إل سي إن 2

الليبوكالين 2 (LCN2) والمعروف أيضا بالجين الورمي 24p3 أو neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) عبارة عن بروتين تشفره عند البشر جينة ''LCN2..^ Jump up to: a b Kjeldsen L, Johnsen AH, Sengeløv H, Borregaard N (May 1993). "Isolation and primary structure of NGAL, a novel protein associated with human neutrophil gelatinase". J. Biol. Chem. 268 (14): 10425–32. .^ Chan P, Simon-Chazottes D, Mattei MG, Guenet JL, Salier JP (September 1994). "Comparative mapping of lipocalin genes in human and mouse: the four genes for complement C8 gamma chain, prostaglandin-D-synthase, oncogene-24p3, and progestagen-associated endometrial protein map to HSA9 and MMU2". Genomics 23 (1): 145–50. doi:10.1006/geno.1994.1470. .^ Jump up to: a b Cowland JB, Borregaard N (October 1997). "Molecular characterization and pattern of tissue expression of the gene for neutrophil gelatinase-associated lipocalin from humans". Genomics 45 (1): 17–23. doi:10.1006/geno.1997.4896. .
يتدخل الNGAL في المناعة الفطرية من خلال حجز الحديد مما يسبب الحد من نمو الجراثيم.^ Yang J, Goetz D, Li JY, Wang W, Mori K, Setlik D, Du T, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Strong R, Barasch J (November 2002). "An iron delivery pathway mediated by a lipocalin". Mol. Cell 10 (5): 1045–56. doi:10.1016/S1097-2765(02)00710-4. .
يتم التعبير عنه في الخلايا العدلة وبمستويات اقل في الكلية والبروستات والجهاز التنفسي والقنوات الهضمية.^ Friedl A, Stoesz SP, Buckley P, Gould MN (July 1999). "Neutrophil gelatinase-associated lipocalin in normal and neoplastic human tissues. Cell type-specific pattern of expression". Histochem. J. 31 (7): 433–41. doi:10.1023/A:1003708808934. .
يستعمل الـNGAL كواسم حيوي للأذية الكلوية.^ Devarajan P (June 2010). "Review: neutrophil gelatinase-associated lipocalin: a troponin-like biomarker for human acute kidney injury". Nephrology (Carlton) 15 (4): 419–28. doi:10.1111/j.1440-1797.2010.01317.x. .

 دوره 
ارتباطه مع حاملات الحديد الجرثومية ضروري في الاستجابة المناعية الطبيعية تجاه العدوى الجرثومية.
عند الالتقاء بالجرثوم الغازي تحفز المستقبلات الشبيهة بالتول ( toll-like receptors) الموجودة على الخلايا المناعية اصطناع وافراز الـNGAL.
يقوم NGAL المفرز بمنع النمو الجرثومي من خلال حجز حاملات الحديد الحاوية على الحديد.^ Flo TH, Smith KD, Sato S, Rodriguez DJ, Holmes MA, Strong RK, Akira S, Aderem A (December 2004). "Lipocalin 2 mediates an innate immune response to bacterial infection by sequestrating iron". Nature 432 (7019): 917–21. doi:10.1038/nature03104. .^ Jump up to: a b Schmidt-Ott KM, Mori K, Li JY, Kalandadze A, Cohen DJ, Devarajan P, Barasch J (February 2007). "Dual action of neutrophil gelatinase-associated lipocalin". J. Am. Soc. Nephrol. 18 (2): 407–13. doi:10.1681/ASN.2006080882. .
كما يقوم الليبوكالين 2 أيضا بدور عامل نمو .

 الأهمية السريرية 
 الاستجابة المناعية 
عُزل الـNGAL أساسا من السائل الطافي للعدلات البشرية المفعلة  لكن تبين ان مستويات NGAL تزداد أيضا عند مرضى اللوكيميا الذين يكون لديهم عدد العدلات منخفض مما يشير إلى أن هذه الزيادة في مستويات الـNGAL ليست مرتبطة حصريا بالعدلات.^ Jump up to: a b LO Uttenthal (2005). "NGAL: a marker molecule for the distressed kidney?". Clinical Laboratory International.
كما أن نقص التعبير عن الـLCN2 المرتبط بالإصابة بالحَب من الممكن ان يكون سببها نقص التعبير الجيني للجين المشفر له والذي يمكن أن يصحح من خلال المعالجة بالـ Isotretinoin.^ Nelson AM, Zhao W, Gilliland KL, Zaenglein AL, Liu W, Thiboutot DM (April 2008). "Neutrophil gelatinase–associated lipocalin mediates 13-cis retinoic acid–induced apoptosis of human sebaceous gland cells". J. Clin. Invest. 118 (4): 1468–78. doi:10.1172/JCI33869. PMC 2262030. .^ Nelson AM, Zhao W, Gilliland KL, Zaenglein AL, Liu W, Thiboutot DM (March/April 2009). "Early gene changes induced by isotretinoin in the skin provide clues to its mechanism of action". Dermato-Endocrinology 1 (2): 100–1. doi:10.4161/derm.1.2.8107. PMC 2835899. .

 وظيفة الكلية 
في حال الإصابة ب[[قصور كلوي حاد|الأذية الكلوية الحادة acute kidney injury (AKI) يفرز الـNGAL بمستويات عالية إلى الدم والبول خلال ساعتين من الأذية.^ Jump up to: a b Bennett M, Dent CL, Ma Q, Dastrala S, Grenier F, Workman R, Syed H, Ali S, Barasch J, Devarajan P (May 2008). "Urine NGAL predicts severity of acute kidney injury after cardiac surgery: a prospective study". Clin J Am Soc Nephrol 3 (3): 665–73. doi:10.2215/CJN.04010907. PMC 2386703. .
وبسبب مقاومته للبروتياز وصغر حجمه فانه يفرز ويكشف في البول بسهولة.
كما أن مستوياته لدى مرض (AKI) ترتبط بشدة انذار المرض لديهم ويمكن أن تستعمل كواسم حيوي للأذية الكلوية الحادة.^ Jump up to: a b Bennett M, Dent CL, Ma Q, Dastrala S, Grenier F, Workman R, Syed H, Ali S, Barasch J, Devarajan P (May 2008). "Urine NGAL predicts severity of acute kidney injury after cardiac surgery: a prospective study". Clin J Am Soc Nephrol 3 (3): 665–73. doi:10.2215/CJN.04010907. PMC 2386703. 
كما يمكن استخدامه كمشخص مبكر لحالات معينة كأمراض الكلية المزمنة واعتلال الكلية الناجم عن التصوير بمادة مظللة وزرع الكلية.^ Goldstein SL (2011). "Acute kidney injury biomarkers: renal angina and the need for a renal troponin I". BMC Med 9: 135. doi:10.1186/1741-7015-9-135. PMC 3287120. .^ Jump up to: a b c d e f g h i ARCHITECT Urine NGAL. 2009.
عادة ما يتم تقييم وظيفة الكلية من خلال مقايسة الكرياتينين المصلي لذا يعتبر الكرياتنين واسم لوظيفة الكلية بينما يعد الـNGAL واسم لأذية الكلية ^ Han WK, Wagener G, Zhu Y, Wang S, Lee HT (May 2009). "Urinary biomarkers in the early detection of acute kidney injury after cardiac surgery". Clin J Am Soc Nephrol 4 (5): 873–82. doi:10.2215/CJN.04810908. PMC 2676184. . إذ أن مستويات الـNGAL أكثر دقة وحساسية كواسم تشخيصي لـAKI من مستويات الكرياتنين ولذلك فان مراقبة مستويات الـNGAL تقلل من تأخير التشخيص والمعالجة كما أن استخدام مشعر أكثر نوعية وحساسية يسمح بالتشخيص والعلاج المبكر للـAKI مما يقلل مخاطر المرض والوفاة.^ Haase M, Devarajan P, Haase-Fielitz A, Bellomo R, Cruz DN, Wagener G, Krawczeski CD, Koyner JL, Murray P, Zappitelli M, Goldstein SL, Makris K, Ronco C, Martensson J, Martling CR, Venge P, Siew E, Ware LB, Ikizler TA, Mertens PR (April 2011). "The outcome of neutrophil gelatinase-associated lipocalin-positive subclinical acute kidney injury: a multicenter pooled analysis of prospective studies". J. Am. Coll. Cardiol. 57 (17): 1752–61. doi:10.1016/j.jacc.2010.11.051. .
يعبر مستوى الـNGAL في الفرد بشكل نسبي عن شدة الأذية الكلوية الحادة وان الأفراد الذين لديهم NGAL ايجابي يميلون لان يحدث لهم معالجة معاوضة كلوية ومعدلات امراضية ضمن المشفى أعلى وذلك بوجود أو غياب الكرياتنينن المصلي لذا قد يكون لدى الفرد AKI بدون وجود ارتفاع في قيمة الكرياتنين في المصل.^ Jump up to: a b Haase M, Devarajan P, Haase-Fielitz A, Bellomo R, Cruz DN, Wagener G, Krawczeski CD, Koyner JL, Murray P, Zappitelli M, Goldstein SL, Makris K, Ronco C, Martensson J, Martling CR, Venge P, Siew E, Ware LB, Ikizler TA, Mertens PR (April 2011). "The outcome of neutrophil gelatinase-associated lipocalin-positive subclinical acute kidney injury: a multicenter pooled analysis of prospective studies". J. Am. Coll. Cardiol. 57 (17): 1752–61. doi:10.1016/j.jacc.2010.11.051. .
ان القدرة على تشخيص الـAKI قبل حدوث القصور الكلوي الحاد أمر مفيد ومفضل تمويليا لمنع المقاييس الصحية.
سيطور أكثر من 10% من الناس في الولايات المتحدة بعض أنواع القصور الكلوي المزمن (CKD) مع احتمالية أعلى خاصة عند الأفراد اللذين يعانن من البدانة والكولسترول المرتفع وقصة عائلية للـCKD وفي هذه الحالة لا يوجد أي فائدة من العودة إذ ان الاذية الكلوية موجودة بشكل واضح لذا فان التشخيص المبكر للأذية الكلوية ضروري لمنع AKI. وان استخدام الـNGAL كواسم حيوي يمكن أن يخفض من تكاليف المشفى لأن عدد أقل من المرضى سيصلون إلى المرحلة الحرجة من الأذية الكلوية. بالنهاية فان تشخيص الـAKI بواسطة الـNGAL من الممكن ان تقلل وقت بقاء المريض في المستشفى فمثلا يمكن للتشخيص المبكر للـAKI بواسطة الـNGAL كواسم حيوي ان يساعد المريض على تجنب جلسات التحال الكلوية وغسيل الكلى.

 وظائف أخرى 
يمكن استخدام الـNGAL كواسم حيوي في عمليات توسيع الوعاء التاجي بطريق الجلد Percutaneous coronary intervention (PCI) والمجازة القلبية الرئوية مرضى الامراض الحرجة ( قصور القلب والإنتانات وفشل الأعضاء المتعدد)(14) حيث تعتبر الأذية الكلوية الحادة شائعة بعد هذه الاجراءات الجراحية وخاصة إذا كان الفرد يعاني من ارتفاع في الضغط الشرياني أو خلل بوظيفة الكلية أو البدانة.^ Kim MY, Jang HR, Huh W, Kim YG, Kim DJ, Lee YT, Oh HY, Eun Lee J (2011). "Incidence, risk factors, and prediction of acute kidney injury after off-pump coronary artery bypass grafting". Ren Fail 33 (3): 316–22. doi:10.3109/0886022X.2011.560406. . وفي هذه الحالات فان استخدام الـNGAL يكون أكثر فعالية من استخدام كرياتنين المصل في تشخيص الـAKI.(14)
كما تيبن أيضا أن الـNGAL له دور في السرطان حيث يثبط الـNFAT3 (NFATc4) حركة سرطانة الثدي من خلال حجب التعبير عن الـNGAL ^ Fougère M, Gaudineau B, Barbier J, Guaddachi F, Feugeas JP, Auboeuf D, Jauliac S (April 2010). "NFAT3 transcription factor inhibits breast cancer cell motility by targeting the Lipocalin 2 gene". Oncogene 29 (15): 2292–301. doi:10.1038/onc.2009.499. . كما يعدل الـNFAT1 محور حركة سرطان الثدي ويعمل على تقويتها من خلال زيادة التعبير عن الـNGAL ^ Gaudineau B, Fougère M, Guaddachi F, Lemoine F, de la Grange P, Jauliac S (July 2012). "Lipocalin 2 (LCN2), the TNF-like receptor TWEAKR and its ligand TWEAK act downstream of NFAT1 to regulate breast cancer cell invasion". J Cell Sci. doi:10.1242/jcs.099879. . أيضا وبشكل مماثل للـNFAT1 يعدل الـNFAT5 التعبير عن الـNGAL ويزيد من هجرة سرطانة الثدي.^ Germann S, Gratadou L, Zonta E, Dardenne E, Gaudineau B, Fougère M, Samaan S, Dutertre M, Jauliac S, Auboeuf D (January 2012). "Dual role of the ddx5/ddx17 RNA helicases in the control of the pro-migratory NFAT5 transcription factor". Oncogene. doi:10.1038/onc.2011.618. . وقد تبين أيضا ان الـNGAL يعبر عنه بشكل كبير في خلايا الورم.^ Yan L, Borregaard N, Kjeldsen L, Moses MA (October 2001). "The high molecular weight urinary matrix metalloproteinase (MMP) activity is a complex of gelatinase B/MMP-9 and neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL). Modulation of MMP-9 activity by NGAL". J. Biol. Chem. 276 (40): 37258–65. doi:10.1074/jbc.M106089200. . ومن الممكن استخدام معقدات مثل NGAL-MMP-9 في البول كواسم حيوي ذو علاقة بسرطان الثدي.^ Fernández CA, Yan L, Louis G, Yang J, Kutok JL, Moses MA (August 2005). "The matrix metalloproteinase-9/neutrophil gelatinase-associated lipocalin complex plays a role in breast tumor growth and is present in the urine of breast cancer patients". Clin. Cancer Res. 11 (15): 5390–5. doi:10.1158/1078-0432.CCR-04-2391. .

 المقايسة المخبرية 
يزداد التعبير الكلوي عن الـNGALفي الكليتين بعد الأذية لأسباب عديدة. ويرتفع مستوى الـNGAL في البول المصل خلال ساعتين من الأذية الكلوية ولذا من الممكن ان يتراوح قياس الـNGAL في المصل والبول ضمن مجال 25 إلى 5,000 ng/mL باستخدام الاختبارات المخبرية الموجودة.^ Lippi G, Aloe R, Storelli A, Cervellin G, Trenti T (September 2012). "Evaluation of NGAL Test™, a fully-automated neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) immunoassay on Beckman Coulter AU 5822". Clin. Chem. Lab. Med. 50 (9): 1581–4. doi:10.1515/cclm.2011.839. . تعتير قيم الـ25ng/mL منخفضة للـNGAL بينما قيم 200 ng/mL متوسطة أما قيم 1200 ng/mL فتعتبر مرتفعة.
أظهرت دراسة على أطفال أجروا عملية مجازة قلبية رئوية أن تراكيز الـNGAL البولية أعلى من 50 ng/mL بعد ساعتين من الجراحة تدل على أن قيم الكرياتنين المصلية أكثر بـ 50% من قيمه الأساسية. وعادة يميل الأطفال إلى أن تكون مستويات الـNGALغير قابلة للتحري لديهم ^ Krawczeski CD, Woo JG, Wang Y, Bennett MR, Ma Q, Devarajan P (June 2011). "Neutrophil gelatinase-associated lipocalin concentrations predict development of acute kidney injury in neonates and children after cardiopulmonary bypass". J. Pediatr. 158 (6): 1009–1015.e1. doi:10.1016/j.jpeds.2010.12.057. . لذا فان الدراسات التي تتضمن الأطفال تعتبر ضعيفة بينما لا تعتبر الدراسات المتضمنة المرضى البالغين الذين أجرو مجازة قلبية رئوية ضعيفة لأن البالغين عادة يكون لديهم اضطرابات أخرى مثل حالات التهابية التي تسبب زيادة في الـNGAL.
تتحرى دراسات الـAKI استعمال الـNGAL كواسم حيوي بالمقارنة مع كرياتنين المصل وإنتاج الـNGAL ^ Jump up to: a b c Uttenthal, L.O (April 2007). "NGAL: How Useful Is the New Marker of Kidney Damage?". CLI. ولكن للاسف فان إنتاج كرياتنين المصل يكون مختلف لذا فان المقارنة لا يمكن الاعتماد عليها دائما. بالإضافة لذلك فان مستويات الـNGAL تكون نسبية لكل شخص ولاتزال الدراسة على أعداد محددة ونتائجهم المتوقعة الدقيقة قائمة.
وعلى الرغم أن الـNGAL يعتبر واسم حيوي دقيق للـAKI لكن هناك بعض المساوئ التي تحد من استخدامه كواسم حيوي حيث أثبتت الدراسات أن الـNGAL لا يتواجد فقط في حال وجود فرصة للإصابة بـAKI فهناك عدة طرق مختلفة تسبب ارتفاع في قيم الـNGALمثل تناول أنواع محددة من الصادات الحيوية ومواد أخرى داخلية المنشأ. أيضا فان الكريانين يرفع مستويات الـNGAL مسببا ايجابية كاذبة للـAKI وهناك أيضا بعض الحالات الطبية التي تؤثر على مستويات الـNGAL مثل الإصابة بفيروس ايبشتاين بار والتهاب الكبد A والحلأ البسيط والحصبة الألمانية والورم النِقْيِيّ Myeloma.^ "ARCHITECT Urine NGAL" (pdf). Abbott Diagnostics Europe.
 Particle-enhanced turbidimetric immunoassay (PETIA) 
وهي فحص قياس العكر يتم على محللات كيميائية سريرية مع أقنية مفتوحة. يمكن استخدام الـPETIA لقياس الـNGAL في البول والبلازما وبكميات من 25 إلى 5,000 ng/mL. ومن أجل الفحص في الزجاج يمكن أن يتم تحديد تركيز الـNGAL بواسطة الـELISA باستخدام البول أو البلاسما أو المصل أو خلاصات الأنسجة أو أوساط الزرع.

 Point-of-Care NGAL test 
وهو فحص يجرى في الزجاج باستخدام المقايسة المناعية بالتألق W:fluorescence immunoassay لقياس مستويات الـNGAL في عينات دم مضاف لها مضاد تخثر أو بلاسما خلال افرازه.
يجرى الفحص من خلال:إضافة عدة نقاط من مضاد التخثر EDTA إلى عينة الدم أو عينة البلاسما. توضع في جهاز الاختبار الذي يفصل خلايا الدم عن البلاسما (في حال استخدام الدم المضاف له مضاد التخثر). تتفاعل البلاسما الناتجة أو المضافة بشكل جاهز مع ضد مرتبط بمادة متألقة. تعبر تلك البلاسما المتفاعلة مع الضد ضمن الجهاز إلى منطقة مميزة نوعية للمادة التي يجرى تحليلها (والتي هي هنا NGAL). يتم تحليل كمية التألق التذي تعطيه العينة وبذلك يكون تركيز الـNGAL في العينة مرتبط بشكل مباشر مع كمية التألق.^ "Alere Triage NGAL Test" (pdf). Product Insert. Alere Ltd. 2012

 المقايسة المناعية 
وهي اختبار يجرى في الزجاج يستخدم مقايسة مناعية للمعان الكيميائي لجزيئات مكروية chemiluminescentmicroparticle immunoassay (CMIA) لاعطاء قياس كمي لمستويات الـNGAL في عينة البول. حيث تستخدم جزيئات مكروية مغطاة بأجسام مضادة وحيدة النسيلة التي تقوم بتفاعل كمية الـNGAL الموجودة في العينة.
يتم إجراء الاختيار من خلال تمديد العينة بمحلول وقاء. إضافة جزيئات مكروية ممغنطة مغطاة بضد للـNGAL . عندها يرتبط الـNGAL الموجود في البول مع الجزيئات المكروية. غسل مطرس الطفاعل للتخلص من الجزيئات الزائدة. إضافة ضد الـNGAL الموسوم بالاكريدينيوم المرتبط anti-NGAL acridinium-labeled conjugate. القيام بدورة غسيل أخرى للتخلص من الجزيئات الزائدة. إضافة محاليل بدء التفاعل وماقبل بدء التفاعل لتحريض تفاعل الضياء الكيميائي . يتم قياس التفاعل من خلال وحدات الضوء النسبي Relative Light Units (RLUs) الذي يتناسب مع تركيز الـNGAL في العينة.

 قصة الـNGAL 
في عام 2004 أعلنت الـFDA الأمريكية عن الحاجة إلى تطوير وزيادة منتجات متضمنة واسمات حيوية وعلامات بديلة وبشكل خاص هناك أبحاث مكثفة لاستخدام الـNGAL كواسم حيوي.
وقد تم إجراء أول دراسة لتحديد فيما إذا كان الـNGAL فعال كواسم حيوي ونشرت في تموز 2011 حيث وجدت الدراسة أن المعالجة بالـfenoldopam تنقص مستوى الـNGAL في البول بشكل ملحوظ بعد العمليات القلبية وهذا يقترح التأثير الحامي للنفرون للـ fenoldopam وقد كانت هذه الدراسة مهمة لتحديد دور الـNGAL في AKI.
في الفلبيبين أول تنفيذ لدليل استخدام الـNGAL كواسم حيوي مشخص للـAKI كان عام 2010 في تدبير داءُالبَريمِيَّاتleptospirosis.

 المصادر 

 مزيد من القراءة 


















تصنيف:بروتينات بشرية
تصنيف:جينات على كروموسوم 9