PPAR alfa vaidmuo modifikuojant įgimtą imunitetą 1 dalis

Santrauka:

Peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotas receptorius yra stiprus sisteminės ir ląstelių metabolizmo ir energijos homeostazės reguliatorius, tačiau jis taip pat slopina įvairias uždegimines reakcijas. Šioje apžvalgoje mes sutelkiame dėmesį į jo vaidmenį reguliuojant įgimtą imunitetą; visų pirma aptariame PPAR sąveiką su uždegiminio transkripcijos faktoriaus signalizavimu, modelio atpažinimo receptorių signalizavimu ir endokanabinoidų sistema. Taip pat pateikiame PPAR specifinių imunomoduliacinių funkcijų pavyzdžius parazitinių, bakterinių ir virusinių infekcijų metu, taip pat sprendžiame keletą problemų, susijusių su įgimtais imuniteto procesais, tokiais kaip reaktyviųjų azoto ir deguonies rūšių gamyba, fagocitozė ir efektorinės funkcijos. makrofagai, įgimtos limfoidinės ląstelės ir putliosios ląstelės. Aprašyti reiškiniai skatina endogeninių ir farmakologinių PPAR agonistų taikymą imunologinio fono sutrikimams palengvinti ir naujų sprendimų, kurie aktyvina arba slopina PPAR, kūrimą.

Peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotas receptorius (PPAR) yra svarbus transkripcijos faktorius, kuris atlieka pagrindinį vaidmenį ląstelių metabolizme, imuninės sistemos reguliavime, ląstelių proliferacijoje ir diferenciacijoje. Ryšys tarp PPAR ir imuniteto buvo plačiai ištirtas, įskaitant šiuos dalykus: 1. PPAR reguliavimas imuninėse ląstelėse: PPAR veikia imuninio atsako intensyvumą ir kryptį, paveikdamas imuninių ląstelių diferenciaciją, proliferaciją ir funkciją. Pavyzdžiui, PPAR gali slopinti M1 makrofagų funkciją ir padidinti M2 makrofagų skaičių bei aktyvumą, taip slopindamas uždegiminį atsaką. 2. PPAR uždegiminio atsako reguliavimas: PPAR dalyvauja reguliuojant uždegiminį atsaką ir imuninių ląstelių migraciją bei infiltraciją, nes uždegiminis atsakas yra imuninis organizmo atsakas į infekciją ir sužalojimą. PPAR aktyvinimas gali slopinti uždegiminių reakcijų vystymąsi ir sumažinti uždegimo sukeltą žalą bei skausmą. Imunitetas yra svarbus ne tik šiais aspektais, bet ir kasdieniame gyvenime turime gerinti imunitetą, kad išvengtume viruso invazijos. Mes nustatėme, kad Cistanche gali žymiai pagerinti imunitetą. Cistanche yra įvairių biologiškai aktyvių komponentų, tokių kaip polisacharidai, ir du grybai Šie ingredientai gali stimuliuoti įvairias imuninės sistemos ląsteles ir padidinti jų imuninį aktyvumą.

Spustelėkite cistanche deserticola papildą

Raktiniai žodžiai:

modelio atpažinimo receptoriai; fagocitozė; azoto oksido sintazė; fenofibratas; oleoiletanolamidas; palmitoiletanolamidas.

1. Įvadas

Įgimtas imunitetas apima sudėtingą gynybinių procesų rinkinį, kuris evoliuciniu požiūriu yra labai senas ir atsirado kartu su daugialąsčių organizmų vystymusi. Apsauga nuo invazinių patogenų yra esminis fiziologinis mechanizmas, užtikrinantis išlikimą. Šių mechanizmų vystymasis yra nuolatinės lenktynių tarp patogenų (įskaitant vienaląsčius pro- ir eukariotinius įsibrovėjus) ir šeimininkų apraiška. Biologiniai procesai, susiję su įgimtu imuniniu atsaku, yra labai sudėtingi ir griežtai reguliuojami keliais lygmenimis, nes gali būti labai žalingi, kai jie nėra prižiūrimi. Naujausi pažanga išaiškinant tokį reguliavimą atskleidė tankų ryšių tinklą tarp imuninių ląstelių funkcijų, signalizacijos kelių ir ląstelių metabolizmo. Peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotas receptorius (PPAR) tapo svarbiu šio tinklo žaidėju, ir šioje apžvalgoje siekiama pristatyti kelis jo dalyvavimo reguliuojant įgimtą imunitetą aspektus.

2. Naujas požiūris į įgimtą imunitetą

Įgimtas imunitetas išsivystė taip, kad labai greitai reaguotų į sužalojimą ar invaziją, ir tai apima greitą įvairių gana mažo specifiškumo uždegiminių reakcijų mobilizavimą. Tradiciškai atminties trūkumas buvo laikomas būdingu įgimto imuniteto požymiu; nepaisant to, naujausi atradimai šioje srityje paskatino nuodugniai peržiūrėti šį vaizdą ir pristatyti „įgimtos imuninės atminties“ sąvoką (apžvelgta [1]). Įgimta imuninė atmintis iš esmės skiriasi nuo adaptyviosios, nes joje trūksta somatinių genų persitvarkymo procesų ir specifinių epitopą atpažįstančių receptorių.

Dėl laipsniško pagerėjimo, atsižvelgiant į šeimininko ir patogeno sąveikos istoriją, jis taip pat vadinamas „treniruotu imunitetu“, o genetinės rekombinacijos įvykiai pakeičiami epigenetinio įspaudo vystymu ir (arba) miRNR transkripto pokyčiais. Įgimtų imuninių ląstelių elgesio stebėjimai veikiant įvairiems nesusijusiems patogenams atskleidė „pradavimo“ reiškinį, kai ankstesnis kontaktas su vienu mikrobiniu komponentu moduliuoja atsaką į kitus patogeninius iššūkius [1, 2]. Šis moduliavimas gali sudaryti tam tikrą kryžminę apsaugą, kuri pasireiškia nespecifiniu pagerėjusiu atsparumu antrajai infekcijai po su patogenu susieto molekulinio modelio (PAMP) atpažinimo pagal modelio atpažinimo receptorius (PRR) epizodo [2].

Tokie reiškiniai buvo pastebėti vabzdžiams (Tenebrio Molitor lervoms) [3], planarijoje (Schmitdtea mediterranea) [4] ir Ramiojo vandenyno austrėms Crassostrea gigas [5]. Pažymėtina, kad bestuburiai, kuriems trūksta limfocitais pagrįstų adaptyvaus imuniteto mechanizmų ir kurie kovodami su infekcijomis pasikliauja tik įgimtais atsakais, sukūrė didelę PRR sekų įvairovę ir struktūrinį sudėtingumą (pvz., lektinus, į rinkliavą panašius receptorius (TLR) ir NOD). /NLR panašūs baltymai (žr. 4.4 skyrių), taip pat tirpūs arba ekstraląsteliniai su fibrinogenu susiję baltymai (FREP) [6,7]. PAMP, pvz., -1,3-gliukanų ir peptidoglikano, atpažinimas suaktyvina specifinius bestuburių antimikrobinių efektorių mechanizmus, pvz., suaktyvina propenoloksidazę (ir susijusius hemocianinus), kurie katalizuoja melanino susidarymą iš reaktyvaus dihidroksifenilalanino ir DOPA. DOPAchinono tarpiniai produktai [8,9].

Trys pagrindiniai įgimto atsako etapai yra (1) fizinio ir cheminio barjero sukūrimas, (2) svetimų įsibrovėlių atpažinimas ir struktūrinių elementų atskyrimas nuo „savų“ ir (3) fagocitozė ir citotoksinių junginių, padedančių sunaikinti, gamyba. įsisavinamos dalelės arba išsiskiria, kad būtų pažeisti objektai, per dideli, kad būtų galima fagocituoti. Pavyzdžiui, įvairios epitelio ląstelės ne tik sudaro fizinį epitelio barjerą, apsaugantį organizmą nuo išorinės aplinkos, bet ir išskiria hidrolizinius fermentus bei signalinus, tokius kaip įvairūs antimikrobiniai peptidai (AMP) [10].

Kad būtų galima atskirti savas ir svetimas molekules ir ląsteles, PRR suriša tam tikras molekules, būdingas tam tikroms įprastų virusinės, bakterinės ar grybelinės kilmės patogenų grupėms, pavyzdžiui, nukleorūgštis ir jų komponentus (pvz., dvigrandę RNR, nemetilintą CpG, besiliečiančią DNR, nukleotidai ir nukleozidai), sacharidų ląstelės sienelės komponentai (pvz., peptidoglikanas, lipopolisacharidas, chitinas ir zimozanas), fosfolipidai (ty mikrobinės kilmės kardiolipinas) arba tam tikri baltymai (pvz., formilmetionino turintys peptidai ir flagelinas), paprastai laikomi kaip PAMP. Tie patys mechanizmai yra atsakingi už reakciją į sutrikusį ląstelių turinį, išsiskiriantį nekrozės metu, kurie yra imunogeniški, pavyzdžiui, mitochondrijų formilinti peptidai, kardiolipino turinti vidinė mitochondrijų membrana ir ATP (su pažeidimais susiję molekuliniai modeliai, DAMP) [11,12]. Vietoje, kurioje įvyksta invazija ar sterilus sužalojimas, suaktyvėja fagocitozė, dėl kurios pašalinamas pavojus. Jį atlieka profesionalūs fagocitai (polimorfonukleariniai neutrofilai, mononukleariniai monocitai ir audiniuose esantys makrofagai), paraprofesionalūs fagocitai (dendritinės ląstelės) ir neprofesionalūs fagocitai (epitelinės ląstelės ir fibroblastai) [13,14].

Fagocitozės metu apimtas daleles arba mikrobų ląsteles reikia sunaikinti ląstelėje įvairiomis mikrobicidinėmis molekulėmis, saugomomis citoplazmos granulėse, tokiomis kaip antimikrobiniai peptidai (AMP, pvz., leukocidinas ir defenzinai), proteolitiniai fermentai (pvz., G elastazė, katepsė). , želatinazės ir metaloproteinazės) ir reaktyviosios deguonies, azoto ir halogenintos rūšys [15]. Citotoksinės reaktyviosios deguonies rūšys susidaro kvėpavimo takų sprogimo metu ir apima superoksido anijoną (O•−), kurį gamina NADPH oksidazė, taip pat vandenilio peroksidą, kurį generuoja superoksido dismutazė iš O•−. NADPH oksidazė, surinkta iš transmembraninio citochromo b558, daugybės citozolinių fokso (fagocitų oksidazės) subvienetų ir mažos GTPazės Rac2, išskiria O•− tiesiai į fagosomą arba tarpląstelinę erdvę [16].

Nedidelė superoksido dalis (apie 1 procentas) gali sukelti labai reaktyvų hidroksilo radikalą reaguojant su geležies jonais (Fe3 plius) [16,17]. Neutrofilų mieloperoksidazė naudoja vandenilio peroksidą ir halogenidus, kad sudarytų hipochlorines arba hipobromines rūgštis, taip pat labai baktericidinius chloraminus. Mononukleariniai fagocitai ekspresuoja indukuojamą azoto oksido sintazę ir iš arginino gamina citotoksinį azoto oksidą (NO). Aktyvioje oksidacinio sprogimo fazėje NO, laisvai difunduojantis per membranas, reaguoja su O•−, todėl susidaro peroksinitritas (ONOO−), stiprus oksidatorius, galintis sukelti nitracinį arba oksidacinį mikrobų ląstelių baltymų ir lipidų pažeidimą. 18]. Vėlesnėse fagocitozės stadijose fagosoma susilieja su stipriai rūgštinėmis lizosomomis, sudarydama fagolizosomas, kuriose taip pat yra daug hidrolizinių fermentų, tokių kaip proteinazės, lipazės ir lizocimas.

3. Pagrindinės įgimtų imuninių ląstelių populiacijos

Profesionalūs fagocitai, tokie kaip neutrofilai, monocitai/makrofagai arba mikroglijos, atlieka pagrindinį vaidmenį įgimtame imunitete, nes atlieka tiek reguliavimo, tiek efektoriaus užduotis. Periferinių audinių makrofagai priklauso retikuloendotelinei sistemai ir yra žinomi įvairiais įprastiniais pavadinimais pagal lokalizaciją: Kupferio ląstelės (kepenys), Langerhanso ląstelės (odos), osteoklastai (kaulai) ir kt. Mikroglijos taip pat yra kvalifikuoti mieloidinės kilmės fagocitai, kurie gyvena išskirtinai. centrinėje nervų sistemoje ir turi daug bendrų bruožų su makrofagais [19]. Monocitų ir monocitų kilmės makrofagų fagocitinis pajėgumas priklauso nuo specifinių paviršiaus žymenų ekspresijos modelio, taip pat nuo jų fenotipinės poliarizacijos.

Neseniai paskelbta ataskaita [20] parodė, kad M2 makrofagai (stimuliuojami IL-4 ir IL-10) turi dvigubai didesnį E. coli fagocitinį pajėgumą nei M1 makrofagų (IFN , stimuliuojami LPS), ir paviršiaus žymeklio CD209 ekspresijos lygis tiesiogiai koreliavo su dideliu fagocitiniu pajėgumu. Dirgiklių gausa lemia, kokiu keliu ląstelė eina, vadinamą „poliarizacija“. M1- poliarizuoti makrofagai reaguoja į vadinamąjį „klasikinį“ aktyvavimą tipiniais priešuždegiminiais citokinais, tokiais kaip IFN, išskiria kitus priešuždegiminius veiksnius (TNF, IL-1, IL-6 ir IL{ {11}}) ir chemokinus (pvz., CCL1, CCL5 ir CXCL10), kad suburtų kitas leukocitų populiacijas ir išskirtų citotoksinį NO (žr. toliau). M2 makrofagai yra priešingas, priešuždegiminis fenotipas, atsirandantis dėl vadinamojo „alternatyvaus“ aktyvavimo, kurį sukelia IL-4, IL-13, parazitinės (helmintinės, grybelinės) infekcijos arba imunosupresiniai veiksniai, pvz. kaip IL-10 ir gliukokortikoidai. Jie ekspresuoja manozės receptorius (CD206) ir arginazę-1, taip pat išskiria priešuždegiminius IL-10 citokinus, TGF- ir trofinius poliaminus (putresciną, spermidiną ir kt.), kartu prisidedant prie uždegimo pašalinimo. ir audinių regeneracija [21,22]. M1 / M2 paradigma neseniai buvo išplėsta ir praturtinta papildomomis detalėmis, tokiomis kaip M2 grupės padalijimas į konkretesnius M2a, M2b, M2c ir M2d fenotipus [23, 24]. Tačiau šiuo metu vyrauja nuomonė, kad dėl makrofagų plastiškumo veikiau yra fenotipų kontinuumas, o ne atskiri, išskirtiniai ir riboti ląstelių profiliai [25].

Be minėtų profesionalių ir neprofesionalių fagocitų, įgimtoje imuninėje gynyboje dalyvauja ir kitos ląstelių populiacijos, būtent įgimtos limfoidinės ląstelės (ILC) iš limfoidinės linijos ir putliosios ląstelės, eozinofilai, bazofilai ir mieloidinės kilmės slopinančios ląstelės iš mieloidinės linijos. 25]. Putliosios ląstelės, išskiriančios hepariną ir histaminą, yra daugelyje audinių ir organų, tokių kaip jungiamasis audinys, odoje, plaučiuose, virškinimo trakto gleivinėje ir šalia kraujagyslių [26].

Mieloidinės kilmės slopinančios ląstelės (MDSC) sudaro heterogeninę ir plastišką mieloidinės kilmės ląstelių populiaciją, kuri slopina T-ląstelių atsaką ir gali skatinti diferenciaciją link tregų [25,27]; todėl jie aktyviai prisideda prie uždegimo pašalinimo, nes juos į uždegimo vietą įtraukiami priešuždegiminiai citokinai, tokie kaip IL-6.

Paskutinė, neseniai atrasta ir šiek tiek sunkiai suvokiama įgimto imuniteto efektorių grupė apima vadinamąsias įgimtas limfoidines ląsteles (ILC) [25, 28]. Jie rodo bendrą paviršiaus žymenų modelį (CD45 plius CD127 plius CD3-CD19-) ir yra suskirstyti į tris pagrindines grupes (ILC1, ILC2 ir ILC3), remiantis tam tikrų transkripcijos faktorių ekspresija ir skirtingu išskiriamų citokinų profiliu [28]. –30]. Natūralios žudikų (NK) ląstelės ir dideli granuliuoti limfocitai (LGL) priklauso ILC1 [31, 32], o ILC2 ir ILC3 ląstelės daugiausia yra susijusios su gleivinės membranomis [29, 33]. ILC3 ląstelės, gautos iš vaisiaus kepenų, yra vienos iš pirmųjų limfoidinių ląstelių, apgyvendinančių virškinimo traktą, ir jos vaidina svarbų vaidmenį ugdant toleranciją komensalinei mikrobiotai [34, 35]. Jie išskiria IL-17, IL-22 ir limfoidinio audinio induktorius (LTi), kurie yra svarbūs veiksniai palaikant gleivinės barjero funkciją, palaikant pusiausvyrą tarp uždegiminio atsako į patogeninius mikrobus ir kuriant tolerogeninę aplinką. probiotinėms bakterijoms [28,35]. Bendrai ILC ląstelės dalyvauja koordinuojant įvairius įgimto imuniteto aspektus ir prisideda prie imuninės homeostazės reguliavimo; todėl adaptyviajame imunitete jie laikomi Th limfocitų ekvivalentu.

4. Peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotas receptorius alfa (PPAR) ir jo vaidmuo gydant uždegimą

Audinių pažeidimas ir prasidėjusi infekcija iš karto sukelia įgimtą imuninį atsaką ir sukelia uždegimą. Kaip pažymėjo romėnų mokslininkas Aulus Cornelius Celsus pirmajame amžiuje, vietinis ūmus uždegimas pasireiškia kaloringumu, raudonumu, sloga ir naviku, ty padidėjusia temperatūra, paraudimu, skausmu ir edema [36]. Šie simptomai atspindi uždegimą skatinančių lipidų mediatorių, histamino ir citokinų, kuriuos išskiria į audinius infiltruojantys leukocitai, veikimą, kurie sukelia vazodilataciją ir padidina endotelio pralaidumą bei adhezijos molekulių ekspresiją endotelio paviršiuje ir po juo esančioje ekstraląstelinėje matricoje. Šie reiškiniai sukelia kraujotakos leukocitų ekstravazaciją, chemotaksiją ir intersticinio skysčio kaupimąsi, sukeliantį edemą (naviką).

Padidėjęs intersticinis srautas ir proliferuojančių ląstelių metabolinis aktyvumas sukelia vietinį karštį ir paraudimą (kalorą ir ruborą). Uždegiminį skausmą (dolorą) sukelia trumpalaikio receptorių potencialo katijonų kanalo vaniloidinio pošeimos 1 nario (TRPV1), esančio periferinės nervų sistemos jutiminiuose neuronuose, aktyvavimas [37]. TRPV1 aktyvinimas sukelia Ca2 plius antplūdį ir membranos depoliarizaciją, po to atsidaro nuo įtampos priklausomi natrio kanalai ir susidaro veikimo potencialas [37]. TRPV1 receptorių yra ne tik ant neuronų, bet ir ant imunokompetentingų ląstelių (T limfocitų, putliųjų ląstelių), epitelio, keratinocitų ir kraujagyslių endotelio ląstelių [38]. TRPV1 kanalus aktyvuoja įvairūs lipidų uždegimo mediatoriai, tokie kaip COX-2 produktai (prostaglandinai), lipoksigenazės 15-LOX produktai (pvz., 15-hidroperoksi-eikozatetraeno rūgštis, 15-HPETE) ir molekulių poliaminai, išsiskiriantys po ląstelių pažeidimo, pvz., ATP ir adenozinas [37]. Sąsajos tarp PPAR ir molekulinių įvykių, kurie sukelia uždegimą ir yra pagrindiniai jo simptomai, yra aprašyti toliau (1 pav.).

4.1. PPAR kaip branduolinis receptorius, esantis periferiniuose audiniuose ir imunokompetentingose ​​ląstelėse

Peroksisomų proliferatorių aktyvuoti receptoriai (PPAR) priklauso branduolinių receptorių šeimai, kurie veikia kaip transkripcijos faktoriai, aktyvuojami lipiduose tirpių ligandų. Tokie ligandai gali tiesiogiai kirsti plazmos membraną ir prisijungti prie intracelulinių tikslinių baltymų. PPAR atstovauja trys izotipai, PPAR , PPAR /δ ir PPAR , koduojami atskirų genų. Jie rodo specifinius audinių ekspresijos modelius ir daugiausia reguliuoja lipidų, angliavandenių ir aminorūgščių metabolizmą, taip pat atlieka kitas pleiotropines funkcijas, įskaitant imunomoduliacinę veiklą. Visi trys PPAR izotipai pasižymi stipriomis priešuždegiminėmis savybėmis ir turi stiprų poveikį įvairiems imuninės sistemos fiziologijos aspektams. Šioje apžvalgoje daugiausia dėmesio skiriame peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotam receptoriui alfa (PPAR), kuris yra ypač atsakingas už riebalų rūgščių katabolizmo ir ketogenezės reguliavimą [39, 40], be to, kad yra labai susijęs su įgimto imuniteto moduliavimu. atsakymus. Žemiau aprašome aktyvų PPAR dalyvavimą fiziologiniuose procesuose, kurie veikia už visų keturių pagrindinių uždegimo simptomų, ty mažina edemą ir skausmą bei prisideda prie ūminės fazės išnykimo.

Kaip transkripcijos faktorius, PPAR dalyvauja aktyvuojant genų transkripciją, kuri atliekama sujungiant PPAR heterodimerį ir privalomą PPAR partnerį, retinoido X receptorių (RXR), su konsensuso motyvais tiksliniuose promotoriuose. Aktyvus heterodimeras susidaro, kai abiejų partnerių agonistai yra susieti. Stipriausi endogeniniai PPAR agonistai yra riebalų rūgštys ir jų dariniai: sočiosios stearino ir palmitino rūgštys, riebalų acilamidai, tokie kaip oleoiletanolamidas (OEA) ir palmitoiletanolamidas (PEA), LOX produktai, tokie kaip 5-(S)-HETE ir 8-(S)-HETE ir leukotrienas B4 (LTB4) [41–44]. Iki šiol žinomas vienintelis bona fide RXR ligandas, kuris yra 9-cis-13,14-dihidroretino rūgštis, sėkmingai nustatyta po daugelio metų paieškų, o 9- cis-retinoinė rūgštis, dažnai naudojama eksperimentiškai, yra vienas iš stipriausių farmakologinių RXR agonistų [45, 46]. Farmakologiniai PPAR agonistai, tokie kaip fibratai, kliniškai naudojami siekiant normalizuoti kraujo lipidų profilį, ypač siekiant sumažinti cholesterolio ir mažo tankio lipoproteinų frakcijų koncentraciją [47]. Fenofibratas ir gemfibrozilis yra plačiausiai skiriami vaistai iš fibratų grupės ir paprastai yra labai gerai toleruojami [48]. Nepaisant to, buvo pranešta apie tam tikrą nepageidaujamą poveikį pacientams, kurie nuolat vartojo fibratus, o miopatija ir rabdomiolizė buvo dažniausiai pasitaikančios problemos [49]. Endogeninių ligandų, taip pat svarbiausių sintetinių agonistų ir antagonistų struktūros pateiktos 1 lentelėje.

Įdomu tai, kad be audinių, turinčių didelį riebalų rūgščių katabolizmo greitį, pvz., kepenyse, širdies raumenyse ir inkstuose, PPAR paprastai ekspresuojamas CD45 ir leukocituose [50], įskaitant daugybę įgimtų imuninių ląstelių populiacijų: bazofilų [51]. ], eozinofilai [52], monocitai ir makrofagai [30, 53–55], Kupfferio ląstelės [56], Langerhanso ląstelės [57], osteoklastai [58] ir mikroglijos [59].

Klasikiniai PPAR taikiniai apima genus, koduojančius fermentus iš riebalų rūgščių mitochondrijų ir peroksisomų oksidacijos (acil-CoA dehidrogenazės, acil-CoA oksidazės), ω-oksidacijos ir ω-hidroksilinimo (citochromai P450) ir ketogenezės ({{7}). }hidroksi3metilglutaril-CoA sintazė) [60–62]. Svarbu tai, kad, be šio kanoninio veikimo būdo, PPAR gali transrepresuoti tam tikrus genus per mažiausiai tris mechanizmus [63]: (i) inicijuoti baltymų ir baltymų sąveiką ir sekvestruoti koaktyvatorius, kurie yra bendri PPAR ir kitiems keliams, (ii) kryžminiai. -PPAR /RXR komplekso sujungimas su kitais transkripcijos faktoriais, dėl kurių abi dalyvaujantys baltymai yra kryžmiškai slopinami ir (iii) trukdo signalą perduodantiems baltymams, ty kai PPAR /RXR kompleksas slopina MAP-kinazės kaskados fosforilinimą. nariai.

4.2. PPAR – tarpininkaujama pagrindinių uždegiminių transkripcijos veiksnių transrepresija

Transrepresinis aktyvumas branduolinio faktoriaus κB (NF-κB), aktyvinimo baltymo (AP-1) ir signalo keitiklių bei transkripcijos aktyvatorių (STAT) atžvilgiu yra atsakingas už gilų PPAR priešuždegiminį poveikį. PPAR fiziškai sąveikauja su p65 Rel homologijos domenu per savo C-galo fragmentą ir tuo pačiu metu suriša į JNK reaguojančią c-Jun dalį su N-galo fragmentu (2a pav.) [65]. Šio komplekso susidarymas sujungia p65 ir c-Jun nuo prisijungimo prie IL-6 promotoriaus ir blokuoja IL-1-indukuotą IL-6 gamybą. Taip pat buvo pranešta apie tiesioginę PPAR ir NF-κB p65 subvieneto slopinamąją sąveiką kardiomiocituose [66]. Šiuo atveju sirtuinas 1 (Sirt1) inicijavo Sirt1 – PPAR – p65 komplekso susidarymą, dėl kurio įvyko PPAR priklausomas p65 inaktyvavimas ir priešuždegiminių NF-κB reguliuojamų genų, tokių kaip monocitų chemoattraktanto baltymas 1, transrepresija (MCP1, pav. 2b) [66]. Sirt1 sukėlė p65 deacetilinimą, kuris taip pat pakenkė NF-κB aktyvumui, nes jo veiklai reikalingas acetilinimas [67]. Po gydymo PPAR antagonistu GW6471 arba PPAR -/- ląstelėse deacetilinimo efekto nebuvo, o tai rodo PPAR dalyvavimą [66].

Papildomas mechanizmas, atsakingas už PPAR trukdymą NF-κB keliui, taip pat buvo nustatytas hepatocituose, kur PPAR surišo ir transaktyvavo NF-κB inhibitorių alfa (IκB ), kuris padidino šio baltymo kiekį [68]. Sukauptas IκB suriša NF-κB, taip užmaskuodamas jo branduolio lokalizacijos signalą, kuris sustabdo jį citoplazmoje ir blokuoja jo, kaip transkripcijos faktoriaus, veiklą [69]. PPAR taip pat buvo atsakingas už sumažėjusį NF-κB subvienetų p65 ir p50 fosforilinimą [68], o tai buvo dar vienas įvykis, turėjęs neigiamą poveikį NF-κB aktyvumui, nes jo subvienetų fosforilinimas yra būtinas optimaliai jų funkcijai [70]. PPAR trukdymas NF-κB veikimui užkirto kelią IL-1-sukeltai IL-6 ekspresijai kepenų audiniuose (2c pav.) [68].

Antagonizmas tarp PPAR ir NF-κB ir AP-1 yra priešuždegiminių citokinų ir efektorinių baltymų ekspresijos blokavimas įvairiuose ląstelių ir gyvūnų modeliuose. PPAR ligandas K-111 (2,2-dichloro-12-(4-chlorofenil)-dodekano rūgštis) slopino LPS sukeltą IL-6 gamybą neapdorotuose 264.7 makrofaguose. mRNR ir baltymų lygis [71]. Šis poveikis buvo pasiektas slopinant streso aktyvuotą baltymų kinazę (SAPK) / c-Jun N-galinę kinazę (JNK), NF-κB p65 fosforilinimą ir IκB baltymo lygio indukciją [71]. Įrodyta, kad PPAR aktyvinimas monocituose slopina LPS arba IL-1 - sukeltą audinių faktoriaus (TF), membranos glikoproteino, atsakingo už krešėjimo kaskados inicijavimą, ekspresiją [72,73]. Šis mechanizmas apėmė anksčiau minėtą tikslinio geno promotoriaus aktyvumo blokavimą per antagonizmą tarp PPAR ir NFkB ir AP -1 [72].

Imuninių ląstelių išskiriami interleukinai savo biologines funkcijas atlieka per specifinius ląstelės paviršiaus receptorius, kurie perduoda signalus per Janus kinazių šeimą (JAK) ir fosforilinimo STAT transkripcijos faktorius [74]. Įvairūs STAT baltymai yra neigiamai reguliuojami PPAR. Pavyzdžiui, buvo aprašytas dvikryptis kryžminis PPAR ir STAT5b slopinimo ryšys [75–77]. STAT5b yra atsakingas už signalo perdavimą iš IL-2 receptoriaus [78]. IL-2 yra labai svarbus citokinas, itin svarbus tiek įgimtam, tiek adaptyviam imunitetui, nepakeičiamas NK ląstelių proliferacijai ir brendimui, taip pat skatinantis Th1 ir Th2 ląstelių vystymąsi, diferenciaciją ir priešuždegiminį atsaką [78, 79].

4.3. PPAR ir uždegiminiai lipidų mediatoriai

Kitas svarbus PPAR priešuždegiminio veikimo mechanizmas yra lipidų mediatorių, tokių kaip leukotrienas B4 (LTB4), katabolizmas. Elegantiškas Devchand ir jo kolegų tyrimas [80] atskleidė, kad LTB4 yra stiprus ir specifinis PPAR ligandas, skatinantis peroksisominės oksidacijos kelio PPAR transaktyvuotų genų, būtent acil-CoA oksidazės, kuri yra greitį ribojantis fermentas, ekspresiją. LTB4 katabolizmas. PPAR −/− pelėms, kurioms vietiškai buvo taikomas 5-LOX sukeliantis uždegiminis agentas ir LTB4, audinių uždegimo požymiai pasireiškė daug ilgiau (apie 30–40 proc.) nei pelėms, kurioms pavyko pašalinti LTB4 iš kraujotakos. daug greičiau [80]. Šis eksperimentas parodo PPAR svarbą uždegimo gydymui. Šis PPAR vaidmuo yra būtinas įgimtam imuniniam atsakui reguliuoti, nes priešuždegiminiai lipidų mediatoriai, tokie kaip LTB4, yra ne tik stiprūs chemotaksiniai agentai neutrofilams ir kitiems leukocitams, bet ir palengvina PMN ekstravazaciją ir diapedezę vietinėje uždegimo vietoje. ir padidinti kraujagyslių pralaidumą šiame regione [81,82].

Apribodamas LTB4 trukmę, PPAR palengvina tris iš keturių uždegimo simptomų (karščiavimą, paraudimą ir edemą). Be to, PMN yra ne tik LTB4 signalų gavėjai, bet ir aktyvuojami jo gamybai per teigiamą autokrininio grįžtamojo ryšio kilpą [83]. Todėl PPAR reguliuojamas LTB4 klirensas apsaugo nuo perdėto uždegiminio atsako ir jo perėjimo iš ūminės į destrukcinę lėtinę būseną. Kiti eikozanoidai, arba COX produktai, ty prostaglandinai PGD1, PGD2, PGA1 ir PGA2, arba 5-LOX produktas 8-(S)-HETE, taip pat aktyvina PPAR [84], kuris atsidaro. galimybė moduliuoti jų poveikį ląstelėms naudojant PPAR ekspresiją, tiek imunokompetentingose ​​ląstelėse, kaip monocitai/makrofagai, kurie išreiškia didelį šio receptoriaus kiekį, arba uždegiminiame audinyje. Tokia veikla prisideda prie audinių apsaugos nuo uždegiminių pažeidimų ir palengvina regeneraciją.

4.4. PPAR Crosstalk su modelio atpažinimo receptoriais

Stuburiniai gyvūnai naudojasi PRR funkcijomis ir naudoja jas, kad pajustų įvairius veiksnius, kurie sukelia audinių homeostatinį disbalansą. PRR receptorius aktyvuoja daugybė junginių, susidedančių iš specifinių struktūrinių vienetų, vadinamų su mikrobais susijusiais molekuliniais modeliais (MAMP) arba su pažeidimais susijusiais molekuliniais modeliais (DAMP). Kelių tipų PRR yra plačiai paplitusios tiek imuninėse, tiek neimuninėse ląstelėse, o jų aktyvavimą skatina kontaktai su mikroorganizmais, virusais ir kai kuriais pažeistų ląstelių fragmentais arba ląstelių komponentų veikimo pakitimai (pvz., citoskeleto ar mitochondrijų veikimo sutrikimai arba endoplazminiai sutrikimai). retikulinis stresas) yra pagrindinis įgimto imuninio atsako veiksnys [85]. PRR galima suskirstyti į keturis pagrindinius pošeimius: į Toll panašius receptorius (TLR), nukleotidus surišantį oligomerizacijos domeną (NOD) – daug leucino turinčių kartotinių (LRR) receptorių (NLR), retinoinės rūgšties indukuojamą geną { {8}}kaip receptoriai (RLR) ir C tipo lektino receptoriai (CLR) [11]. Nepaisant to, kai kurie kiti ląstelių baltymai gali tarnauti kaip PRR tam tikrose situacijose, pvz., glikolitinis fermentas heksokinazė II, kuris gali pastebėti mikrobinį cukrų, N-acetilgliukozaminą, kai šis statybinis peptidoglikano blokas yra citoplazmoje [{{ 12}}]. Šiame skyriuje nagrinėjame klausimą, kaip PPAR gali būti įtrauktas į MAMP ir DAMP atpažinimo procesą įvairiuose audiniuose ir ląstelėse.

Pažymėtina informacija apie TLR ir PPAR skerspjūvį gaunama iš PPAR išmušimo (KO) pelių ir ląstelių, gautų iš šių gyvūnų, tyrimų. KO pelių storosios žarnos makrofagai negamina reguliuojamojo IL-10, bet išskyrė IL-6, IL-1 ir IL-12, stiprius Th1 ir Th17 diferenciacijos induktorius. Be to, įgimtos imuninės ILC3 ląstelės, išskirtos iš PPAR KO pelių gaubtinės žarnos, gamina mažesnį IL-22 kiekį, palyginti su WT pelių ląstelėmis, todėl pablogėja antimikrobinių peptidų sekrecija ir atsiranda komensinė disbiozė. Tai rodo, kad PPAR reguliuoja ILC3 efektoriaus funkcijas, kurios yra svarbios tiek kovojant su infekcijomis, tiek palaikant toleranciją komensalinei mikrobiotai. PPAR nebuvimas daro įtaką mikrobiomo rūšinei sudėčiai ir padidina segmentuotų gijinių bakterijų (SFB) atstovavimą. Dėl visų šių faktų KO pelės yra linkusios į žarnyno uždegimą ir yra netiesioginis įrodymas, kad PPAR aktyvacija atlieka svarbų vaidmenį žarnyno imunologinėje homeostazėje [30].

Gerai žinoma, kad sąveika tarp mikrobiotos ir žarnyno ląstelių veikia į Toll panašius receptorius [87], pvz., SFB reguliuoja Th17 diferenciacijos procesą žarnyne, aktyvindamas TLR5 flagellinu [88] ir TLR4 ligandą LPS iš Gram- neigiamos bakterijos stimuliuoja Th17 diferenciaciją in vitro [89]. Atrodo, kad šiuos įvykius gali moduliuoti PPAR ligandai. Atitinkamai buvo įrodyta, kad makrofagai iš PPAR išmuštų pelių pasižymi didesniu priešuždegiminių citokinų IL1 ir IL6, taip pat COX-2 ir NF-κB (p65) mRNR ekspresijos lygiu, stimuliuojant TLR4 ligandą (LPS 50). ng/mL, 5 val.), palyginti su laukinio tipo ląstelėmis. Atrodo, kad PPAR trūkumas pagreitina LPS sukeltą uždegiminį atsaką pelių makrofaguose [54]. Kitas tyrimas su PPAR KO pelėmis parodė, kad PPAR buvo būtinas ūmių pratimų priešuždegiminiam poveikiui. Jo nebuvimas sukėlė per didelę priešuždegiminių citokinų ekspresiją LPS apdorotuose makrofaguose, išskirtuose iš pelių praėjus 24 valandoms po pratimo [90].

TLR ligandai gali reguliuoti PPAR aktyvumą, o PPAR agonistai turi įtakos TLR, taip pat baltymų, dalyvaujančių signalizuojant iš TLR, ekspresijai įvairiose imuninių ir neimuninių tipų ląstelėse. Becker ir kt. ištyrė LPS dalyvavimą reguliuojant PPAR pelių plaučiuose ir parodė, kad praėjus 24 valandoms po užsitęsusio LPS poveikio (kasdien į nosį duodama 1 µg LPS 4 dienas iš eilės), įvyko didelis PPAR mRNR ekspresijos slopinimas [91]. LPS, peptidoglikanas ir flagellinas (atitinkamai TLR4, TLR1/2 ir TLR5 ligandai) stipriai slopino PPAR aktyvumą žiurkių astrocituose, veikiančiuose mRNR ir baltymų ekspresijos lygiais [92]. Kita vertus, buvo įrodyta, kad fenofibratas, farmakologinis PPAR agonistas, reikšmingai slopino TLR4, MYD-88 ir NF-κB mRNR ekspresiją, taip pat TNF gamybą pelių melanomos B16F10 LPS stimuliuojamose ląstelėse. 93]. Stiprus ryšys tarp TLR4 ir PPAR signalizacijos kelio taip pat buvo aiškiai parodytas endotoksinų sukelto uveito modelyje. Šis tyrimas parodė, kad fenofibratas taip pat gali susilpninti LPS sukeltą citokinų gamybą, slopinti NF-κB signalizaciją ir slopinti TLR4 ekspresiją tinklainės pigmento epitelio ląstelėse. Tuo pačiu metu LPS gali veikti kaip tiesioginis PPAR antagonistas PPAR reporterio ląstelių linijoje [94]. Visi šie eksperimentiniai šalininkai yra subtilus derinimas ir sudėtinga sąveika tarp PPAR aktyvavimo ir TLR signalizacijos kelio, reikalingo homeostatinei pusiausvyrai tarp uždegiminio atsako sužadinimo ir išsiskyrimo audiniuose.

4.5. PPAR ir uždegimų reguliavimas

Uždegimai, sudėtingos molekulinės platformos, susidarančios citoplazmoje (daugiausia makrofaguose, bet ir kitose neimuninėse ląstelėse, tokiose kaip endotelio ir epitelio ląstelės, susiduriančios su įvairiais DAMP ir MAMP), dabar laikomos pagrindiniu įgimto imuniteto elementu. Tai daugelio baltymų kompleksai, sudaryti iš citoplazminių jutiklių (daugiausia NLR šeimos narių), prisitaikančių baltymų (su apoptoze susijusių dėmių tipo baltymo, ASC arba PY-CARD) ir efektorių (tokių kaip cisteino proteinazės pirmtakas arba prokaspazė). }}). Kai kurių netradicinių uždegimų atveju prokaspazė-1 yra pakeista prokaspaze-11 pelių ląstelėse, o prokaspazė - 4/5 žmogaus ląstelėse. Komplekso susidarymas įgalina pro-IL1 ir pro-IL18 proteolizę ir aktyvių citokinų išsiskyrimą į ląstelių mikroaplinką ir kraujotaką, o tai skatina vietinį ar sisteminį uždegimą [95].

Arba uždegiminis formavimasis sukelia įvykių grandinę, sukeliančią piroptozę - specialų užprogramuotą ląstelių mirties tipą, susijusį su uždegimine būkle. Molekuliniai mechanizmai, prisidedantys prie uždegiminio aktyvumo, dar nėra visiškai suprantami, tačiau manoma, kad jų susidarymo procesui reikalingi du vėlesni signalai, pvz., LPS prisijungimas prie TLR4 ant ląstelės membranos kaip pirminis signalas ir K plius ištekėjimas, citozolinis išsiskyrimas. lizosominių katepsinų arba mitochondrijų kilmės faktorių ir reaktyviųjų deguonies rūšių susidarymo kaip antrinio signalo [96]. Uždegimo aktyvacijos reguliavimas gali vykti tiek po transkripcijos, tiek po transliacijos signalų [97].

Kai kuriuose gyvūnų modeliuose buvo parodyta, kad PPAR aktyvinimas gali labai slopinti uždegimo sukeltą audinių pažeidimą ir taip prisidėti prie uždegimo išnykimo. Tai iš dalies gali būti siejama su sumažėjusiu TLR ekspresijos reguliavimu PPAR ir trukdymu pirminiam uždegiminio aktyvavimo etapui. Tačiau PPAR KO pelėms, sergančioms plaučių uždegimu, kurį sukėlė Pseudomonas aeruginosa įvedimas, žymiai padidėjo NLRP-3, ASC-1 ir kaspazės-1 ekspresija, palyginti su infekuotomis wt pelėmis, buvo pastebėtas [98]. Tai rodo, kad PPAR ekspresijos fonas taip pat svarbus tiekiant uždegiminius statybinius blokus.

Ūminis kepenų pažeidimas yra liga, stipriai susijusi su NLPR3 uždegiminiu aktyvumu. Šios patologijos kontekste Brocker ir kt. pasiūlė mechanizmą, jungiantį badavimą, PPAR ir kepenų uždegimo bei sužalojimo mažinimą. Jie parodė, kad ilgas nekoduojantis RNR genas Gm15441 savo promotoriuje turi PPAR surišimo vietą, o Gm15441 RNR ekspresiją aktyvavo PPAR ligandas Wy{4}}. Gm15441 slopino savo antisensinį transkriptą, koduojantį su tioredoksinu sąveikaujantį baltymą (TXNIP). Tai vėliau sumažino TXNIP stimuliuojamą NLRP3 uždegiminį aktyvavimą (2d pav.) [99].

Be to, buvo įrodyta, kad OEA, endogeninis bioaktyvus lipidas ir natūralus PPAR ligandas, užkirto kelią audinių pažeidimams prasidėjus LPS/D-galaktozamino (D-Gal) sukeltam ūminiam kepenų pažeidimui. OEA vartojimas padidino PPAR ekspresiją pelių kepenyse, kurios buvo gydomos LPS / D-Gal. Savo ruožtu, po LPS/D-Gal injekcijos pelėms padidėjo IL-1 ir NLRP3 uždegiminių komponentų, NLRP3 baltymo ir prokaspazės-1 kepenų baltymų kiekis. Šių baltymų padidėjimą sumažino OEA pridėjimas prie dietos [100]. OEA priešuždegiminis poveikis taip pat buvo akivaizdus esant dekstrano sulfato natrio druskos (DSS) sukeltam pelių kolitui, o poveikį lėmė NLRP3, NF-κB arba MyD{15}}priklausomų kelių slopinimas [101].

For more information:1950477648nn@gmail.com