跳到主要内容
访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
胃肠病学。作者手稿;PMC 2013年8月29日提供。
以最终编辑形式发布为:
预防性维修识别码:PMC3756499型
NIHMSID公司:NIHMS500969
PMID:15940639

结缔组织生长因子在2-AAF/PHx大鼠肝再生过程中卵圆细胞反应中的作用

摘要

背景和目标

Thy-1的招募和扩散+卵圆形细胞是大鼠2-乙酰氨基芴(2-AAF)/部分肝切除术(PHx)后肝再生的标志。为了理解这一过程的分子机制,我们研究了结缔组织生长因子(CTGF)的作用,CTGF是Thy-1中差异表达的候选基因之一+椭圆形细胞,在这个肝损伤模型中。

方法

进行Northern和Western分析以检查CTGF在全肝匀浆中的诱导作用。通过定量实时聚合酶链反应(PCR)、免疫荧光染色和原位杂交来确认CTGF在Thy-1中的表达和定位+椭圆形细胞。最后,给2-AAF/PHx治疗的大鼠注射一种已知的CTGF合成抑制剂伊洛斯特,以研究伊洛斯特对卵圆细胞反应的影响。

结果

发现CTGF在RNA和蛋白质水平上均上调,并与转化生长因子β1(TGF-β1)上调同时发生。排序Thy-1+在定量PCR检测中,卵圆细胞表达高水平的CTGF基因。Thy-1抗原和细胞毒性生长因子原位杂交信号进一步证实了Thy-1+卵圆形细胞是CTGF的来源。给药伊洛普阻断了治疗动物的CTGF诱导,但不影响TGF-β1的表达。与对照动物相比,Iloprost对CTGF诱导的抑制与卵圆细胞增殖的显著降低和α-胎蛋白表达水平的降低有关。

结论

这些结果表明,在2-AAF/PHx治疗后,CTGF诱导对大鼠卵圆细胞的稳健反应非常重要。

肝脏再生涉及由细胞因子和趋化因子的复杂混合物介导的肝细胞增殖、迁移和分化波,以恢复肝脏质量和功能。1当肝细胞增殖被化学试剂抑制时,一种称为卵圆细胞的独特祖细胞被招募来帮助肝脏再生。2,改良的Solt-Farber肝损伤模型很好地证明了这一现象,在该模型中,2-乙酰氨基芴(2-AAF)给药结合部分肝切除术(PHx)可触发肝小叶门静脉周围区域的卵圆细胞激活和增殖。2-AAF诱导的卵圆细胞起源于胆管上皮,其特征是表达表型标记,如α-胎蛋白(AFP)、CK19和Thy-1表面抗原。4,5

结缔组织生长因子(CTGF)是一种38-kDa分泌蛋白,是CTGF/cyr61/nov(CCN)蛋白家族的成员。6,7它可以作用于多种细胞类型,调节增殖、凋亡、分化、血管生成、迁移、粘附和细胞外基质(ECM)的生成。7CTGF表达可通过位于CTGF基因启动子区的反应元件通过转化生长因子β1(TGF-β1)转录激活。8,9CTGF作为TGF-β1的下游效应器,刺激纤维化过程,促进成纤维细胞增殖、迁移和ECM生成。10最近,在动物模型和人类研究中发现,前列环素衍生物伊洛普能有效抑制TGF-β1介导的CTGF合成诱导,并减少纤维化。11,12作为Gs蛋白偶联IP受体的有效激动剂,伊洛普可引起细胞内cAMP升高、腺苷酸环化酶和蛋白激酶a活化以及ERK磷酸化的抑制。11,12因此,CTGF转录的抑制被认为涉及蛋白激酶A的激活以及随后对Ras/MEK/ERK通路的抑制。11

在正常肝脏中,CTGF在静脉内皮细胞和动脉肌细胞中低水平表达。13然而,在包括肝纤维化、慢性肝病和非酒精性脂肪性肝炎在内的多种人类疾病中,已经发现CTGF转录的显著诱导。14,15实验性肝损伤中也有CTGF上调的报道。16这些模型中的免疫组织化学和原位杂交实验显示CTGF在几种类型的肝细胞中的表达,包括星状细胞和增殖上皮细胞。13,15,16尽管有这些研究,CTGF在卵圆细胞介导的肝再生中的确切作用仍然未知。

为了确定卵圆形细胞激活相关基因的特征,我们在2-AAF/PHx模型中确定了在非实质细胞群中上调的几个基因。在此,我们报告了2-AAF/PHx治疗大鼠卵圆细胞中CTGF的诱导。此外,Iloprost抑制CTGF上调可显著减少2-AAF/PHx后的卵圆细胞数量,表明该生长因子对卵圆细胞反应的重要性。

材料和方法

动物和实验组

所有实验均使用雄性Fischer 344只大鼠(120–150 g),所有程序均按照机构批准的方案进行。在70%PHx前7天将缓释2-AAF微丸皮下注射。所有时间点均表示PHx之后的天数。

抑制消减杂交文库的构建

从Thy-1中生成抑制消减杂交(SSH)文库+卵圆形细胞和非实质细胞分别作为测试者和驾驶员群体。Thy-1泳池+从2-AAF/PHx后9-11天的20个肝脏中分离出卵圆形细胞。从3只正常大鼠肝脏中分离出非实质细胞。Thy-1型+流式细胞术分离细胞是根据已发表的方法进行的。5根据制造商的说明,使用RNEasy试剂盒(QIAGEN,Chats-worth,CA)和Poly(A)Purist mRNA纯化试剂盒(Ambion,Austin,TX)从两个群体中分离出总RNA和polyA RNA。

根据制造商的说明,使用Clontech PCR-Select cDNA消减试剂盒(Clontech Laboratories Inc,Palo Alto,CA)进行SSH。将鉴定的聚合酶链反应(PCR)产物克隆到PCR 4.1质粒载体中(TA克隆试剂盒;Invitrogen,Carlsbad,CA)。纯化质粒的序列分析揭示了cDNA插入物的身份,并使用BLAST算法与已知DNA序列进行了比较。

Northern Blot分析

在Northern分析中,每组由3只动物组成,在PHx后0、3、5、7、9、11和13天的时间点进行测试。使用RNAstat试剂(德克萨斯州Friends-wood Tel-Test公司)从snap冷冻肝组织中制备总RNA。总计RNA(约20μg)用于Northern分析。从cDNA文库中获得的大鼠CTGF克隆用作探针。TGF-β1和I型前胶原的探针是使用已发布的引物序列通过PCR产生的。17纤维结合蛋白和AFP探针来自包含相应互补DNA序列的质粒(Genebank/EMBL登录号NM_019143.1号,NM_012493.1). 与[32P] -dCTP标记探针(Amersham Life Science,Piscataway,NJ),42°C,50%甲酰胺;5×氯化钠、磷酸钠和EDTA;5×Denhart、2%十二烷基硫酸钠(SDS)和10%右旋糖酐硫酸盐。

西方分析

用5′GCTAGCCCTCCTGCCGCCCCGACCCCCCCCACATGCCC3′和5′GGATCCCACATCTCCTCCATACATCTTTCCTGT3′引物集,通过逆转录PCR扩增出全长CTGF cDNA,并将其克隆到含有标记表位序列的标记-pGEM载体中(WY Song博士的慷慨馈赠)。测序证实了克隆结果。通过SpeI消化释放CTGF互补DNA和标记序列,并进一步克隆到pFastBac载体(Invitrogen)中。根据制造商的说明,CTGF-flag蛋白在Sf9昆虫细胞中表达。

从RIPA缓冲液中的肝匀浆中提取总蛋白(50 mTris-HCl,pH 7.4;1%NP-40;0.25%Na-deoxycholate;150 mmol/L NaCl;1 mmol/LEDTA;1 mmol/L苯甲基磺酰氟(PMSF);1μg/mL抑肽酶、亮肽和胃蛋白酶抑制素;1 mmol/L钠VO(旁白)4; 1 mmol/L NaF),在10%SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳凝胶中分离,并电转移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜。在含有4%体表面积和0.1%吐温20的Tris缓冲盐水(TBS)中封闭膜。使用兔抗鼠CTGF抗体(马萨诸塞州剑桥Abcam)作为一级抗体,在含有5%牛奶和0.1%吐温20的TBS中稀释1:2000。使用小牛抗兔IgG(加州圣克鲁斯圣克鲁斯生物技术公司)作为二级抗体,稀释度为1:5000。使用ECL plus试剂盒(Amersham Life Science,Piscataway,NJ)进行检测。

组织染色和原位杂交

在相同的肝脏切片上进行免疫荧光染色和原位杂交。根据先前公布的方法,用4%多聚甲醛和0.05%戊二醛灌注肝脏。18分析前,在−20°C下切割6μm厚的冰冻切片,并在40°C下干燥过夜。

原位杂交前进行免疫染色。切片在含有1mmol/L CaCl的TBS中洗涤2,在−20°C下在甲醇中渗透,并用蛋白质阻断剂阻断(宾夕法尼亚州匹兹堡Thermo Shandon)。用小鼠抗鼠Thy-1抗体(加州圣地亚哥PharMinen)以1:50的稀释度对载玻片进行染色。Alexa Fluor 594标记的山羊抗鼠(分子探针,Eugene,OR)用作稀释度为1:500的二级抗体。

免疫染色后立即进行原位杂交。杂交是根据非放射性原位杂交应用手册(瑞士巴塞尔罗氏)中公布的协议进行的。大鼠CTGF cDNA的430-bp区(Genebank/EMBL登录号NM_022266号)被放大13并克隆到PCR4 TOPO载体中。来自两个方向的线性化克隆用作使用T7 RNA聚合酶合成地高辛(DIG)-核糖探针的正反义模板。切片在含有40%去离子甲酰胺、10%硫酸右旋糖酐、1×Denhardt溶液、4×标准柠檬酸盐(SSC)、10 mmol/L DTT、1 mg/mL变性和剪切的鲑鱼精子DNA的缓冲液中与5 ng/μL DIG标记的RNA反义或义探针在58°C下杂交40小时。杂交后,在2×SSC中清洗玻片,然后在1×SSC内清洗玻片。接下来,样品在10μg/mL RNA酶中消化,并在0.1×SSC中洗涤以去除非杂交RNA;使用抗DIG-碱性磷酸酶(瑞士巴塞尔罗氏)和硝基蓝四唑氯化物(NBT)/5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸(BCIP)底物进行颜色检测。

定量实时PCR

使用ABI PRISM 5700序列检测系统(加利福尼亚州福斯特市Perkin-Elmer Applied Biosystems)进行两步定量实时PCR反应。CTGF引物基于已发表的序列14进行了以下修改。使用Qiagen RNA试剂盒提取总RNA,并通过DNase I处理去除任何DNA污染(德克萨斯州奥斯汀Ambion)。按照制造商的指示,使用第一链cDNA合成试剂盒(Invitrogen;Carlsbad,CA)用随机六聚体反转录总RNA。使用SYBR Green PCR Core试剂盒(加利福尼亚州福斯特市应用生物系统公司)进行扩增反应。扩增条件如下:在500 nmol/L正向和反向引物、5 mmol/L MgCl、50℃下2分钟,95℃下10分钟,然后在95℃下40个周期,15秒,60℃下1分钟2、50 mmol/L KCl、10 mmol/L-Tris缓冲液(pH 8.3)、200μmol/L dATP、dCTP、dGTP、400μmol/L dUTP、0.25单位AmpErase UNG(Applied Biosystems;加利福尼亚州福斯特市)和1单位AmpliTaq。

为了进行AFP RNA定量,购买了AFP探针和引物(Applied Biosystems,使用以下扩增条件对DNA酶I处理过的RNA样品进行一步实时PCR:48℃下30分钟,95℃下10分钟,然后在95℃下40个周期,15秒,60℃下1分钟;18s核糖体RNA的0.5μmol/L引物和2.0μmol/L探针(Applied Biosystems)用于1步和2步实时PCR。比较CT型采用针对18s核糖体RNA表达水平的(阈值周期)法进行定量。

伊洛普治疗和体内BrdU标记

如前所述,10只大鼠接受2-AAF/PHx。其中一半通过尾静脉注射伊洛普,另一半注射磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液作为对照。对于伊洛前列素治疗,伊洛前列素在乙醇(开曼化学公司,密歇根州安娜堡)中的储备溶液在使用前立即在PBS中稀释至5μg/mL。从PHx后第1天开始到终点前一天(PHx后的第5、7和9天),每天通过尾静脉给药约33μg/kg的伊洛普。在第7天和第9天的时间点,每组杀死两只大鼠。为了进行体内BrdU标记,在处死前2小时注射1×PBS中的50 mg/kg BrdU。按照标准方案对肝脏切片进行BrdU染色和H&E染色。

统计分析

数值表示为平均值±标准偏差(SD)。SD和统计显著性由Student确定使用Microsoft Excel(Microsoft,Redmond,WA)中包含的统计软件进行测试。P(P)值<0.05被认为具有统计学意义。

结果

2-AAF/PHx后大鼠肝脏中CTGF在RNA和蛋白质水平上调

Thy-1表面抗原主要存在于造血系统。与之前的调查结果一致,5很少有Thy-1+在正常肝脏中观察到细胞(图1A类). PHx后第0天,Thy-1无增加+观察到细胞(数据未显示),表明2-AAF单独对Thy-1抗原表达没有影响。PHx后第3天,Thy-1增加+门脉周围可见细胞。在PHx之后的第7天到第9天,一个非常健壮的Thy-1+细胞反应已经形成(图1B类). 使用荧光活化细胞分选(FACS)分析,我们能够富集Thy-1+细胞群纯度达到95%–97%。5该富集细胞群用于抑制消减杂交研究,以确定Thy-1中差异表达的基因+卵圆形细胞与正常非实质细胞的比较。在代表9个独特基因的45个SSH克隆中,我们确定了一个包含177-bp片段的克隆,该片段与大鼠CTGF基因的3′非翻译区相同(Genebank/EMBL登录号NM_022266号).

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f1.jpg

Thy-1的大规模增殖+2-AAF/PHx后肝再生过程中门静脉区的卵圆细胞。冷冻肝切片用免疫组织化学方法检测Thy-1抗原。蓝色表示DAPI染色的DNA,而红色表示Thy-1抗原的德克萨斯州红色信号。(A类)正常。(B类)2-AAF/PHx治疗的肝脏(第9天)。两幅图像均为200倍。比例尺:10μm。

为了证实CTGF基因在卵圆细胞辅助肝再生过程中的诱导作用,使用携带CTGF序列的SSH克隆作为探针进行Northern blot分析。选择PHx后0、3、5、7、9、11、13和15天的时间点来标记整个卵圆细胞活化和增殖期。2,20PHx后11至15天期间包括卵圆细胞分化的早期阶段,因为卵圆细胞在第11天左右开始向嗜碱性肝细胞过渡。2,14CTGF基因在2-AAF/PHx后第5天开始表达,在第7天和第9天出现最大表达(图2A类). 到第13天,CTGF水平开始下降,到第15天恢复到基础水平。这种诱导的时间进程表明,CTGF与卵圆细胞增殖有关,但与卵圆细胞核分化无关。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f2.jpg

2-AAF/PHx模型中CTGF表达的诱导。(A类)全肝匀浆的Northern blot分析显示,从第5天开始诱导CTGF信息,并在PHx后第7-9天左右达到肩部峰值。N代表正常肝脏。(B类)全肝匀浆的Western blot分析显示CTGF蛋白积聚。肌动蛋白被用作加载控制。

通过Western blot分析测定卵圆细胞激活过程中CTGF蛋白水平。由于在全肝提取物中检测到多条带,我们设计了一个构建物,在全长CTGF cDNA的终止密码之前包含一个标记表位序列。标记表位由8个氨基酸组成,增加蛋白质分子量1.2 kDa。从Sf9昆虫细胞中分离纯化的标记CTGF蛋白,并作为从总肝蛋白提取物中提取的天然CTGF的位置标记物。在2-AAF/PHx处理的肝脏中观察到一种38kDa的蛋白质,与预测的CTGF大小一致(图2B类). 在PHx后的第5天到第9天观察到CTGF蛋白的显著诱导,并在随后降低。第5天CTGF蛋白的突然增加可能表明结合CTGF的释放,可能来自降解的ECM。毕竟,CTGF蛋白诱导的整个模式与我们在卵圆细胞对2-AAF/PHx反应期间对CTGF信息表达的观察结果一致。

Thy-1型+卵巢细胞似乎是卵巢细胞辅助肝再生中CTGF的主要来源

通过两种方法研究了卵圆细胞本身是CTGF来源的可能性。首先,CTGF基因在分类Thy-1中的表达+卵圆细胞用实时定量PCR检测。与正常肝脏相比,在统计学上显著增加了3.5倍(P(P)<.05)在CTGF中检测到Thy-1+2-AAF/PHx后第9天处死动物的细胞。相反,在同一时间点处死的动物的未分类和总肝提取物显示CTGF仅增加2.2倍(图3A类). 富集的Thy-1中CTGF的高表达+卵圆形细胞群表明Thy-1+卵圆形细胞是CTGF的来源。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f3.jpg

Thy-1型+卵圆细胞表达CTGF转录物。(A类)实时PCR显示,与正常肝脏相比,2-AAF/PHx后大鼠全肝和Thy-1分选卵圆细胞中CTGF的诱导。N表示正常肝脏。正常肝脏中的值被任意指定为1个单位。数据表示平均值±SD(n≥3)*P(P)<0.05。(B类)原位杂交阴性对照的意义探讨CTGF公司(200×). Thy-1型+2-AAF/PHx处理后第9天获得的卵圆细胞如图所示(C类)和(E类)染色为红色CTGF公司反义探针(D类)和(F类)显示CTGF转录物的深棕色信号。蓝色箭头表示Thy-1中CTGF转录物的共定位+椭圆形细胞。的图像B类,C类、和D类取200×。E类F类取400×。E类F类were the large magnifications ofC类D类分别是。

采用Thy-1免疫荧光染色和CTGF信息原位杂交定位CTGF消息。抗Thy-1抗体清楚标记了门脉周围卵圆形细胞群(图3C类E类). 尽管并非所有表达CTGF转录物的细胞都是Thy-1+,有许多Thy-1+表达CTGF的卵圆细胞(图3D类F类). 作为对照,sense CTGF核糖探针未与门管区的任何细胞杂交(图3B类). 免疫染色和原位杂交的交叉标记支持实时PCR结果显示Thy-1+卵圆细胞表达CTGF。

卵巢细胞辅助肝再生过程中TGF-β1、I型前胶原和纤维连接蛋白的协同表达

已经证实,CTGF是TGF-β1成纤维特性的下游介体,在许多生物过程中刺激ECM基因的表达。在这里,我们进行了Northern blot分析,以比较CTGF诱导模式与TGF-β1和其他2个ECM基因的诱导模式:I型前胶原和纤维连接蛋白。第3天诱导TGF-β1(图4),就在CTGF诱导之前。TGF-β1的水平在第9天达到最大值,随后下降。这种模式与TGF-β1刺激2-AAF/PHx后CTGF转录的概念一致。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f4.jpg

卵圆形细胞辅助肝再生中TGF-β1、I型前胶原和纤维连接蛋白的协同表达。Northern blot分析显示,2-AAF/PHx治疗后,TGF-β1和ECM蛋白与CTGF同时诱导。GADPH被用作负荷控制。

CTGF可以诱导ECM基因。2-AAF/PHx后发现I型前胶原和纤维连接蛋白上调,在第7天和第9天达到最大表达(图4). 这与CTGF的诱导相吻合。这些结果支持了以下假设:CTGF是通过TGF-β1介导的信号通路诱导的,最终导致肝再生过程中ECM的合成。

在2-AAF/PHx模型中,Iloprost抑制CTGF的诱导而不影响TGF-β1的诱导

合成的前列环素衍生物,伊洛斯特,已被证明在硬化性疾病和小鼠伤口愈合模型中阻断TGF-β1诱导的CTGF合成。给2-AAF/PHx治疗的大鼠腹腔注射伊洛普(33μg/kg/天),试图抑制CTGF诱导。选择三个时间点,即PHx后第5天、第7天和第9天,代表2-AAF/PHx模型中CTGF表达的初始和峰值,用于Northern分析。在接受伊洛前列素治疗的动物中,在所有3个点几乎无法检测到CTGF信息水平(图5). 在尾静脉注射PBS的对照动物中观察到预期的强烈CTGF诱导。有趣的是,TGF-β1的诱导似乎不受伊洛普的影响,伊洛普治疗组和未治疗组动物在所有三个时间点的TGF-。这些结果表明,在2-AAF/PHx模型中,伊洛普可有效阻断CTGF诱导,而不影响TGF-β1的上调。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f5.jpg

在2-AAF/PHx治疗后,伊洛普阻断CTGF的上调,但不影响TGF-β1的诱导。Northern blot分析表明,2-AAF/PHx治疗大鼠的CTGF上调被阻断,而TGF-β1的表达不受伊洛普的影响。GADPH被用作负荷控制。

伊洛前列素减弱卵细胞对2-AAF/PHx的反应

在2-AAF/PHx模型中,伊洛普可有效阻断CTGF诱导。石蜡切片的H&E染色用于确定伊洛普是否引起卵圆细胞反应的任何变化。组织学分析显示,PHx后第7天和第9天,肝小叶门静脉周围区域出现了强大的卵圆细胞反应(图6A类C类). 相比之下,经伊洛前列醇治疗的动物卵圆细胞反应显著降低(图6B类D类).

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f6.jpg

2-AAF/PHx后,伊洛普治疗大鼠肝脏中组织学上明显的卵圆细胞数量减少。(A类)2-AAF/PHx治疗大鼠肝H&E染色切片的门区含有丰富的细胞核与细胞质比率高(40×)的细胞。(B类)在接受Iloprost(40×)的大鼠的切片中,这些细胞要少得多。(C类)放大图中概述的区域A类(400×). (D类)放大图中概述的区域B类(400×).

接下来,通过体内BrdU标记监测卵圆细胞增殖。用BrdU标记Iloprost治疗组动物的S期细胞与对照组动物的比较。在对照动物中,在PHx后第7天,超过32.45±1.4个细胞/门脉周围区域处于S期。PHx后第9天,发现大约42.39±9.41个细胞/门脉周围区域处于S期(图7A类,C类、和E类). 相比之下,与对照动物相比,经伊洛前列醇治疗的动物在PHx后第7天S期细胞减少了约3.26倍,第9天S期电池减少了2.42倍(图7B类,D类、和E类). 这些BrdU阳性细胞更均匀地分布在Iloprost治疗动物的肝小叶上。由于在卵圆细胞激活和2-AAF/PHx治疗后的增殖后,星状细胞也会增殖,因此伊洛前列醇治疗动物中BrdU染色细胞的数量减少也可能表示星状细胞激活减少。这些观察结果表明,在2-AAF/PHx治疗的动物中,伊洛普可减少导管周细胞的增殖。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f7.jpg

2-AAF/PHx后,伊洛普治疗大鼠肝脏中增殖细胞数量减少。(A类)从第7天开始BrdU染色的肝切片的门静脉区域;2-AAF/PHx处理的大鼠含有大量增殖细胞(40×)。(B类)在接受Iloprost(40×)的大鼠的切片中可以看到细胞增殖的急剧下降。(C类)放大图中概述的区域A类(400×). (D类)放大图中概述的区域B类(400倍)。(E类)与对照组(开放栏)大鼠相比,在2-AAF/PHx治疗后第5天、第7天和第9天,Iloprost治疗组(黑条)大鼠门静脉周围区域BrdU阳性细胞的定量。在苏木精染色的每个标本中,随机选择10个以上的门脉周围区域,计数BrdU阳性细胞的数量。每个值代表平均值±SD。

众所周知,AFP由参与卵圆细胞辅助肝再生的卵圆细胞表达。AFP表达随着卵圆细胞开始分化为肝细胞而减少,在肝再生完成时完全消失。19通过实时定量PCR测定经伊洛普治疗的动物中AFP的表达。Iloprost治疗的动物在PHx后第7天AFP信息水平下降了3.4倍。到第9天,AFP消息与对照组相比减少了4.76倍(图8A类). Iloprost治疗的动物中AFP表达的降低通过Northern分析得到了进一步验证,如图8B类这些结果表明,伊洛普治疗能有效抑制2-AAF/PHx治疗引起的卵圆细胞反应。

保存图片、插图等的外部文件。对象名为nihms500969f8.jpg

2-AAF/PHx后,经伊洛前列醇治疗的大鼠肝脏中AFP信息减少。(A类)定量实时PCR显示,与对照大鼠(第一组棒)相比,接受伊洛普(第二组棒)的大鼠在2-AAF/PHx治疗后肝脏AFP信息显著减少。在2-AAF/PHx后的第5天,将数据归一化为伊洛前列醇处理的样品。数据表示平均值±SD(n≥3)。(B类)在Northern分析中,与对照动物相比,经伊洛前列醇治疗的动物在第5天、第7天和第9天的AFP表达显著降低。

讨论

卵圆细胞介导的肝再生涉及分泌细胞因子和生长因子的复杂混合物,以调节卵圆细胞的增殖和扩张。19然而,这一过程的分子机制尚未完全理解。本研究使用SSH技术从富含Thy-1表达基因的cDNA文库中鉴定CTGF作为候选基因+椭圆形细胞。与之前的研究结果一致,CTGF参与组织再生和重塑,14,15,20本文显示了2-AAF/PHx治疗后大鼠肝脏中CTGF信使RNA和蛋白的显著上调(图2). CTGF的诱导发生在PHx后的第5天到第15天,在第9天达到峰值。与单独PHx或D-氨基半乳糖(GalN)暴露后大鼠肝再生过程中CTGF的表达相比,16CTGF在我们的肝损伤模型中的表达延长。CTGF的持续表达可能是卵圆细胞激活的关键成分,很可能通过TGF-β1途径。

CTGF由Thy-1表达+椭圆形细胞。Thy-1型+正常肝脏中卵圆细胞稀少,而大量Thy-1+在2-AAF/PHx模型中已经观察到免疫反应细胞。5通过定量实时PCR、免疫组织化学和原位杂交,我们发现Thy-1+卵圆细胞表达CTGF。基于CTGF在组织培养条件下促进星状细胞迁移和增殖的事实21激活的星状细胞出现在卵圆细胞室中,22Thy-1表达的CTGF蛋白可能+在2-AAF/PHx模型中,卵圆细胞可能以旁分泌方式作用以促进星状细胞的迁移和增殖。如果是这样,CTGF可能通过刺激星状细胞扩张和重塑ECM来间接帮助卵圆细胞。或者,CTGF可以作用于Thy-1+椭圆形细胞本身。众所周知,CTGF可以通过整合素和硫酸肝素蛋白聚糖刺激细胞。23Thy-1中差异表达的候选基因之一+卵圆形细胞编码硫酸软骨素蛋白聚糖肽核心蛋白(Genebank/EMBL登录号NM_020074.1号). Northern的研究结果表明,该基因在Thy-1中特异性表达,并且在很大程度上在Thy-1中表达+卵圆细胞群(数据未显示)。很可能Thy-1+卵圆细胞具有整合素和硫酸肝素蛋白多糖,并对CTGF信号转导有反应。检测Thy-1中CTGF生物活性的未来研究+需要体外卵圆细胞来验证这种可能性。

还有其他类型的细胞是Thy-1但表达免疫荧光染色和原位杂交检测到的CTGF(图3C类,D类,E类、和F类). 这些表达CTGF的细胞很可能是星状细胞,因为在2-AAF/PHx模型中,星状细胞与卵圆细胞共同激活,并且在几个肝脏重塑过程中也表达CTGF,包括肝纤维化和PHx或GalN暴露后的肝再生。10,16Thy-1中CTGF激活的时间关系+和Thy-1细胞数量尚不清楚。其中一种细胞产生CTGF可能以旁分泌方式激活另一种细胞。

众所周知,TGF-β1是CTGF最有效的诱导剂之一,通过需要Smads、蛋白激酶C和ras/MEK/ERK以及CTGF启动子中的一致转录增强因子结合元件的复杂转录相互作用网络,促进成纤维细胞中CTGF的表达。8,9,24与之前的调查结果一致,252-AAF/PHx后TGF-β1信使RNA水平升高(图4). TGF-β1和CTGF都显示出类似的表达模式,只是早期诱导了TGF-α1的表达。早期TGF-β1的诱导支持了2-AAF/PHx治疗后TGF-。相反,2种ECM蛋白,纤维连接蛋白和I型前胶原,在卵圆细胞辅助肝再生过程中组成性表达。有趣的是,这两个基因的显著升高与CTGF基因表达的增加有关(图4). 这一结果与CTGF刺激ECM蛋白表达的概念一致,至少在星状细胞中是如此。

最近,一项研究表明,伊洛普抑制硬皮病患者皮肤成纤维细胞中胶原和CTGF的TGF-β1诱导。12在TGF-β1诱导的小鼠创伤室模型纤维化过程中,伊洛普对CTGF的抑制也降低了胶原蛋白水平。11在这项研究中,我们发现在2-AAF/PHx模型中,伊洛前列素在卵圆细胞活化和增殖过程中有效阻断了CTGF的诱导。在所有测试时间点,经伊洛前列醇治疗的动物的CTGF表达均显著降低。虽然伊洛普治疗可消除CTGF的表达,但对TGF-β1的诱导作用不大。这些结果与Iloprost活性的拟议机制一致,该机制阻断了TGF-β1诱导下游CTGF的合成。伊洛普治疗与组织学上明显的卵圆细胞数量减少以及S期细胞数量显著减少有关。此外,我们发现,经伊洛普治疗的动物的卵圆细胞室表达较低水平的AFP,这是一种卵圆细胞标记物。AFP表达的同时降低是卵圆细胞反应受损的明确证据。考虑到TGF-β对CTGF表达的调节是通过复杂的转录相互作用网络进行的,而伊洛普对CTGF的作用至少涉及ras/MEK/ERK信号通路,很难确定受损的卵圆细胞反应是否真的是由于缺乏CTGF诱导,而不是由于另一个信号通路的沉默。然而,很明显,伊洛普通常不会抑制增殖,因为仅给予PHx的伊洛普治疗动物的肝细胞分裂正常(数据未显示)。因此,基于CTGF刺激星状细胞增殖和迁移并促进星状细胞产生ECM的事实23在2-AAF/PHx模型中,星状细胞与卵圆细胞有密切关系,22很容易推测,伊洛普抑制CTGF合成可能会影响星状细胞激活,进而导致卵圆细胞反应受损。在2-AAF/PHx后,伊洛普的这些作用可能会导致肝再生延长。

总之,我们已经确定CTGF是Thy-1中差异表达的基因+肝脏再生过程中的卵圆细胞。Thy-1型+在这个模型中,卵圆细胞是CTGF的1个来源。在2-AAF/PHx模型中,Iloprost可以抑制卵圆细胞激活和增殖过程中CTGF的上调。此外,这种抑制与严重受损的卵圆细胞对2-AAF/PHx的反应有关。综上所述,这些数据表明,在2-AAF/PHx模型的肝再生阶段,CTGF在卵圆细胞增殖中起着重要作用。然而,需要做更多的工作才能清楚地阐明CTGF是如何融入卵圆细胞激活和增殖的信号通路的。

致谢

由NIH DK58614和NIH DK60015赠款支持。

作者感谢Marda Jorgensen和Heather M.Hatch对免疫组织化学的技术建议,感谢Naohiro Terada博士和Rafal Witek对手稿的准备。

本文中使用的缩写

2-AAF型2-乙酰氨基芴
法新社甲胎蛋白
CTGF公司结缔组织生长因子
DIG公司地高辛
发动机控制模块细胞外基质
美国公共广播电视公司磷酸盐缓冲盐水
菲律宾比索肝部分切除术
子系统控制器标准柠檬酸盐
SSH(SSH)抑制消减杂交
转化生长因子-β1转化生长因子β1

脚注

BEP是与该技术相关的专利的发明者,可能会从向佛罗里达大学支付的与该技术商业化相关的版税中受益。

出版商免责声明:这是一份未经编辑的手稿的PDF文件,已被接受出版。作为对客户的服务,我们正在提供这份早期版本的手稿。手稿在以最终可引用的形式出版之前,将经过编辑、排版和校对结果证明。请注意,在制作过程中可能会发现可能影响内容的错误,适用于该期刊的所有法律免责声明均适用。

工具书类

1Michaelopoulos GK,DeFrances MC。肝脏再生。科学。1997;276:60– 66.[公共医学][谷歌学者]
2Golding M、Sarraf CE、Lalani EN、Anilkumar TV、Edwards RJ、Nagy P、Thorgeirsson SS、Alison MR。在乙酰氨基芴处理的再生大鼠肝脏中,Oval细胞分化为肝细胞。肝病学。1995;22:1243–1253.[公共医学][谷歌学者]
三。Evarts RP、Nagy P、Nakatsukasa H、Marsden E、Thorgeirsson SS。大鼠肝卵圆细胞向肝细胞的体内分化。癌症研究。1989;49:1541–1547.[公共医学][谷歌学者]
4Shiojiri N、Lemire JM、Fausto N。大鼠肝脏发育中的细胞谱系和卵圆细胞祖细胞。癌症研究。1991;51:2611–2620。[公共医学][谷歌学者]
5Petersen BE、Goff JP、Greenberger JS、Michalopoulos GK。大鼠肝卵圆细胞表达造血干细胞标记物Thy-1。肝病学。1998;27:433– 445.[公共医学][谷歌学者]
6Bork P.与结缔组织生长因子相关的生长调节剂新家族的模块化结构。FEBS信函。1993;327:125–130.[公共医学][谷歌学者]
7Moussad EEDA,Brigstock DR.结缔组织生长因子:名称中有什么?分子遗传学。2000;71:276–292.[公共医学][谷歌学者]
8Grotendorst GR,Okochi H,Hayashi N.一种新型转化生长因子β反应元件控制结缔组织生长因子基因的表达。细胞生长差异。1996;7:469– 480.[公共医学][谷歌学者]
9Holmes A、Abraham DJ、Sa S、Shiwen X、Black CM、Leask A.CTGF和SMAD,硬皮病表型的维持与SMAD信号传导无关。生物化学杂志。2001;276:10594–10601.[公共医学][谷歌学者]
10Rachfal AW,Brigstock DR。肝纤维化中的结缔组织生长因子(CTGF/CCN2)。肝素研究。2003;26:1–9.[公共医学][谷歌学者]
11Stratton R、Rajkumar V、Ponticos M、Nichols B、Shiwen X、Black CM、Abraham DJ、Leask A.前列环素衍生物通过抑制Ras/MEK/ERK途径防止TGF-β的纤维化反应。美国财务会计准则委员会J。2002;16:1949–1951.[公共医学][谷歌学者]
12Stratton R、Shiwen X、Martini G、Holmes A、Leask A、Haberberger T、Martin GR、Black CM、Abraham D.Iloprost抑制成纤维细胞和硬皮病患者皮肤中结缔组织生长因子的生成。临床投资杂志。2001;108:241–250. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
13Sedlaczek N,Jia JD,Bauer M,Herbst H,Ruehl M,Hahn EG,Schuppan D.胆管上皮细胞增殖是大鼠胆道纤维化结缔组织生长因子的主要来源。《美国病理学杂志》。2001;158:1239–1244. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
14Paradis V、Perlemuter G、Bonvoust F、Dargere D、Parfait B、Vidaud M、Conti M、Huet S、Ba N、Buffet C、Bedossa P。高糖和高胰岛素血症刺激结缔组织生长因子表达:非酒精性脂肪性肝炎进展为纤维化的潜在机制。肝病学。2001;34:738–744。[公共医学][谷歌学者]
15Paradis V、Dargere D、Vidaud M、De Gouville AC、Huet S、Martinez V、Gauthier JM、Ba N、Sobesky R、Ratziu V、Bedossa P。结缔组织生长因子在实验大鼠和人类肝纤维化中的表达。肝病学。1999;30:968–976.[公共医学][谷歌学者]
16Ujike K、Shinji T、Hirasaki S、Shiraha H、Nakamura M、Tsuji T和Koide N。大鼠部分肝切除术后肝再生和D-半乳糖胺诱导肝损伤期间结缔组织生长因子基因表达的动力学。生物化学与生物物理研究委员会。2000;277:448– 454.[公共医学][谷歌学者]
17Chen C,Michelini-Norris B,Stevens S,Rowsey J,Ren X,Goldstein M,Schultz G。PRK后大鼠角膜TGF和细胞外基质蛋白mRNA的测定。投资眼科视觉科学。2000;41:4108– 4116.[公共医学][谷歌学者]
18法希米HD。戊二醛灌注和浸泡固定大鼠肝脏。实验室投资。1967;16:736–750.[公共医学][谷歌学者]
19Thorgeirsson SS公司。肝干细胞在肝再生中的作用。美国财务会计准则委员会J。1996;10:1249–1256.[公共医学][谷歌学者]
20Igarashi A、Nashiro K、Kikuchi K、Sato S、Ihn H、Fujimoto M、Grotendorst GR、Takehara K。局限性硬皮病、瘢痕疙瘩和其他纤维性皮肤病组织切片中结缔组织生长因子基因的表达。《皮肤病学杂志》。1996;106:729–733.[公共医学][谷歌学者]
21Paradis V、Dargere D、Bonvoust F、Vidaud M、Segarini P、Bedossa P。结缔组织生长因子对肝星状细胞的影响和调节。实验室投资。2002;82:767–774.[公共医学][谷歌学者]
22Paku S、Schnur J、Nagy P、Thorgeirsson SS。大鼠肝脏早期增殖卵圆细胞的起源和结构演变。《美国病理学杂志》。2001;158:1313–1323。 [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
23Gao R,Brigstock DR。结缔组织生长因子(CCN2)通过其C末端结构域与整合素α(v)β(3)和硫酸乙酰肝素蛋白聚糖结合,诱导大鼠活化的肝星状细胞粘附。生物化学杂志。2004;279:8848– 8855.[公共医学][谷歌学者]
24Leask A,Abraham DJ。结缔组织生长因子,一种多功能基质细胞蛋白在成纤维细胞生物学中的作用。生物化学细胞生物学。2003;81:355–363.[公共医学][谷歌学者]
25Grisham JW,Thorgeirsson SS公司。肝干细胞。收录:Potten CS,编辑。干细胞。英国伦敦:学术出版社,Harcourt Brace&Company;1997年,第233-282页。[谷歌学者]