Resumen
La acumulación de miofibroblastos contribuye a la remodelación de las vías respiratorias, con los mecanismos que son poco conocidos. Es insensible al esteroides y no ha sido dirigido terapéuticamente en el asma. En este estudio, exploramos el potencial de la proteína asociada al sí (YAP) como un objetivo terapéutico para la formación de miofibroblastos en el asma, al revelar el nuevo papel y los mecanismos por los cuales la activación de YAP en las células epiteliales alveolares (ATII) de Tipo II promueve la transición de fibroblastos a miofibroblastos en vitro e in vitro. Al realizar la tinción de inmunofluorescencia, demostramos que los miofibroblastos se incrementaron en las paredes bronquiales y el parénquima alveolar en muestras de pulmón de ratones asmáticos clínicos y de polvo doméstico (HDM). Esto fue acompañado por la sobreexpresión de YAP y la translocación nuclear en células ATII, y la regulación positiva del factor de crecimiento del tejido conectivo (CTGF). In vitro, HDM o combinación de RHIL-1β con YAP regulado por RHTNF-α y activado en células ATII primarias humanas y células A549, pero no en las células epiteliales bronquiales, BEAS-2B. Este efecto estuvo mediado por la polimerización de F-actina y podría suprimirse por el pretratamiento con latrunculina A pero no budesonida. Inhibición del coactivador YAP/transcripcional con motivo de unión a PDZ (TAZ) en células A549 por pretratamiento con ARNip YAP/TAZ o verteporfina, pero no budesonida, perjudicó la transición de fibroblastos a miofibroblastos in vitro. In vivo, la verteporfina evitó parcial o completamente la acumulación de miofibroblastos bronquiales o alveolar inducidos por HDM, y suprimió significativamente la expresión de CTGF y la deposición de colágeno en los pulmones de ratones, sin afectar profundamente la inflamación de las vías respiratorias. Nuestros resultados proporcionan nuevas ideas mecanicistas sobre la remodelación de las vías respiratorias y prometen el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas.
Abstracto gráfico
Introducción
Airway remodeling is the key feature of asthma, which is characterized by airway cellular and structural changes due to goblet cell hypertrophy, airway smooth muscle (ASM) cell hyperplasia, the accumulation of fibroblasts and myofibroblasts, and changes in the composition and mass of extracellular matrix (ECM) proteins (1). Los corticosteroides son el tratamiento estándar para el asma; Sin embargo, la remodelación de las vías respiratorias y la hiperreactividad de las vías respiratorias (AHR) apenas se invierten, lo que hace que esta enfermedad sea incurable (2, 3). Los estudios sobre el asma infantil indicaron que el daño epitelial y la fibrosis subepitelial se producen temprano en la infancia, antes de que se pueda detectar la inflamación de las vías respiratorias (4). Además, la remodelación de las vías respiratorias se correlaciona con la gravedad del asma y exhibe diferencias estructurales y celulares significativas entre el asma controlada y no controlada (5), que resalta la importancia de atacar la remodelación de las vías respiratorias en el control de enfermedades. A pesar de la importancia, nuestro conocimiento del desarrollo de la remodelación de las vías respiratorias sigue siendo incompleta, y se necesitan urgentemente estrategias de orientación efectivas.
Los miofibroblastos son el tipo de célula principal responsable de la fibrosis subepitelial en el asma, que se atribuye a la producción hiperactiva de miofibroblastos de proteínas ECM (6). Además, los miofibroblastos también pueden desempeñar un papel importante en la inflamación sostenida de las vías respiratorias y el desarrollo de AHR. Esto se asocia con la capacidad de los miofibroblastos para producir sobreproductos de mediadores inflamatorios y el aparato contráctil persistente único de los miofibroblastos en comparación con las células ASM (1, 7). Las observaciones clínicas sugirieron que los miofibroblastos se acumulan no solo en compartimentos subepiteliales sino también alveolares en pacientes asmáticos y son más altos en el asma no controlado (5, 8). Aunque la evidencia experimental sigue siendo limitada, se ha sugerido que la acumulación de miofibroblastos en la periferia pulmonar se asocia con la deposición de componentes de ECM y alteraciones en la mecánica pulmonar periférica ((5, 9). En pacientes con asma no controlado, las anormalidades en la heterogeneidad de la ventilación acinar (SACIN), en lugar de la realización de vías respiratorias (SCOND), se han correlacionado negativamente con FEV1 (volumen expiratorio forzado en un segundo, porcentaje predicho) y se correlacionan positivamente con la iniciativa global para la ATSTMA (GINA), la puntuación de la puntuación de la periférica de la periférica de la periférica. severidad del asma (10). Además, en el asma bien controlada, la heterogeneidad de ventilación acinar persistente e irreversible se ha observado consistentemente (11). Es importante destacar que esta anormalidad en la función pulmonar periférica asmática es independiente de la inflamación eosinofílica y el tratamiento de corticosteroides refractario a inhalado, lo que indica la importancia de la remodelación del tejido en la función pulmonar periférica (11). Estos estudios subrayan un papel potencial de los miofibroblastos para influir no solo en las vías respiratorias conductoras sino también la función pulmonar periférica, y colocar este tipo de célula como un posible objetivo terapéutico. Mientras que la deposición de miofibroblastos en la pared bronquial se ha identificado y está vinculado a múltiples recursos que involucran fibroblastos a transición de fibro-miofibroblastos (FMT), la transición epitelial a mesenquimal (EMT), y los fibrocitos, la acumulación de miofibrovlastos en la parenchima pulmonar permanece pobre entendido (((6, 12, 13).
Yes-associated protein (YAP, also known as YAP1) and its homolog transcriptional coactivator with PDZ-binding motif (TAZ, also known as WWTR1), are the core downstream effectors of the Hippo signaling cascade, which is a fundamental pathway that was firstly identified in Drosophila and controls organ size and tissue regeneration (14). YAP se activa a través de la translocación nuclear y la unión a los factores de transcripción del dominio del té (TEAD) para promover la transcripción de múltiples genes diana, incluidos factores profibróticos como el factor de crecimiento del tejido conectivo (CTGF) (15). Por lo tanto, no es sorprendente que YAP haya sido implicado en la fibrosis en múltiples órganos y enfermedades (16,17,18). En el hígado, la actividad de YAP se correlaciona con la acumulación de células ductales reactivas y miofibroblastos, que son esenciales en la progresión de la fibrosis en la esteatohepatitis no alcohólica (NASH) (19). Utilizando un modelo de ratón de fibrosis hepática inducida por CCL4, DU y sus colegas demostraron que YAP regula la activación de células estrelladas hepáticas (HSC), la susceptibilidad de la ferroptosis y la senescencia, con su inhibición reduciendo la fibrosis al promover la senescencia de HSC (la senescencia de HSC (20). Del mismo modo, en el páncreas, se ha sugerido que YAP active las células estrelladas pancreáticas (PSC), lo que lleva a una mayor actividad fibrótica (21). En la fibrosis pulmonar idiopática (IPF), la actividad de YAP se regula notablemente en las células epiteliales, donde interactúa con las vías de señalización MTOR y PI3K/Akt para promover la proliferación de células epiteliales, la migración y la pérdida de polaridad, contribuyendo a la remodelación alveolar y la deposición tisular fibrótica (deposición (deposición tisular (((18). A pesar de estos hallazgos, el papel potencial de YAP en los cambios fibróticos en el asma y si puede dirigirse terapéuticamente permanece en gran medida inexplorado. Por lo tanto, el estudio actual tuvo como objetivo verificar si YAP juega un papel y podría ser un objetivo terapéutico potencial en la formación de miofibroblastos en el asma y explorar los mecanismos subyacentes.
Materiales y métodos
Diseño de estudio
Para determinar la importancia clínica de la activación de YAP en el asma, recolectamos secciones de pulmón de donantes asmáticos y no asmáticos, y examinamos la expresión de YAP y CTGF, y la acumulación de miofibroblastos mediante la realización de la tinción de inmunofluorescencia. Los mecanismos por los cuales la activación de YAP en las células ATII promueve la formación de miofibroblastos se investigó in vitro con al menos tres réplicas. Los estudios in vivo se realizaron utilizando un modelo de ratón de asma inducido por HDM para verificar nuestras observaciones clínicas y explorar el potencial terapéutico de inhibir el YAP en el asma. Los animales fueron asignados al azar a grupos experimentales, y todo el análisis histológico se realizó de manera doble ciego.
Características del paciente
Se obtuvieron secciones de pulmón embebidas en parafina de 15 pacientes con lobectomía, incluidos 7 asmáticos y 8 no ashmáticos, en el quinto hospital afiliado, Universidad Sun Yat-Sen, de 2019 a 2021 (datos demográficos descritos en la tabla 1). Todos los pacientes también fueron diagnosticados con cáncer de pulmón, y las muestras de pulmón se recogieron de regiones normales de al menos 5 cm del tumor. Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Ética del Quinto Hospital Afiliado, Universidad Sun Yat-Sen (Aprobación No: K22-1).
Tabla 1 Demografía de donantesMesa de tamaño completo
Modelo de asma del ratón inducido por HDM
Los ratones BALB/C hembra de 6 a 8 W fueron adquiridos de Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd (Beijing, China) y se mantuvieron en condiciones específicas sin patales (SPF) con un ciclo de luz ligera de 12/12 h. Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité de Ética Animal de la Universidad Sun Yat-Sen. El modelo de ratón de asma inducido por HDM se estableció después de nuestro protocolo previamente informado (22). The mice were sensitized by an intraperitoneal (ip) injection of 20 μg of HDM extract (XPB820D3A25, Greer Laboratories, Lenoir, North Carolina, USA) plus 1 mg of aluminum hydroxide (A1577, Sigma Aldrich, Darmstadt, Germany) in 0.1 mL of saline on d 0 and d 14, followed by intranasal Instilación con 10 μg de HDM en 30 μl de solución salina en d 21, 23 y 25. Los ratones de control recibieron inyección IP de 0,1 ml de solución salina e instilación intranasal de 30 μl de solución salina. Para los grupos de tratamiento farmacológico, los ratones sensibilizados con HDM se pretrataron adicionalmente con una inyección IP de 50 mg/kg de verteporfina (HY-B0146, MedChemExpress, Monmouth Junction, New Jersey, USA) o Instilación Instanasal de 1 mg/kg budesonidas (HY-13580, Medchemexpress, NECHEMEXET, NECHEMETH, NECHEY, USMERSEY, USMERSEY, USHERSEY, USAYA) 1 h o 0.5 h antes de cada desafío intranasal HDM, respectivamente. Además, se administró 2.5% o 6.7% de dimetilsulfóxido (DMSO, Hybri-Max ™, Sigma, Darmstadt, Alemania) mediante inyección IP o instilación intranasal como control del vehículo. Veinticuatro horas después del último desafío, los ratones fueron sacrificados con un cóctel de …
(Tagstotranslate) Remodelación de la pared de la vía aérea (T) esteroide
