University of Tennessee Health Science Center, 956 Court Ave., Memphis, TN 38163, USA.
Am J Physiol Endocrinol Metab. 2011 Mar;300(3):E508-17. doi: 10.1152/ajpendo.00499.2010. Epub 2010 Dec 7.
Uncertainty exists regarding the physiologically relevant fibroblast growth factor (FGF) receptor (FGFR) for FGF23 in the kidney and the precise tubular segments that are targeted by FGF23. Current data suggest that FGF23 targets the FGFR1c-Klotho complex to coordinately regulate phosphate transport and 1,25-dihydroxyvitamin D [1,25(OH)(2)D] production in the proximal tubule. In studies using the Hyp mouse model, which displays FGF23-mediated hypophosphatemia and aberrant vitamin D, deletion of Fgfr3 or Fgfr4 alone failed to correct the Hyp phenotype. To determine whether FGFR1 is sufficient to mediate the renal effects of FGF23, we deleted Fgfr3 and Fgfr4 in Hyp mice, leaving intact the FGFR1 pathway by transferring compound Fgfr3/Fgfr4-null mice on the Hyp background to create wild-type (WT), Hyp, Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-), and Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) mice. We found that deletion of Fgfr3 and Fgfr4 in Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) and Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) mice induced an increase in 1,25(OH)(2)D. In Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) mice, it partially corrected the hypophosphatemia (P(i) = 9.4 ± 0.9, 6.1 ± 0.2, 9.1 ± 0.4, and 8.0 ± 0.5 mg/dl in WT, Hyp, Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-), and Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) mice, respectively), increased Na-phosphate cotransporter Napi2a and Napi2c and Klotho mRNA expression in the kidney, and markedly increased serum FGF23 levels (107 ± 20, 3,680 ± 284, 167 ± 22, and 18,492 ± 1,547 pg/ml in WT, Hyp, Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-), and Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) mice, respectively), consistent with a compensatory response to the induction of end-organ resistance. Fgfr1 expression was unchanged in Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) mice and was not sufficient to transduce the full effects of FGF23 in Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) mice. These studies suggest that FGFR1, FGFR3, and FGFR4 act in concert to mediate FGF23 effects on the kidney and that loss of FGFR function leads to feedback stimulation of Fgf23 expression in bone.
关于生理相关的成纤维细胞生长因子 (FGF) 受体 (FGFR) 及其在肾脏中的作用,以及 FGF23 靶向的确切肾小管节段,目前仍存在不确定性。目前的数据表明,FGF23 靶向 FGFR1c-Klotho 复合物,以协调调节近端肾小管中的磷酸盐转运和 1,25-二羟维生素 D [1,25(OH)(2)D] 的产生。在使用 Hyp 小鼠模型的研究中,该模型表现出 FGF23 介导的低磷血症和异常维生素 D,单独删除 Fgfr3 或 Fgfr4 均未能纠正 Hyp 表型。为了确定 FGFR1 是否足以介导 FGF23 的肾脏效应,我们在 Hyp 小鼠中删除了 Fgfr3 和 Fgfr4,通过将复合 Fgfr3/Fgfr4 缺失小鼠转移到 Hyp 背景下,在保留 FGFR1 途径的情况下,创建了野生型 (WT)、Hyp、Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 和 Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 小鼠。我们发现,在 Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 和 Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 小鼠中删除 Fgfr3 和 Fgfr4 会导致 1,25(OH)(2)D 增加。在 Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 小鼠中,它部分纠正了低磷血症 (P(i) = 9.4 ± 0.9、6.1 ± 0.2、9.1 ± 0.4 和 8.0 ± 0.5 mg/dl 在 WT、Hyp、Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 和 Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 小鼠中),增加了肾脏中 Na-磷酸盐共转运蛋白 Napi2a 和 Napi2c 以及 Klotho mRNA 的表达,并显著增加了血清 FGF23 水平 (在 WT、Hyp、Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 和 Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 小鼠中分别为 107 ± 20、3680 ± 284、167 ± 22 和 18492 ± 1547 pg/ml),这与对终末器官阻力诱导的代偿反应一致。在 Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 小鼠中,Fgfr1 表达不变,并且不足以在 Hyp/Fgfr3(-/-)/Fgfr4(-/-) 小鼠中转导 FGF23 的全部效应。这些研究表明,FGFR1、FGFR3 和 FGFR4 协同作用介导 FGF23 对肾脏的作用,并且 FGFR 功能的丧失导致骨中 Fgf23 表达的反馈刺激。