Белок Klotho, фактор роста фибробластов 23 и склеростин при хронической сердечной недостаточности: обзор литературы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) является глобальной медицинской, социальной и экономической проблемой. ХСН — это синдром, обусловленный дисбалансом нейрогуморальной регуляции сердечно-сосудистой системы, который сопровождается нарушением систолической и/или диастолической функции сердца. В настоящее время продолжаются поиск и изучение новых биологических маркёров, способных обеспечить раннюю диагностику ХСН, служить лабораторным инструментом для оценки эффективности проводящегося лечения или использоваться в качестве прогностических маркёров и критериев стратификации риска. Интерес исследователей сосредоточен на изучении роли белка Klotho, фактора роста фибробластов 23 (FGF23) и склеростина у пациентов с ХСН. Интенсивность экспрессии Klotho уменьшается по мере старения организма, дефекты его выработки были зарегистрированы при различных заболеваниях, ассоциированных со старением. Ось FGF23 / Klotho играет ключевую регуляторную роль при кардиоваскулярной патологии. Триангуляция данных лабораторных, клинических и генетических исследований позволяет предположить, что склеростин связан с заболеваниями сердца, хотя полученные к настоящему времени данные не вполне согласуются друг с другом. Проведённые клинические исследования, посвящённые изучению белка Klotho, FGF-23 и склеростина, указывают на потенциально важную диагностическую и прогностическую значимость их анализа у пациентов с ХСН. Вопросы, связанные с серийным тестированием этих биологических маркёров, в том числе и в аспекте мультибиомаркёрной модели, нуждаются в дальнейшем изучении.

Об авторах

Амина Магомедовна Алиева

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Автор, ответственный за переписку.
Email: amisha_alieva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5416-8579

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Елена Владимировна Резник

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: elenaresnik@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7479-418X

д-р мед. наук, заведующая кафедрой

Россия, Москва

Ирина Александровна Котикова

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: kotikova.ia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5352-8499

студентка

Россия, Москва

Игорь Геннадиевич Никитин

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: igor.nikitin.64@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1699-0881

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Riccardi M, Sammartino AM, Piepoli M, et al. Heart failure: an update from the last years and a look at the near future. ESC Heart Fail. 2022;9(6):3667–3693. doi: 10.1002/ehf2.14257. Erratum in: ESC Heart Fail. 2023;10(3):2143.
  2. Golukhova EZ, Alieva AM. Clinical value of natriuretic peptides detection at the patients with chronic heart failure. Kardiologiya i Serdechno-Sosudistaya Khirurgiya. 2007;(1):45–51. EDN: HGTYXS
  3. Bozkurt B, Coats AJ, Tsutsui H, et al. Universal Definition and Classification of Heart Failure: A Report of the Heart Failure Society of America, Heart Failure Association of the European Society of Cardiology, Japanese Heart Failure Society and Writing Committee of the Universal Definition of Heart Failure. J Card Fail. 2021:S1071-9164(21)00050-6. doi: 10.1016/j.cardfail.2021.01.022. Epub ahead of print.
  4. Szlagor M, Dybiec J, Młynarska E, et al. Chronic Kidney Disease as a Comorbidity in Heart Failure. Int J Mol Sci. 2023;24(3):2988. doi: 10.3390/ijms24032988
  5. Golukhova EZ, Teryaeva NB, Alieva AM. Natriuretic peptides — markers and prognosis factors in chronic heart failure. Creative Cardiology. 2007;(1–2):126–136. (In Russ.) EDN: KAOPTV
  6. Kuro-o M, Matsumura Y, Aizawa H, et al. Mutation of the mouse klotho gene leads to a syndrome resembling ageing. Nature. 1997;390(6655):45–51. doi: 10.1038/36285
  7. Alieva AM, Reznik EV, Teplova NV, et al. Klotho protein and atherosclerotic cardiovascular diseases: prolonging the thread of life. Russian Medicine. 2022;28(5):365–380. doi: 10.17816/medjrf110823
  8. Liu Y, Chen M. Emerging role of α-Klotho in energy metabolism and cardiometabolic diseases. Diabetes Metab Syndr. 2023;17(10):102854. doi: 10.1016/j.dsx.2023.102854
  9. Prud'homme GJ, Kurt M, Wang Q. Pathobiology of the Klotho Antiaging Protein and Therapeutic Considerations. Front Aging. 2022;(3):931331. doi: 10.3389/fragi.2022.931331
  10. Tobias JH. Sclerostin and Cardiovascular Disease. Curr Osteoporos Rep. 2023;21(5):519–526. doi: 10.1007/s11914-023-00810-w
  11. Olejnik A, Franczak A, Krzywonos-Zawadzka A, et al. The Biological Role of Klotho Protein in the Development of Cardiovascular Diseases. Biomed Res Int. 2018;(2018):5171945. doi: 10.1155/2018/5171945. Erratum in: Biomed Res Int. 2020;(2020):1463925.
  12. Alieva AM, Pinchuk TV, Kislyakov VA, et al. Fibroblast growth factor-23 (fgf23) is a novel biological marker in heart failure. KMJ. 2022;(1):59–65. doi: 10.26269/pygh-k050
  13. Kuro-O M. The Klotho proteins in health and disease. Nat Rev Nephrol. 2019;15(1):27–44. doi: 10.1038/s41581-018-0078-3
  14. Thomas SM, Li Q, Faul C. Fibroblast growth factor 23, klotho and heparin. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2023;32(4):313–323. doi: 10.1097/MNH.0000000000000895
  15. Chen G, Liu Y, Goetz R, et al. α-Klotho is a non-enzymatic molecular scaffold for FGF23 hormone signalling. Nature. 2018;553(7689):461–466. doi: 10.1038/nature25451
  16. Ranjbar N, Raeisi M, Barzegar M, et al. The possible anti-seizure properties of Klotho. Brain Res. 2023;(1820):148555. doi: 10.1016/j.brainres.2023.148555
  17. Masuda H, Chikuda H, Suga T, et al. Regulation of multiple ageing-like phenotypes by inducible klotho gene expression in klotho mutant mice. Mech Ageing Dev. 2005;126(12):1274–1283. doi: 10.1016/j.mad.2005.07.007
  18. Espuch-Oliver A, Vázquez-Lorente H, Jurado-Fasoli L, et al. References Values of Soluble α-Klotho Serum Levels Using an Enzyme-Linked Immunosorbent Assay in Healthy Adults Aged 18–85 Years. J Clin Med. 2022;11(9):2415. doi: 10.3390/jcm11092415
  19. Kresovich JK, Bulka CM. Low Serum Klotho Associated With All-cause Mortality Among a Nationally Representative Sample of American Adults. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2022;77(3):452–456. doi: 10.1093/gerona/glab308
  20. Li L, Liu W, Mao Q, et al. Klotho Ameliorates Vascular Calcification via Promoting Autophagy. Oxid Med Cell Longev. 2022;(2022):7192507. doi: 10.1155/2022/7192507
  21. Mencke R, Hillebrands JL; NIGRAM consortium. The role of the anti-ageing protein Klotho in vascular physiology and pathophysiology. Ageing Res Rev. 2017;(35):124–146. doi: 10.1016/j.arr.2016.09.001
  22. Wang Y, Wang K, Bao Y, et al. The serum soluble Klotho alleviates cardiac aging and regulates M2a/M2c macrophage polarization via inhibiting TLR4/Myd88/NF-κB pathway. Tissue Cell. 2022;(76):101812. doi: 10.1016/j.tice.2022.101812
  23. Li X, Zhai Y, Yao Q, et al. Up-regulation of Myocardial Klotho Expression to Promote Cardiac Functional Recovery in Old Mice following Endotoxemia. Res Sq [Preprint]. 2023:rs.3.rs-2949854. doi: 10.21203/rs.3.rs-2949854/v1
  24. Ding J, Tang Q, Luo B, et al. Klotho inhibits angiotensin II-induced cardiac hypertrophy, fibrosis, and dysfunction in mice through suppression of transforming growth factor-β1 signaling pathway. Eur J Pharmacol. 2019;(859):172549. doi: 10.1016/j.ejphar.2019.172549
  25. Wang K, Li Z, Li Y, et al. Cardioprotection of Klotho against myocardial infarction-induced heart failure through inducing autophagy. Mech Ageing Dev. 2022;(207):111714. doi: 10.1016/j.mad.2022.111714
  26. Kamel SS, Baky NAA, Karkeet RM, et al. Astaxanthin extenuates the inhibition of aldehyde dehydrogenase and Klotho protein expression in cyclophosphamide-induced acute cardiomyopathic rat model. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2022;49(2):291–301. doi: 10.1111/1440-1681.13598
  27. Zhuang X, Sun X, Zhou H, et al. Klotho attenuated Doxorubicin-induced cardiomyopathy by alleviating Dynamin-related protein 1-mediated mitochondrial dysfunction. Mech Ageing Dev. 2021;(195):111442. doi: 10.1016/j.mad.2021.111442
  28. Chen WY. Soluble Alpha-Klotho Alleviates Cardiac Fibrosis without Altering Cardiomyocytes Renewal. Int J Mol Sci. 2020;21(6):2186. doi: 10.3390/ijms21062186
  29. Xiong X, Wang G, Wang Y, et al. Klotho protects against aged myocardial cells by attenuating ferroptosis. Exp Gerontol. 2023;(175):112157. doi: 10.1016/j.exger.2023.112157
  30. Cai J, Zhang L, Chen C, et al. Association between serum Klotho concentration and heart failure in adults, a cross-sectional study from NHANES 2007-2016. Int J Cardiol. 2023;(370):236–243. doi: 10.1016/j.ijcard.2022.11.010
  31. Luo W, Wei N, Sun Z, Gong Y. Association between serum α-klotho level and the prevalence of heart failure in the general population. Cardiovasc J Afr. 2023;(34):1–6. doi: 10.5830/CVJA-2023-042. Epub ahead of print.
  32. Mora-Fernández C, Pérez A, Mollar A, et al. Short-term changes in klotho and FGF23 in heart failure with reduced ejection fraction-a substudy of the DAPA-VO2 study. Front Cardiovasc Med. 2023;(10):1242108. doi: 10.3389/fcvm.2023.1242108
  33. Nakano T, Kishimoto H, Tokumoto M. Direct and indirect effects of fibroblast growth factor 23 on the heart. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;(14):1059179. doi: 10.3389/fendo.2023.1059179
  34. Agoro R, White KE. Regulation of FGF23 production and phosphate metabolism by bone-kidney interactions. Nat Rev Nephrol. 2023;19(3):185–193. doi: 10.1038/s41581-022-00665-x
  35. Garcia-Fernandez N, Lavilla J, Martín PL, et al. Increased Fibroblast Growth Factor 23 in Heart Failure: Biomarker, Mechanism, or Both? Am J Hypertens. 2019;32(1):15–17. doi: 10.1093/ajh/hpy153
  36. Ho BB, Bergwitz C. FGF23 signalling and physiology. J Mol Endocrinol. 2021;66(2):R23–R32. doi: 10.1530/JME-20-0178
  37. Suzuki Y, Kuzina E, An SJ, et al. FGF23 contains two distinct high-affinity binding sites enabling bivalent interactions with α-Klotho. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020;117(50):31800–31807. doi: 10.1073/pnas.2018554117
  38. Cipriani C, Minisola S, Colangelo L, et al. FGF23 functions and disease. Minerva Endocrinol (Torino). 2022;47(4):437–448. doi: 10.23736/S2724-6507.21.03378-2
  39. Dastghaib S, Koohpeyma F, Shams M, et al. New concepts in regulation and function of the FGF23. Clin Exp Med. 2023;23(4):1055–1066. doi: 10.1007/s10238-022-00844-x
  40. Leifheit-Nestler M, Haffner D. Paracrine Effects of FGF23 on the Heart. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;(9):278. doi: 10.3389/fendo.2018.00278
  41. Grabner A, Amaral AP, Schramm K, et al. Activation of Cardiac Fibroblast Growth Factor Receptor 4 Causes Left Ventricular Hypertrophy. Cell Metab. 2015;22(6):1020–1032. doi: 10.1016/j.cmet.2015.09.002
  42. Liu M, Xia P, Tan Z, et al. Fibroblast growth factor-23 and the risk of cardiovascular diseases and mortality in the general population: A systematic review and dose-response meta-analysis. Front Cardiovasc Med. 2022;(9):989574. doi: 10.3389/fcvm.2022.989574
  43. Vergaro G, Del Franco A, Aimo A, et al. Intact fibroblast growth factor 23 in heart failure with reduced and mildly reduced ejection fraction. BMC Cardiovasc Disord. 2023;23(1):433. doi: 10.1186/s12872-023-03441-2
  44. von Jeinsen B, Sopova K, Palapies L, et al. Bone marrow and plasma FGF-23 in heart failure patients: novel insights into the heart-bone axis. ESC Heart Fail. 2019;6(3):536–544. doi: 10.1002/ehf2.12416
  45. Elzayat RS, Bahbah WA, Elzaiat RS, Elgazzar BA. Fibroblast growth factor 23 in children with or without heart failure: a prospective study. BMJ Paediatr Open. 2023;7(1):e001753. doi: 10.1136/bmjpo-2022-001753
  46. Roy C, Lejeune S, Slimani A, et al. Fibroblast growth factor 23: a biomarker of fibrosis and prognosis in heart failure with preserved ejection fraction. ESC Heart Fail. 2020;7(5):2494–2507. doi: 10.1002/ehf2.12816
  47. Hofer F, Hammer A, Pailer U, et al. Relationship of Fibroblast Growth Factor 23 With Hospitalization for Heart Failure and Cardiovascular Outcomes in Patients Undergoing Cardiac Surgery. J Am Heart Assoc. 2023;12(5):e027875. doi: 10.1161/JAHA.122.027875
  48. Binnenmars SH, Hoogslag GE, Yeung SMH, et al. Fibroblast Growth Factor 23 and Risk of New Onset Heart Failure With Preserved or Reduced Ejection Fraction: The PREVEND Study. J Am Heart Assoc. 2022;11(15):e024952. doi: 10.1161/JAHA.121.024952
  49. Oniszczuk A, Kaczmarek A, Kaczmarek M, et al. Sclerostin as a biomarker of physical exercise in osteoporosis: A narrative review. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;(13):954895. doi: 10.3389/fendo.2022.954895
  50. Jaśkiewicz Ł, Chmielewski G, Kuna J, et al. The Role of Sclerostin in Rheumatic Diseases: A Review. J Clin Med. 2023;12(19):6248. doi: 10.3390/jcm12196248
  51. Sanabria-de la Torre R, González-Salvatierra S, García-Fontana C, et al. Exploring the Role of Sclerostin as a Biomarker of Cardiovascular Disease and Mortality: A Scoping Review. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(23):15981. doi: 10.3390/ijerph192315981
  52. Vasiliadis ES, Evangelopoulos DS, Kaspiris A, et al. Sclerostin and Its Involvement in the Pathogenesis of Idiopathic Scoliosis. J Clin Med. 2021;10(22):5286. doi: 10.3390/jcm10225286
  53. Maeda K, Kobayashi Y, Koide M, et al. The Regulation of Bone Metabolism and Disorders by Wnt Signaling. Int J Mol Sci. 2019;20(22):5525. doi: 10.3390/ijms20225525
  54. Tu X, Delgado-Calle J, Condon KW, et al. Osteocytes mediate the anabolic actions of canonical Wnt/β-catenin signaling in bone. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(5):E478–E486. doi: 10.1073/pnas.1409857112
  55. Daniele G, Winnier D, Mari A, et al. Sclerostin and Insulin Resistance in Prediabetes: Evidence of a Cross Talk Between Bone and Glucose Metabolism. Diabetes Care. 2015;38(8):1509–1517. doi: 10.2337/dc14-2989
  56. Matsui S, Yasui T, Kasai K, et al. Increase in circulating sclerostin at the early stage of menopausal transition in Japanese women. Maturitas. 2016;(83):72–77. doi: 10.1016/j.maturitas.2015.10.001
  57. Mackey RH, Venkitachalam L, Sutton-Tyrrell K. Calcifications, arterial stiffness and atherosclerosis. Adv Cardiol. 2007;(44):234–244. doi: 10.1159/000096744
  58. Sabancilar I, Unsal V, Demir F, et al. Does oxidative status affect serum sclerostin levels in patients with type 2 diabetes mellitus? Folia Med (Plovdiv). 2023;65(1):46–52. doi: 10.3897/folmed.65.e72953
  59. Golledge J, Thanigaimani S. Role of Sclerostin in Cardiovascular Disease. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2022;42(7):e187–e202. doi: 10.1161/ATVBAHA.122.317635
  60. Frysz M, Gergei I, Scharnagl H, et al. Circulating Sclerostin Levels Are Positively Related to Coronary Artery Disease Severity and Related Risk Factors. J Bone Miner Res. 2022;37(2):273–284. doi: 10.1002/jbmr.4467

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Связь дефицита белка Klotho с различными заболеваниями. Примечание. ХБП — хроническая болезнь почек, ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь лёгких.

Скачать (308KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сердечно-сосудистые эффекты белка Klotho. Примечание. Klotho, KL — клото, ERK1/2 — киназы 1/2, регулируемые внеклеточными сигналами, p38 — митоген-активируемая протеинкиназа, FGF23 — фактор роста фибробластов 23, FGFR — рецептор фактора роста фибробластов 23, TRPC6 — транзиторный рецепторный потенциальный канал.

Скачать (341KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».