імуностимулюючий

  • Резюме
  • Вступ
  • Результати
  • Введення WKYMVm покращує DSS-індукований виразковий коліт
  • Введення WKYMVm захищає кишкову проникність
  • Адміністрування WKYMVm впливає на профілі цитокінів у моделі коліту DSS
  • Обговорення

Резюме

У цьому дослідженні ми вивчаємо терапевтичні ефекти імуностимулюючого пептиду WKYMVm при виразковому коліті. Введення WKYMVm мишам, які отримували декстрансульфат натрію (DSS), призводило до зворотного зменшення маси тіла, показника кровотечі та показника стільця, на додаток до зворотного руйнування слизової оболонки, спричиненого DSS, і вкорочення товстої кишки. Терапевтичний ефект, індукований WKYMVm проти виразкового коліту, був сильно пригнічений антагоністом формилілпептидного рецептора (FPR) 2, WRWWWW, вказуючи на вирішальну роль FPR2 у цьому ефекті. Механічно WKYMVm ефективно зменшує проникність кишечника, стимулюючи проліферацію епітеліальних клітин товстої кишки. WKYMVm також сильно зменшує продукцію інтерлейкіну-23 та трансформацію фактора росту-β у товстій кишці мишей, які отримували DSS. Ми припускаємо, що потужний імуномодулюючий пептид WKYMVm та його рецептор FPR2 можуть бути корисними у розробці ефективних терапевтичних засобів проти хронічних запальних захворювань кишечника.

Вступ

Запальні захворювання кишечника (ВЗК), такі як хвороба Крона або виразковий коліт, є хронічними захворюваннями, які викликають запалення кишечника. 1, 2 Хоча рівень захворюваності на ВЗК у різних країнах різниться, останнім часом спостерігається поступове зростання, і хвороба є головною проблемою здоров'я у всьому світі. 2, 3 Хоча пошук причини ВЗК є актуальною темою протягом декількох десятиліть, все ще незрозуміло, що викликає ВЗК. В даний час пропонується кілька факторів, включаючи довкілля, дієту та генетичний склад, пов'язані з патогенезом ВЗК. 1, 2, 3 Серед них генетичний дефект, який впливає на реакцію імунної системи людини на збудники збудника, такі як бактерії, віруси або білки в їжі, був пов’язаний із ВЗК. 1, 2, 3

Імунна система господаря тісно пов'язана з патогенезом та прогресуванням ВЗК. 4 Вроджена та адаптивна імунна система критично бере участь у реакції на мікробіоти кишечника. 4, 5 Рецептори розпізнавання образів, такі як рецептор, подібний до давальницького, мають функції виявлення збережених мікробних молекул у кишковому середовищі. 4 Незважаючи на потребу в ефективних терапевтичних молекулах для лікування ВЗК людини, досі не розроблено жодних засобів лікування. Клінічно деякі імунодепресанти, які націлені на фактор некрозу пухлини (ФНО), в даний час використовуються для лікування ВЗК. 6 6

WKYMVm - це синтетичний пептид, який був ідентифікований шляхом скринінгу бібліотеки пептидів. 7,8 Пептид зв'язується щонайменше з трьома формилпептидними рецепторами (FPR): FPR1, FPR2 і FPR3. 9, 10, 11 WKYMVm стимулює хемотаксичну міграцію лейкоцитів, таких як нейтрофіли, моноцити, дендритні клітини та клітини природних кілерів. 12, 13, 14, 15 Він також стимулює вироблення супероксидних аніонів у фагоцитах, включаючи нейтрофіли та моноцити. 12, 16 Нещодавно ми продемонстрували, що WKYMVm, введений на моделі полімікробного сепсису, виявляв потужну терапевтичну активність у мишей для перев'язки та проколювання сліпої кишки. 17 Показано, що пептид інгібує продукцію запальних цитокінів, таких як TNF-α та інтерлейкін (IL) -1β, і збільшує продукцію цитокінів Th1 (IFN-γ (інтерферон-γ) та IL-12) для досягнення цього . терапевтичний ефект проти сепсису. 17 Тут ми досліджуємо вплив WKYMVm на індукований декстраном сульфатом натрію (DSS) виразковий коліт, включаючи його вплив на вироблення цитокінів.

Результати

Введення WKYMVm покращує DSS-індукований виразковий коліт

Щоб дослідити, чи має WKYMVm терапевтичний ефект при виразковому коліті, ми використовували модель DSS. Миші C57BL/6, які отримували DSS, продемонстрували зменшення маси тіла з часом порівняно з контрольними мишами (рис. 1а). Введення WKYMVm мишам, які отримували DSS, змінило це зменшення маси тіла (рис. 1а). Після лікування DSS також контролювали показники кровотечі та калу. Введення WKYMVm ефективно пом'якшило індуковане DSS збільшення показників кровотечі та показників стільця (малюнки 1b та ​​c). Оскільки WKYMVm пов'язує як FPR1, так і FPR2 9, 10, 11, ми також дослідили вплив антагоніста FPR1 (CsH) 19 та антагоніста FPR2 (WRW 4) 20 на терапевтичний ефект, викликаний WKYMVm, на виразковий коліт. Терапевтичний ефект, викликаний WKYMVm на виразковий коліт, сильно пригнічувався WRW 4, але не CsH, вказуючи на те, що WKYMVm здійснює свої дії через FPR2 (рис. 1d-f).

Терапевтичні ефекти WKYMVm на експериментальній моделі виразкового коліту. Встановлений коліт індукували з використанням 3% декстрану натрію сульфату (DSS) у воді. WKYMVm (8 мг кг -1) вводили підшкірно шість разів (через 0, 12, 24, 36, 48 та 60 год) після встановлення DSS-моделі у відсутність ( до - c ) або наявність циклоспорину H (CsH) (4 мг кг -1) або WRWWWW (WRW 4) (4 мг кг -1) ( d - F ). Вага тіла ( до, d ), оцінки калу ( b, і ) і показники кровотечі ( c, F ) вимірювались щодня. Дані, отримані на 7 день, наведені в ( d - F ). Дані виражаються як середнє значення ± sem ** P # P 4, але не за допомогою CsH, що підтверджує гіпотезу про те, що пептид здійснює свої дії через FPR2, але не за допомогою FPR1 (рис. 2а). Гістологічні дані вказують на те, що лікування DSS спричинило руйнування структури слизової, що різко стримувалося введенням WKYMVm (рис. 2b).

WKYMVm захищає експериментальний виразковий коліт, викликаний декстраном сульфатом натрію (DSS). Встановлений коліт індукували за допомогою 3% DSS у воді. WKYMVm (8 мг кг -1) вводили підшкірно шість разів (через 0, 12, 24, 36, 48 та 60 год) після встановлення моделі DSS за відсутності або присутності циклоспорину H (CsH) (4 мг кг -1 )) або WRWWWW (WRW 4) (4 мг кг -1). Товсту кишку від мишей DSS були виділені на 7 день ( до ) Макроскопічне дослідження товстої кишки мишей DSS. ( b ) Поперечні зрізи товстої кишки мишей DSS фарбували гематоксиліном та еозином. Дані представляють п'ять ( до ) або вісім ( b ) мишей на групу.

Повнорозмірне зображення

Введення WKYMVm захищає кишкову проникність

Захисна дія WKYMVm на кишковий бар'єр при коліті. Мишей C57BL/6 обробляли носієм, 3% сульфатом натрію декстрану (DSS) або 3% DSS плюс WKYMVm (8 мг кг -1, шість підшкірних введень з інтервалом у 12 годин) протягом 5 днів і забезпечували свіжою водою протягом 5 днів. Додаткові 2 дні На 7-й день флюоресцеїн-ізотіоціанат (FITC) -декстран вводили зондом, а сироватку збирали через 4 години. Кількість FITC-декстрану в сироватці крові ( до ). Клітини Caco-2 стимулювали різними концентраціями (0, 10, 100 та 1000 н М) WKYMVm ( b ), або з 1 мкМ WKYMVm за відсутності або присутності циклоспорину Н (CsH; 1 мкМ) або WRWWWW (WRW 4) (10 мкМ; c ) протягом 24 год. Проліферацію клітин вимірювали за допомогою кількості клітин Kit-8 ( b, c ). Дані виражаються як середнє значення ± sem (n = 7 мишей на групу). *** P # P # P

Вплив WKYMVm на продукцію цитокінів у товстій кишці мишей, оброблених декстраном сульфатом натрію (DSS). Мишам вводили WKYMVm або забуференний фосфатом сольовий розчин (PBS) через 0, 12, 24, 36, 48 та 60 год після обробки DSS. Кишечник збирали на 7 день у необроблених мишей, обробляли DSS і DSS + WKYMVm, і розрізали на сегменти 1 см. Кожен сегмент інкубували в середовищі Меморіального інституту Розуелл Парк (RPMI) 1640 протягом 24 годин, і цитокіни, що виділяються в супернатанті, вимірювали за допомогою імуноферментного аналізу (ІФА). ( до ) інтерлейкін (ІЛ) -17; ( b ) інтерферон-γ (IFN-γ); ( c ) ІЛ-6; ( d ) IL-1β; ( і ) фактор некрозу пухлини (ФНО) -α; ( F ) Іл-12; ( g ) Іл-23; ( h ) трансформуючий фактор росту (TGF) -β. Дані виражаються як середнє значення ± sem (n = 7 для до - h ). * P 1, 2 Отже, виявлення молекул, які можуть стимулювати вроджений імунітет проти мікробів та підтримувати епітеліальний бар’єр кишечника, може сприяти розробці терапевтичних засобів проти виразкового коліту.

У цьому дослідженні ми демонструємо, що WKYMVm має терапевтичну активність проти коліту у мишей, які отримували DSS. Терапевтичний ефект WKYMVm у цій моделі коліту помітно пригнічувався антагоністом FPR2 (WRW 4), але не антагоністом FPR1 (CsH), що вказує на те, що FPR2 критично бере участь у цьому процесі (рис. 1 та 2). Зовсім недавно Ванг та його колеги також продемонстрували, що миші з дефіцитом FPR2 демонстрували дефекти гомеостазу, залежного від коменсальних бактерій, у відповідь на виклик DSS і демонстрували пізнє відновлення слизової після травми, припускаючи, що FPR2 важливий для опосередкування гомеостазу, запалення та епітеліального процес відновлення в товстій кишці. 23 Ці результати підтверджують нашу гіпотезу про те, що рецептор WKYMVm, FPR2, можна розглядати як молекулу-мішень для лікування виразкового коліту.

Було показано, що пептид WKYMVm стимулює бактерицидну активність фагоцитарних клітин, посилюючи вироблення активних форм кисню, таких як супероксидні аніони. 12, 17 У мишей, які отримували DSS, пептид WKYMVm збільшував проліферацію та міграцію клітин епітелію кишечника, що призводило до пригнічення проникності кишечника. Підтримка проникності кишечника має важливе значення для підтримки гомеостазу кишечника шляхом пригнічення шкідливої ​​дії мікроорганізмів у мікросередовищі кишечника. Оскільки клітини епітелію кишечника експресують три FPR (FPR1, FPR2 і FPR3) 24, 25 і WKYMVm стимулюють проліферацію і міграцію клітин Caco-2, які інгібуються WRW 4, але не CsH, розумно припустити, що WKYMVm стимулює FPR2 у проліферації та міграції епітеліальних клітин кишечника та подальшому відновленні DSS-індукованої кишкової проникності у мишей.

На закінчення, потужний імуномодулюючий пептид WKYMVm мав терапевтичний ефект на виразковий коліт, інгібуючи проникність епітелію та модулюючи цитокіновий профіль. Ми припускаємо, що WKYMVm є потужним агоністом RPF, який може бути потенційним терапевтичним агентом при лікуванні хронічних запальних захворювань кишечника.