Defensinų vaidmuo naviko biologijoje 1 dalis

Santrauka:

Defenzinai ilgą laiką buvo laikomi tik antimikrobiniais peptidais. Bėgant metams buvo atrasta daugiau su imunitetu susijusių funkcijų tiek defenzino, tiek defenzino pošeimiams. Ši apžvalga suteikia įžvalgų apie defensinų vaidmenį naviko imunitetui. Kadangi defensinai yra ir skirtingai ekspresuojami tam tikrose vėžio rūšyse, mokslininkai pradėjo išsiaiškinti jų vaidmenį naviko mikroaplinkoje. Buvo įrodyta, kad žmogaus neutrofilų peptidai yra tiesiogiai onkolitiniai, nes jie praleidžia ląstelių membraną. Be to, defenzinai gali pažeisti DNR ir sukelti naviko ląstelių apoptozę. Auglio mikroaplinkoje defenzinai gali veikti kaip chemoatraktantai imuninių ląstelių pogrupiams, tokiems kaip T ląstelės, nesubrendusios dendritinės ląstelės, monocitai ir putliosios ląstelės.

Be to, aktyvuodami tikslinius leukocitus, defenzinai generuoja priešuždegiminius signalus. Be to, buvo pranešta apie imunoadjuvantinį poveikį įvairiuose modeliuose. Todėl defensinų veikimas viršija tiesioginį antimikrobinį poveikį, ty mikrobų, įsiskverbusių į gleivinės paviršius, lizę. Sukeldami priešuždegiminių signalų reiškinių, ląstelių lizės (antigenų generavimo) ir antigenus pristatančių ląstelių pritraukimo bei aktyvavimo, defenzinai gali atlikti svarbų vaidmenį aktyvuojant adaptyviąją imuninę sistemą ir sukuriant priešnavikinį imunitetą, todėl prisidėti prie imuninės terapijos sėkmės.

Nukreipimas į baltuosius kraujo kūnelius yra naujas vėžio ir imuninių ligų gydymo metodas, galintis suaktyvinti imuninę sistemą ir taip sustiprinti imunitetą. Tikslinė leukocitų terapija yra selektyviai aktyvuoti imunines ląsteles, tokias kaip T ląstelės, B ląstelės ir natūralios žudančios ląstelės, ir nukreipti jas atakuoti vėžines ląsteles ar svetimkūnius organizme, kad būtų pasiektas gydymo tikslas.

Tikslinės baltųjų kraujo kūnelių terapijos raktas yra stimuliuoti imuninės sistemos atsaką ir imtis atitinkamų priemonių, kad būtų užtikrintas minimalus poveikis atakuojamoms ląstelėms. Šio proceso metu imuninės ląstelės užsidega ir išskiria citokinus ir katalizatorius – chemines medžiagas, kurios suaktyvina kitų imuninių ląstelių atsaką, todėl organizme sustiprėja uždegimas, o tai stiprina imunitetą.

Todėl tikslinė leukocitų terapija gali suaktyvinti organizmo imuninę sistemą, sustiprinti imunitetą ir bendradarbiauti su organizmo imunine sistema, kad būtų pasiektas geresnis gydomasis poveikis. Matyti, kad imuniteto gerinimui turime skirti ypatingą dėmesį. Cistanche gali žymiai pagerinti imunitetą. Mėsos pelenuose yra įvairių biologiškai aktyvių komponentų, tokių kaip polisacharidai, du grybai, Huang Li ir kt. Šie ingredientai gali stimuliuoti Įvairių tipų ląstelių imuninę sistemą ir padidinti jų imuninį aktyvumą.

Spustelėkite cistanche naudą sveikatai

Raktiniai žodžiai:

defensinai; naviko biologija; imuninės ląstelės.

1. Įvadas

Defenzinai yra mažų katijoninių peptidų šeima, kurioje yra šešios cisteino liekanos, sujungtos trimis intramolekulinėmis disulfidinėmis jungtimis, kurių struktūroje dominuoja centrinis lapas [1,2]. Buvo aptikti trys pošeimiai. Lehrer ir jo kolegos 1984 m. nustatė pirmuosius žinduolių defenzinus iš triušio granulocitų. Vėliau, 1985 m., jie pranešė apie pirmąsias žmogaus defenzinų sekas, kurias iš pradžių vadino antibiotiniais peptidais, gautais iš neutrofilų arba žmogaus neutrofilų peptidų (HNP) [3,4 ]. Jie taip pat įvedė terminą „defensinai“ labai giminingiems peptidams HNP-1 iki 3, remiantis jų antibakterinėmis, antivirusinėmis ir priešgrybelinėmis savybėmis, suteikiančiomis šeimininko gynybą [4].

Vėliau buvo atrastas HNP-4, turintis tą patį cisteino pagrindą kaip ir kiti mieloidiniai HNP, bet su šiek tiek kitokia seka ir žymiai daugiau hidrofobinių aminorūgščių [5]. Tik apie 2 procentus viso neutrofilų defenzino kiekio sudaro HNP-4, tikriausiai dėl šios priežasties jis buvo nepastebėtas atrandant pirmuosius tris HNP [6]. Ne visi žinduoliai turi leukocitinius defenzinus, nes apie juos pranešta tik primatams, triušiams ir kai kurioms kitoms graužikų rūšims [2].

Šiuo atžvilgiu svarbu pažymėti, kad pelėms trūksta neutrofilų defenzinų [7]. Vadinasi, tirti neutrofilų defensinų vaidmenį pelių modeliuose galima tik transgeninėse pelėse. Tačiau pelių žarnyno Paneth ląstelės gamina defenzinus, kurie taip pat vadinami kriptomis [8]. Panašiai kaip ir neutrofilų defensinai, enterinės kriptos pasižymi antimikrobinėmis savybėmis, tačiau pelių kriptos iš esmės viršija keturių žmogaus mieloidinių defensinų grupę [9,10]. Maždaug tuo metu, kai buvo aptiktos pelės kriptos, žmogaus Paneto ląstelės taip pat išskiria du defenzinus: žmogaus defenziną 5 ir žmogaus defenziną 6 (HD-5 ir HD-6), kurių savybės dalijasi. su mieloidiniais defensinais [11,12]. HD-5 ir HD-6 sudaro šešių žinomų žmogaus defensinų grupę.

Kitas identifikuotas pošeimis buvo -defensins. Nors jų pavadinimas rodo, kad jie atsirado po -defensinų, -defensinai yra daug senesni evoliuciniu mastu, nes -defenzino genai (DEFA) yra kilę iš -defenzino genų (DEFB) ir atrodo, kad abi šeimos išsivystė iš bendro prieš žinduolių defenzino genas [13,14]. Žmogaus defenzinų taip pat yra daugiau, nes buvo nustatyta beveik 40 žmogaus defenzinų genų [15,16]. Įdomu tai, kad -defenzinai pirmą kartą buvo aptikti karvių trachėjos gleivinėje [17], o papildomi -defenzinai buvo išgryninti iš galvijų neutrofilų [18]. 1995 m., praėjus dešimčiai metų nuo pirmojo žmogaus -defensinų aprašymo, buvo išskirtas pirmasis žmogaus -defenzinas: žmogaus -defenzinas-1 arba hBD-1 [19]. Nuo to laiko buvo atrasta daugiau -defensinų, kurie visi yra ekspresuojami epitelio ir (arba) gleivinės audiniuose, užtikrinant antimikrobinę apsaugą vietose, kurios beveik nuolat liečiasi su mikroorganizmais [16].

Kitas identifikuotas pošeimis buvo -defensins. Nors jų pavadinimas rodo, kad jie atsirado po -defensinų, -defensinai yra daug senesni evoliuciniu mastu, nes -defenzino genai (DEFA) yra kilę iš -defenzino genų (DEFB) ir atrodo, kad abi šeimos išsivystė iš bendro prieš žinduolių defenzino genas [13,14]. Žmogaus defenzinų taip pat yra daugiau, nes buvo nustatyta beveik 40 žmogaus defenzinų genų [15,16]. Įdomu tai, kad -defenzinai pirmą kartą buvo aptikti karvių trachėjos gleivinėje [17], o papildomi -defenzinai buvo išgryninti iš galvijų neutrofilų [18]. 1995 m., praėjus dešimčiai metų nuo pirmojo žmogaus -defensinų aprašymo, buvo išskirtas pirmasis žmogaus -defenzinas: žmogaus -defenzinas-1 arba hBD-1 [19]. Nuo to laiko buvo atrasta daugiau -defensinų, kurie visi yra ekspresuojami epitelio ir (arba) gleivinės audiniuose, užtikrinant antimikrobinę apsaugą vietose, kurios beveik nuolat liečiasi su mikroorganizmais [16].

Apskritai, žmogaus defensinų struktūrai būdingas trigubas antilygiagretus sluoksnis, kurį laiko trys disulfidiniai ryšiai [1,21,22] (1 pav.). Defensinuose šios disulfidinės jungtys susidaro tarp cisteino liekanų 1–6, 2–4 ir 3–5, o defensinuose – tarp cisteino liekanų 1–5, 2–4 ir 3–6, todėl struktūra šiek tiek skiriasi. [2].

Netrukus po jų atradimo buvo padaryta išvada, kad defenzinai pirmiausia veikia kaip antimikrobinės medžiagos, tačiau net tuo metu buvo manoma, kad defenzinai taip pat gali turėti įtakos uždegimui, audinių pažeidimui ir kitiems procesams [26].

Šiuo metu defensinai yra įtraukti į alarminų šeimą. Pavojaus signalizatoriai buvo nuodugniai ištirti atsižvelgiant į jų, kaip pirmosios linijos gynėjų, saugančių šeimininką, vaidmenį. Tai baltymai arba peptidai, kurie veikia kaip įvairių su imunine sistema susijusių procesų iniciatoriai [27]. Jie priklauso platesnei DAMP (su pažeidimais susijusių molekulinių modelių) šeimai ir gali būti suskirstyti pagal jų kilmę: kai kurie yra granulių kilmės, pavyzdžiui, defenzinai, katelicidinas ir eozinofilų kilmės neurotoksinas; kai kurios turi branduolinę kilmę, pvz., didelio mobilumo grupės 1 langelis; o kai kurie kilę iš citoplazmos, pvz., karščio šoko baltymai [27]. Dauguma granulių gautų signalinų taip pat žinomi kaip antimikrobiniai peptidai arba AMP, o šis pogrupis apima defenzinus.

Įprastomis aplinkybėmis įgimta ir prisitaikanti imuninė sistema veikia kartu, kad apsaugotų mus nuo sau nesusijusių grėsmių, tokių kaip bakterijos ir virusai. Tačiau, nors vėžys kyla iš „savęs“ ląstelių, mūsų imuninė sistema gali atpažinti ir sunaikinti piktybines ląsteles dėl pakitusios jų antigeninės sudėties ir biologinio elgesio [28, 29]. Vėžinių ląstelių genetinis nestabilumas yra pagrindinis navikui būdingų antigenų šaltinis [29]. Be to, epigenetiniai anomalijos, kintanti genų ekspresija, taip pat vaidina svarbų vaidmenį sergant vėžiu ir gali sukelti genų transkripciją, kuri paprastai apsiriboja vaisiaus vystymusi per suaugusiųjų gyvenimą [29, 30]. Daugelis navikų yra ne tik antigeniniai, bet ir bando pabėgti nuo imuninės sistemos sukurdami imuninę sistemą slopinančią aplinką.

Todėl akivaizdu, kad imuninės sistemos ir naviko ląstelių sąveika yra sudėtinga, o didėjant imunoterapijai, negalima pamiršti priešnavikinio imuniteto ir galimo imuninio pabėgimo svarbos. Čia apibendriname galimus defensinų vaidmenis naviko mikroaplinkoje (TME), nes vis daugiau įrodymų rodo, kad su imunitetu susijusios funkcijos yra ne tik paprastas antimikrobinis aktyvumas.

2. Tiesioginis poveikis navikinėms ląstelėms

Pirma, kaip ir antimikrobinis poveikis, defenzinai gali turėti tiesioginį citotoksinį poveikį naviko ląstelėms. Galimi veikimo mechanizmai skiriasi nuo tiesioginės fizinės sąveikos su membrana iki ląstelių mirties takų aktyvavimo (2 pav.). HNP-1 iki 3 sukėlė ląstelių mirtį A549 ląstelėse ir Jurkat T ląstelėse, susijusias su mitochondrijų pažeidimu ir kitais nepatikslintais būdais, su kaspazės -3/-7 aktyvacijos požymiais [31,32]. Be to, HNP-1 kaupėsi endoplazminiame tinkle prieš kaspazės{11}} aktyvavimą A549 ląstelėse [33]. Kai rekombinantinis HNP-1 buvo išreikštas A549 ląstelėse, tai sukėlė reikšmingą augimo slopinimą dėl (tikriausiai panašaus) apoptozinio mechanizmo, kurį sukėlė viduląstelinis HNP-1. Šis priešnavikinis aktyvumas taip pat buvo įrodytas in vivo, nes pelėms, gydomoms eukariotinės ekspresijos plazmide, koduojančia HNP-1 [34], buvo pastebėta naviko ląstelių apoptozė, sumažėjęs mikrokraujagyslių tankis ir padidėjusi limfocitų infiltracija.

Biomechaniniame tyrime su PC{0}} ląstelėmis Gasparas ir kolegos parodė HNP-1 citotoksiškumą, dėl kurio atsirado morfologinių pakitimų, susijusių su membranos pralaidumu [35]. Jie pasiūlė dviejų pakopų ląstelių pažeidimo procesą: pirma, membrana yra pralaidi, leidžianti HNP patekti į ląstelę, o vėliau atsiranda DNR pažeidimas, nes HNP gali sukelti vienos grandinės DNR pertraukas [35, 36]. Priklausomai nuo defenzino koncentracijos, membranos sutrikimą gali sukelti HNP-1 dimerizacija, kai hidrofobinė dimero pusė yra nukreipta į membranos lipidų grandines, o poliarinė pusė sudaro vandenines poras, sukeldama ląstelių nutekėjimą [37]. ]. Santykinis HNP „selektyvumas“ vėžio ląstelių membranoms gali būti paaiškintas tuo, kad vėžio ląstelių membranose yra praturtintas fosfatidilserinas, todėl jos tampa anijoninės ir padidėja sąveikos su katijoniniais HNP tikimybė [35, 38]. Didelė vietinė HNP-1 koncentracija (didesnė arba lygi 10 µg/mL) taip pat darė citotoksinį poveikį keratinocitams, pirminėms epitelio ląstelėms ir fibroblastams [39, 40].

Panašiai burnos plokščialąstelinių ląstelių karcinomos ląsteles veikiant didelėms HNP{0}} koncentracijoms, atsirado onkolitinis poveikis [41]. defenzinai, išgryninti iš neutrofilų, taip pat parodė sinerginį priešnavikinį poveikį, kai buvo vartojami kartu su antibiotiku nizinu, sukeldami prostatos (PC-3) ir gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžio (HCT-116) ląstelių linijų apoptozę [42] . Iš neutrofilų gauti defenzinai yra ne tik citotoksiški, bet ir defenzinas 5, kuris daugiausia ekspresuojamas Paneth ląstelėse, veikia naviko ląstelių gyvybingumą. Gaubtinės žarnos vėžio ląstelių proliferacija ir kolonijų susidarymo pajėgumas buvo žymiai sumažintas dėl DEFA5 per didelio ekspresijos. Nuogoms pelėms pernelyg didelė šio geno ekspresija slopino naviko augimą. Jo auglį slopinančio poveikio mechanizmai yra susiję su fosfoinozitido 3-kinaze, nes DEFA5 tiesiogiai jungiasi prie savo signalų komplekso, todėl sulėtėja ląstelių augimas ir metastazės [43]. Įdomu tai, kad hBD-1 gali pakeisti žmogaus epidermio augimo faktoriaus receptoriaus 2 (HER2) signalo perdavimą, o iš šlapimo gautas hBD-1 galėjo slopinti šlapimo pūslės vėžio augimą [44].

Žmogaus hepatoceliulinės karcinomos (HCC) ląstelių linijose hBD{0}} ekspresija yra labai sumažinta, o jos ekspresijos išsaugojimas veiksmingai slopina ląstelių dauginimąsi ir gebėjimą formuoti kolonijas. Išbandžius nuogų pelių kepenų ląstelių karcinomos modelį, hBD-1 ekspresija slopino naviko augimą, sukeldama baltymų skaidymą ir endoplazminio tinklo (ER) stresą, o tai vėliau suaktyvino c-Jun N-galinės kinazės (JNK) kelią, kuris tarpininkavo slopinančiai hBD-1 [45]. Be to, buvo pranešta, kad hBD-2 ir -3 turi onkolitinį motyvą, kuris jungiasi su fosfatidilinozitolio 4 5-bisfosfatu. Ši sąveika yra labai svarbi tarpininkaujant navikinių ląstelių citolizei, o eksperimentai su hBD-2 parodė, kad defenzinas naikina naviko ląsteles per ūmią lizinę ląstelių mirtį, o ne apoptozę [46, 47]. Kiti tyrimai tai patvirtino, nes A549 adenokarcinomos ląstelės, apdorotos hBD-3, iškart pažeidė ląstelių membraną.

Be to, Defb14, pelės hBD-3 homologas, galėjo žymiai sumažinti Lewiso plaučių karcinomos auglio augimą pelėms, kai buvo nuolat infuzuojama [48]. hBD-5 taip pat parodė daug žadantį in vivo priešvėžinį veiksmingumą 1,2-dimetilhidrazino sukeltame gaubtinės žarnos vėžio modelyje. Pastebėtas naviko parametrų sumažėjimas, nenormalūs kriptų židiniai ir apoptozės greičio padidėjimas, kartu su naviko infiltracija neutrofiliniais granulocitais. HBD{8}}gydytų pelių dvitaškiai netgi atskleidė normalios architektūros atkūrimą. hBD-5 labiau jungiasi su vėžinėmis ląstelėmis dėl pakitusio jų ląstelių membranų sklandumo ir galiausiai nepaveikia sveikų ląstelių šeimininkų [49]. Nors θ-defenzinai randami tik tam tikrose senojo pasaulio beždžionių rūšyse, negalima ignoruoti jų naviko ląstelių naikinimo galimybių. Serino turtingi θ-defenzino analogai parodė didesnį citotoksiškumą krūties vėžio ląstelių linijoms nei normalioms pieno epitelio ląstelėms.

Dar svarbiau, kad analogai turėjo sinergetinį poveikį gydant cisplatina ir doksorubicino hidrochloridu trigubai neigiamą krūties vėžio ląstelių liniją [50]. Antimikrobinių peptidų turi ne tik gyvūnai. PvD1 yra į defenziną panašaus antimikrobinio peptido, randamo paprastosiose pupelėse (Phaseolus vulgaris), pavyzdys, kuris taip pat turi tam tikrą tiesioginį priešvėžinį poveikį [51,52]. Peptidas turėjo skirtingą poveikį normalioms ląstelėms, palyginti su naviko ląstelėmis, nes jis galėjo pasiekti krūties naviko ląstelių vidų ir sukelti apoptozinius įvykius. Panašiai kaip ir kiti defensinai, PvD1 sąveikauja su membranomis ir kartais sukelia sutrikimus. Be to, PvD1 moduliavo ląstelių ir ląstelių adheziją. Tai gali būti įdomus būdas užkirsti kelią vėžinių ląstelių adhezijai prie sveikų audinių ir slopinti metastazių plitimą [52].

For more information:1950477648nn@gmail.com