Récepteurs P2X et fonction rénale

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Matthew A. Bailey1∗, Robert J. Unwin2 et David G. Shirley2

De nombreuses preuves indiquent que le système des récepteurs ATP/P2, agissant de manière autocrine ou paracrine, peut affecter un large éventail derénalles fonctions. Des sous-unités du récepteur P2X ont été identifiées dans la plupart desrénalvaisseaux et dans chaque segment de néphron ; L'ATP est libéré derénalles cellules épithéliales et les enzymes responsables de la dégradation de l'ATP sont exprimées dans le système vasculaire et les tubules. Stimulation des récepteurs P2X1 dans les artérioles afférentes par l'ATP libéré parrénaldes terminaisons nerveuses ou des cellules adjacentes de la macula densa induit une vasoconstriction et contribue à la régulation derénalhémodynamique. Dans le tubule, il existe des preuves d'une variété d'effets médiés par P2X : inhibition de la réabsorption tubulaire proximale ; inhibition de l'activité du cotransporteur Na plus K plus 2Cl− (via une synthèse accrue d'oxyde nitrique) dans la branche ascendante épaisse de l'anse de Henle ; inhibition de la réabsorption du magnésium dans le tubule distal ; et modulation de la réabsorption de sodium et d'eau dans le conduit collecteur. Enfin, les récepteurs P2X, en particulier les sous-unités P2X7, semblent jouer un rôle important dans la pathologie rénale, en particulier pour la formation de kystes chez lespolykystiqueun reinmaladieet enrénalinflammation. © 2012 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

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INTRODUCTION

Les nucléotides et les récepteurs P2 servent un large éventail de rôles physiologiques dans tout le corps. Bien que la connaissance des effets autocrines/paracrines de ce système dans lereinsa pris du retard par rapport à d'autres organes/tissus, la dernière décennie a vu des avancées majeures dans la réduction de l'écart. Jusqu'à présent, la plupartrénalles recherches se sont concentrées sur les récepteurs P2Y1 ; les informations sur les récepteurs rénaux P2X et leur fonction sont plus limitées.

SECRETION D'ATP DANS LES REINS

Pratiquement toutes les cellules peuvent libérer des nucléotides, etrénalles cellules vasculaires et épithéliales ne font pas exception. Vekaria et al.2 ont rapporté des concentrations intraluminales d'ATP dans les tubules contournés proximaux (PCT) de rat in vivo de 200 à 300 nmol/L, nettement plus élevées que les concentrations dans le filtrat glomérulaire, suggérant une sécrétion d'ATP par les cellules PCT. En utilisant des membres ascendants épais médullaires de souris (métaux) perfusés in vitro, le groupe de Leipziger a montré que des augmentations de la pression intraluminale entraînaient des élévations du Ca2 plus intracellulaire ([Ca2 plus ]i) qui dépendaient elles-mêmes de la libération de nucléotides.3 Dans une étude de suivi , des astrocytes exprimant le récepteur P2Y2 ont été utilisés comme biocapteurs pour démontrer la libération de nucléotides à la fois spontanée et induite par un agoniste. La vasopressine a provoqué des concentrations maximales de nucléotides intraluminaux de 200 à 300 nmol/L. Étant donné que le récepteur P2Y2 est incapable de faire la distinction entre l'UTP et l'ATP, le ou les nucléotides spécifiques libérés n'ont pas pu être identifiés. Dans la même étude, Odgaard et al.4 ont découvert que la vasopressine déclenchait également la sécrétion de nucléotides par le canal collecteur cortical (CCD) de souris perfusé in vitro ; les concentrations intraluminales approchaient à nouveau 300 nmol/L.

Bien que ces concentrations soient probablement inférieures au seuil d'activation des récepteurs P2X, les mesures de la phase brute sous-estiment presque certainement les concentrations au niveau de la membrane cellulaire, car les ectonucléotidases métabolisent rapidement les nucléotides sécrétés (voir ci-dessous).

Mécanisme(s) de libération d'ATP

Le mécanisme de sécrétion des nucléotides derénalles cellules tubulaires ne sont pas encore établies et peuvent différer d'un segment à l'autre. L'exocytose des vésicules contenant de l'ATP est une possibilité ; en outre, divers canaux/transporteurs ont été impliqués.5 Les canaux maxi-anioniques assurent le transport de l'ATP à travers la membrane basolatérale des cellules de la macula densa en réponse à l'augmentation de l'apport de NaCl6 (voir ci-dessous). Les canaux régulateurs de la conductance transmembranaire de la fibrose kystique (CFTR) ont également été évoqués comme voie d'efflux, mais cette possibilité n'a pas reçu de soutien ferme. d'une étude utilisant des souris knock-out Cx30.7 Des CCD partiellement ouverts ont été microperfusés in vitro et des biocapteurs exprimant le récepteur P2X2 ont été placés en contact direct avec les membranes apicales des cellules CCD. Chez les souris de type sauvage, les augmentations du flux tubulaire ont évoqué des augmentations sensibles à la suramine (c'est-à-dire médiées par les nucléotides) de [Ca2 plus] I dans les cellules du biocapteur, alors que les réponses étaient presque absentes chez les souris knock-out Cx30. Cependant, il existe des doutes que les hémicanaux Cx s'ouvrent dans des conditions physiologiques. Les pannexines structurellement homologues, en revanche, peuvent être activées par des dépolarisations membranaires dans la plage physiologique. Les pannexines peuvent également former des hémicanaux perméables à l'ATP, mais d'autres études seront nécessaires pour déterminer leur rôle, le cas échéant, dans laun rein.5

ECTONUCLÉOTIDASES

Les nucléotides libérés durénaldu système vasculaire et des cellules épithéliales sont rapidement dégradés par des enzymes situées en surface et solubles (ectonucléotidases) en différents nucléotides ou en nucléosides. Il existe quatre familles d'ectonucléotidases : l'ectonucléoside triphosphate phosphohydrolase (NTPDases), l'ectonucléotide pyrophosphatase phosphodiestérases (NPP), l'ecto-5' -nucléotidase et les phosphatases alcalines. Les membres des quatre familles ont été identifiés dans leun rein.8 Étant donné que le principal ligand des récepteurs P2X est l'ATP lui-même, il est probable que ces enzymes aient une profonde influence sur les effets médiés par P2X. En plus des enzymes qui décomposent les nucléotides, il existe deux familles d'enzymes phosphorylantes, les nucléoside diphosphate kinases, qui catalysent le transfert du phosphate terminal des nucléoside 5 -triphosphates vers les nucléoside 5 -diphosphates, et les adénylate kinases, qui catalysent la production d'ADP à partir de l'ATP. et AMP ou vice versa, selon les concentrations des nucléotides respectifs. Bien que l'on pense initialement qu'elles se limitent au cytosol cellulaire, il existe des preuves que les enzymes phosphorylantes sont également présentes dans la membrane cellulaire.9 Les principales activités catalytiques des ectonucléotidases et des enzymes phosphorylantes exprimées dans leun reinsont résumés dans le tableau 1.

La famille des NTPDases comprend huit membres dont quatre (NTPDases 1, 2, 3 et 8) hydrolysent les nucléotides extracellulaires. La NTPDase1 hydrolyse l'ATP et l'ADP avec une préférence presque égale, alors que la NTPDase2 a une préférence beaucoup plus grande pour l'ATP, provoquant ainsi une accumulation d'ADP ; Les NTPDases 3 et 8 sont intermédiaires dans leur préférence.8 Chez les rats et les souris, la NTPDase1 est prédominante dans la plupart desrénalvasculaire et est également présent dans le mince membre ascendant de Henle et le canal collecteur médullaire (CD). La NTPDase2 a été immunolocalisée dans les capsules de Bowman et dans la plupart des segments de néphron au-delà du tubule proximal ; l'expression intrarénale de la NTPDase3 n'a été étudiée que chez le rat où, comme la NTPDase2, elle a été trouvée dans le membre ascendant épais (TAL), le tubule distal et le CD8. Les informations sur la NTPDase8 sont incomplètes.

La famille NPP comprend sept membres, mais seuls NPP1 à NPP3 sont capables d'hydrolyser les nucléotides. Les informations sur la distribution intrarénale des NPP sont limitées. La coloration de la protéine NPP1 a été identifiée dans les tubules proximaux de souris et dans les membranes basolatérales des tubules distaux ; tandis qu'une coloration importante pour NPP3 a été trouvée dans les glomérules de rat et dans la membrane apicale de la pars recta, mais pas dans les segments plus distaux.8 L'ecto-5 -nucléotidase catalyse l'étape finale de l'hydrolyse des nucléotides en nucléoside. On le trouve dans les membranes apicales du PCT de rat et dans les cellules intercalées dans tout le néphron distal, ainsi que dans l'espace péritubulaire.8

La phosphatase alcaline a été identifiée dans la membrane apicale du PCT et la pars recta du ratreins. Bien que les phosphatases alcalines aient une large spécificité de substrat, capables de décomposer l'ATP jusqu'à l'adénosine, les valeurs de Km pour les nucléotides d'adénine se situent dans la gamme millimolaire inférieure, soulevant des doutes sur l'importance physiologique de cette enzyme par rapport à la dégradation des nucléotides.

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RÉCEPTEURS P2X ET FONCTION RÉNALE

Prenant en considérationrénalactions attribuables aux récepteurs P2X, il est important de se rappeler qu'ils sont susceptibles de travailler en conjonction avec les nombreux récepteurs P2Y présents dans tout le système vasculaire etrénalépithélium. De plus, les membranes plasmiques de toutrénalla cellule peut contenir une variété de sous-types de récepteurs P2 et, dans les cellules épithéliales, la population de récepteurs peut être différente dans les domaines apical et basolatéral. Bien que l'attribution d'une réponse physiologique particulière à un récepteur P2 donné se soit avérée difficile, un certain nombre d'approches peuvent être utilisées pour augmenter la résolution. Premièrement, les techniques immunohistochimiques peuvent identifier les sous-types présents dans la région (et, si possible, le domaine membranaire) d'intérêt. Deuxièmement, des approches pharmacologiques peuvent être utilisées pour stimuler ou antagoniser des récepteurs spécifiques in situ. Cependant, au moment de la rédaction de cet article, il manque un agoniste véritablement sélectif pour l'une des sous-unités P2X, bien que quelques antagonistes sélectifs soient disponibles, tels que Ip5I (antagoniste P2X1) et A-740003 (antagoniste P2X7).10 Par conséquent, il est généralement nécessaire de comparer les réponses individuelles à une variété d'agonistes pour fournir un profil pharmacologique à partir duquel des conclusions provisoires peuvent être tirées.

Une approche complémentaire consiste à utiliser des souris « knock out » chez lesquelles le gène codant pour le récepteur d'intérêt a été délété. Cependant, cela n'est pas sans ses propres problèmes potentiels. La suppression globale d'un sous-type de récepteur qui remplit une fonction importante est susceptible d'entraîner des modifications compensatoires. Le profil des récepteurs P2 au sein duun reinpeut alors changer pour restaurer les taux d'excrétion globaux, ce qui pourrait alors conduire à des conclusions trompeuses sur le rôle normal du récepteur. Le système Cre-loxP ajoute un degré de raffinement à l'approche de ciblage des gènes, permettant une suppression spécifique au type de tissu ou de cellule, mais cela n'a pas encore été utilisé dans la recherche sur les récepteurs rénaux P2.

DISTRIBUTION DES RÉCEPTEURS P2X DANS LE REIN

Vascularisation

La figure 1(A) résume les connaissances actuelles sur la distribution des récepteurs P2X dansrénalstructures vasculaires et tubulaires chez le rat. Les analyses immunohistochimiques et Western indiquent que les récepteurs P2X1 sont présents dans le muscle lisse vasculaire du ratrénal, arquées et interlobulaires et dans l'artériole afférente, mais pas efférente.11 Les sous-unités P2X2 ont été immunolocalisées dans le muscle lisse des artères et veinesun rein,11 et des preuves moléculaires ont récemment été fournies pour les sous-unités P2X4, au moins dans les artères arquées et interlobulaires.12 Sur la base de la détection d'ARNm et/ou du profilage d'agonistes dans des systèmes de culture cellulaire, P2X2,3,4,5 et 7 des sous-unités ont été identifiées dans les cellules mésangiales glomérulaires, mais parmi celles-ci, seule une expression faible et variable de l'immunoréactivité P2X7 a été trouvée dans le glomérule de rat.13

FIGURE 1|Récepteurs P2X dans le rein du rat. (A) Localisation. Seuls les récepteurs sont présentés pour lesquels des preuves solides d'études immunohistochimiques et/ou Western blot ont été obtenues. Lorsque cela est possible, la localisation apicale (a), basolatérale (b) ou intracellulaire (intra) est indiquée. (B) Effets putatifs de la stimulation des récepteurs P2X surun reinfonction.

Tubule

Des études immunohistochimiques ont identifié l'expression basolatérale des récepteurs P2X6 dans la PCT du rat et l'expression apicale des récepteurs P2X5 dans le segment S3 de la pars recta ; une faible expression de la protéine P2X4 a également été observée dans le PCT, bien que le domaine membranaire n'ait pas été identifié.13

Chez le rat, les membres minces descendants et ascendants de Henle, il existe des preuves immunohistochimiques des récepteurs P2X4 et P2X6 (domaine membranaire non indiqué ; réf. 13). Il en va de même pour le TAL. De plus, une étude du transcriptome TAL de rat a trouvé des preuves pour les récepteurs P2X3 ainsi que P2X4.14 Des preuves fonctionnelles pour les récepteurs P2X basolatéraux ont été fournies par Jensen et al.,3 qui ont montré dans le mTAL de souris que l'application basolatérale d'ATP provoquait un pic initial. dans [Ca2 plus ]i suivi d'un plateau soutenu ; alors que le pic initial était atténué dans mTAL de souris knock-out P2Y2, la phase de plateau persistait, suggérant la présence d'un récepteur P2 basolatéral supplémentaire. Étant donné que la phase de plateau dépendait du Ca2 plus extracellulaire, les auteurs ont proposé un récepteur P2X perméable au Ca2 plus.3

Dans le néphron distal, des études immunohistochimiques ont identifié les récepteurs P2X4 et P2X6 sur la membrane basolatérale du tubule distal du rat, 13 et une large gamme de récepteurs P2X a été identifiée dans le CD. L'immunohistochimie a indiqué l'expression des sous-unités P2X1 (rats restreints en sodium uniquement ; cellules intercalées uniquement), P2X2, P2X4, P2X5 et P2X6 dans le CCD et le CD médullaire.13,15 En ce qui concerne la localisation de la membrane dans les cellules principales, P2X4 et 6 étaient trouvé dans les membranes apicale et basolatérale; la coloration pour P2X2 et 5 sous-unités ont été désignées « intracellulaires ».15 Chez la souris, l'immunohistochimie a localisé les sous-unités P2X1 et P2X4 sur la membrane apicale des cellules CD médullaires.16 Analyse de l'humainun reintranscriptomeont découvert que parmi les étiquettes de 258 gènes conférant des propriétés de transport, le seul récepteur P2X détecté en quantités significatives dans la CD était P2X4. 17

EFFETS DE LA STIMULATION DES RÉCEPTEURS P2X

Les effets physiologiques de l'activation des récepteurs P2X dans lerénalle système vasculaire et dans les sections du tubule sont résumés à la figure 1(B).

Vascularisation

Infusion d'ATP dans lerénalaltération de l'artèrerénalrésistance vasculaire, bien que la nature et l'ampleur de la réponse dépendent du tonus vasculaire basal. Utilisation du rat perfusé isoléun reinpréparation, les artères préglomérulaires se sont avérées relativement insensibles à l'ATP, des concentrations micromolaires étant nécessaires pour évoquer une vasoconstriction même transitoire, tandis que l'artériole afférente a subi une contraction soutenue à des concentrations dans la gamme submicromolaire. L'artériole efférente était complètement insensible à l'ATP.11 Ainsi, dans cette préparation, l'administration intrarénale d'ATP est normalement vasoconstrictrice, en raison de la stimulation des récepteurs P2X1. Cependant, lorsque la ligne de baserénalla résistance vasculaire est élevée, l'ATP induit une vasodilatation, en raison de la production d'oxyde nitrique (NO) médiée par P2Y.11 Le pool de récepteurs dominants, ainsi que la source et la concentration locale de nucléotide extracellulaire, influenceront donc la réponse physiologique nette. ATP libéré derénalles terminaisons nerveuses agiront directement sur le muscle lisse vasculaire, provoquant une vasoconstriction médiée par P2X1-, alors que la libération d'ATP à proximité des récepteurs endothéliaux P2Y devrait favoriser la synthèse de NO et la vasodilatation.

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Autorégulation rénale

Autorégulation derénalle flux sanguin résulte de l'influence combinée d'au moins deux mécanismes : la réponse myogénique intrinsèque du muscle lisse vasculaire et la rétroaction tubuloglomérulaire (TGF). La réponse myogénique opère le long de l'arbre vasculaire préglomérulaire, répondant à l'augmentation de la pression transmurale par l'influx de calcium médié par le canal et la vasoconstriction conséquente du muscle lisse vasculaire. Les mécanismes de signalisation exacts ne sont pas définis, mais la libération locale d'ATP est impliquée. Dans l'artériole afférente, la vasoconstriction médiée par la pression est nettement atténuée par les antagonistes des récepteurs P2 PPADS ou la suramine ou par la saturation et la désensibilisation subséquente du système récepteur P2. Le rôle central du système P2 est encore souligné par des expériences sur des souris déficientes en P2X1-, dans lesquelles les réductions induites par la pression du diamètre de l'artériole afférente sont abolies.11 Cela peut être cliniquement significatif car une altération de la fonction des récepteurs P2X1 peut sous-tendre le déclin dans l'autorégulation associée à l'hypertension.18

Le TGF est un mécanisme par lequel les changements de concentration de NaCl dans le fluide sortant de la boucle de Henle (causés par des changements de débit de fluide tubulaire) provoquent des changements inverses du taux de filtration glomérulaire du néphron d'origine. Le TGF est médié par l'appareil juxtaglomérulaire (JGA), qui comprend un capteur - la macula densa et un effecteur - les cellules granulaires de l'artériole afférente ; d'autres composants de la JGA (par exemple, les cellules mésangiales) jouent également un rôle.

Bell et al. a démontré la libération d'ATP à travers la membrane basolatérale des cellules de la macula densa en réponse à une augmentation de la concentration luminale de NaCl dans la plage physiologique, et il a été démontré que la concentration d'ATP dans l'interstitium cortical répondait de manière appropriée à l'inhibition ou à l'activation du TGF in vivo.6 suggère que l'ATP est la principale molécule de signalisation du TGF, agissant sur les récepteurs P2X1. Cependant, des expériences de ciblage génétique indiquent que l'ATP n'est peut-être pas le signal ultime par lequel le TGF provoque la constriction de l'artériole afférente ; l'hydrolyse de l'ATP en adénosine semble être critique. Les réponses TGF in vivo sont atténuées chez les souris dépourvues soit des récepteurs de l'adénosine A1, soit de l'ecto-5'-nucléotidase, l'enzyme catalysant la dernière étape de dégradation de l'ATP en adénosine.11 De plus, une étude in vivo récente a montré que la perfusion intraveineuse de Les antagonistes des récepteurs de l'ATP n'ont eu aucun effet sur le TGF.19

Tubule

Tubule proximal

Le principal effet établi de la stimulation des récepteurs P2 dans le tubule proximal est l'inhibition de la réabsorption du bicarbonate de sodium en conséquence de l'activité réduite de l'échangeur apical Na plus /H plus (NHE3). Cependant, il ne fait guère de doute, sur la base d'un traitement sélectif agoniste/antagoniste, que cela est médié par les récepteurs apicaux P2Y1, plutôt que P2X. et de la gluconéogenèse, mais, encore une fois, les récepteurs P2Y semblent être responsables. La domination des récepteurs P2Y dans ce segment a récemment été remise en question par une étude dans laquelle les agonistes des récepteurs P2X , meATP et , meATP ont été perfusés par voie intraveineuse à des rats anesthésiés. Chaque agoniste était natriurétique et augmentait la clairance du lithium (un indice d'apport de liquide tubulaire terminal proximal) en l'absence de modification du DFG ; L'activité Na plus K plus ATPase dans les tubules proximaux isolés a également été inhibée.21 Le ou les sous-types de récepteurs P2 responsables de cet effet inhibiteur sur la réabsorption tubulaire proximale n'ont pas pu être identifiés.

Boucle de Henle

La signification fonctionnelle des récepteurs P2 dans les membres minces de Henle n'est toujours pas claire, mais une série d'expériences in vitro par le groupe de Garvin a fourni des preuves d'un effet de l'ATP dans le TAL. Dans les suspensions cellulaires de mTAL de rat, l'ATP a augmenté la production intracellulaire de NO d'une manière sensible à la suramine et dépendante de la concentration. Sur la base que le meATP a également provoqué une augmentation de la production de NO, il a été avancé que les récepteurs P2X étaient principalement responsables, bien qu'il ait été noté que l'UTP agoniste P2Y2/4 avait également un faible effet.22 L'enzyme responsable de la production de NO est le NO synthase 3 (NOS3): L'ATP est incapable de stimuler la production de NO dans les cellules TAL de souris knock-out NOS3. Le NO (et, par implication, l'ATP) peut réduire le transport du TAL en inhibant l'activité apicale du NKCC-2 et (dans une moindre mesure) l'échange de Na plus /H plus. L'ATP réduit la consommation d'oxygène TAL en fonction de la dose et celle-ci est bloquée par la suramine ou des doses millimolaires de l'inhibiteur NOS L-NAME. L'agoniste P2X meATP réduit également la consommation d'oxygène, tandis que l'antagoniste P2X NF023 bloque l'action de l'ATP.22 Bien que cette série de résultats in vitro suggère fortement un rôle physiologique des récepteurs P2X dans le contrôle de la fonction TAL, une évaluation complète attend une enquête approfondie. du transport des électrolytes dans la boucle de Henle in vivo.

Tubule distal

Aucune étude directe n'a été réalisée dans les tubules distaux natifs ; par conséquent, notre connaissance du rôle des récepteurs P2 dans ces segments de néphron est fragmentaire et limitée aux résultats d'études de cultures primaires de cellules natives ou de lignées cellulaires distales ou «distales» immortalisées. Il a été démontré que l'activation de récepteurs caractérisés pharmacologiquement comme P2X (domaine membranaire non indiqué) dans une lignée cellulaire de tubule contourné distal de souris immortalisée inhibe la réabsorption du magnésium. De plus, des cellules cultivées provenant de tubules de connexion de lapin répondent à l'ATP extracellulaire avec une augmentation de [Ca2 plus ] I et une inhibition de l'absorption du sodium et du calcium. Dans ce cas, le profilage pharmacologique implique les récepteurs P2Y2 (sur la base de l'équipotence de l'ATP et de l'UTP), mais une contribution des récepteurs P2X ne peut être exclue.20

Conduit collecteur

Les nucléotides extracellulaires, agissant à la fois des côtés apical et basolatéral, peuvent avoir des effets significatifs sur la gestion de l'eau et des électrolytes dans le CD, le dernier site de régulation du débit urinaire.

Il existe maintenant des preuves accablantes que la stimulation des récepteurs P2 inhibe la perméabilité à l'eau osmotique stimulée par la vasopressine dans le CD en raison de la réduction des niveaux intracellulaires d'AMPc et de l'augmentation de la PGE2 intracellulaire. 23 Sur la base du profilage des agonistes, l'inhibition trouvée chez le rat a été attribuée aux récepteurs P2Y2, et des études de suppression de gène appuient cette suggestion.24 Néanmoins, une étude récente dans une lignée cellulaire CCD de souris immortalisée en culture (mpkC-CDc14) a fourni preuve de l'implication des récepteurs P2X dans l'effet inhibiteur sur la réabsorption d'eau médiée par la vasopressine. L'application de dDAVP à la membrane basolatérale a entraîné une immunofluorescence marquée de l'AQP2 dans la membrane apicale, mais lorsque l'ATP a ensuite été ajouté au milieu, soit apicalement soit basolatéralement, l'AQP2 a été intériorisé.25 Le traitement avec dDAVP a entraîné la translocation des sous-types P2X2 et P2Y2 vers respectivement les membranes apicale et basolatérale. Lorsque les récepteurs P2 étaient coexprimés avec l'AQP2 dans les ovocytes de Xenopus, l'activation des récepteurs P2X2 et P2Y2 (ainsi que des récepteurs P2Y4) réduisait l'abondance de l'AQP2 dans la membrane cellulaire et la perméabilité à l'eau médiée par l'AQP2-.25 Ces résultats suggèrent qu'en plus du P2Y2 basolatéral récepteurs, les récepteurs P2X2 situés apicalement peuvent contribuer à la régulation à la baisse du transport de l'eau stimulé par l'AQP2-.

L'effet de la stimulation des récepteurs P2 dans le CD ne se limite pas au transport de l'eau ; une action distincte consiste à inhiber la réabsorption du sodium médiée par l'ENaC. Des études sur des cultures primaires et des lignées cellulaires ont constamment montré une inhibition du transport du sodium sensible à l'amiloride (ou au benzamil). Le sous-type de récepteur P2 responsable a été diversement attribué à P2Y2 ou P2X3 ou 4. 20 À titre d'exception à ces résultats, Li et al. (IMCD-3), bien que la sensibilité à l'amiloride n'ait pas été testée. Chez la souris native CD, perfusée in vitro, l'ATP apical ou basolatéral inhibe la réabsorption du sodium, un effet causé par une diminution de la probabilité d'ouverture d'ENaC. Le profilage pharmacologique et l'utilisation de souris génétiquement modifiées indiquent un effet médié par P2Y2-.26 En revanche, une étude in vivo chez le rat a suggéré que l'action inhibitrice des nucléotides sur la réabsorption du sodium était un effet médié par P2X.20 Dans Dans ce contexte, une étude patch-clamp du CCD de rat à ouverture fendue a fourni la preuve que les récepteurs P2X et P2Y apicaux peuvent affecter l'activité ENaC.15 L'activation des récepteurs P2Y (sous-types P2Y2 et/ou P2Y4) a inhibé l'activité ENaC, alors que l'activation (récepteurs P2X4 et/ou P2X4/6), soit inhibent soit potentialisent l'activité ENaC, selon la concentration luminale de sodium. Lorsque le sodium luminal était de 50 mM (imitant la concentration physiologique normale), l'activation de P2X4 et/ou 4/6 a potentialisé l'activité ENaC, tandis que lorsque le sodium luminal était élevé (145 mM), l'activation de P2X4 et/ou 4/6 a inhibé l'activité ENaC. L'effet net de ces actions est une forte inhibition du transport médié par ENaC à des concentrations élevées de sodium intraluminal, et seulement une légère inhibition à de faibles concentrations intraluminales de sodium (Figure 2).

FIGURE 2|Proposition de régulation de l'activité ENaC par les récepteurs P2X dans les cellules principales du canal collecteur (CD) du rat. L'hypothèse est que l'activité ENaC dans la CD du rat est régulée de manière différentielle par les récepteurs P2X4 et/ou 4/6 en fonction de la concentration de Na plus luminal. A. Lorsque la concentration de Na plus luminal est normale (c'est-à-dire ∼50 mM), l'activation des récepteurs P2X4 et/ou 4/6 exprimés apicalement augmente l'activité ENaC par l'activation de PI3K. En revanche, l'activation des récepteurs P2Y exprimés apicalement inhibe l'activité ENaC par l'activation de la PLC. NBL'effet global de l'activation des récepteurs P2 (c'est-à-dire P2X et P2Y, en utilisant l'ATP) est un faible degré d'inhibition de l'ENaC. B. Lorsque la concentration de Na plus luminal est élevée (c'est-à-dire 145 mM), l'activation des récepteurs P2X4 et/ou 4/6 entraîne l'inhibition de l'activité ENaC par un mécanisme non identifié, impliquant éventuellement un afflux de Na plus. Comme précédemment, l'activation des récepteurs P2Y exprimés apicalement inhibe l'activité ENaC par l'activation de la PLC. L'effet global de l'activation des récepteurs P2 (c'est-à-dire à la fois P2X et P2Y, en utilisant l'ATP) est un degré beaucoup plus élevé d'inhibition d'ENaC. (Reproduit avec la permission de Ref 15. Copyright 2008 American Society of Nephrology)

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RÉCEPTEURS P2X EN PHYSIOPATHOLOGIE RÉNALE

Polykystose rénale

Polykystiqueun reinmaladie(PKD) est associée à une prolifération incontrôlée derénalles cellules épithéliales et le transport de liquide désordonné, provoquant la formation et l'expansion de kystes remplis de liquide et la destruction subséquente du tissu normal environnant. En culture, les cellules PKD humaines libèrent plus d'ATP que les cellules tubulaires proximales normales, principalement à partir de leur surface apicale. L'ATP est concentré dans le liquide du kyste, reflétant à la fois une augmentation de l'efflux d'ATP et une diminution de l'activité ecto-ATPase.27 Cet ATP extracellulaire, agissant sur les récepteurs P2 des cellules tapissant le kyste, favorise à la fois la croissance cellulaire et la sécrétion de liquide. De plus, l'activation des récepteurs P2X7 peut favoriser l'apoptose et le remodelage, permettant une expansion supplémentaire du kyste. À l'appui de cela, l'expression de la protéine du récepteur P2X7 a été signalée dans l'épithélium kystique du_CPK/CPKmodèle murin de PKD autosomique récessive. En utilisant des cellules isolées de ce modèle, l'agoniste du récepteur P2X largement utilisé BzATP a réduit le nombre de kystes, mais pas la taille des kystes. Dans un modèle de rat (Han-SPRD) de PKD autosomique dominante, une augmentation de l'ARNm du sous-type P2X7 a été détectée dans les cellules tapissant les kystes, bien que des augmentations similaires de l'ARNm codant pour d'autres récepteurs P2 aient également été signalées, suggérant une interaction complexe des sous-types de récepteurs dans la PKD. .27

Inflammation rénale

En santé, lerénall'expression des récepteurs P2X7 est extrêmement faible mais est nettement augmentée dans un certain nombre d'états pathologiques tels que les modèles de rongeurs de diabète sucré et d'hypertension. Les récepteurs P2X7 peuvent également induire une réponse inflammatoire par la libération de cytokines telles que IL-1 et IL-18.28 Dans un modèle de glomérulonéphrite proliférative chez les rongeurs, une augmentation de l'expression glomérulaire de P2X7 coïncide avec la début de protéinurie. De plus, l'inactivation du gène du récepteur P2X7 ou le traitement avec un antagoniste du récepteur P2X7 atténue la gravité de la maladie.28 Enfin, le rôle potentiel du récepteur P2X7 dansrénalla fibrose a été étudiée dans un modèle murin d'obstruction urétérale unilatérale. L'expression transitoire de P2X7 a été détectée dans les cellules épithéliales tubulaires suite à une obstruction ; et l'infiltration des macrophages, la fibrose et l'expression du TGF- étaient toutes atténuées chez les souris knock-out pour le récepteur P2X7.28

En résumé, bien que les détails restent à établir, il est clair que les récepteurs P2X (en conjonction avec les récepteurs P2Y) ont un rôle important à jouer dans la régulation de la normalerénalfonction, ainsi que dans un certain nombre de modèles de maladies. La voie semble libre pour l'utilisation éventuelle d'interventions visant à modifier ces actions, altérant ainsi l'excrétion d'eau et d'électrolytes, ainsi que le traitement de certainsrénalétats pathologiques.

REMERCIEMENTS

Nous dédions ce manuscrit à la mémoire de notre ami et collègue, David Shirley.

Les travaux dans les laboratoires des auteurs ont été soutenus par le Wellcome Trust, le Medical Research Council, la British Heart Foundation, le St. Peter's Trust for Kidney, Bladder & Prostate Research etUn reinRecherche Royaume-Uni.

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