摘要gydF4y2Ba
在慢性阻塞性肺疾病(COPD)中,上皮改变和上皮下纤维化是气道传导的显著特征。上皮细胞-间充质转化(Epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)最近被认为是COPD的一种机制,但其与支气管周围纤维化的关系尚不清楚。我们假设通过EMT对COPD呼吸道上皮进行去分化可能参与气道纤维化,从而导致气道阻塞。gydF4y2Ba
对104例患者的手术肺组织和原代支气管上皮培养(在气液界面(ALI)中)进行EMT标记物评估。细胞培养物的间充质特征和转化生长因子(TGF)-β1的作用也被检测。gydF4y2Ba
COPD患者支气管上皮波形蛋白表达升高,ZO-1和E-cadherin表达降低。波形蛋白表达增加与基底膜增厚和气流限制相关。来自COPD患者的ALI支气管上皮细胞在培养2周后也表现出EMT表型,更呈纺锤形,释放更多纤维连接蛋白。在ALI分化过程中靶向TGF-β1可以抑制波形蛋白的诱导和纤维连接蛋白的释放。gydF4y2Ba
COPD患者气道上皮细胞表现出向间充质细胞去分化的特征,这与支气管周围纤维化和气流限制有关,部分原因是TGF-β1驱动的上皮细胞重编程。gydF4y2Ba
摘要gydF4y2Ba
COPD气道上皮细胞通过TGF-β1依赖过程进行间充质转化gydF4y2Bahttp://ow.ly/LhIQbgydF4y2Ba
简介gydF4y2Ba
慢性阻塞性肺病(COPD)是一种常见的慢性疾病,造成重大健康负担,到2030年将成为第三大最常见的死亡原因[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba].它与异常气道和肺泡对有害暴露的反应有关,通常是香烟烟雾。伴有中性粒细胞和巨噬细胞激活的慢性炎症以及蛋白酶/抗蛋白酶和氧化剂/抗氧化剂之间的不平衡都与这一过程有关[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba].此外,COPD也存在气道和肺泡之间的结构变化。与呼吸道细支气管和肺泡被破坏导致肺气肿相反,基质沉积和上皮下纤维化存在于传导气道中,沿上皮改变。气道纤维化和实质肺气肿可能是气道梗阻不可逆性的基础,目前的治疗对气道梗阻大多不敏感[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
气道上皮通过物理屏障和保护因子的分泌,保证了一线先天防御机制。这种屏障功能是由紧密连接的顶端复合物提供的,这些紧密连接包含封闭带-1 (ZO-1)蛋白,它结合了封闭蛋白,并与β-catenin结合了跨膜E-cadherin。此外,ZO-1和β-catenin结合到肌动蛋白细胞骨架[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba].成人呼吸道上皮的表型保持“灵活”,这种可塑性是在损伤后维持上皮完整性所必需的。正常气道上皮细胞修复包括气道上皮细胞快速去分化产生鳞状细胞(化生),这是可逆的,并介导正常气道的恢复[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba].然后上皮细胞被重新填充gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba常驻基底细胞,增殖分化形成新的上皮细胞[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba].此外,气道上皮细胞可能通过所谓的上皮细胞-间充质转化(EMT)去分化,在分化为纤毛细胞或杯状细胞之前,能够迁移和分泌基质蛋白。上皮细胞通常会短暂地失去其上皮特征,失去极性和连接蛋白(如ZO-1和E-cadherin),并获得间充质特征,如纺锤形、纹蛋白丝和基质纤维连接蛋白的分泌[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
COPD患者气道纤维化主要发生在支气管周围,小气道外膜内。与此相反,在哮喘中,大气道和小气道的固有层中,上皮基膜下方的细胞外基质显著沉积[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba].此外,COPD患者的支气管上皮也有一些改变;其中包括杯状细胞增生和鳞状细胞化生[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba].EMT参与发育(气道分支)和修复期间的正常肺生物学,但也在癌症进展和转移期间观察到[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba].肺泡EMT在肺纤维化中也有报道[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba],最近三项研究表明,EMT也发生在COPD气道[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba14gydF4y2Ba].然而,EMT在COPD患者传导气道中的潜在机制和功能后果尚不清楚。gydF4y2Ba
因此,本研究旨在评估COPD气道上皮的EMT特征,包括在组织和经气液界面(ALI)分化的支气管上皮培养物中,假设COPD引导气道的EMT代表了病变上皮的固有特征,该特征有助于支气管周围纤维化,从而导致不可逆气道阻塞。这项研究的一些结果已在2013年ERS国际大会和2014年肺科学会议上以摘要的形式报告[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba,gydF4y2Ba16gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
材料与方法gydF4y2Ba
在线补充材料中提供了更多详细信息。gydF4y2Ba
研究对象gydF4y2Ba
本研究纳入了104例患者,包括42例对照组(26例吸烟者或戒烟者,16例非吸烟者)和62例COPD患者,即21例轻度(全球慢性阻塞性肺疾病倡议(GOLD) I期),22例中度(GOLD II期)和6例重度COPD (GOLD III期),在2007年至2013年期间接受了单发肿瘤肺切除术手术(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba).还包括13例非常严重的COPD (GOLD IV期)患者的肺外植体。所有患者均有详细的临床病史,并均进行了肺功能检查。患有其他肺部疾病(如哮喘)的患者被排除在研究之外。所有患者均对研究方案签署知情同意书。gydF4y2Ba
肺组织取样与处理gydF4y2Ba
从手术标本中获得肺切片(包括大气道和小气道),进行免疫组化处理。另外一个大气道样本用于原代上皮细胞培养。根据最优样本质量,104例入选患者中(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)表达分析(免疫组化,聚合酶链反应)对51例患者(在线补充材料中的表E1)进行,69例患者的原代支气管上皮培养(在线补充材料中的表E2)。此外,小的传导气道(膜性细支气管,直径≤2毫米)取样,通过多光子显微镜在整个组织中进行免疫定位。gydF4y2Ba
人支气管上皮细胞的原代培养gydF4y2Ba
从肿瘤部位取出一块大的软骨支气管,从中提取人支气管上皮细胞(HBEC)。在空气/液体界面(ALI)中培养2周,使其重新分化为伪分层粘液纤毛上皮[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba].在开始培养前和培养10天后,在水下条件下进行细胞旋转。阻断实验在ALI 2周内添加抗人转化生长因子(TGF)-β1抗体或对照小鼠免疫球蛋白(Ig)G(每隔一天与新鲜培养基)。在此条件下未观察到明显的细胞毒性(乳酸脱氢酶释放<10%)。动力学实验中,ALI培养进行1-5周,并与浸没培养进行比较。gydF4y2Ba
上皮/间充质标记物的免疫测定gydF4y2Ba
上皮和间充质标记物的免疫分型gydF4y2Ba
对肺组织和HBEC过滤器的连续石蜡切片进行染色,以检测连接蛋白(ZO-1, E-cadherin)、上皮谱系标记物(p63, β-tubulin IV, MUC5AC)和vimentin。使用ImageJ软件(美国国立卫生研究院,Bethesda, MD, USA)在每个切片的10个野区进行染色强度的量化,结果表示为ZO-1和E-cadherin上皮内阳性/染色面积的百分比。人工计数vimentin阳性细胞,考虑阳性柱状细胞,排除同样表达vimentin的上皮内白细胞(CD45染色;图E1在网上补充资料)。网状基底膜(RBM)厚度根据Wilson's方法评估[gydF4y2Ba17gydF4y2Ba].免疫荧光染色组织切片和HBEC石蜡切片检测低分子量细胞角蛋白和波形蛋白。gydF4y2Ba
Western blot检测上皮/间充质标志物gydF4y2Ba
western blot检测HBEC中E-cadherin、vimentin、ZO-1、低分子量细胞角蛋白和纤连蛋白的表达,并使用Quantity One软件(Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA)进行定量。gydF4y2Ba
纤维连接蛋白ELISAgydF4y2Ba
在ALI培养中,通过直接或夹心ELISA检测基外侧培养基中纤连蛋白的释放。gydF4y2Ba
实时定量聚合酶链反应分析ZO-1, E-cadherin和vimentin mRNAgydF4y2Ba
从HBEC中分离总RNA并进行逆转录。采用实时定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)定量ZO-1、E-cadherin和vimentin、mRNA的表达水平,归一化至管家基因(甘油醛-3-磷酸脱氢酶和核糖体蛋白S18)的几何平均值[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
小气道波形蛋白、层粘连蛋白和e -钙粘蛋白的多光子成像gydF4y2Ba
对一名对照组吸烟者和两名严重COPD患者的小气道进行了解剖,治疗方法如下[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba].对全组织进行E-cadherin(上皮标记物)、层粘连蛋白(RBM标记物)和vimentin(间充质标记物)免疫染色。用LSM510多光子共聚焦显微镜观察荧光标记。gydF4y2Ba
统计分析gydF4y2Ba
除非另有说明,结果以中位数和四分位范围表示。p值<0.05为有统计学意义。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba
COPD气道上皮细胞上皮标志物表达减少gydF4y2Ba
在我们的研究人群中(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba),我们首先讨论了EMT是否潜在地存在于COPD患者的气道传导中,COPD肺切片gydF4y2Ba与gydF4y2Ba对照组对上皮细胞的连接标记物进行免疫染色。在COPD患者的大气道上皮中,ZO-1表达在轻、中度COPD患者中降低(gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba而且gydF4y2BabgydF4y2Ba).与非吸烟者相比,COPD气道中E-cadherin的表达也有所下降(gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba而且gydF4y2BacgydF4y2Ba).gydF4y2Ba
慢性阻塞性肺病气道上皮波形蛋白表达增加gydF4y2Ba
然后分析表达vimentin的上皮细胞作为emt相关去分化的关键标记。这些细胞在COPD患者的大气道和小气道中均有增加(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba).此外,vimentin的上皮表达与支气管扩张剂后1 s用力呼气量(FEV)气道阻塞相关gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)和FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba/肺活量(VC)比值,两者均为大(gydF4y2Ba图2 dgydF4y2Ba而且gydF4y2BaegydF4y2Ba)和小气道(gydF4y2Ba图2 fgydF4y2Ba而且gydF4y2BaggydF4y2Ba).E-cadherin表达与FEV呈正相关gydF4y2Ba1gydF4y2Ba/VC比(r=0.41, p=0.006;没有显示)。此外,上皮和间充质标记物的表达彼此相关(在线补充资料中的表E3)。gydF4y2Ba
多光子成像的小气道(细支气管)免疫染色波形蛋白,E-cadherin和层粘连蛋白表明,表达波形蛋白的柱状上皮细胞的微定位与波形蛋白在上皮下组织的积累相关(gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba,左、中面板,在线辅助资料中的视频E1)。波形蛋白和低分子量细胞角蛋白共同定位于这些上皮内细胞,表明这些细胞的上皮起源(gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba,右侧面板)。我们还发现RBM增厚(gydF4y2Ba图3 bgydF4y2Ba而且gydF4y2BacgydF4y2Ba)及增加的龟裂数目(gydF4y2Ba图3 bgydF4y2Ba而且gydF4y2BadgydF4y2Ba)与对照组相比,COPD患者气道RBM的变化。裂口数量与RBM厚度相关(r=0.491;p < 0.0001)。此外,RBM厚度与vimentin的上皮表达相关(gydF4y2Ba图3 egydF4y2Ba)和气流限制(FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba) (gydF4y2Ba图3 fgydF4y2Ba).总之,这些数据证实了慢性阻塞性肺病患者大气道和小气道中都存在EMT,并表明这一上皮过程与细支气管周围纤维化和气道阻塞相关。gydF4y2Ba
COPD患者的支气管上皮EMT特征在体外持续存在gydF4y2Ba
为了评估EMT是否可以代表COPD气道上皮的固有特征,我们使用ALI-HBEC作为一种gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba模型来研究(再)分化过程(gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba).我们发现COPD患者大气道组织经ALI培养2周后重建的支气管上皮ZO-1和E-cadherin表达降低(gydF4y2Ba图4 bgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BadgydF4y2Ba),如观察到的gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba.ZO-1和E-cadherin mRNA在COPD患者培养物中呈下降趋势,但无统计学意义(gydF4y2Ba图4 egydF4y2Ba而且gydF4y2BafgydF4y2Ba).此外,ALI-HBEC中ZO-1和E-cadherin的表达水平与气道阻塞相关gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba/VC比值(gydF4y2Ba图4 ggydF4y2Ba和在线补充资料中的图E2)。gydF4y2Ba
在重度COPD患者ali培养的上皮细胞中,波形蛋白表达也有所增加(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba而且gydF4y2BacgydF4y2Ba).通过免疫荧光共定位细胞角蛋白和波形蛋白,我们可以排除成纤维细胞污染上皮细胞(gydF4y2Ba图5 bgydF4y2Ba).此外,在mRNA水平上也观察到慢性阻塞性肺病患者HBEC中波形蛋白的诱导(gydF4y2Ba图5克ydF4y2Bad)与FEV呈负相关gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba蛋白质水平的/VC比值(gydF4y2Ba图5 egydF4y2Ba而且gydF4y2BafgydF4y2Ba).通过western blot分析上皮和间充质蛋白,证实了COPD气道上皮的间充质结构,清楚地显示e -钙粘蛋白减少,vimentin和纤连蛋白表达增加(gydF4y2Ba图5克gydF4y2Ba).gydF4y2Ba
上皮ZO-1与E-cadherin呈正相关(r=0.57, p=0.002;和rgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 0.31, p = 0.003)。将同一患者(n=13)的肺组织数据与HBEC进行比较,发现两者之间存在显著相关性gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba以及不同上皮连接蛋白(组织中ZO-1和E-cadherin)之间的表达水平(在线补充资料中的表E4)。此外,HBEC中E-cadherin的表达与小气道组织中vimentin的表达呈负相关(在线补充资料中的表E4)。总之,这些数据表明支气管上皮细胞重建gydF4y2Ba在体外gydF4y2BaCOPD患者大气道组织的EMT特征仍被观察到gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba在大小气道中都有。gydF4y2Ba
COPD患者体外培养支气管上皮的间充质特征gydF4y2Ba
除了波形蛋白的表达外,我们接下来评估了COPD HBEC的其他间充质特征,即基质蛋白的形态和释放。首先,与对照组经典的鹅卵石状上皮细胞相比,来自一些COPD患者的HBEC在形态学上有更多的纺锤状细胞(gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba).其次,一些COPD患者(ALI 2周时)的HBEC能够释放纤维连接蛋白,而对照组HBEC中没有观察到这种情况(gydF4y2Ba图6 bgydF4y2Ba).gydF4y2Ba
培养的COPD支气管上皮EMT特征的可逆性gydF4y2Ba
然后,我们想知道是否在COPD支气管上皮中观察到EMT特征(gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba再捕捉gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba)与可逆重编程有关。为了解决这一问题,从浸泡状态到ALI分化5周,用western blot对培养的支气管上皮进行EMT标记的评估(gydF4y2Ba图6 cgydF4y2Ba).在对照组上皮中,我们观察到上皮标志物(e -钙粘蛋白和低分子量细胞角蛋白)在ALI后上调,而在未分化的浸泡上皮中观察到波形蛋白的表达迅速消失(在ALI后1周;gydF4y2Ba图6 cgydF4y2Ba),以观察纤维连接蛋白在培养基中的释放(gydF4y2Ba图6 dgydF4y2Ba).在COPD患者的培养中,在浸泡条件下几乎检测不到的上皮蛋白在ALI培养时增加,但没有达到对照上皮的水平(特别是细胞角蛋白)。此外,在浸泡培养中检测到的间充质标记物波形蛋白和纤维连接蛋白的表达持续到ALI 2周后才逐渐下降。纤维连接蛋白释放数据证实了间质特征的渐进性丧失(gydF4y2Ba图6 egydF4y2Ba).最后,在培养前和10天的浸泡培养后,评估支气管细胞的表型表明,在原始样本组织中存在vimentin阳性细胞,在ali驱动的再分化之前,vimentin阳性细胞在培养后减少(gydF4y2Ba图6 fgydF4y2Ba).gydF4y2Ba
这些结果表明EMT特征被重新激活gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba在ALI培养时,可能在初始活检样本中存在的细胞中,在培养条件下不会持续并逐渐逆转。gydF4y2Ba
TGF-β在COPD支气管上皮EMT重编程中的作用gydF4y2Ba
接下来,我们评估了TGF-β (EMT的主要诱导物)是否有助于在COPD上皮细胞中标记EMT。首先,我们证实用外源性TGF-β1处理上皮细胞可诱导波形蛋白的表达,特别是在基底层(gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba而且gydF4y2BabgydF4y2Ba),以及纤维连接蛋白的释放(gydF4y2Ba图7 dgydF4y2Ba).相反,我们观察到,在ALI的2周内,中和TGF-β1(通过使用阻断单克隆抗体)下调了vimentin的表达(p=0.03),在对照组和COPD HBEC中,而对照组小鼠IgG没有显著影响(gydF4y2Ba图7 bgydF4y2Ba).抗tgf -β1处理后,形态外观发生改变,与未处理的纺锤状COPD细胞相比,恢复了鹅卵石状(gydF4y2Ba图7 cgydF4y2Ba).此外,抗tgf -β1抗体处理的ALI-HBEC中纤维连接蛋白的释放量呈剂量依赖性降低(gydF4y2Ba图7 dgydF4y2Ba而且gydF4y2BaegydF4y2Ba).总之,这些数据表明TGF-β通路参与了COPD患者气道上皮细胞的EMT编程。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
这项研究进一步证明了EMT发生在COPD患者的传导气道中,并首次表明COPD支气管上皮的去分化和EMT特征与上皮下纤维化和气道阻塞相关。此外,它还表明这些间充质特征被重新激活gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba,在ali驱动分化的上皮细胞重建的前几周gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba来自COPD气道组织,至少部分来自TGF-β的可逆重编程。gydF4y2Ba
病变肺中EMT的失调首先在实质纤维化中被提出,特发性肺纤维化患者的肺泡上皮显示出EMT和Wnt/β-catenin通路激活的证据[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba].EMT可诱导产生gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba在(人和大鼠)肺泡上皮细胞中,主要由TGF-β [gydF4y2Ba21gydF4y2Ba].相反,EMT在慢性气道疾病中的发生和相关性仍存在争议[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba,gydF4y2Ba23gydF4y2Ba].在实验性哮喘和gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba上皮细胞对TGF-β和过敏原的反应提示EMT在过敏性哮喘中的作用[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba],但缺乏哮喘支气管上皮间充质标志物的组成性过表达的直接证据。在移植后毛细支气管炎中显示了引导气道的EMT [gydF4y2Ba25gydF4y2Ba],以及慢性鼻鼻窦炎[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba].在慢性阻塞性肺病中,SgydF4y2BaohalgydF4y2Ba同事们[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]在COPD患者的大气道中观察到含有S100A4/vimentin/基质金属肽酶(MMP)-9阳性上皮细胞的RBM中存在裂隙,可能是从表面上皮细胞迁移到固有层。米gydF4y2BailaragydF4y2Ba等gydF4y2Ba.[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]最近报道了吸烟者和COPD患者的小气道以及COPD患者未分化(淹没)的原发性支气管上皮细胞中的EMT特征。它显示gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba香烟的烟雾也可以,gydF4y2Ba本身gydF4y2Ba,以诱导EMT [gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba27gydF4y2Ba].然而,在我们的数据中,ZO-1没有受到影响gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba这表明ZO-1的下调可能只与患有COPD的易感吸烟者有关。我们对COPD和对照组患者大、小气道的研究证实,在两个水平上都存在参与EMT的去分化上皮细胞,这表明EMT可能是COPD气道的一个连续过程。这个大的序列使我们能够将这些发现与气流限制的肺功能指数联系起来。有趣的是,观察到支气管上皮的EMT特征gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba(如表达波形蛋白的上皮细胞)与气道梗阻的严重程度相关。此外,它们还与RBM增厚相关,RBM增厚是哮喘的显著特征,在COPD中也有较小程度的观察[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba,gydF4y2Ba29gydF4y2Ba].此外,通过小气道组织成像,我们观察到表达波形蛋白的上皮细胞与RBM的厚度和破裂(裂缝)以及波形蛋白的上皮下沉积共定位。因此,EMT可能导致COPD支气管周围纤维化,进而导致不可逆气道阻塞。事实上,ZO-1和E-cadherin表达的变化在mRNA水平上没有被清楚地观察到,这表明它们可能与转录后调控有关,正如之前对这些蛋白质所显示的那样[gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba31gydF4y2Ba].这项研究有助于通过EMT更好地理解COPD气道纤维化的病理生理学,EMT先前涉及肺泡上皮的实质纤维化或癌症进展过程中的异常迁移。此外,EMT失调是否可能是一些相关疾病(如混合肺气肿/纤维化表型)的共同途径,或COPD与肺癌之间的关系仍有待研究。gydF4y2Ba
EMT的“记忆”特征在支气管上皮的重建gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba对COPD患者气道组织的研究特别感兴趣。据报道,COPD的支气管上皮细胞可能保留某些异常功能,如氧化反应[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba],白介素-8/CXCL8 [gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]或MMP-9的产生[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba].本研究显示COPD支气管上皮细胞显示去分化/间充质特征,并持续到ALI培养2周,包括纤维连接蛋白释放增加。有趣的是,COPD上皮的这些表型特征在一定程度上与表达数据相关(gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba)及肺功能测试(gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba),进一步表明gydF4y2Ba在体外gydF4y2BaALI系统是研究COPD上皮变化的有效工具。COPD支气管上皮内间充质细胞数量增加的可能性是由于祖细胞的迁移(而不是来自于慢性阻塞性肺疾病)gydF4y2Ba原位gydF4y2Ba上皮细胞去分化)[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba],如实验性肺纤维化[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba],由于观察到这些细胞共同表达上皮细胞和间充质细胞标志物,并且EMT被概括,因此排除了gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba在ALI培养中,维甲酸会抵消成纤维细胞的生长[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba],提示COPD支气管上皮存在本质异常。然而,其他细胞对支气管周围纤维化的贡献,以及它们与上皮细胞的相互作用,需要进一步研究。gydF4y2Ba
我们发现TGF-β1是一种调节因子,有助于COPD上皮细胞标记为EMT特征。TGF-β在基因研究中与COPD有关[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba,gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]并且其在COPD气道上皮中的表达增加,无论是在大气道还是小气道[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba].首先,我们证实TGF-β促进ALI-HBEC中的EMT,并且在基底细胞中更特异性地发生,如先前报道[gydF4y2Ba39gydF4y2Ba].有趣的是,在COPD患者ALI- hbec中观察到的异常间充质表型在ALI培养后没有持续超过两周。这种可逆性可能表明gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba微环境是维持COPD上皮细胞间充质表型的必要条件。因此,COPD气道的炎症和氧化环境可能通过TGF-β调节异常上皮印迹。然而,已知的是,暴露于香烟烟雾中的小鼠的气道中TGF-β在引起炎症之前就已被诱导[gydF4y2Ba40gydF4y2Ba].此外,COPD患者的支气管上皮细胞被启动释放更多TGF-β [gydF4y2Ba38gydF4y2Ba].因此,可以推测,TGF-β在支气管上皮的间充质印迹是吸烟所致COPD的早期事件,其长期维持(即使在戒烟后),其机制尚待确定。另一个假设是gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba环境(gydF4y2Ba如。gydF4y2Ba视黄酸),虽然最初需要促进再分化和异常特征的相关再激活,但最终通过影响表观遗传修饰来逆转上皮表型[gydF4y2Ba41gydF4y2Ba].最后,靶向TGF-β1能够减少间质特征gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba,与之前的研究一致,抗tgf -β治疗能够改善气道病理和肺气肿[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
总之,本研究表明,慢性阻塞性肺疾病气道传导过程中发生了上皮上皮上皮上皮去分化,并与支气管周围纤维化和气流限制相关。对这些变化进行了概括gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba,在ali驱动的上皮细胞再分化过程中,至少部分是TGF-β信号转导的结果。这些数据表明,EMT是COPD气道疾病的重要组成部分,其靶向可能揭示了一种有吸引力的治疗策略,以恢复上皮屏障和完整性。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
作者感谢Pierre Courtoy (de Duve研究所,Université天主教鲁汶,布鲁塞尔,比利时)和Jérome Ambroise (Université天主教鲁汶,布鲁塞尔,比利时)的建议,Alain Poncelet, Valérie Lacroix, Philippe Eucher和Benoît Rondelet(分别是UCL St-Luc诊所胸外科和CHU Godinne胸外科和肺移植科,比利时)的组织采样合作,Etienne Marbaix和Jacques Van Snick (de Duve研究所,Université Catholique de Louvain,布鲁塞尔,比利时)分别帮助组织生物库和抗人TGF-β抗体的礼物,Claire Kileztky(兰斯-香槟-阿登大学,法国)帮助RT-qPCR和Céline Bugli (Université Catholique de Louvain,布鲁塞尔,比利时)帮助统计分析。gydF4y2Ba
脚注gydF4y2Ba
这篇文章有补充资料可从gydF4y2Bawww.qdcxjkg.comgydF4y2Ba.gydF4y2Ba
利益冲突:没有声明。gydF4y2Ba
支持声明:C.E. Pierreux是比利时国家科学研究基金会(授予FRSM 3.4522.12)的博士后专家,也是比利时瓦隆卓越生命科学和生物技术研究所(WELBIO cr -2012 -05)的研究员。这项研究部分得到了比利时国家科学研究基金会(FRSM 3.4582.08)和比利时伦敦大学学院Spéciaux研究基金会(FSR 2007和2011)的支持,以及比利时伦敦大学学院Horlait-Dapsens基金会和法国兰斯CHU的PHU-RINNOPARI基金会的支持。gydF4y2Ba
- 收到了gydF4y2Ba2014年7月7日。gydF4y2Ba
- 接受gydF4y2Ba2014年10月24日。gydF4y2Ba
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参考文献gydF4y2Ba
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