is supported by our
preliminary data showing that sKL and VitD block FGF23-induced hypertrophic growth of cultured cardiac
myocytes. In Aim 1, we will determine if these inhibitory actions of sKL and VitD are associated with a
reduction in FGF23-induced PLCγ and NFAT activity. Our preliminary work indicates that VitD inhibits the
FGFR4/PLCγ interaction in FGF23-stimulated cardiac myocytes, and we will study if activated VitD receptor
(VDR) can directly bind PLCγ and/or FGFR4 to block PLCγ activation post FGF23 treatment. Klotho is a
transmembrane protein that binds to FGFRs and acts as co-receptor for FGF23 in the kidney. Here, we will
determine if sKL can also interact with FGF23 and/or FGFR4 thereby blocking FGF23/FGFR4 binding and
subsequent PLCγ/calcineurin/NFAT signaling in cardiac myocytes. It has been shown that administration of
VitD or sKL in rodent models of CKD reduces cardiac hypertrophy, and our preliminary data in 5/6
nephrectomized rats indicates that VitD inhibits myocardial calcineurin/NFAT activity. In Aim 2, we will
determine if delivery of VitD or sKL can block FGFR4/PLCγ/calcineurin/NFAT signaling in 5/6 nephrectomized
rats and reduce cardiac hypertrophy. Furthermore, we will study if administration of VitD or sKL to an
established genetic mouse model for cardiac hypertrophy induced by expression of a constitutively active
FGFR4 mutant form, inhibits FGFR4/PLCγ/calcineurin/NFAT signaling and improves cardiac morphology and
function. We postulate that by interfering with FGF23-induced cardiac hypertrophy, administration of sKL and
VitD might serve as a novel therapeutic strategy to tackle cardiac injury and death in patients with CKD.
项目概要
慢性肾脏病 (CKD) 是一个公共卫生问题,会增加心血管疾病和糖尿病的风险
通过促进心力衰竭,心脏肥大是 CKD 的重要病理,影响高达 90%。
患者进行透析时骨源性成纤维细胞生长因子的血清水平升高。
(FGF)23 是 CKD 的一种常见早期代谢并发症,与心血管密切相关
在最近的实验研究中,我们证明在这种情况下,FGF23 可能发挥作用。
通过直接靶向心肌细胞并诱导心脏肥大,我们可以证明这一点。
FGF23可以特异性激活FGF受体亚型4(FGFR4)和随后的PLCγ/钙调神经磷酸酶/NFAT
导致心肌细胞肥大生长的信号传导,其发生与血液升高无关
施用 FGFR4 特异性阻断抗体可减少 5/6 的心脏肥大。
肾切除大鼠 CKD 模型,提示药物干扰心肌 FGF23/FGFR4
信号传导可能作为 CKD 的一种新型心脏保护治疗方法,我们将研究其是否有效。
维生素 D (VitD) 和可溶性 klotho (sKL),两种已知具有心脏保护功能的内分泌因子,
CKD 患者血清水平显着降低,通过阻断其抗肥厚作用
心肌细胞中的 FGF23/FGFR4/PLCγ/钙调神经磷酸酶/NFAT 信号转导得到了我们的支持。
初步数据显示 sKL 和 VitD 阻断 FGF23 诱导的培养心脏肥大性生长
在目标 1 中,我们将确定 sKL 和 VitD 的这些抑制作用是否与
减少 FGF23 诱导的 PLCγ 和 NFAT 活性 我们的初步工作表明 VitD 抑制 FGF23 诱导的 PLCγ 和 NFAT 活性。
FGF23刺激的心肌细胞中FGFR4/PLCγ相互作用,我们将研究是否激活VitD受体
(VDR) 可以直接结合 PLCγ 和/或 FGFR4,以阻断 FGF23 治疗后的 PLCγ 激活。
与 FGFR 结合并充当肾脏中 FGF23 共同受体的跨膜蛋白。
确定 sKL 是否也可以与 FGF23 和/或 FGFR4 相互作用,从而阻断 FGF23/FGFR4 结合,以及
已经表明,心肌细胞中随后的 PLCγ/钙调神经磷酸酶/NFAT 信号传导。
CKD 啮齿动物模型中的 VitD 或 sKL 可减少心脏肥大,我们的初步数据为 5/6
肾切除大鼠表明 VitD 抑制心肌钙调神经磷酸酶/NFAT 活性 在目标 2 中,我们将。
确定 VitD 或 sKL 的递送是否可以阻断 5/6 肾切除术中的 FGFR4/PLCγ/钙调神经磷酸酶/NFAT 信号传导
此外,我们将研究是否给予大鼠 VitD 或 sKL。
建立了由表达组成型活性物质诱导的心脏肥大的遗传小鼠模型
FGFR4 突变形式,抑制 FGFR4/PLCγ/钙调神经磷酸酶/NFAT 信号传导并改善心脏形态和
我们假设通过干扰 FGF23 诱导的心脏肥大,给予 sKL 和
VitD 可能作为一种新的治疗策略来解决 CKD 患者的心脏损伤和死亡问题。
项目成果
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