Остеопонтин регулює атрофію лімфоїдних органів, спричинену розвантаженням кінцівок, і втрату ваги шляхом

Відредаговано Харві Кантором, Інститут раку Дани-Фарбера, Бостон, Массачусетс, та затверджено 19 липня 2007 р. (Отримано на огляд 7 квітня 2007 р.)

остеопонтин

Анотація

Остеопонтин (OPN) - це багатофункціональний білок, який бере участь як в адгезії клітин, так і в клітинній сигналізації завдяки своїй взаємодії з певними інтегринами та варіантами CD44. Він бере активну участь у багатьох фізіологічних та патологічних процесах, включаючи реконструкцію тканин та виживання клітин (1, 2). OPN визначено як головний фактор, що регулює імунні реакції та запалення; його експресія регулюється вгору в активованих Т-клітинах, макрофагах та природних клітинах-кілерах (3, 4). Він класифікується як Т-хелпер-1 (Th1) цитокін, оскільки він посилює вироблення цитокінів Th1 IFN-γ та IL-12 та інгібує вироблення цитокіну T-хелпера-2 (Th2) IL-10 (5, 6). Хоча це прозапальний цитокін, асоційований з аутоімунними захворюваннями, запальною реакцією Th1, функцією В-клітин та функцією природних Т-клітин-кілерів, він також має протизапальні функції, такі як інгібування індукції індуцибельної синтази оксиду азоту та інгібування продукції цитокінів Th2. (7–14). Його підвищення регуляції також є ознакою багатьох основних патологічних розладів, таких як серцево-судинні захворювання, рак та захворювання легенів (12, 15).

Експресія OPN збільшується у відповідь на різні стресові фактори, включаючи фізичний та хімічний стрес (16, 17). Зв'язок між стресом та імунною функцією продемонстровано в різних експериментальних парадигмах (18). Стрес може або посилити, або погіршити функцію імунної системи залежно від її типу та тривалості. Гормони стресу, такі як кортизол, відіграють ключову роль в модуляції прозапальних/протизапальних реакцій та балансу цитокінів TH1/Th2, впливаючи тим самим на сприйнятливість та результат різних захворювань, пов'язаних з імунітетом (19). У той час як хронічний стрес є імунодепресивним і призводить до підвищеної вразливості до інфекцій та раку, гострий стрес сприяє імунопротекції через опосередкований клітинами імунітет (20–22). Наскільки нам відомо, роль OPN у відповіді імунних органів на стрес не вивчалася.

Результати

Дефіцит OPN захищає мишей від втрати ваги та атрофії лімфоїдних органів.

HU викликає значну атрофію лімфоїдних органів. Селезінку та тимус розсікали від контрольних та підвішених мишей. Хірургічно витягнуті цілі органи поміщали в посуд для культури клітин, наповнений середовищем, і сканували на цифровому сканері.

OPN -/- миші стійкі до HU-індукованої апоптотичної загибелі клітин як у тимусі, так і в селезінці. Мишей дикого типу та OPN -/- піддавали HU протягом 20 год. TUNEL-позитивні апоптотичні клітини в парафінових зрізах тканин селезінки та тимусу показані темно-коричневим кольором на метилово-зеленому забарвленому фоні.

OPN сприяє стресовій втраті спленоцитів та незрілих Т-клітин у тимусі.

Розподіл субпопуляції лімфоцитів у селезінці та тимусі

Аналіз субпопуляцій лімфоцитів методом проточної цитометрії. (А) Тимоцити, виділені із суспендованих та контрольних мишей OPN +/+ та OPN -/-, забарвлювали кон’югованими фторхромом анти-CD8 та анти-CD4 антитілами та аналізували за допомогою проточної цитометрії. Гістограми вказують кількість клітин у різних субпопуляціях мишей OPN +/+ та OPN -/- (середнє значення ± SEM, n = 4–7 тварин). (B) Спленоцити, виділені із суспендованих та контрольних мишей OPN +/+ та OPN -/-, забарвлювали кон’югованими фторхромом анти-B220, anti-CD8 та анти-CD4 антитілами та аналізували за допомогою проточної цитометрії. Дані представляють середнє значення ± SEM чотирьох-семи тварин у кожній точці даних. ***, Статистичне значення у P -/- Мишей, підданих HU.

Кортикостерон, головний гормон стресу у гризунів, швидко регулюється у відповідь на стрес, що призводить до індукції значного апоптозу лімфоцитів (19). Цікаво, що було показано, що блокування стероїдних рецепторів у мишей може пригнічувати HU-індуковане зменшення лімфоцитів (24). Щоб визначити, чи OPN відіграє роль у регулюванні продукції глюкокортикоїдів після HU, ми вимірювали рівні кортикостерону та OPN у сироватці крові мишей після HU. Ми виявили, що хоча рівень OPN не змінювався у мишей OPN +/+ (дані не наведені), HU спричинив ≈5-кратне збільшення рівня кортикостероїдів у сироватці мишей OPN +/+, але не у мишей OPN -/- (Рис. 6). Цей висновок свідчить про те, що OPN необхідний для регуляції стероїдного гормону у відповідь на стрес, спричинений HU. Коли екзогенний дексаметазон надходив до клітин, виділених від мишей OPN +/+ та OPN -/-, не було різниці в швидкості індукованої загибелі клітин (рис. 7), що вказує на те, що індукована стероїдами загибель лімфоїдних клітин не порушується в OPN -/- клітини. Висновок полягає в тому, що ендогенний OPN діє вище за гормон кортикостерону, можливо, сприяючи його підвищеному продукуванню у відповідь на стрес, викликаний HU, і тим самим опосередковано сприяючи загибелі лімфоїдних клітин.