Novo zdravljenje fibroze: Interleukin-33

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

Del II.: Jedrski IL-33 omeji zgodnjo pretvorbo fibroblastov v ekstracelirni fenotip, ki izloča matriko

FrancescaGatti, Sobuj Mia, Clara Hammarström & et al.

Interleukin(IL)-33 je citokin, za ki se zdi, daFibrozos signalizacijo prek receptorja ST2 (IL-33(Interleukin-33)R/L1RL1). Je pa tudi beljakovina, ki je po sintezi razvrščena v celično jed, kjer se zdi, da vpliva na kromatin zložljivo. Tu opisujemo novo vlogo jedrskega IL-33(Interleukin-33)pri uravnavanju fibroblastnega fenotipa v murinski ledviciFibrozoz enostransko obstrukcijo sečnine. Prepisovalno profiliranje IL-33(Interleukin-33)-pomanjkljive ledvice 24h po ligaciji pokazala okrepljeno izražanje fibrogenih genov in obogatitev genskih setov, vključenih v tvorbo zunajcelijskih matrik in preureditev. Te spremembe so se zanašale na znotrajcelijske učinke zdravila IL-33(Interleukin-33)ker jih zdravljenje z nevtralizirajočo protiteleso ni reproduciranje na IL-33(Interleukin-33)ki preprečuje signalizacijo receptorjev IL-33R/ST2L niti jih niso opazili pri ledvicah, ki so bile pomanjkljive IL-33R/ST2. Za nadaljnje raziskovanje znotrajcelijske funkcije IL-33(Interleukin-33), smo vzpostavili prepis profilov človeških fibroblastov, ki so opazovali, da knockdown IL-33(Interleukin-33)profil prepisa iz vnetnega vnetnega proti miofibroblastnemu fenotipu, kar se odraža v višjih ravneh COL3A1. COL5A1 in transgelin beljakovine, pa tudi nižje ravni izražanja IL6, CXCL8, CLL7 in CCL8.In, naše ugotovitve kažejo, da jedrska IL-33(Interleukin-33)v fibroblastih utiša začetni profibrotični odziv, dokler trajni dražljaji, kot jih izvaja UUO, ne morejo preglasiti tega zaščitnega mehanizma.

Novo zdravljenje fibroze: Interleukin-33

KLIKNITE TUKAJ ZA DELJaz.

Razpravo

Od odkritja je širok vpliv tkiv IL-33(Interleukin-33)so dokazali pri srčni hipertrofični prenovi, in priFibrozopljuč, kože in jeter2. Vsi ti učinki so posredovani prek interakcij s svojim receptorjem st2(IL33R/IL1RL1) s kogenatnim membranam. Veliko manj pozornosti je bilo namenjeno potencialu tega netranuklearnega citokina za moduliranje prepisa v stromalnih celicah rezidentov tkiv in funkcionalnem pomenu jedrskih IL-33(Interleukin-33)še vedno v veliki meri neznana². Tu smo združili analize enostranske ureteralne obstrukcije in vivo z analizami človeških fibroblastov in vitro, da bi razkrili novo vlogo za jedrsko IL-33(Interleukin-33)je represor intersticijske celične ekstracelularne naslaga matrike. Ta sklep je bil utemeljen z opazovanjem, da so bili zgodnji profibrotični odzivi v IL-33(Interleukin-33)-pomanjkljive miši, vendar ne z nevtralizacijo IL-33(Interleukin-33)protitelesa, ki se dajejo mišem divjega tipa, in opazovanje, da je izpiranje IL-33(Interleukin-33)pri človeških dermalnih fibroblastih so povečali izraz ekstracelijskih matričnih komponent in izbočenih aktiviranih fibroblastih proti prototipnemu miofibroblastičnega fenotipa.

Jedrska lokalizacija IL-33(Interleukin-33)so opazili tako v celicah v ledvično intersticijskem prostoru, da se kot zaporedje do sečnine obstrukcije razvijejo v a-SMA+miofibroblasti in v primarnih človeških fibroblastih, izpostavljenih profibrotičnim dražljajem. Poleg tega je povečana prepisanost kolagena, opažena v(Interleukin-33)-pomanjkljive miši niso opazili niti pri miših divjega tipa, ki so jih nevtralizirali IL-33(Interleukin-33)protitelesa niti pri miših, ki so pomanjkljive s ST2, kar kaže, da(Interleukin-33)prek svojih jedrskih funkcij utiša izražanje komponent zunajcelijskih matrik. Zato predlagamo, da IL-33(Interleukin-33)deluje v fibroblastih, ki ščitijo gostitelja pred neupravičenim odzivom. Na ta način je IL-33(Interleukin-33)ki ga povzroči vnetno okolje, lahko deluje kot naravni zaviralnik profibrotičnih genov, ki se zdi pospešen s prisotnostjo profibrotičnih citokinov, kot je TGF-β. Ta model se dobro ujema z nedavnim opazovanjem, da jedrsko, vendar ne zunajcelijo. IL-33(Interleukin-33)blagodejno vpliva na celjenje ran pri miših, s zaviranjem NFkB aktivnosti v keratinocitih in omejevanjem čezmernega vnetja.

Zgodnje povečanje kolagenov in genov zunajcelijskih matrik se niFibrozorazvoj v modelu UUO. Verjetno pojasnilo za to očitno neskladje bi lahko bilo, da je neusmiljene pres-prepričane in posojedne poškodbe tkiva, ki jih povzroči popolna zapora sečnine, dovolj močne, da preglasi homeostatični mehanizem, ki ga je opravil IL-33(Interleukin-33). Glede na nepopravljivo naravo UUO in njegov potečejoč vpliv na delovanje ledvic, to morda ni presenetljivo. Prav tako je treba upoštevati, da bi lahko celični stres in poškodbe, ki jih je UUO v kasnejših časovnih točkah povzročilo posredovanje(Interleukin-33)do zunajceličnega prostora713, zmanjšanje kopičenja v jeder in, morda še pomembneje, omogoča profibrotično signalizacijo preko njegovega receptorja ST2L. V številnih organih, vključno z ledvicami, so poročali o profibrotični vlogi za signalizacijo IL-33-ST2L. Vendar nismo opazili nobenih dokazov o profibrotični vlogi IL-33(Interleukin-33)v našem sistemu celo v prizadevanjih za reprodukcijo natančnih eksperimentalnih pogojev, ki so se prej uporabljali za dokazovanje tega pojava.

Jedrski izraz IL-33(Interleukin-33)v fibroblastih je induciran z vnetno aktivacijo8.19, in poskusi celjenja ran so pokazali, da je ta indukcija povezana z zgodnjim stanjem aktivacije celice. Učinek jedrskega IL-33(Interleukin-33)zato ni verjetno, da se bo izvršil na mirnem fibroblastu, temveč v vmesni fazi aktuacije. Naše opažanje, da je izničevanje IL-33(Interleukin-33)povečala izraz ekstraceličnih matričnih komponent, kot sta COL5Al in TGLN, vendar je zmanjšala izražanje protivnetnega citokina IL6 in kemokinov CXCL8, CCL7 i CCL8, upucuju da bi model predlozanja razlikovanja medu vnetnim (ILd-a-SMA) i miofibroblasticnim (IL6°"a-SMA-2)fibroblasticnim fenotipom u raku pankreasa2, mogla biti visoko relevantna i pri shvacanju nuklearne funkcije IL-33(Interleukin-33)kulturnih miofibroblastih. Pri upoštevanju splošnega učinka zdravila IL-33 je treba upoštevati morebitne učinke na vnetje tkiv.(Interleukin-33)-pomanjkanje naFibrozorazvoj. Vnetje je glavni pogon zaFibrozo. in vsaj v pljučih fibroblast izločanje vnetnih citokinov, kot je CCL8, prispeva k patologiji fibroze. Zato ne moremo samodejno predpostavljati, da prizadost do vnetnega fibroblastičnega fenotipa zavira dolgoročni razvojFibrozo.

Naše ugotovitve iz celične kulture kažejo, da lahko skozi čas popolnoma spremenjeni miofibroblasti utegnejo zniževanje jedrskih IL-33(Interleukin-33). Čeprav IL-33(Interleukin-33)v kulturah fibroblasta z dolgotrajno izpostavljenostjo TGF-B. učinek IL-33-izpraznjenosti traja, najverjetneje zaradi višjega deleža popolnoma diferenciiranih miofibroblastov v kulturi. Ta opažanje podpira tudi hipotezo, da je učinek zdravila IL-33(Interleukin-33)je posledica modulacije pretvorbe fenotipa in ne prek neposrednih znotrajcelijskih interakcij, ki zavirajo profibrotično signalizacijo.

Prihodnje poskuse bi bilo treba zasnovati za preiskovanje učinka jedrskega(Interleukin-33)delovanje v fibroblastih v različnih pogojih in za identifikacijo vključenih molekularnih mehanizmov. Zelo zanimiv pristop bi bil preslikati kromatinske regije, ki jih I-33 zaseda v aktiviranih fibroblastih s kromatinskimi imunoprecipitacijami, ki jim sledi globoko zaporedje, in opredeliti partnerje interakcije z imunoprecipitacijo in masno spektrometrijo. Drug pristop bi bil enocelično prepisovalno profiliranje. V tem okviru si zasluži omeniti tudi, da so bili naši podatki o murin in vivo dopolnjeni z in vitro poskusi v človeških fibroblastih. Ker nam primarne celične kulture iz človeških ledvic niso bile zlahka dostopne, smo prednostno naveli hitrostjo zanimanja glede na interesni organ pri izbiri za raziskovanje in razširitev in vivo podatkov v mehaniističnem in vitro modelu.

Zaradi skupnih ugotovitev je vabljivo predlagati model, pri katerem zgodnja aktivacija mezenhimskih/fibroblastičnih celic, ki povzroči poškodbe tkiva, inducira vmesni fibroblastični fenotip z visokim izrazom jedrskih IL-33(Interleukin-33)in pretežnoVnetneFunkcije. Ker ni bilo dodatnih poškodb tkiva, je ta jedrski IL-33(Interleukin-33)lahko zavira popolno pretvorbo v zunajcelijo, miofibroblastični fenotip, ki proizvaja miofibroblastičen fenotip, s čimer preprečuje čezmerno nastanek brazgotin in ohranjanje funkcije organov, vendar če škodljivi dražljaj vztraja, kot pri UUO, zaščitne funkcije IL-33(Interleukin-33)preglasijo in IL-33(Interleukin-33)se lahko izločajo celo iz aktiviranih fibroblastov° za uporabo profibrotičnih ukrepov z aktivacijo ST2, v tem smislu farmakološki poseg, namenjen ciljanju na zunajcelijo IL-33(Interleukin-33)in zato blokiranje protivnetnega in profibrotskega signala osi IL-33-ST2L, lahko koristi pri zdravljenju vnetnih in fibrotičnih bolezni.

Sklicevanja

1.Rankin, A.L.et al. IL-33(Interleukin-33)povzroči i-13-odvisno kokoznoFibrozo.. Imunol.184,1526-1535 (2010).

2.McHedlidze, T.et al.Interleukin-33-odvisne prizadevne limfoidne celice mediate jeterFibrozo. Imuniteta 39.357-371(2013).

3. Wynn, T. A.&Ramalingam, T. R. MehanizmiFibrozo: terapevtski prevod za fibrotično bolezen.Nat. Med 18,1028-1040 (2012).

4. Chen, W. Y et al Upregulation ofinterlevkin-33pri obstruktivnih poškodbah ledvic. Biokem.Biophys. Res.Commun.473,1026-1032 (2016).

5. Liang, H.et al.Interleukin-33signalizacija prispeva k ledvičnoFibrozopo ishemiji in reperfuziji. Eur.J.Pharmacol.812,18-27 (2017).

6. Kuchler, A. M.et al. Jedrskeinterlevkin-33endoteliju, vendar se hitro izgubijo zaradi angiogene ali vnetne aktivacije. Am. J. Pathol.173,1229-1242 (2008).

7. Cayrol, C. & Girard, J, P, IL-1-podoben citokin IL-33(Interleukin-33)inaktivira po zorenju s kapazo-1. Proc. Nat. Acad. Sci US.A. 106,9021-9026(2009).

8. Sponheim, J.et al. Vnetna črevesna bolezen povezanainterlevkin-33miofibroblastih, povezanih z razjedami. Am. I. Pathol.177,2804-2815 (2010).

9. Sundnes, O.et al. Epidermalno izražanje in ureditevinterlevkin-33med homeostazo in vnetjem: Močne razlike v vrstah. J. Investig. Dermatol.135,1771-1780(2015).

10. Roussel, L., Erard, M., Cayrol, C.& Girard, J.P. Molekularna mimika med II.-33 in KSHV za pritrditev na kromatin skozi žep H2A-H2Bacidic. EMBO Rep. 9, 1006-1012(2008).

11. Ali, S.et al. Dvojni funkcijski citokin IL-33(Interleukin-33)interakcije s faktorjem za prepis NF-kappaB, da se priduši NF-kappaB-stimulira genski prepis. J. Immunol. 187, 1609-1616 (2011).

12. Shao, D.et al. Jedrski I-33 uravnava topni ST2 receptor in IL-6 izraz v primarnih človeških arterijskih endotelijskih celicah in se zmanjša pri idiopatski pljučni arterijski hipertenziji. Biokem.Biophys. Res Commun.451,8-14 (2014).

13. Bessa, J.et al. Spremenjena podcelijska lokalizacija IL-33(Interleukin-33)povzroči nereševanje smrtonosnega vnetja. J.Autoimmun.55,33-41(2014).

14.Lynch, M.D.& Watt,F.M.Fbroblast heterogenost:Posledice za človekovo bolezen.J. Clin.Investig.128,26-35 (2018).

15. Pakshir, P.& Hinz, B.The big five inFibrozo: makrofazi, miofibroblasti, matrika, mehanika in napačno obsevanje. Matrica Biol. 68-69,81-93(2018).

Opomba:zgoraj ni popoln referenčni seznam