Так как в настоящее время доказано взаимодействие нефрина с CD2AP (Shih et al., 1999; Schwarz et al., 2001; Shih et al., 2001; III) и подоцином (Huber et al., 2001; Schwarz et al., 2001; Selin et al., 2002), то дальнейшие исследования сосредоточены на изучении возможного взаимодействия других белков щелевой диафрагмы. Все белки семейства генов NEPH: NEPH1, NEPH2 и NEPH3 (фильтрин) взаимодействуют с подоцином (Sellin et al., 2002) и с ZO-1 (Huber et al., 2003). Показано, что регуляция взаимодействия NEPH1 с ZO-1 и подоцином осуществляется путём фосфорилирования. Для денсина была установлена совместная преципитация с антителами к нефрину и локализация в районе щелевой диафрагмы (не опубликовано). Взаимосвязь денсина со щелевой мембраной пока не детализирована. В случае PSD денсин связан с дельта-катенином и кадгерином N клеток (Isawa et al., 2002). Дельта-катенин связывается с S-SCAM (белком MAGI-1 из семейства мембранно-ассоциированной гуанилат-киназы), что также приводит к взаимодействию с другими трансмембранными белками PSD (Isawa et al., 2002). Показано наличие в области щелевой мембраны кадгеринов P и FAT (Inoue et al., 2001). Значение кадгерина FAT для щелевой мембраны ещё не установлено, внутриклеточная часть этого белка содержит последовательности достаточные для взаимодействия с бета-катенином. Предполагается, что внутриклеточная часть кадгерина P взаимодействует с бета- и/или гамма-катенином (Reiser et al., 2000). Показано, что этот комплекс связывается с α-катенином (Ozawa et al., 1990), что становится возможным благодаря ZO-1 или α-актинину - с актиновой частью цитоскелета (Reiser et al., 2000). Другой белок - MAGI-1, присутствующий в подоцитах, взаимодействует с синаптоподином и α-актинином-4 (Patrie et al., 2002). Для синаптоподина - белка, связанного с актином (Mundel et al., 1997), установлена совместная локализация с CD2AP (Shih et al., 1999) и подоцином (Schwarz et al., 2001; Roselli et al., 2002). В то же время колокализация α-актинина-4 и нефрина не является типичной для препаратов срезов почек (III), но наблюдается в тесной пространственной ассоциации с нефрином. Кроме ZO-1, α-актинина-4 и синаптоподина, прямое взаимодействие с актиновым цитоскелетом установлено для белка CD2AP (Lehtonen et al., 2002). Гипотетическая группа молекул нефрин-ассоциированного комплекса щелевой диафрагмы представлена рис. 2.
4. ФУНКЦИИ НЕФРИНА. ЕГО РОЛЬ В ВОЗНИКНОВЕНИИ БОЛЕЗНЕЙ ПОЧЕК И ДИАБЕТА
Функции нефрина остаются пока изученными не до конца. Нефрин является предполагаемым членом суперсемейства Ig (Kestila et al.,1998; Lenkkeri et al., 1999). Нефрину почек отводится роль структурно-функциональной основы в щелевой мембране (Kestila et al.,1998;.Tryggvason, 1999; Tryggvason et al., 1999). Идентификация в гене NPHS1 мутаций, ответственных за протеинурию в случае синдрома CNF (Kestila et al.,1998), является отражением снижением регуляции нефрина и в случае других нефротических синдромов у человека (Furness et al., 1999; Doublier et al., 2001; Srivastava et al., 2001; Kim et al., 2002; Wang et al., 2002), а также в случае экспериментальной модели нефроза - у крысы (Kawachi et al., 2000; Luimula et al., 2000; Yuan et al., 2002). Эти данные подтверждают значимость нефрина как обязательного компонента щелевой мембраны, участвующей в фильтрационном барьере гломерул (Tryggvason, 1999; Tryggvason et al., 1999). В дополнение к этой структурной роли нефрин участвует в передаче клеточных сигналов (Huber et al., 2001; Simons et al., 2001). Функции по-разному сплайсированных форм нефрина пока не изучены (Ahola et al., 1999; Holthofer et al., 1999; Beltcheva et al., 2003).
В настоящее время рано считать окончательно определённой роль нефрина в бета-клетках островков Лангерганса. Нами панкреатический нефрин был локализован с помощью двух различных типов антител (I, IV). В результате была установлена совместная локализация в бета-клетках нефрина и инсулина. Ясно, что нефрин поджелудочной железы и нефрин гломерул в ряде аспектов различаются. Панкреатический нефрин образуется в результате альтернативного сплайсинга или пост-трансляционного модифицирования. Это может затрагивать адгезивные свойства белков и впоследствии их функции. Вообще, члены суперсемейства имеют разнообразные функции в плане клеточной адгезии, передачи сигналов и миграции (Brummendorf & Rathjen, 1994; Juliano, 2002). В случае синдрома CNS нефрин-позитивные клетки идентифицируются как радиальные глиальные клетки, вовлечённые в клеточную миграцию (Hatten, 1999; Putaala et al., 2001). Роль нефрина в этих клетках также остаётся пока неизвестной.
В щелевой диафрагме нефрин и расположенные вблизи него белки формируют важный функциональный комплекс, связывающий щелевую диафрагму с актиновой частью цитоскелета (Khoshnoodi & Tryggvason, 2001; Smoyer & Mundel, 1998; Somlo & Mundel, 2000; Tryggvason et al., 1999). Нарушения в структуре как самого нефрина, так и ассоциированного с ним белкового комплекса приводят к нарушениям архитектоники подоцитов, сглаживанию foot processes и протеинурии (Boute et al., 2000; Donoviel et al., 2001; Kaplan et al., 2000; Kawachi et al., 1997; Kestila et al., 1998; Shih et al., 1999).
Кроме CNF, описано участие нефрина и в формировании других синдромов с протеинурией. Как типичная описана сниженная регуляция и/или сниженная иммунореактивность нефрина при нескольких заболеваниях почек. Например, в случае мембранозного гломерулонефрита (Furness et al., 1999; Doublier et al., 2001; Kim et al., 2002), minimal change nephropathy нефропатии (Furness et al., 1999; Doublier et al., 2001; Srivastava et al., 2001), очагового сегментарного гломерулосклероза (Doublier et al., 2001; Srivastava et al., 2001; Kim et al., 2002), а также - диабетической нефропатии (Langham et al., 2002).
Диабетическая нефропатия связана с нарушением гликемического контроля (Odoni & Ritz, 1999). Несмотря на интенсивное изучение, точные представления о молекулярных событиях, приводящих к ней, остаются весьма скудными. Из числа предполагаемых факторов развития диабетической нефропатии показана активация протеин-киназы С (Koya & King, 1998). Усиление регуляции нефрина установлена в ранней фазе развития диабетической нефропатии (Aaltonen et al., 2001) так же, как и после активации протеин-киназы С (Wang et al., 2001). На более поздних стадиях диабетической нефропатии экспрессия нефрина снижается, возможно, вследствие рубцевания и утраты функции подоцитов (Langham et al., 2002). Интересно, что нисходящую регуляцию нефрина может предупреждать блокирование системы ренин-ангиотензин (Langham et al., 2002), наблюдаемое как в случае диабетической нефропатии человека, так и в случае протеинурии экспериментальных моделей (Benigni et al., 2001; Bonnet et al., 2001; Cao et al., 2002; Kelly et al., 2002). Молекулярный механизм этого процесса пока неизвестен, но показано, что защита почки с помощью лекарств, блокирующих синтез или активность ангиотензина II, по-видимому, связана с нефрином.
В случае синдрома CNF циркулирующие аутоантитела к нефрину могут играть патогенетическую роль в рецидиве нефротического синдрома после трансплантации (Wang et al., 2001; Patrakkaet et al., 2002). При трансплантации почек нефрин как новый антиген индуцирует у некоторых пациентов с CNF продукцию антител к нефрину. Наличие этих антител может нарушать функцию почек и приводить к возврату нефротического синдрома. После трансплантации почек нефрин абсолютно отсутствует в поджелудочной железе пациентов с CNF, таким образом, антитела к нему не нарушают функции бета-клеток островкового аппарата. Однако предварительные исследования показали, что у некоторых пациентов с диабетом I типа могут появляться антитела к нефрину (не опубликовано). У модельных мышей с диабетом без ожирения - модель диабета I типа, показана возрастающая экспрессия панкреатического нефрина в поджелудочной железе (неопубликовано). Такой тип регуляции наблюдается уже в возрасте 3-х недель прежде, чем начнётся инфильтрация лимфоцитов в поджелудочную железу, которая сопровождается деструкцией бета-клеток и развитием диабета. Возрастающая экспрессия может отражать продолжающийся воспалительный процесс. Если нефрин играет роль в поддержании архитектоники остовкового аппарата, то увеличение экспрессии может иметь отношение к увеличению трудностей в предохранении структуры островков Лангерганса, что, как известно, является чрезвычайно важным для поддержания присущей им функции (Gepts & Lecompte, 1981; Gomez Dumm et al., 1990; Tokuyama et al., 1995; Esni et al., 1999).