Trục Hepcidin/ Ferroportin điều chỉnh sự tăng sinh của các tế bào cơ trơn động mạch phổi
Tham Khảo:Hội nhập TPP là gì?
Chủ đề Hepcidin
Bệnh tim mạch mạch máu
trừu tượng
Các nghiên cứu đã được thực hiện để xem xét bất kỳ vai trò nào của trục hepcidin / ferroportin trong phản ứng tăng sinh của tế bào cơ trơn động mạch phổi ở người (hPASMCs). Những phát hiện hoàn toàn mới chứng minh sự hiện diện của ferroportin trong hPASMC. Điều trị bằng hepcidin gây ra sự tăng sinh của các tế bào này rất có thể bằng cách liên kết với ferroportin dẫn đến nội hóa tế bào và giữ sắt. Hàm lượng sắt nội bào tăng lên khi điều trị bằng hepcidin.
Ổn định hoạt động và biểu hiện ferroportin bằng cách can thiệp vào kháng thể đơn dòng trị liệu LY2928057 sẽ đảo ngược sự tăng sinh tế bào và tích tụ sắt. Hơn nữa, điều trị IL-6 đã được phát hiện để tăng cường sự tăng sinh và tích tụ sắt trong hPASMCs; can thiệp với LY2928057 đã ngăn chặn phản ứng này. IL-6 cũng được phát hiện làm tăng phiên mã và giải phóng hepcidin trong hPASMC, cho thấy một phản ứng tự hoạt hóa tiềm năng.
Tích tụ sắt qua trung gian hepcidin hoặc IL-6 góp phần tăng sinh hPASMC; các chất vận chuyển qua trung gian bài tiết sắt của tế bào hạn chế tăng sinh. Hemoglobin cũng gây tăng sinh hPASMC; trong số những phát hiện mới khác, thụ thể hemoglobin / haptoglobin CD163 được tìm thấy trên các tế bào này và cung cấp phương tiện cho các tế bào hấp thụ sắt thông qua hemoglobin. Il-6 cũng được tìm thấy để điều chỉnh CD163 trên các tế bào này.
Những dữ liệu này góp phần hiểu rõ hơn về cách thức phá vỡ cân bằng nội môi của sắt gây ra quá trình tái tạo mạch máu, chẳng hạn như trong tăng áp động mạch phổi.
Giới thiệu
Xem Thêm:Dấu nháy đơn là gì?
Hepcidin là một hormone peptide nhỏ (25 axit amin) chịu trách nhiệm chính trong việc điều chỉnh cân bằng nội môi của sắt 1. Lần đầu tiên được tìm thấy trong nước tiểu, hepcidin chủ yếu được sản xuất bởi tế bào gan 2 và khi được đưa vào tuần hoàn, có thể tương tác với protein xuất sắt của tế bào hoạt động ferroportin, cho phép nó được endocytosed, do đó ngăn cản sự giải phóng sắt và thúc đẩy quá trình giữ sắt trong tế bào 3. Hiện tại, hepcidin và ferroportin là những chất điều hòa duy nhất được biết đến của quá trình xuất sắt trong tế bào.
Ferroportin chủ yếu được biểu hiện trong các tế bào liên quan đến hấp thụ sắt (từ chế độ ăn uống) và cân bằng nội môi; ví dụ bao gồm tế bào ruột, đại thực bào và tế bào gan.
Sự biểu hiện của hepcidin được điều chỉnh bởi nồng độ và dự trữ sắt trong huyết tương; sự kiểm soát phiên mã này được tạo điều kiện thuận lợi bởi thụ thể protein di truyền hình thái xương (BMPR) liên kết với con đường tín hiệu SMAD 4. Điều quan trọng là, nhiễm trùng và viêm cũng điều chỉnh quá trình tổng hợp hepcidin, một phản ứng có liên quan đáng kể nhất với việc kích hoạt IL-6 của con đường JAK / STAT 5. Kết quả là hạ đường huyết, được mô tả là thiếu máu do viêm, giúp hạn chế độc tính của vi sinh vật (xem xét trong 6).
Các hậu quả liên quan đến việc tăng dự trữ sắt có thể bao gồm thiếu hụt hồng cầu và rối loạn chức năng tế bào liên quan đến tích tụ sắt dư thừa 7, 8. Về vấn đề này, sắt cũng rất cần thiết cho sự tăng sinh của tế bào; khi vượt quá mức sẵn có, thì trạng thái tăng sinh được khuyến nghị là 1,7,9. Suy nghĩ hiện tại cho thấy rằng hầu hết các loại tế bào biểu hiện ít hoặc không có ferroportin, vì sắt chỉ được sử dụng cho nhu cầu trao đổi chất và do đó không cần thiết để xuất khẩu.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy sự biểu hiện và / hoặc điều hòa của ferroportin và hepcidin có liên quan đến việc giữ sắt trong các tế bào của các loại ung thư khác nhau. Trục bệnh tăng sinh.
Tham Khảo:Đơn Vị Tiếng Anh Là Gì?
Tăng huyết áp động mạch phổi (PAH) là một quá trình bệnh trong đó cân bằng nội môi bất thường về sắt cũng liên quan đến dư thừa 13 và hepcidin 8. Nó được đặc trưng bởi sự tăng sản cục bộ của cơ trơn và các thành phần tế bào nội mô chống lại sức đề kháng, các tiểu động mạch phổi tiền mao mạch. PAH được biết đến là một bệnh hiếm gặp, được phân loại là vô căn, di truyền hoặc các dạng liên quan đến các bệnh cụ thể, chẳng hạn như mô liên kết hoặc bệnh tim bẩm sinh 14.
Các đột biến di truyền, đặc biệt là những đột biến liên quan đến BMPR II, nhấn mạnh phần lớn các trường hợp di truyền và một tỷ lệ lớn các trường hợp lẻ tẻ PAH 15 vô căn. Viêm có thể là mối liên hệ phổ biến giữa tín hiệu BMP bị rối loạn điều hòa và mất sắt; nuôi cấy IL-6 huyết tương rất quan trọng ở bệnh nhân PAH 16. Điều thú vị là, quá trình tự thực hiện qua trung gian hành động của lysosome đã được ghi nhận trong PAH 17 (trong đó cả BMPR-II và ferroportin đều bị phân hủy), cho thấy mối liên quan với quá trình xử lý sắt bị thay đổi.
Đối với nguồn sắt để tế bào hấp thu, nguồn này có thể được cung cấp thông qua cơ chế trung gian thụ thể transferrin-1. Tuy nhiên, trong trường hợp không có kiểu hình bệnh tan máu điển hình, ngày càng có nhiều hiểu biết rằng hemoglobin tự do có liên quan đến PAH 18, có thể gợi ý các con đường thu nhận sắt khác của các tế bào mạch phổi.
Do đó, nghiên cứu này nhằm đánh giá xem trục hepcidin / ferroportin có đóng vai trò gì trong phản ứng tăng sinh của tế bào cơ trơn động mạch phổi hay không. Các mục tiêu của nghiên cứu này là gấp ba lần. Đầu tiên, lần đầu tiên người ta mô tả sự hiện diện của ferroportin xuất khẩu sắt trong các tế bào này. Thứ hai, biểu hiện / hoạt động của ferroportin trong các tế bào này được điều chỉnh để đánh giá bất kỳ tác động nào sau đó lên phản ứng tăng sinh.
Thứ ba, bất kỳ vai trò nào của hemoglobin tự do trong sự tăng sinh và cơ chế cơ bản của sự hấp thu tế bào đã được đánh giá. Như được quan sát trong PAH, những nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về vai trò tiềm ẩn của việc phá vỡ cân bằng nội môi của sắt trong quá trình tái tạo mạch máu.
Kết quả
Tham Khảo Thêm: Ganbatte kudasai là gì?
Ferroportin được biểu hiện bởi hPASMC và được điều chỉnh bởi hepcidin
Ferroportin mRNA và biểu hiện protein được biểu hiện trong tế bào cơ trơn động mạch phổi của người (hPASMC) (Hình 1). Biểu hiện mRNA ferroportin cơ bản được phát hiện trong các hPASMCs đối chứng. Điều trị hPASMCs bằng hepcidin (1 Phag / ml) trong 2,5 giờ không có ảnh hưởng đáng kể đến mức độ biểu hiện mRNA (Hình 1A).
Phân tích Western blot đối với dịch ly giải từ các hPASMCs đối chứng cho thấy một dải xấp xỉ 50 kD tương ứng với ferroportin so với dịch ly giải tiêu chuẩn trong ruột của con người (Hình 1B). Sử dụng ELISA có độ nhạy cao để định lượng nồng độ ferroportin. Nồng độ ferroportin cơ bản giảm đáng kể trong 24 giờ sau khi điều trị bằng hepcidin, cho thấy một cơ chế điều hòa sau dịch mã (Hình 1C).
Ngoài ra, hóa mô miễn dịch và kính hiển vi đồng tiêu cho thấy sự định vị bề mặt tế bào và sự phân bố nội bào của ferroportin trong các tế bào không được kích thích (Hình 1). Điều trị bằng hepcidin gây ra sự thay đổi trong sự phân bố ferroportin từ bề mặt tế bào đến khu trú tại chỗ, cho thấy sự hình thành mụn nước (Hình 2). Kích thước của các cơ quan được dán nhãn này dao động trong khoảng 0,51111M, phù hợp với kích thước của lysosome, cho thấy các vị trí tiềm ẩn cho sự phân hủy ferroportin nội bào.
Liên quan đến những phát hiện này, trong các nghiên cứu trước đây bằng cách sử dụng các mẫu phổi từ mô hình chuột của PAH (thiếu oxy một lá mầm và sugen), mức độ nhuộm màu ferroportin khuếch tán rất thấp đã được quan sát thấy trong các tế bào của cơ. Mượt, ngoại trừ một số tế bào bị nhuộm màu mạnh trong mẫu moncrotaline, rất có thể là bạch cầu đơn nhân. Không thể giải thích thêm những phát hiện này ngoài việc chỉ ra rằng một số ferroportin có trong các tế bào liên quan này.
Tuy nhiên, về mặt này, nhuộm ferroportin giảm đáng kể trong tình trạng thiếu oxy ở lá lách (đối chứng tích cực) so với lá lách đối chứng, cho thấy đáp ứng hepcidin toàn cầu trong mô hình PAH này, xem Tài liệu bổ sung để biết dữ liệu.
Ferroportin được biểu hiện bởi hPASMC và được điều chỉnh bởi hepcidin. Các hPASMC liên hợp (A) được xử lý mô phỏng hoặc xử lý với 1 μg / mL hepcidin trong 2,5 giờ, RNA tổng số được chiết xuất bằng kit RNeasy, cDNA được tổng hợp bằng cách sử dụng mồi oligo-dT, RT-PCR được thực hiện bằng cách sử dụng mồi FBR màu xanh lá cây và β- các protein actin như các gen giữ nhà. Các giá trị được bình thường hóa hơn nữa đối với sự chuyển giao của các tế bào chưa được xử lý tại thời điểm 0.
N = 4 (B) Xử lý mô trong 24 giờ, tế bào được ly giải và tổng số protein được chiết xuất, định lượng bằng xét nghiệm của Warren, và 40 μg protein được tách trên 10% SDS-PAGE và chuyển sang màng nitrocellulose. Western thấm được thực hiện bằng cách sử dụng IgG chống thỏ làm kháng thể chính và peroxidase cá ngựa liên hợp chống thỏ làm kháng thể thứ cấp. Lysate trong ruột của con người (Abeam) đã được sử dụng như một biện pháp kiểm soát tích cực.
N = 3 (C) Được xử lý mô phỏng hoặc xử lý với 1 μg / mL hepcidin trong 24 giờ, các tế bào được ly giải và tổng số protein được chiết xuất. Sự biểu hiện Fpn được định lượng bằng cách sử dụng kit ELISA (BlueGene Biotech) và chuẩn hóa thành protein tổng số được thuốc thử Bradford ước tính. N = 4 (D) Hình ảnh đồng nhất của hPASMC được tăng trưởng (bảng trên) hoặc (bảng dưới) được phát triển với 1 hạch / mL hepcidin trong 20-22 giờ và được đánh dấu bằng kháng thể kháng Fpn trên thỏ và kháng thể thứ cấp kháng Alexa-568 IgG chống thỏ.
Các tế bào được so sánh thêm với DAPI và hình ảnh được chụp bằng kính hiển vi đồng tiêu Leica LSM 510. Thanh tỷ lệ = 10 cực đại; N = 5. Bài kiểm tra t của học sinh đã được thực hiện; ** trang 5, do đó sắt ở trạng thái ổn định. Điều trị bằng IL-6 đối với hPASMCs cho thấy rõ ràng rằng cả mRNA hepcidin và sự bài tiết protein đều được điều chỉnh đáng kể sau 2 giờ và 24 giờ (Hình 3).
Được xác định là sự thay đổi một lần trong gen β-actin, sự biểu hiện của hepcidin đã tăng lên 3,3 lần ở 10 ng / ml IL-6. Ngược lại, 48 giờ sau khi điều trị IL-6, ferroportin đã giảm đáng kể 48% so với giá trị đối chứng (p
IL-6 làm tăng hepcidin và biểu hiện ferroportin bị giảm điều hòa trong hPASMC. Được xử lý mô phỏng kết hợp với hPASMC hoặc được xử lý với 10 ng / mL IL-6 (A) trong 2,5 giờ, RNA tổng số được chiết xuất bằng bộ RNeasy, cDNA được tổng hợp bằng cách sử dụng mồi oligo-dT, RT-PCR được thực hiện bằng cách sử dụng SYBR Hamp xanh -1) mồi và β-actin hoạt động như một gen giữ nhà. Các giá trị được bình thường hóa hơn nữa đối với sự chuyển giao của các tế bào chưa được xử lý tại thời điểm 0. N = 4 (B) 24 giờ, dịch nổi trung bình được thu thập và xét nghiệm xem có tiết hepcidin hay không.
Định lượng bằng bộ ELISA (Hệ thống R&D). N = 4 (C) 24 giờ tế bào được ly giải và tổng số protein được chiết xuất. Sự biểu hiện Ferroportin được định lượng bằng cách sử dụng kit ELISA (BlueGene Biotech) và chuẩn hóa thành protein tổng số được thuốc thử Bradford ước tính. N = 4 (D) Hình ảnh đồng nhất của hPASMC được xử lý bằng (bảng trên) hoặc (bảng dưới) với 10 ng / mL IL-6 trong 20-22 giờ và được miễn dịch bằng kháng thể Alexa chống Fpn trên thỏ và dê được đánh dấu 568 Kháng thể thứ cấp IgG. Các tế bào được so sánh thêm với DAPI và hình ảnh được chụp bằng kính hiển vi đồng tiêu Leica LSM 510.
Thang âm = 10 Pham, N = 5. **P
Hepcidin và IL-6 kích thích tăng sinh hPASMC bị ức chế bởi LY2928057. Hạt giống hPASMCs trên đĩa 96 giếng (2500 tế bào / giếng). Sau khi kết dính ban đầu, tế bào được bỏ đói huyết thanh trong 20-24 giờ trước khi xử lý trước với (A) 1 μg / mL hepcidin hoặc (B) 10 ng / mL IL-6 trong 24 giờ.
Sau đó, các tế bào được tiếp xúc với 1 μg / mL LY2928057 hoặc môi trường đơn lẻ trong 1,5 giờ, tiếp theo là thử thách lặp lại với các nồng độ được chỉ định của hepcidin hoặc IL-6 (hoặc riêng phương tiện) trong 24 giờ. BrdU được đưa vào (ở nồng độ khuyến nghị của nhà sản xuất) thêm 24 giờ trước khi thu hoạch đĩa. Sự tăng sinh được định lượng bằng kit BrdU ELISA sử dụng kháng thể kháng BrdU-POD. Tất cả các phương pháp điều trị được thực hiện trong ba lần.
Tất cả các lần đọc đã được chuẩn hóa để kiểm soát các tế bào chưa được xử lý. Dữ liệu được hiển thị là ± SEM. N = 4. ANOVA tiếp theo là bài kiểm tra bài học của Bonferroni; * trang 20. Do đó, các thí nghiệm đã được thực hiện để xác định xem liệu điều trị bằng hepcidin và / hoặc IL-6 có giúp giữ sắt trong hPASMCs hay không và thứ hai, liệu có thể hạn chế tích tụ sắt nếu biểu hiện ferroportin được ổn định với LY2928057.
Sắt không tăng lên đáng kể ở các tế bào được điều trị bằng hepcidin hoặc IL-6 trong 24 giờ bằng cách sử dụng xét nghiệm sắt màu đo tổng lượng sắt (Fe 3+ và Fe 2+) (Hình 4A, bảng điều khiển bên trái). Tuy nhiên, việc ủ trước với LY2928057 dẫn đến giảm đáng kể nồng độ sắt trong tế bào: 5,3 lần đối với hepcidin và 4,16 lần đối với IL-6, so với 2,14 lần đối với các tế bào không được điều trị (Hình 4A, bảng bên phải). Điều thú vị là các phép đo tương tự trong 48 giờ cho thấy hàm lượng sắt trong tế bào tăng lên đáng kể: các tế bào được xử lý bằng hepcidin và IL tăng 1,88 lần và 2,72 lần.
6 (Hình 4B, bảng bên trái) mặc dù sự sụt giảm có thể đo lường được trong hàm lượng sắt trong tế bào đã vượt quá giới hạn của phép đo thử nghiệm trong các tế bào được xử lý trước LY2928057 (Hình 4B, bảng bên phải). Để được hỗ trợ thêm, mức protein điều hòa sắt 2 (IREB2), một chất thay thế cho mức sắt, đã giảm ở các tế bào được điều trị bằng hepcidin hoặc IL-6, nhưng giảm đáng kể ở các tế bào được điều trị bằng hepcidin (Hình 4).
Hy vọng bài viết về chủ đề Hepcidin trên đây đã mang lại kiến thức hữu ích dành cho các bạn!
“Ghé thăm trang web Thera Premium của chúng tôi mỗi ngày để cập nhật tin tức nhé”
