Uusi fibroosin hoito: Interleukiini-33

Kontakti:joanna.jia@wecistanche.comWhatsApp: 008618081934791

Osa II.:Ydin-IL-33 hillitsee fibroblastien varhaista muuntamista solunulkoiseksi matriisia erittäväksi fenotyypiksi

FrancescaGatti, Sobuj Mia, Clara Hammarström & ym.

Interleukiini(IL)-33 on sytokiini, joka näyttää välittävänfibroosisignaloimalla reseptorin ST2 (IL-33) kautta(Interleukiini-33)R/L1RL1). Se on kuitenkin myös proteiini, joka synteesin jälkeen lajitellaan solun ytimeen, jossa se näyttää vaikuttavan kromatiinin taittumiseen. Tässä kuvataan ydin-IL-33: n uusi rooli(Interleukiini-33)virtsan munuaisen fibroblastifenotyypin säätelyssäfibroosiyksipuolisen virtsaputken estämisen ajamana. IL-33: n transkriptioprofilointi(Interleukiini-33)-puutteelliset munuaiset 24 tunnin kuluttua ligaatiosta paljastivat fibrogeenisten geenien lisääntyneen ilmentymisen ja solunulkoisen matriisin muodostumiseen ja uudistamiseen osallistuvien geenijoukkojen rikastumisen. Nämä muutokset perustuivat IL-33:n solunsisäisiin vaikutuksiin(Interleukiini-33)koska niitä ei toistettu käsittelemällä neutraloivalla il-33-vasta-aineella(Interleukiini-33)joka estää IL-33R/ST2L-reseptorin signaloinnin, eikä niitä havaittu IL-33R/ST2-puutteellisissa munuaisissa. Tutkia tarkemmin IL-33: n solunsisäistä toimintaa(Interleukiini-33), perustimme transkriptioprofiilit ihmisen fibroblasteista ja havaitsimme IL-33: n pudotuksen(Interleukiini-33)vinosi transkriptioprofiilin tulehduksellisesta kohti myofibroblastifenotyyppiä, mikä heijastui korkeampiin COL3A1-tasoihin. COL5A1ja transgeliiniproteiini sekä alhaisemmat IL6:n, CXCL8:n, CLL7:n ilmentymistasotja CCL8.In johtopäätöksemme viittaavat siihen, että ydin-IL-33(Interleukiini-33)fibroblasteissa vaimentaa alkuperäistä profibroottista vastetta, kunnes UUO:n pakottamat pysyvät ärsykkeet voivat ohittaa tämän suojamekanismin.

Fibroosin uusi hoito: Interleukiini-33

KLIKKAA TÄSTÄ OSALLISTUAKSESIMinä.

Keskustelu

Sen löytämisen jälkeen kudosperäisen IL-33: n laaja vaikutus(Interleukiini-33)on osoitettu sydämen hypertrofisessa remontissa jafibroosikeuhkoista, ihosta ja maksasta2. Kaikki nämä vaikutukset välittyvät yhteisvaikutuksissa sen kognaattikalvoon sitoutuneen reseptorin ST2 (IL33R/IL1RL1) kanssa. Paljon vähemmän huomiota on kiinnitetty tämän intranukleaarisen sytokiinin potentiaaliin moduloida transkriptiota kudoksessa sijaitsevissa stromaalisoluissa ja ydin-IL-33: n toiminnalliseen merkitykseen(Interleukiini-33)on edelleen suurelta osin tiedossa². Tässä yhdistimme virtsaputken yksipuolisen tukkeutumisen analyysit in vivo ihmisen fibroblastien analyyseihin in vitro paljastaaksemme uuden roolin ydin-IL-33: lle(Interleukiini-33)on interstitiaalisen solunulkoisen matriisin kerrostumisen repressori. Tämä johtopäätös tehtiin havainnosta, että varhaiset pro-fibroottiset vasteet vahvistuivat IL-33: ssa(Interleukiini-33)-puutteelliset hiiret, mutta ei neutraloimalla IL-33:a(Interleukiini-33)luonnonvaraisille hiirille annetut vasta-aineet ja IL-33:n ehtymisen havaitseminen(Interleukiini-33)ihmisen ihon fibroblasteissa lisäsivät solunulkoisten matriisikomponenttien ilmentymistä ja vinouttivat aktivoituneita fibroblasteja kohti prototyyppistä myofibroblastista fenotyyppiä.

IL-33: n ydinpaikka(Interleukiini-33)on havaittu sekä munuaisten interstitiaalisen tilan soluissa, jotka virtsaputken tukkeuman sekvenssinä kehittyvät a-SMA+-myofibroblasteiksi, että ihmisen primaarisissa fibroblasteissa, jotka altistuvat profibroottisille ärsykkeille. Lisäksi IL-33: ssa havaittu lisääntynyt kollageenitranskriptio(Interleukiini-33)-puutteellisia hiiriä ei havaittu luonnonvaraisilla hiirillä, jotka saivat neutraloivan IL-33:n(Interleukiini-33)vasta-aineet eivätkä ST2-puutteellisilla hiirillä, mikä osoittaa, että IL-33(Interleukiini-33)vaimentaa solunulkoisten matriisikomponenttien ilmentymistä ydintoimintojensa kautta. Siksi ehdotamme, että IL-33(Interleukiini-33)käyttää aktiivisia homeostaattisia ydintoimintoja fibroblasteissa, jotka suojaavat isäntää perusteettomilta vasteilta. Tällä tavalla IL-33(Interleukiini-33)tulehdusympäristön aiheuttama voi toimia profibroottisten geenien luonnollisena suppressorina, joka näyttää kiihtyvän fibroottisten sytokiinien, kuten TGF-β, läsnäololla. Tämä malli korreloi hyvin äskettäisen havainnon kanssa, jonka mukaan ydin, mutta ei solunulkoinen. IL-33(Interleukiini-33)vaikuttaa myönteisesti haavan paranemiseen hiirillä estämällä NFkB-aktiivisuutta keratinosyyteissä ja rajoittamalla liiallista tulehdusta.

Kollageenien ja solunulkoisten matriisigeenien varhainen lisääntyminen ei johtanut lisääntyneeseenfibroosikehitys UUO-mallissa. Todennäköinen selitys tälle ilmeiselle ristiriidalle voisi olla se, että täydellisen virtsaputken tukkeutumisen aiheuttama hellittämätön pres-sure ja sitä seuraava kudosvaurio on riittävän vahva ohittamaan IL-33:n käyttämän homeostaattisen mekanismin(Interleukiini-33). Kun otetaan huomioon UUO: n peruuttamaton luonne ja siitä johtuva vaikutus munuaisten toimintaan, tämä ei ehkä ole yllättävää. On myös otettava huomioon, että solustressi ja UUO: n aiheuttamat vauriot myöhemmissä kohdissa voivat välittää IL-33: n vapautumista(Interleukiini-33)solunulkoiseen tilaan713, mikä vähentää sen kertymistä ytimeen ja, mikä ehkä vielä tärkeämpää, mahdollistaa pro-fibroottisen signaloinnin reseptorin ST2L kautta. Itse asiassa IL-33-ST2L-signaloinnin fibroottista roolia on raportoitu monissa elimissä, myös munuaisissa. Emme kuitenkaan havainneet mitään todisteita IL-33: n fibroottisesta roolista(Interleukiini-33)järjestelmässämme jopa pyrkimyksissä toistaa tarkat koeolosuhteet, joita aiemmin käytettiin tämän ilmiön osoittamiseen.

IL-33: n ydinilmaisu(Interleukiini-33)fibroblasteissa indusoi tulehduksellinen aktivaatio8.19, ja haavan paranemiskokeet paljastivat, että tämä induktio liittyy solun varhaiseen aktivaatiotilaan. Ydinvoiman IL-33 vaikutus(Interleukiini-33)on siis epätodennäköistä, että sitä ei kohdisteta tyynevään fibroblastiin, vaan pikemminkin toiminnan välivaiheeseen. Havaintomme, että IL-33: n ehtyminen(Interleukiini-33)lisäsi solunulkoisten matriisikomponenttien, kuten COL5Alin ja TGLN: n, ilmentymistä, mutta vähensi proinflammatorisen sytokiinin IL6 ja kemokiinien CXCL8, CCL7 ja CCL8 ilmentymistä, osoittaa, että malli, jossa ehdotetaan eroa tulehduksellisten (ILd-a-SMA) ja myofibroblastisten (IL6°"a-SMA-2) fibroblastisten fenotyyppien ilmentymistä haimasyövässä2, voi olla erittäin merkityksellinen myös tarkasteltaessa IL-33: n ydinfunktiota(Interleukiini-33)viljellyissä myofibroblasteissa. Mahdolliset vaikutukset kudostulehdukseen on pidettävä mielessä, kun tarkastellaan IL-33: n kokonaisvaikutusta(Interleukiini-33)-puutosfibroosikehitys. Tulehdus on merkittävä draivifibroosi. ja ainakin keuhkoissa tulehduksellisten sytokiinien, kuten CCL8: n, fibroblastien eritys edistää fibroosipatologiaa. Siksi ei voida automaattisesti olettaa, että taipumus tulehdukselliseen fibroblastiseen fenotyyppiin estää pitkän aikavälin kehitystäfibroosi.

Soluviljelmän havaintomme osoittavat, että ajan myötä täysin muuntuneet myofibroblastit voivat heikentää ydin-IL-33:n säätelyä(Interleukiini-33). Vaikka IL-33(Interleukiini-33)on säädelty alaspäin fibroblastiviljelmissä, joissa altistuminen TGF-B:lle on pitkittynyt. IL-33-ehtymisen vaikutus jatkuu, mikä johtuu todennäköisimmin täysin erilaistuneiden myofibroblastien suuremmasta osuudesta viljelmässä. Tämä havainto tukee myös hypoteesia, jonka mukaan IL-33: n vaikutus(Interleukiini-33)johtuu fenotyypin muuntamisen modulaatiosta eikä suorista solunsisäisistä vuorovaikutuksista, jotka estävät fibroottista signalointia.

Tulevat kokeet olisi suunniteltava siten, että niissä tutkitaan ydin-IL-33:n vaikutusta(Interleukiini-33)toimivat fibroblasteissa eri olosuhteissa ja tunnistavat siihen liittyvät molekyylimekanismit. Erittäin mielenkiintoinen lähestymistapa olisi kartoittaa I-33: n käyttämät kromatiinialueet aktivoiduissa fibroblasteissa kromatiinin immunosaostuksella, jota seuraa syvä sekvensointi, ja tunnistaa vuorovaikutuskumppanit immunosaostuksella ja massaspektrometrialla. Toinen lähestymistapa olisi yksisoluinen transkriptioprofilointi. Tässä yhteydessä on myös syytä mainita, että hiiren in vivo -tietojamme täydennettiin in vitro -kokeilla ihmisen fibroblasteilla. Koska ihmisen munuaisista peräisin olevat primaariset soluviljelmät eivät ole olleet helposti saatavillamme, asetimme etusijalle kiinnostavien nopeuksien merkityksen merkitykselliseksi kuin merkityksen kiinnostavalle elimelle, joka päättää tutkia ja laajentaa in vivo -tietoja mekanistisessa in vitro -mallissa.

Yhdistetyt havaintomme tekevät houkuttelevaksi ehdottaa mallia, jossa mesenkymaalisten/fibroblastisten solujen varhaisen kudosvaurion aiheuttama aktivaatio indusoi välivaiheen fibroblastisen fenotyypin, jolla on korkea ydin-IL-33:n ilmentyminen(Interleukiini-33)ja pääasiassatulehduksellinenOminaisuuksia. Jos muita kudosvaurioita ei ole, tämä ydin IL-33(Interleukiini-33)voi toimia estääkseen täysimittaisen muuttumisen solunulkoiseksi matriisia tuottavaksi myofibroblastiseksi fenotyypiksi, mikä estää liiallisen arpien muodostumisen ja säilyttää elinten toiminnan, Kuitenkin, jos vahingollinen ärsyke jatkuu, kuten UUO: ssa, IL-33: n suojaavat toiminnot(Interleukiini-33)ovat ohitettuja ja IL-33(Interleukiini-33)voi jopa erittyä aktivoituneista fibroblasteista' pro-fibroottisten vaikutusten aikaansaamiseksi AKTIVOIMALLA ST2, Tässä yhteydessä farmakologinen interventio, jonka tarkoituksena on kohdistaa solunulkoinen IL-33(Interleukiini-33)ja siksi IL-33-ST2L-akselin tulehdusta edistävän ja pro-fibroottisen signaalin estäminen voi olla hyödyllistä tulehdus- ja fibroottisten sairauksien hoidossa.

Viittaukset

1.Rankin,A.L.et al. IL-33(Interleukiini-33)indusoi I-13-riippuvaisen ihonfibroosi.. Immunol.184,1526-1535 (2010).

2.McHedlidze, T.et al.Interleukiini-33-riippuvaiset synnynnäiset lymfoidisolut välittävät maksanfibroosi. Immuniteetti 39 357-371(2013).

3. Wynn, T. A.&Ramalingam, T. R. Mekanismitfibroosi: terapeuttinen käännös fibroottiselle sairaudelle.Nat. Med 18,1028-1040 (2012).

4. Chen, W. Y et al Sääntelyinterleukiini-33obstruktiivisessa munuaisvammassa. Biochem.Biophys. Res.Commun.473,1026-1032 (2016).

5. Liang, H.et al.Interleukiini-33signalointi edistää munuaisten toimintaafibroosiiskemia-reperfuusion jälkeen. Eur.J.Pharmacol.812,18-27 (2017).

6. Kuchler, A. M.et al. Ydininterleukiini-33ilmenee yleensä lepäävänä endoteelinä, mutta häviää nopeasti angiogeenisen tai proinflammatorisen aktivaation yhteydessä. Am. J. Pathol.173,1229-1242 (2008).

7. Cayrol, C. &Girard, J, P, IL-1:n kaltainen sytokiini IL-33(Interleukiini-33)inaktivoidaan kaspaasi-1: n kypsymisen jälkeen. Sci US.A. 106,9021-9026 (2009).

8. Sponheim, J.et al. Tulehdukselliseen suolistosairauteen liittyväinterleukiini-33ilmaistaan ensisijaisesti haavaumiin liittyvissä myofibroblasteissa. Am. I. Pathol.177,2804-2815 (2010).

9. Sundnes, O.et al. Epidermaalinen ilmentyminen ja säätelyinterleukiini-33homeostaasin ja tulehduksen aikana: Vahvat lajierot. J. Investig. Dermatol.135,1771-1780(2015).

10. Roussel, L., Erard, M., Cayrol, C.& Girard, J.P. Molekyylijäljittely II.-33: n ja KSHV: n välillä kromatiiniin kiinnittymiseksi H2A-H2Bacidic-taskun kautta. EMBO:n edustaja 9, 1006-1012(2008).

11. Ali, S.et al. Kaksoisfunktion sytokiini IL-33(Interleukiini-33)on vuorovaikutuksessa transkriptiotekijän NF-kappaB kanssa vaimentaakseen NF-kappaB:n stimuloimaa geenitranskriptiota. J. Immunol. 187, 1609-1616 (2011).

12. Shao, D.et al. Ydin I-33 säätelee liukoista ST2-reseptoria ja IL-6:n ilmentymistä ihmisen primaarisissa valtimon endoteelisoluissa ja vähenee idiopaattisessa keuhkovaltimoverenpaineessa. Biochem.Biophys. Res Commun.451,8-14 (2014).

13. Bessa, J.et al. IL-33: n muutettu subsellulaarinen lokalisointi(Interleukiini-33)johtaa ei-ratkaisevaan tappavaan tulehdukseen. J.Autoimmun.55,33-41(2014).

14.Lynch, M.D.& Watt,F.M.Fbroblastin heterogeenisyys:Vaikutukset ihmisen sairauteen.J. Clin.Investig.128,26-35 (2018).

15. Pakshir, P.& Hinz, B.Viisi suurtafibroosi: Makrofagit, myofibroblastit, matriisi, mekaniikka ja väärä viestintä. Matrix Biol. 68-69,81-93(2018).

Muistiinpano:yllä oleva ei ole täydellinen viiteluettelo