Uus fibroosi ravi: interleukiin-33

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Ⅱ osa: tuuma IL-33 piirab fibroblastide varajast muundumist rakuväliseks maatriksit sekreteerivaks fenotüübiks

FrancescaGatti, Sobuj Mia, Clara Hammarström jt.

Interleukiin(IL)-33 on tsütokiin, mis näib vahendavatfibroossignaalides selle retseptori ST2 (IL-33) kaudu(Interleukiin-33)R/L1RL1). Siiski on see ka valk, mis pärast sünteesi sorteeritakse raku tuumaks, kus see näib mõjutavat kromatiini voltimist. Siin kirjeldame tuumarelvastuse uudset rolli-33(Interleukiin-33)fibroblastide fenotüübi reguleerimisel hiire neerudesfibroosmille põhjuseks on ühepoolne kusejuha obstruktsioon. IL-i transkriptsiooniline profileerimine-33(Interleukiin-33)-puudulikud neerud 24 tundi pärast ligeerimist näitasid fibrogeensete geenide suurenenud ekspressiooni ja rakuvälise maatriksi moodustumise ja ümberkujundamisega seotud geenikomplektide rikastumist. Need muutused põhinesid IL-i intratsellulaarsetel mõjudel-33(Interleukiin-33)kuna neid ei paljundatud IL-i neutraliseeriva antikehaga töötlemisel-33(Interleukiin-33)mis takistab IL-33R/ST2L retseptori signaaliülekannet ega täheldatud IL-33R/ST2-puudulike neerude puhul. IL-i rakusisese funktsiooni edasiseks uurimiseks-33(Interleukiin-33), lõime inimese fibroblastide transkriptsiooniprofiilid, jälgides seda IL-i katkestamist-33(Interleukiin-33)moonutas transkriptsiooniprofiili põletikulisest müofibroblasti fenotüübi suunas, mis kajastub COL3A1 kõrgemates tasemetes. COL5A1 ja transgeliini valk, samuti IL6, CXCL8, CLL7 ja CCL8 madalamad ekspressioonitasemed. Kokkuvõttes näitavad meie leiud, et tuuma IL-33(Interleukiin-33)fibroblastides summutab algset profibrootilist vastust, kuni püsivad stiimulid, nagu UUO jõustab, võivad selle kaitsemehhanismi alistada.

Uus fibroosi ravi: interleukiin-33

OSAKS KLIKI SIIA Ⅰ

Arutelu

Alates selle avastamisest on kudedest pärineval IL-il laialdane mõju-33(Interleukiin-33)on näidatud südame hüpertroofilises remodelleerumises ja infibrooskopsu, naha ja maksa kahjustused2. Kõik need toimed on vahendatud interaktsioonide kaudu selle membraaniga seotud retseptoriga ST2 (IL33R/IL1RL1). Palju vähem on tähelepanu pööratud selle intranukleaarse tsütokiini potentsiaalile moduleerida transkriptsiooni kudedes elavates stroomarakkudes ja tuuma IL-i funktsionaalsele tähtsusele-33(Interleukiin-33)jääb suures osas teadmata². Siin ühendasime ühepoolse kusejuha obstruktsiooni in vivo analüüsid inimese fibroblastide analüüsidega in vitro, et paljastada tuuma IL-i uudne roll-33(Interleukiin-33)on interstitsiaalse raku-ekstratsellulaarse maatriksi ladestumise repressor. See järeldus tehti jälgides, et varajased profibrootilised vastused võimendusid IL-is-33(Interleukiin-33)-puudulikud hiired, kuid mitte neutraliseerides IL-i-33(Interleukiin-33)metsikut tüüpi hiirtele antud antikehad ja IL-i ammendumise jälgimine-33(Interleukiin-33)inimese naha fibroblastides suurendas ekstratsellulaarse maatriksi komponentide ekspressiooni ja kaldus aktiveeritud fibroblastid prototüüpse müofibroblastilise fenotüübi suunas.

IL-i tuuma lokaliseerimine-33(Interleukiin-33)on täheldatud nii neerude interstitsiaalse ruumi rakkudes, mis kusejuha obstruktsiooni tagajärjel arenevad a-SMA pluss müofibroblastideks, kui ka primaarsetes inimese fibroblastides, mis puutuvad kokku profibrootiliste stiimulitega. Veelgi enam, IL-is täheldatud suurenenud kollageeni transkriptsioon-33(Interleukiin-33)- puudulikke hiiri ei täheldatud ka metsiktüüpi hiirtel, kellele manustati neutraliseerivat IL-33(Interleukiin-33)antikehade ega ST{0}}puudulike hiirte puhul, mis näitab, et IL-33(Interleukiin-33)summutab rakuvälise maatriksi komponentide ekspressiooni oma tuumafunktsioonide kaudu. Seetõttu teeme ettepaneku, et IL-33(Interleukiin-33)avaldab fibroblastides aktiivseid homöostaatilisi tuumafunktsioone, mis kaitsevad peremeesorganismi põhjendamatute vastuste eest. Sel viisil IL-33(Interleukiin-33)Põletikulise keskkonna poolt indutseeritud toime võib toimida profibrootiliste geenide loomuliku supressorina, mida näib kiirendavat pro-fibrootiliste tsütokiinide nagu TGF- olemasolu. See mudel korreleerub hästi hiljutise tähelepanekuga, et tuuma, kuid mitte rakuväline. IL-33(Interleukiin-33) avaldab soodsat mõju hiirte haavade paranemisele, pärssides NFkB aktiivsust keratinotsüütides ja piirates liigset põletikku.

Kollageenide ja ekstratsellulaarse maatriksi geenide varajane suurenemine ei tähendanud suurenemistfibroosareng UUO mudelis. Selle ilmse lahknevuse tõenäoline seletus võib olla see, et täielikust kusejuha obstruktsioonist põhjustatud lakkamatu surve ja sellele järgnev koekahjustus on piisavalt tugev, et alistada IL-i homöostaatiline mehhanism-33(Interleukiin-33). Arvestades UUO pöördumatut olemust ja sellest tulenevat mõju neerufunktsioonile, pole see ehk üllatav. Arvestada tuleks ka sellega, et UUO poolt hilisematel ajahetkedel avaldatud raku stress ja kahjustused võivad vahendada IL-i vabanemist-33(Interleukiin-33)rakuvälisesse ruumi713, vähendades selle akumuleerumist tuumas ja, mis võib-olla veelgi olulisem, võimaldades profibrootilist signaaliülekannet selle retseptori ST2L kaudu. Tõepoolest, IL-33-ST2L signaaliülekande profibrootilisest rollist on teatatud paljudes elundites, sealhulgas neerudes. Kuid me ei täheldanud mingeid tõendeid IL-i profibrootilise rolli kohta-33(Interleukiin-33)meie süsteemis isegi püüdes reprodutseerida täpseid katsetingimusi, mida varem selle nähtuse demonstreerimiseks kasutati.

IL-i tuumaväljendus-33(Interleukiin-33)fibroblastides indutseerib põletikuline aktivatsioon8.19 ja haavade paranemise katsed näitasid, et see induktsioon on seotud raku varajase aktivatsiooni olekuga. Tuuma IL mõju-33(Interleukiin-33)Seetõttu on ebatõenäoline, et see avaldatakse vaiksele fibroblastile, vaid see on aktiveerimise vahepealses staadiumis. Meie tähelepanek, et IL-i ammendumine-33(Interleukiin-33)suurendas ekstratsellulaarse maatriksi komponentide, nagu COL5Al ja TGLN, ekspressiooni, kuid vähendas põletikueelse tsütokiini IL6 ja kemokiinide CXCL8, CCL7 ja CCL8 ekspressiooni, näitab, et mudel, mis pakub vahet põletikulise (ILd-a-SMA) ja müofibroblastilise astme (IL6) vahel. -SMA-2）fibroblastilised fenotüübid kõhunäärmevähi2 korral võivad olla väga olulised ka IL-i tuumafunktsiooni arvesse võttes{11}}(Interleukiin-33)kultiveeritud müofibroblastides. IL-i üldise mõju kaalumisel tuleks meeles pidada võimalikke mõjusid kudede põletikule-33(Interleukiin-33)-puudus sisse lülitatudfibroosarengut. Põletik on peamine põhjusfibroos. ja vähemalt kopsudes aitab põletikuliste tsütokiinide nagu CCL8 fibroblastide sekretsioon kaasa fibroosipatoloogiale. Seetõttu ei saa automaatselt eeldada, et kalduvus põletikulise fibroblastilise fenotüübi poole pärsib pikaajalist arengut.fibroos.

Meie rakukultuuri tulemused näitavad, et aja jooksul võivad täielikult muundunud müofibroblastid tuuma IL-i alla reguleerida-33(Interleukiin-33). Kuigi IL-33(Interleukiin-33)on pikaajalisel kokkupuutel TGF-B-ga fibroblastikultuurides allareguleeritud. IL-33-kahanemise mõju püsib, tõenäoliselt tänu täielikult diferentseerunud müofibroblastide suuremale osakaalule kultuuris. See tähelepanek toetab ka hüpoteesi, et IL-33(Interleukiin-33)on tingitud pigem fenotüübi konversiooni moduleerimisest kui otseste intratsellulaarsete interaktsioonide kaudu, mis pärsivad profibrootilist signaaliülekannet.

Tulevased katsed peaksid olema kavandatud tuuma-IL mõju uurimiseks-33(Interleukiin-33)toimivad fibroblastides erinevates tingimustes ja tuvastavad kaasatud molekulaarsed mehhanismid. Väga huvitav lähenemisviis oleks kaardistada aktiveeritud fibroblastides I-33-ga hõivatud kromatiinipiirkonnad kromatiini immunosadestamise abil, millele järgneb sügav sekveneerimine, ning interaktsioonipartnerite tuvastamine immunosadestamise ja massispektromeetria abil. Teine lähenemisviis oleks üherakuline transkriptsiooniprofiil. Selles kontekstis väärib mainimist ka see, et meie hiire in vivo andmeid täiendasid in vitro katsed inimese fibroblastidega. Kuna inimese neerudest pärinevad primaarsed rakukultuurid pole olnud meile hõlpsasti kättesaadavad, seadsime mehhaanilises in vitro mudelis in vivo andmete uurimise ja laiendamise valikul tähtsuse huvipakkuva kiiruse suhtes prioriteetseks.

Meie kombineeritud leiud muudavad ahvatlevaks pakkuda välja mudelit, kus mesenhümaalsete/fibroblastiliste rakkude varajase koekahjustuse poolt põhjustatud aktiveerimine kutsub esile vahepealse fibroblastilise fenotüübi, millel on kõrge tuuma-IL-i ekspressioon-33(Interleukiin-33)ja valdavaltpõletikulineFunktsioonid. Täiendavate koekahjustuste puudumisel on see tuuma IL-33(Interleukiin-33)võib toimida, et pärssida täielikku konversiooni ekstratsellulaarset maatriksit tootvaks müofibroblastiliseks fenotüübiks, vältides sellega liigset armide teket ja säilitades elundite funktsiooni. Kui aga kahjustav stiimul püsib, nagu UUO puhul, toimivad IL-i kaitsefunktsioonid{{2} }(Interleukiin-33)on tühistatud ja IL-33(Interleukiin-33)võib isegi erituda aktiveeritud fibroblastidest, et avaldada ST2 aktiveerimise kaudu profibrootilisi toimeid. Selles kontekstis on farmakoloogiline sekkumine, mille eesmärk on rakuvälise IL-i sihtimine-33(Interleukiin-33)ja seetõttu võib IL-33-ST2L telje põletikueelse ja profibrootilise signaali blokeerimine olla kasulik põletikuliste ja fibrootiliste haiguste ravis.

Viited

1. Rankin, ALet al.IL-33(Interleukiin-33)kutsub esile I-13-sõltuva nahafibroos.. Immunol.184, 1526-1535 (2010).

2. McHedlidze, T. et al.Interleukiin-33-sõltuvad kaasasündinud lümfoidrakud vahendavad maksafibroos. Immunity 39,357-371(2013).

3. Wynn, TA&Ramalingam, TR Mehhanismidfibroos: terapeutiline tõlge fibrootilise haiguse korral.Nat. Med 18, 1028-1040 (2012).

4. Chen, W. Y et al Upregulation ofinterleukiin-33obstruktiivse neerukahjustuse korral. Biochem.Biophys. Res.Commun.473, 1026-1032 (2016).

5. Liang, H. et al.Interleukiin-33signaalimine aitab kaasa neerudefibroospärast isheemiat-reperfusiooni.Eur.J.Pharmacol.812, 18-27 (2017).

6. Kuchler, AMet al. Tuumainterleukiin-33Seda ekspresseeritakse tavaliselt puhkeolekus olevas endoteelis, kuid kaob kiiresti angiogeense või põletikueelse aktivatsiooni korral. Olen. J. Pathol.173, 1229-1242 (2008).

7. Cayrol, C. & Girard, J, P, The IL-1-like cytokine IL-33(Interleukiin-33)inaktiveeritakse pärast küpsemist kaspaasiga-1. Proc. Nat. Acad. Sci US.A. 106, 9021-9026(2009).

8. Sponheim, J. et al. Põletikulise soolehaigusega seotudinterleukiin-33ekspresseeritakse eelistatavalt haavanditega seotud müofibroblastides. Olen. I. Pathol.177, 2804-2815 (2010).

9. Sundnes, O. et al. Epidermaalne ekspressioon ja reguleerimineinterleukiin-33homöostaasi ja põletiku ajal: tugevad liigierinevused. J. Uurimine. Dermatol.135,1771-1780(2015).

10. Roussel, L., Erard, M., Cayrol, C. & Girard, JP Molekulaarne mimikri Ⅱ-33 ja KSHV vahel kromatiiniga kinnitumiseks läbi H2A-H2batsiidse tasku. EMBO Rep. 9, {{6 }}(2008).

11. Ali, S. et al. Kahefunktsiooniline tsütokiin IL-33(Interleukiin-33)interakteerub transkriptsioonifaktoriga NF-kappaB, et summutada NF-kappaB-stimuleeritud geeni transkriptsiooni. J. Immunol. 187, 1609-1616 (2011).

12. Shao, D. et al. Tuuma I-33 reguleerib lahustuva ST2 retseptori ja IL-6 ekspressiooni inimese primaarsetes arteriaalsetes endoteelirakkudes ning väheneb idiopaatilise pulmonaalse arteriaalse hüpertensiooni korral. Biochem.Biophys. Res Commun.451, 8-14 (2014).

13. Bessa, J. et al. IL muudetud subtsellulaarne lokaliseerimine-33(Interleukiin-33)viib mittetaanduva surmava põletikuni. J.Autoimmun.55,33-41(2014).

14. Lynch, MD ja Watt, FMFbroblastide heterogeensus: Inimhaiguse tagajärjed. J. Clin.Investig.128, 26-35 (2018).

15. Pakshir, P.& Hinz, B.The big five infibroos: Makrofaagid, müofibroblastid, maatriks, mehaanika ja kommunikatsioonihäired. Matrix Biol. 68-69,81-93(2018).

Märge:ülaltoodud ei ole täielik viidete loend