抽象
一种多层还原的方法来验证来自全球基因表达分析的关键发现,并识别新的生物标志物和可能的治疗靶点,为药物进展到临床设置一个相对未知的作用机制http://ow.ly/GUf630myAI0
肺纤维化是一组异质性肺间质疾病的终末阶段,其特征是肺实质的破坏、细胞外基质(ECM)的沉积以及成纤维细胞和肺泡上皮细胞表型的显著变化[1,2]。目前已经确定了200多种肺纤维化的病因,其中最常见的是特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF) [3]。IPF affects ∼5 million people worldwide and is responsible for more than 40 000 deaths per year in the USA, similar in number to breast cancer [4],它建立与最严重的预后非癌症肺病[3]。
随着限制IPF进展的新疗法的开发,这些暗淡的流行病学统计数字将会改变。吡非尼酮是首个被批准用于治疗IPF的药物[五]。吡非尼酮是一种多效分子,具有抗纤维化、抗炎和抗氧化的特性。它有块大,fibrosis-relevant信号转导途径,其中包括转化生长因子(TGF) -β1,纤维母细胞生长因子和白介素(IL) 1β,在活的有机体内在小鼠6]。在临床方面,五项随机对照试验和几项真实的临床研究[7-11]报道吡非尼酮在IPF患者有益的影响。In particular, it has been shown to slow the annual rate of forced vital capacity decline, reduce the risk of death at 1 year by almost 50% [9,10]和预防与呼吸相关的住院治疗,提示对急性加重有治疗作用[12]。
尽管临床研究证实了吡非尼酮的临床疗效,但对吡非尼酮在减缓人类IPF进展中的确切作用的机制解释是有限的。Neighbors等。[13]测量12种生物标志物(包括CCL13,CCL17,CCL18,CXCL13,CXCL14,软骨寡聚基质蛋白,IL-13,基质金属蛋白酶(MMP)3,MMP7,骨桥蛋白,骨膜和YKL40)报道为预后或机械地在到IPF相关患者参加的能力[13或提升试验[9]。虽然有几个生物标志物的循环水平被发现可以预测进展结果,但吡非尼酮对任何生物标志物的循环水平都没有药效学效应[13],表明它没有影响IPF患者中驱动这些生物标志物表达的途径。Z挂等。[14]分析了来自IPF患者的吡非尼酮治疗,并表明,吡非尼酮治疗并不衰老标记或SMAD磷酸化水平的影响表达,但与较少肺损伤相关的病理定量移出肺。显然,更多的工作需要做来定义吡非尼酮治疗的有利影响的细胞和分子途径。确定这些途径将提前了解IPF的病理学和实现新疗法的开发。
为此,在这一期的欧洲呼吸杂志Kwapiszewska等。[15]在肺匀浆样本中使用全球转录组分析,以及从使用或不使用吡非尼酮治疗的IPF患者中新近分离的人肺成纤维细胞生成数据,从而获得吡非尼酮药理作用的新机制数据。全肺匀浆检测发现了炎症过程和细胞-细胞接触的显著变化,而成纤维细胞中最显著的干扰通路与代谢重编程、生长和细胞分裂有关。在这两个系统中调节的基因主要属于ECM,尽管在成纤维细胞中,上调最多的基因包含在“胞浆”和“细胞核”中,而在肺匀浆中,在“免疫反应”中过高表达。体外补充吡非尼酮的作用体外上的成纤维细胞IPF实验培养,经过多次传代,在存在或不存在的吡非尼酮。比较表达谱之间体外IPF成纤维细胞和体外成纤维细胞分离处理和未经处理的IPF患者显示重叠pirfenidone-regulated基因表达模式涉及TGF-β1信号转导和脂质代谢通路。的识别CEMIP(细胞迁移诱导和透明质酸结合蛋白)作为吡非尼酮治疗后最下调的基因之一,在两个间隔中,与肺纤维化特别相关。为此,对其进行了详细的刻画CEMIP表情揭示了以下新奇的发现。1)CEMIP吡非尼酮治疗后,IPF肺和肺成纤维细胞的表达均增加,且表达量下降。2)免疫定位研究发现,结构细胞,包括肺泡型上皮细胞、内皮细胞和肌成纤维细胞病灶是来源CEMIP表达在纤维化肺内。3)由于CEMIP是一种分泌蛋白,作者对IPF患者的循环CEMIP水平进行了研究,发现与对照组相比,他们的循环CEMIP水平显著升高。服用吡非尼酮的IPF患者的这些水平较低,这表明该药具有药效学效应。4)映射CEMIP基因组区域的显示关键调节转录因子,如神经胶质瘤相关癌基因同源物(GLI)的存在下,在接近它的启动子区。使用GLI抑制剂和吡非尼酮功能性实验造成的下调CEMIP表达。5)的功能丧失实验证明CEMIP成纤维细胞体内平衡的正调节,包括增殖,迁移和胶原蛋白的产生。观察细胞凋亡和成纤维细胞分化没有影响。6)从IPF患者的肺与处理吡非尼酮证明增加透明质酸沉积,提示在透明质酸代谢为CEMIP关键作用。
本研究证实了之前的印象是吡非尼酮具有免疫系统和细胞外基质上都多效性的行动(表格1)[16-18]。这项研究还报告,首次,吡非尼酮可能影响透明质酸的代谢,调节组织损伤和修复[ECM的主要组成部分19]。通过利用复杂的分析方法和状态的最先进的技术中,作者开始描述的吡非尼酮在ECM生成以及先天免疫和适应性免疫的效果。他们还提供了一个路线图,以IPF治疗的平移的研究,并提出CEMIP作为目标和治疗反应的筛选标记。这是考虑后应激纤维化损伤修复透明质酸的最近发现的保护作用[主要利益20.]。
这些新的发现必须在研究的局限性的范围内加以考虑。该体外对吡非尼酮治疗的细胞的研究使用的吡非尼酮浓度明显高于患者的水平。这就提出了一种可能性,即在培养的成纤维细胞中的发现可能偏离目标,不能代表在病人身上发生的情况。在活的有机体内缺乏关于CEMIP在肺纤维化实验模型中作用的数据。此外,CEMIP和调节成纤维细胞稳态和透明质酸代谢之间的直接机制联系还没有被阐明。免疫定位研究表明,CEMIP对成纤维细胞表型的影响不是细胞特异性的,这就引出了一个问题,即CEMIP抑制在其他细胞类型,包括肺上皮细胞和内皮细胞,是否会产生类似的抗纤维化作用。最后,肺匀浆上的表达数据确定了吡非尼酮对IPF肺组织的净效应。他们没有确定这些效应是由于吡非尼酮对细胞和分子通路的直接或间接影响,或哪些通路直接影响肺重建和纤维化,哪些是旁观者。解决这些问题需要确定吡非尼酮的优先结合伙伴。
综上所述,本研究采用多层还原的方法验证了全球基因表达分析的关键发现,并确定了新的生物标志物和可能的治疗靶点,从而使药物以相对未知的作用机制进入临床。这些发现应该对正在开发IPF疗法的小组特别有兴趣,这些疗法可能以类似于吡非尼酮影响的途径为目标,或者可以与吡非尼酮联合使用。
脚注
利益冲突:a . Tzouvelekis拥有一项吸入或雾化输送甲状腺激素到肺的专利,作为一种新型治疗纤维化性肺病的药物(OCR#6368),该专利已向耶鲁大学披露。
利益冲突:P.J.威科报告从勃林格殷格翰公司和刀片治疗,外提交作品接收赠款和Genentech公司的个人费用,以及个人费用。
- 收到了2018年的10月25日。
- 公认2018年11月5日。
- 版权©2018人队