文摘
囊性纤维化(CF)的特点是慢性肺疾病铜绿假单胞菌感染,白细胞浸润。趋化因子招募白细胞感染的网站。基因表达分析发现CF白细胞的趋化因子CCL18作为调节。我们提出CCL18正是在CF患者肺部感染和炎症疾病。
因此,我们量化CCL18血清蛋白质含量和呼吸道液体的CF患者和健康对照组,研究CCL18气道细胞蛋白的生产体外。
这些研究表明,CCL18血清水平增加,气道液体从CF患者与健康对照组相比。在CF患者,CCL18水平增加铜绿假单胞菌来华的CF患者。CCL18水平的航空公司,但不是在血清,与肺阻塞CF的严重性。气道细胞分离铜绿假单胞菌来华的CF患者产生CCL18蛋白质的含量要明显高于CF患者气道细胞铜绿假单胞菌感染或健康对照组。
总的来说,这些研究表明,CCL18水平描述慢性铜绿假单胞菌CF患者感染和肺部阻塞。CCL18可能,因此,作为一个潜在的生物标志物和治疗目标在CF肺部疾病。
文摘
CCL18水平描述慢性铜绿假单胞菌CF患者感染和肺部阻塞http://ow.ly/AbVUq
介绍
肺病确定发病率和死亡率的囊性纤维化患者(CF)。细菌感染的组合,连续白细胞招募到航空公司和组织重塑CF肺部疾病的标志1,2]。这些过程是由趋化因子,一个家庭的蛋白质必不可少的白细胞游走,抗菌宿主防御,纤维化组织改造和血管生成3,4]。几种趋化因子与肺疾病的发病机理,最近CC趋化因子配体(CCL) 18日,原名肺和activation-regulated趋化因子(PARC) (5- - - - - -9]。CCL18于1997年第一次描述了,只出现在灵长类动物(10]。肺CCL18表达式是特别高,但也存在,在较低的金额,在淋巴组织(10]。在细胞水平上,CCL18是由白细胞产生的,主要是巨噬细胞在辅助细胞(Th) 2型细胞因子(11),在较小程度上,树突细胞(12]。功能,CCL18调节多种免疫细胞,包括t细胞、b细胞、树突细胞和造血祖细胞(9),由肺成纤维细胞,刺激胶原蛋白的生产(13]。CCL18很容易检测到在正常人体血清和被发现升高一些系统性疾病(9,14,15),特别是在慢性肺部疾病,如过敏性肺炎(16)、特发性肺纤维化(IPF) [17),慢性阻塞性肺疾病(COPD) (18- - - - - -20.),结节病(21)和过敏性哮喘(22]。
CF中性粒细胞macroarray基因表达分析,包括1050个基因,确定了趋化因子CCL17和CCL18专门调节在CF中性粒细胞(23),这表明这些趋化因子可能参与CF肺部疾病的发病机制。趋化因子CCL17(也称为TARC)一直前所述参与过敏性支气管肺的曲霉病(ABPA) [24- - - - - -26的角色),但CCL18 CF仍然难以捉摸。我们提出CCL18在慢性肺CF疾病中发挥作用,全面量化CCL18血清中蛋白质含量和呼吸道液体从CF患者和对照组。我们的研究表明,CCL18水平描述慢性铜绿假单胞菌CF患者和感染与肺功能和CXCR1趋化因子,表明CCL18 CF的潜在生物标志物和治疗目标。
材料和方法
病人群
CF组包括18男22岁女患者意味着±sd21岁±14年(表1)。入选标准是由临床症状的诊断CF和积极的汗水测试(汗Cl- - - - - -浓度> 60更易·L−1)或致病突变在囊性纤维化跨膜电导调节(雌性生殖道)基因,用力呼气量在1 s (FEV1)> 30%预测和临床稳定,在稳定的同时治疗前至少4周。18 CF患者ΔF508纯合子,15ΔF508杂合的航空公司的雌性生殖道基因和七雌性生殖道除了ΔF508突变。慢性铜绿假单胞菌感染时定义> 50%的患者样本CCL18分析之前铜绿假单胞菌积极的。根据这个定义,18 CF患者慢性感染铜绿假单胞菌。诱导痰液样本获得和机械加工如前所述27,28]。其他病原体检测的CF队列中列出表1。27个对照组没有肺部疾病被选为对照组(12雄性,雌性15;均值±sd25±9岁)。这些课程没有怀疑或证实肺疾病和呼吸道感染是免费的。通知书面同意从所有科目包括在这项研究中获得或他们的父母,和所有的研究方法是经当地伦理委员会批准的机构审查委员会(德国图宾根大学、图宾根)。诱导痰获得、处理和存储如前所述29日]。通过痰液上层清液储存在-80°C到分析。
ELISA
CCL18处于受控,CXCL2 CXCL8蛋白质含量以重复商用,夹心酶联免疫试剂盒(研发系统,Inc .,明尼阿波利斯,美国和创意Biomart,雪莉,纽约,美国)根据制造商的指示。样本pre-diluted根据制造商的指示。的CCL18 intra-assay精密变异系数为2.6%,inter-assay精度变异系数为8.2%。
CCL18生产
量化CCL18蛋白质产量体外,我们从CF患者或孤立的痰液细胞对照组使用二硫苏糖醇(27,30.),其次是离心(300×g)和再悬浮rpmi - 1640年(表达载体,卡尔斯鲁厄,德国)heat-inactivated 10%胎牛血清(Biochrom AG),柏林,德国),200 U·毫升−1青霉素和200 mg·毫升−1链霉素(表达载体)。由此产生的细胞悬液在1×10孵化6细胞每在37°C公司5%2。一夜之间文化后,浮在表面的游离收获了ELISA分析。
统计分析
患者组之间差异计算使用非参数克鲁斯卡尔-沃利斯检验。当发现显著差异,非参数Mann-Whitney u测验是申请群比较。相关性进行了测试使用枪兵的ρ测试。相关性是假定相关系数> 0.3时。一个假定值< 0.05被认为是重要的。统计分析了棱镜4.0(图垫软件、圣地亚哥、钙、美国)和Windows (StataCorp占据8.2版本。美国,大学城,TX)。
结果
CCL18正是在CF慢性铜绿假单胞菌感染
解剖因素调节CCL18水平的CF患者,我们系统性和气道CCL18蛋白水平与疾病相关参数,包括年龄、性别、体重指数、雌性生殖道突变和药物以及细菌和真菌感染。在所有的因素分析中,只有铜绿假单胞菌显示与CCL18蛋白质水平显著关联。CF患者慢性铜绿假单胞菌感染增加了CCL18血清中蛋白质含量(图2一个)和痰上层清液(图2 b)而没有慢性病人铜绿假单胞菌感染。这个协会是受限制的铜绿假单胞菌和没有一个共同的反映潜在的感染,因为CCL18之间没有显著的相关性被发现蛋白质含量和任何其他CF-characteristic病原体,如金黄色葡萄球菌(p > 0.05),流感嗜血杆菌(p > 0.05),或来自烟曲霉属真菌(p > 0.05) (表2)。
测试是否CF气道细胞自主生产增强CCL18蛋白质的水平,我们孤立的气道(痰)白细胞从健康对照组和CF患者和量化自发CCL18蛋白生产能力体外。这些研究表明CF气道细胞产生大量增加CCL18蛋白质与健康控制细胞(图3)。此外,从慢性气道细胞铜绿假单胞菌来华的CF患者产生CCL18蛋白质的含量要明显高于非铜绿假单胞菌来华的CF患者(图3 b)。
CCL18气道水平与肺功能、细胞招聘和CXCR1趋化因子在CF
CCL18呼吸道液体中的蛋白质含量与肺功能参数(FEV呈负相关1)(图4),而循环血清与FEV CCL18水平没有任何相关1(p > 0.05)。CCL18痰液中的蛋白质含量的进一步与气道中性粒细胞的数量呈正相关(r = 0.64;p < 0.01),淋巴细胞(r = 0.52;在CF口水p < 0.05),但不与气道巨噬细胞(p > 0.05)。CCL18水平与外周血血清中没有显示任何相关细胞计数(数据未显示)。受这些气道CCL18蛋白质含量之间的相关性和数字气道中性粒细胞浸润,我们问是否CCL18水平与neutrophil-attracting趋化因子。因此,我们量化蛋白质含量CXCR1 CXCR2趋化因子,因为它们代表了主要neutrophil-recruiting趋化因子轴,并发现气道CXCR1配体的水平CXCL8(或白介素(IL) 8)显示一个强大和显著正相关与气道CCL18蛋白质含量(图4 b)。相比之下,气道CXCR2配体处于受控的蛋白质含量(p > 0.05)和CXCL2 (p > 0.05)没有显示与CCL18蛋白质水平显著相关,表明一个交互与CXCR1 CCL18,但不是CXCR2,招聘途径。
讨论
CF肺部疾病的特点是一个渐进破坏肺组织由于细菌感染,慢性炎症和组织改造。除了弹性蛋白酶(31日),免疫宿主因素负责确定肺部疾病的严重程度,可作为生物标记物,不定义。在这里,我们表明,趋化因子CCL18 CF患者的增加,系统和肺的炎症。我们的研究进一步表明,描述慢性CCL18蛋白质水平铜绿假单胞菌CF感染与肺功能参数和neutrophil-attracting趋化因子。相结合,这些研究表明,CCL18可能作为一种新的生物标志物和潜在的治疗目标CF肺部疾病。
CCL18优先表达在肺癌和被发现在各种肺部疾病,增加包括过敏性肺炎(16],IPF [17),结节病(21)、过敏性哮喘(7,22),不同的间质性肺疾病(32在系统性硬化症()和肺部疾病33]。IPF的恶性循环包括肺泡巨噬细胞和成纤维细胞被发现使肺纤维化通过CCL18 [34]。CCL18蛋白质含量进一步证明与死亡率IPF (17]。在慢性阻塞性肺病,增加血清CCL18水平与不利的临床相关课程(18),急性加重(20.)和总体死亡率(19]。在哮喘、痰CCL18水平升高,但不是在血清(35),对比发现在IPF和慢性阻塞性肺病,可能由于底层不同的疾病实体。在其他的研究中,CCL18已经证明预测心血管事件的风险(36]。
CCL18蛋白质含量都高于循环与气道舱在我们的研究中。除了CF肺病,这airway-to-blood上似乎是一个普遍的现象CCL18生物分布、自相似CCL18蛋白质分布被发现之前在间质性肺疾病(32)和哮喘(35]。然而,调节机制的生物分布CCL18 CF和其他肺部疾病仍知之甚少,将来应该解剖调查。然而,缺乏一个啮齿动物对人类CCL18排除了同系物在活的有机体内研究小动物模型。
根据我们的观察,CCL18水平增加系统以及在呼吸道液体,我们推测,系统性CFTR-associated和肺infection-associated因素调节的生产CCL18 CF患者。关于CCL18的细胞来源,增加血清水平可能导致肺CCL18泄漏进入流通和/或从系统白细胞Th2 /替代激活巨噬细胞(M2)和/或中性粒细胞分化在CF (37,38),这意味着循环白细胞在CF对CCL18增产可能本质上两极分化。后者假设支持我们的观察CCL18循环的水平高于在气道舱CF和先前的研究表明,CCL18表达式在血液循环系统增加中性粒细胞的CF患者(23]。基于后者的研究中,我们假设雌性生殖道缺乏可以施加直接影响基因表达模式的中性粒细胞或中性粒细胞的改变基因表达模式可能是一个二级反应持续炎症过程的CF(“炎症启动”)23]。CCL18表达式被发现增加哮喘患者的外周血单核细胞(22支持CFTR-independent],系统性炎症启动假说。然而,1)气道的相关性,但不是血清,CCL18水平与肺功能在我们的研究中,2)慢性的协会铜绿假单胞菌呼吸道感染CCL18水平和3)缺乏一个协会的血浆CCL18水平与住院在CF在先前的研究中(39]显然也指向肺部感染的主要影响CCL18 CF患者气道的水平。
CCL18仍然鲜为人知的功能,只有有限的证据表明CCL18疾病机制。CCL18被发现由肺成纤维细胞刺激胶原蛋白的产生,从而相互作用之间的正反馈循环肺泡巨噬细胞和肺成纤维细胞(34]。此外,CCL18称为标记替代激活巨噬细胞(M2) (11),表现型基本上参与过敏,组织修复、纤维化和癌症免疫逃避。因此,CCL18被发现导致肺癌细胞上皮间充质转变和提升他们的入侵潜力40]。选择巨噬细胞激活主要由Th2细胞因子il - 4,而抗炎细胞因子il - 10发现进一步加强IL-4-induced CCL18表达式(41]。最近,已经证明了替代M2巨噬细胞激活CF肺癌和显示与肺功能下降(42]。然而,研究M1 / M2巨噬细胞分化在小鼠和人类CF仍有争议38),并进一步比较调查需要定义巨噬细胞表型在CF和CCL18产量之间的关系。长期以来铜绿假单胞菌感染与Th2分化CF患者(43),假单胞菌全身的Th2 / M2启动可以提高CCL18水平CF患者,尽管这是一个问题,需要进一步的研究。
除了铜绿假单胞菌,我们的CF患者群的特点是poly-microbial殖民化/感染模式,这是典型的青少年和成人CF患者。然而,铜绿假单胞菌是唯一的病原体与CCL18统计相关蛋白水平在我们的CF患者。尽管有这些有趣的假定的CF之间的联系,铜绿假单胞菌Th2 / M2 CCL18,应该得出进一步的结论只有在本研究的内在限制的背景下,1)人口包括CF的大小,2)缺失机制(s)底层CCL18水平增加铜绿假单胞菌来华的CF患者,3)缺乏纵向数据CCL18年轻的CF患者之前和期间的水平铜绿假单胞菌采集和4)雌性生殖道的未解决的问题可能会影响CCL18 CF系统。这些都是在以后的研究中应解决的问题。
总的来说,目前的研究表明,趋化因子CCL18 CF患者的增加,系统和航空公司,正是慢性铜绿假单胞菌感染与肺功能和中性粒细胞趋化因子。灵感来自本研究未来调查的评估是否CCL18可能作为一种新的生物标志物和潜在的治疗目标在CF肺部疾病。
脚注
支持声明:由德国研究基金会(DFG,艾美奖Noether计划公顷5274/3-1 d·哈特尔)和诺华基金会(d·哈特尔)。
利益冲突:披露可以找到与本文的在线版本www.qdcxjkg.com
- 收到了2014年4月14日。
- 接受2014年6月27日。
- ©2014人队