Пуринергічні рецептори та ліки від фіброзу печінкинауки

Amelle Chouiter 1 *, Abdel-Rafik Dali 2 ** та Olivier Dellis 3 ***

ліки

1 M1 Biology-Health and Magistère de Biologie, Університет Париж-Сакла, 91405 Орсе, Франція.
2 M1 Biology-Health, Університет Париж-Сакла, 91405 Орсе, Франція.
3 Інсерм U1174, ун-т. Paris Sud, Paris Saclay University, 91405 Орсе, Франція.

На п’ятому курсі в рамках навчального модуля "Фізіопатологія сигналізації", запропонованого Університетом Париж-Суд, студенти магістра з "Біології та здоров'я" Університету Париж-Сакла стикалися з письмовим вченим. Вони відібрали близько п'ятнадцяти останніх наукових статей у галузі клітинної сигналізації, що представляють оригінальні результати, через різні експериментальні підходи на теми, починаючи від взаємозв'язку хазяїн-збудник та закінчуючи терапевтичними інноваціями, включаючи печінкову сигналізацію та метаболізм. Після підготовчої роботи, проведеної з викладацькою групою, студенти, організовані в парах, потім склали під керівництвом дослідників Новину, в якій висвітлювались основні результати та оригінальність вивченої статті. Вони дуже цінували це посвячення у написанні наукових статей, і, як ви прочитаєте, вони з ентузіазмом ставляться до цієї роботи! Три з цих новин опубліковані в цьому номері, інші будуть у наступних випусках.

Наукові новини, побачені студентами магістра біології здоров’я, патофізіології сигнального модуля, Університет Парижа-Сакла

Виховна команда

Карім Беніхуд (професор, Університет Париж-Суд)

Софі Дюпре (викладач, Університет Париж-Суд)

Борис Жульєн (викладач, Університет Париж-Суд)

Філіп Робін (викладач, Університет Париж-Південний)

Hervé Le Stunff (професор, Університет Париж-Юг)

[email protected]

Серіал координує Софі Сіберіл.

Незважаючи на дуже високу здатність печінки до регенерації, функція печінки погіршується під час початку фіброзу після хронічної травми. Цей фіброз характеризується накопиченням позаклітинного матриксу (ECM), який секретується печінковими міофібробластами [1] в результаті диференціювання, викликаного ураженням, зоряних клітин печінки та/або фібробластів печінки [2]. Реконструкція ECM міофібробластами заснована на міжклітинних взаємодіях, а також на секреції цитокінів, факторів росту [3] та небезпечних молекул, званих DAMP (небезпечний молекулярний малюнок), такі як АТФ, який виділяється клітинами під час апоптозу або в умовах стресу. Два типи рецепторів АТФ співіснують у печінці з різницею в експресії різних ізоформ залежно від типу клітини. Таким чином, ми розрізняємо рецептори P2X, які є іонними каналами, що безпосередньо активуються АТФ (серед них найбільш виражені P2X4 та P2X7), та рецептори P2Y, які є метаботропними рецепторами, зчепленими з білками G [4].

Хоча після гострого пошкодження задокументовано відновлення печінки за допомогою АТФ-залежних процесів [4, 5], роль рецепторів Р2 у фіброгенезі, що виникає внаслідок хронічної травми, вивчена дуже мало.

Однак деякі роботи показали шляхом генної чи фармакологічної інвалідації, що рецептор P2X7 був задіяний, за механізмами, які ще недостатньо вивчені, в активації та диференціюванні зірчастих печінкових клітин та портальних фібробластів у міофібробласти. Дослідження виявили роль цього рецептора в індукованому фіброгенезі після перев'язки жовчних проток [6] або після обробки тетрахлоридом вуглецю (CCl4) [7, 8].

Однак роль P2X4 у фіброгенезі печінки ще не вивчена на цих моделях ураження печінки. Раніше команда під керівництвом Т. Торджманна продемонструвала сильну експресію P2X4 в печінковій тканині та описала його роль у регуляції секреції медіаторів запалення, реорганізації цитоскелета та утворенні відкладень колагену в позапечінкові місця [9]. У недавній статті ця сама команда дослідила роль рецепторів P2X4 у набутті профіброгенного фенотипу, вивчаючи функції міофібробластів [10].

Рецептор P2X4 має профіброгенну дію

Через 15 днів після індукованого фіброзу печінки або шляхом перев’язки жовчних проток [11], або шляхом застосування дієти з дефіцитом метіоніну та холіну мишам [12], автори змогли показати, що печінка мишей не має дефіциту Р2Х4. ген рецептора (миші P2X4-KO) експресував менше транскриптів колагену порівняно з контрольними мишами. Однак визнання недійсним P2X4 в той же час призводить до зменшення вираження P2X7, автори повторили ті самі експерименти на мишах P2X7-KO. У цьому випадку ніякої різниці у фенотипі не спостерігалося у мишей, дефіцитних для цього рецептора, які демонстрували пошкодження печінки. Отже, виявляється, що зменшення експресії P2X7, яке спостерігається у мишей P2X4-KO, не пов’язане із зменшенням зовнішнього вигляду профіброгенного фенотипу, що відзначається у мишей P2X4-KO. Використовуючи біоптати печінки у пацієнтів, автори також змогли продемонструвати надмірну експресію P2X4 у печінці хворих на фіброз. Ці результати свідчать про те, що експресія та активація P2X4 відіграють важливу роль у розвитку фіброзу печінки.

P2X4 сприяє активації печінкових міофібробластів

P2X4 забезпечує приплив кальцію та екзоцитоз білків міофібробластами

Рецептор P2X4, який є катіонним каналом, що дозволяє проникати іонам Са 2+ в клітини, автори вивчали вплив 5-BDBD, специфічного інгібітора P2X4, на мобілізацію кальцію в печінкових міофібробластах контрольних мишей та P2X4-KO. Хоча стимуляція АТФ індукує приплив Са 2+ в міофібробласти дикого типу, який може інгібуватися 5-BDBD, стимуляція міофібробластів P2K4-KO лише індукує незначний приплив Са 2+ і 5-BDBD не впливає на ці клітини . Через відсутність мобілізації кальцію в клітинах, які не експресують P2X4, екзоцитоз фібронектину та TGF-b, індукований АТФ, інгібується в міофібробластах P2X4-KO. Аналіз β-гексозамінідази, ферменту, що знаходиться у позаклітинному середовищі після лізосомної секреції, також виявляє зміни в екзоцитозі лізосом. Отже, всі ці результати показують, що рецептор P2X4 контролює секреційну здатність міофібробластів.

P2X4, терапевтична мішень при лікуванні хронічних захворювань печінки ?

Підтвердити роль P2X4 у функціях печінкових міофібробластів в пробірці, Експресію білка α-SMA та здатність до скорочення вивчали у присутності 5-BDBD. Хоча цей інгібітор не впливає на печінкові міофібробласти мишей P2X4-KO, 5-BDBD здатний інгібувати надмірну експресію α-SMA та індуковане АТФ скорочення в клітинах, що експресують рецептор. У природніх умовах, лікування контрольних мишей 5-BDBD протягом 7-15 днів після перев'язки жовчних проток сильно зменшує надмірну експресію a-SMA, а також накопичення колагену в печінці, підтверджуючи, що інгібування P2X4 сприяє зменшенню активація печінкових міофібробластів та захист печінки від фіброзу.

Це дослідження продемонструвало участь сигнального шляху, викликаного активацією рецептора P2X4, у процесі хронічно індукованого фіброгенезу печінки. P2X4 увімкнено, через секреція АТФ лізосомами дозволяє надходження кальцію і, отже, активації факторів транскрипції, що беруть участь у синтезі профіброгенних факторів, таких як фібронектин (Фігура 1). Інгібування P2X4 послаблює профіброгенний профіль печінкових міофібробластів під час індукції фіброзу. Таким чином, використання антагоніста P2X4 дає можливість контролювати фіброгенний/фібролітичний баланс. Таким чином, рецептор P2X4 буде цікавою терапевтичною метою для боротьби з хронічними захворюваннями печінки.

Сигнальний шлях, індукований активацією рецептора P2X4, який бере участь у диференціюванні зірчастих клітин печінки та портальних фібробластів у міофібробласти. В умовах стресу клітини печінки отримують різні профіброгенні сигнали (механічний стрес, TGF-b), здатні активувати екзоцитоз лізосом, що містять профіброгенні фактори та АТФ. Потім вивільнений АТФ здатний зв'язуватися з пуринергічними рецепторами Р2Х4, експресованими, зокрема, на поверхні зоряних клітин печінки та портальних фібробластів. Активація рецептора призводить до надходження кальцію в ці клітини, а також активації шляхом фосфорилювання MAP-кінази p38 та факторів транскрипції ATF2, START3 та p65, що беруть участь в активації профіброгенних генів. Ці зміни в експресії генів збільшують здатність адгезії, міграції, скорочення та синтезу позаклітинного матриксу (ECM) та зменшують деградацію ECM цими клітинами. Всі ці властивості характерні для переходу до міофібробластичного фенотипу.

Посилання, що цікавлять

Автори заявляють, що не мають ніякого інтересу стосовно даних, опублікованих у цій статті.

Список літератури

  1. Lu D, Insel PA. Клітинні механізми фіброзу тканин. 6. Пуринергічна сигналізація та відповідь при фібробластах та фіброзі тканин. Am J Physiol-Cell Physiol 2014; 306: C779–88. [CrossRef] [Google Scholar]
  2. KarinD, KoyamaY, BrennerD та ін. Характеристика активованих портальних фібробластів/міофібробластів при фіброзі печінки. Диференціація 2016; 92: 84–92. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  3. HicksDF, GoossensN, Blas-GarcíaA та ін. Переназначення апігеніну на основі транскриптома як потенційного анти-фібротичного агента, націленого на зоряні клітини печінки. Sci Rep 2017; 7: 42563. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  4. GonzalesE, JulienB, Serrière-LanneauV, et al. Вивільнення АТФ після часткової гепатектомії регулює регенерацію печінки у щурів. J Hepatol 2010; 52: 54–62. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  5. BesnardA, GautherotJ, JulienB, et al. Пуринергічний рецептор P2X4 впливає на регенерацію печінки після часткової гепатектомії у мишей шляхом регулювання біліарного гомеостазу. Гепатологія 2016; 64: 941–953. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  6. WuX, WangY, WangS та ін. Пуринергічний рецептор P2X7 опосередковує індуковану ацетальдегідом активацію зірчастих клітин печінки через PKC-залежний шлях GSK3β. Int Immunopharmacol 2017; 43: 164–171. [Google Scholar]
  7. HuangY, LiuW, XiaoH та ін. Матрицелюлярний білок періостин сприяє запаленню печінки та фіброзу. Am J Pathol 2015; 185: 786–797. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  8. TungHC, LeeFY, WangSS та ін. Сприятливі ефекти антагонізму P2X7 у щурів з цирозом, викликаним перев’язкою жовчних проток. PLoS One 2015; 10: e0124654. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  9. Гарсін, Торджманн Т. Сигналізація кальцію та регенерація печінки. Int J Hepatol 2012; 2012: 1–6. [Google Scholar]
  10. Le GuilcherC, GarcinI, DellisO та ін. Пуринергічний рецептор P2X4 регулює активацію печінкових міофібробластів під час фіброгенезу печінки. J Hepatol 2018; 69: 644–653. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]
  11. Tag CG, Sauer-Lehnen S, Weiskirchen S, et al. Перев'язка жовчних проток у мишей: індукція запального ураження печінки та фіброзу обструктивним холестазом. J Vis Exp 2015; 52438. [Google Scholar]
  12. RinellaME, EliasMS, SmolakRR та ін. Механізми стеатозу печінки у мишей, які харчуються ліпогенною дієтою з дефіцитом холіонового метіоніну. J Lipid Res 2008; 49: 1068–1076. [CrossRef] [PubMed] [Google Scholar]

Список малюнків

Сигнальний шлях, індукований активацією рецептора P2X4, який бере участь у диференціюванні зірчастих клітин печінки та портальних фібробластів у міофібробласти. В умовах стресу клітини печінки отримують різні профіброгенні сигнали (механічний стрес, TGF-b), здатні активувати екзоцитоз лізосом, що містять профіброгенні фактори та АТФ. Потім вивільнений АТФ здатний зв'язуватися з пуринергічними рецепторами Р2Х4, експресованими, зокрема, на поверхні зоряних клітин печінки та портальних фібробластів. Активація рецептора призводить до надходження кальцію в ці клітини, а також активації шляхом фосфорилювання MAP-кінази p38 та факторів транскрипції ATF2, START3 та p65, що беруть участь в активації профіброгенних генів. Ці зміни в експресії генів збільшують здатність адгезії, міграції, скорочення та синтезу позаклітинного матриксу (ECM) та зменшують деградацію ECM цими клітинами. Всі ці властивості характерні для переходу до міофібробластичного фенотипу.

Поточні показники використання показують сукупний підрахунок переглядів статей (повнотекстові перегляди статей, включаючи перегляди HTML, завантаження PDF та ePub, відповідно до наявних даних) та подання тез на платформі Vision4Press.

Дані відповідають використанню на платформі після 2015 року. Поточні показники використання доступні через 48–96 годин після публікації в Інтернеті та оновлюються щодня по днях тижня.

Початкове завантаження метрик може зайняти деякий час.