Abstrakt
Přijati plicní makrofágy jsou klíčové při jízdě plicní fibrózy, ale umístění se liší s různými formami fibrózy http://ow.ly/kTIq30ixgpR
Záření indukované plicní fibrózy se vyvíjí po radioterapii hrudní stěny a plic, malignity, ovlivňuje kvalitu života a je často smrtelná . Podobně idiopatické formy plicní fibrózy vykazují progresivní akumulaci extracelulární matrice vedoucí k respirační nedostatečnosti ., V současné době je léčba buď radiačně indukovaných nebo idiopatických forem plicní fibrózy omezená a do značné míry neúčinná. Imunosupresivní terapie mohou být škodlivé při idiopatické plicní fibróze a používají se při fibróze vyvolané zářením s omezeným účinkem . Rostoucí důkazy naznačují, že makrofágy jsou kritickými regulátory plicní fibrózy ; zapojené podtypy a odpovědné mechanismy se však teprve začínají chápat., Plicní makrofágy jsou rozhodující pro vrozenou imunitu a reakci na patogeny nebo zranění, ale také hrají důležitou roli v rozlišení zánětu a hojení ran. Tyto Univerzální imunitní buňky se skládají z heterogenních populací s různým původem, které se nacházejí v jedinečných místech v plicích.
makrofágy plicní tkáně lze rozdělit na podskupiny založené na anatomických lokalitách: alveolární makrofágy (AMs) a intersticiální makrofágy (IMs)., AMs a IMs jsou odděleny na základě diferenciální exprese podtypů cd11c a cd11b a receptoru faktoru stimulujícího kolonie (CSFR). Rezidenční AMs pocházejí ze žloutkového vaku během embryogeneze a jsou to buňky s dlouhou životností ,které se během homeostázy obnovují. Navíc AMs pocházejí postnatálně z cirkulujících monocytů rekrutovaných přes osu CCL2 / CCR2 ., Studie porovnávající obyvatel a rekrutoval AMs během experimentální akutní poškození plic našel přijati AMs obohacené pro imunitní signalizace, zánět a glycolytic a arginin metabolismus, vzhledem k tomu, rezidentní AMs byly charakterizovány proliferací, trikarboxylová cyklu, aminokyseliny a mastné kyseliny metabolismus cesty .
IMs jsou odvozeny jak z makrofágů žloutkového vaku, tak z monocytů odvozených od kostní dřeně a mohou být doplněny cirkulujícími monocyty . Tři odlišné populace IMs se vyznačují povrchovými markery a mírou obratu., Souhrnně populace IM zahrnují ∼9% extravaskulárních myeloidních buněk v plicích, zatímco AMs tvoří ∼75% tohoto souboru buněk . Zejména, vyjádření CSF2R je prominentní na AMs zatímco CSF1R charakterizuje všechny IM podtypy, které jsou dlouhé-žil během homeostázy, ale nakonec doplnit z oběhu .
makrofágy se často nacházejí v těsné blízkosti fibrogenních míst a mohou přispět k chronickému zánětu na podporu progresivní fibrózy., Nedávné studie určit role specifických makrofágů populace v různých formách fibrogenesis, ale použití různých markery klasifikovat AMs versus IMs a různých vyčerpání metod v různých studiích, aby srovnání náročné. Kromě toho se po poranění do plic rekrutují monocyty a diferencují se na makrofágy odvozené od monocytů, které mohou vstoupit do alveolárních nebo intersticiálních prostorů ., V bleomycin-indukované plicní fibrózy, monocytů odvozené (přijati) AMs, spíše než tkáně-resident AMs nebo IMs, jsou potřebné pro rozvoj fibrózy a transcriptome přijatých versus bydliště AMs se výrazně liší . Naopak, v opakované zranění typu II alveolární epiteliální buňky indukované fibrózy model, Ly6Chi monocyte-derived non-rezidentní makrofágy disk fibrózy . V tomto čísle časopisu European Respiratory Journal, Meziani et al. identifikován Gr-1-IMs jako populace plicní makrofágy nezbytné pro rozvoj fibrózy vyvolané zářením., Pokud jste počítat, že se tři různé formy plicní fibróza zaplétat tři různé typy plicní makrofágy se nacházejí v obou alveolárních a intersticiálních prostorů jako řidiči onemocnění. Záleží tedy na umístění, původu nebo aktivačním fenotypu makrofágů?polarizace
M1/M2 byla původně definována diferenciální odpovědí makrofágů na stimulaci in vitro interferonem-γ nebo interleukinem-4 ., M1 makrofágy zprostředkovat odolnost vůči patogenům, ale také přispívají k destrukci tkáně, zatímco M2 makrofágy jsou méně toxické pro mikroby a hostitelských buněk, má anti-zánětlivé a reparační funkce , ale jsou často zapojeny v nenormální hojení rány vede k fibrózy v ledvinách, močového měchýře, jater a plic . Toto paradigma M1 / M2 však představuje extrémy spektra, zatímco makrofágy aktivované in vivo mohou získat smíšené fenotypy ., Kromě toho jsou plicní makrofágy vysoce plastové a mohou získat přechodné aktivační fenotypy namísto dosažení terminálně diferencovaných stavů .
Meziani et al. zjistil, že AMs i IMs se zvýšily po 20 týdnech po radiaci, když fibróza postupuje. IMs zobrazení silný M2 fenotyp na 20 týdnů, jak o tom svědčí up-regulace CD206, 400-násobné zvýšení v arginasa mRNA a down-regulaci M1 značky. Naproti tomu AMs vykazují smíšené fenotypy M1/M2., S využitím schopnosti klodronát je podáván do nosu poškozují oba bydliště a rekrutoval AMs versus schopnost CSF1R neutralizace specificky poškozují IMs, tato studie přesvědčivě ukázala, vyčerpání IMs týden od 15-20 post-radiační expoziční limity rozvoje zářením-indukované plicní fibrózy. Autoři také zjistili zvýšenou infiltraci makrofágů s fenotypy podobnými m2 v parenchymu plicní fibrózy vyvolané lidským zářením., Pozoruhodné je, že v co-kultura pouze systém IMs izolovaný z fibrotické plíce, ale ne AMs, by mohla vyvolat fibroblasty k produkci α-smooth muscle aktin a transformující růstový faktor-β, znaky myofibroblast diferenciace. Společně tyto údaje určují kritickou roli IMs v tomto modelu.
zapojení odlišných populací makrofágů do různých modelů plicní fibrózy může odrážet různé cesty fibrogeneze., Radiací indukované plicní fibrózy se vyvíjí v průběhu 20 týdnů a zahrnuje poškození plicního parenchymu, stejně jako alveolární prostory, zatímco intratracheální bleomycin nebo opakující se zranění typu II alveolární epitel vede k fibróze v 2-3 týdnů s poškozením pravděpodobností omezena na plicní epitel. Plicní fibróza vyvolaná bleomycinem je navíc po 28 dnech sama omezující a často se vymizí za 8-12 týdnů ., Zajímavé je, že po bleomycinu léčba monocyty neustále rozlišovat přijati do AMs, ale po vyřešení těchto monocytů odvozené AMs stále podobné tkáně-resident AMs v expresních profilů . Podobně se IMs zvyšuje během radiační indukované plicní fibrózy, což naznačuje akumulaci IMs odvozených od monocytů. Zdá se tedy, že společným tématem mohou být makrofágy spojené s patologií plicní fibrózy, které nejčastěji pocházejí z cirkulujících monocytů bez ohledu na umístění v alveolárním versus intersticiálním prostoru., Věříme, že umístění a trvání poranění jsou faktory, které ovlivňují, kde se tyto buňky nakonec hromadí v různých formách plicní fibrózy.
Pokud původ diktuje patogenezi, zvyšuje to možnost řízeného terapeuta blokováním náboru makrofágů odvozených od monocytů. CCR2 vyčerpání bylo poprvé prokázáno, že limit bleomycin-indukované fibrózy v roce 2001 a je také rozhodující pro epiteliální-zranění modelu a zářením-indukované plicní fibrózy , tak je CCL2/CCR2 magic cíl? Nemusí to být tak jednoduché., Nedávné práce v modelu interleukinu-17-závislé herpesvirus-indukované fibrózy po transplantaci kmenových buněk překvapivě ukázal, že CCR2 ztráta nemoc zhoršuje , což naznačuje značné rozdíly v fibróza související s patogen stimulační versus sterilní zranění. Kromě toho byla studie fáze 2 léčby anti-CCL2 zastavena brzy kvůli špatným výsledkům u idiopatické plicní fibrózy a neočekávaně vedla k vyšším hladinám CCL2 u pacientů., Cílení na receptor je pravděpodobně mnohem účinnější vzhledem k tomu, že CCR2 může vázat více ligandů, zatím žádné zprávy o CCR2-režie terapie plicní fibrózy existovat. Existuje však studie o dvojitém antagonistovi CCR2 / CCR5, který se provádí při fibróze jater .
identifikace IMs jako hlavního hybatele radiační indukované plicní fibrózy poskytuje nové terapeutické strategie zaměřené na CSF1R. CSF1R je také vysoce exprimován v nádorových spojené s makrofágy, které jsou myšlenka být nádor-tolerantní a imunosupresivní ., Probíhají klinické studie inhibitorů CSF1R v terapii rakoviny a lze si představit, že tato terapie byla repurposed pro radiační plicní fibrózu. Bude zajímavé sledovat, zda budoucí studium v bleomycin a epiteliální buňky zranění modely ukazují přínos těchto CSF1R neutralizace dále pomoci objasnit otázky původu a umístění. Zatímco Meziříčí et al., studie určuje význam M2-jako IMs v záření indukované plicní fibrózy, IMs jsou silně imunosupresivní, a celkové odstranění příčiny přecitlivělost na astma indukce a urychluje akutní reakce štěpu proti hostiteli v hematopoetických kmenových buněk transplantace nastavení . Při zvažování strategií vyčerpání IM jako terapeutik je tedy nutná opatrnost. Zatímco porota je“ in“, pokud jde o roli makrofágů v plicní fibróze, stále potřebujeme další výzkum, abychom pochopili, jak, kdy a kde zaměřit tyto buňky na terapeutický přínos.,
poznámky pod čarou
-
Prohlášení o podpoře: tato práce byla podpořena NIH Center for Scientific Review (grant no. R01 HL127805). Informace o financování tohoto článku byly uloženy v registru Crossref Funder.
-
střet zájmů: X. Zhou obdržel granty od NIH během provádění studie.
-
střet zájmů: B. B. Moore obdržel granty od NIH během provádění studie.
- i xmlns:hwp=“http://schema.highwire.org/Journal“> Obdržel 16. ledna 2018., i xmlns: hwp= „http://schema.highwire.org/Journal“> přijato 20. února 2018.
- Copyright ©ERS 2018
- ↵
- Carver JR,
- Shapiro CL,
- Ng, et al.
American Society of Clinical Oncology klinické důkazy recenzi na pokračující péči dospělých s rakovinou, kteří přežili: srdeční a plicní pozdní účinky. J Clin Oncol 2007; 25: 3991-4008.
- ↵
- Raghu G,
- Collard HR,
- Egan JJ, et al.,
oficiální prohlášení ATS/ERS/JRS / ALAT: idiopatická plicní fibróza: pokyny založené na důkazech pro diagnostiku a léčbu. Am J Respir Crit Péče Med 2011; 183: 788-824.
-
- Raghu G,
- Anstrom kj,
- King TE Jr., et al.
prednison, azathioprin a N-acetylcystein pro plicní fibrózu. N Engl J Med 2012: 366: 1968-1977.
-
- Giridhar P,
- Mallick S,
- Rath GK, et al.,
radiační indukované poškození plic: predikce, hodnocení a řízení. Asijské Pac J Cancun 2015; 16: 2613-2617.
- ↵
- Byrne AJ,
- Maher TM,
- Lloyd CM
. Plicní makrofágy: nová terapeutická cesta při fibrosing plicní nemoci? Trendy Mol Med 2016; 22: 303-316.
- ↵
- Misharin AV,
- Morales-Nebreda L,
- Mutlu GM, et al.
průtoková cytometrická analýza makrofágů a podskupin dendritických buněk v myších plicích., Am J Respir Cell Mol Biol 2013; 49: 503-510.
- ↵
- Zaynagetdinov R,
- Sherrill TP,
- Kendall PL, et al.
identifikace podskupin myeloidních buněk v myeloidních plicích pomocí průtokové cytometrie. Am J Respir Cell Mol Biol 2013; 49: 180-189.
- ↵
- Gibbings SL,
- Thomas SM,
- Atif SM, et al.
tři jedinečné intersticiální makrofágy v myších plicích v ustáleném stavu. Am J Respir Cell Mol Biol 2017; 57: 66-76.,
-
- Guilliams M,
- De Kleer i,
- Henri S, et al.
alveolární makrofágy se vyvíjejí z fetálních monocytů, které se v prvním týdnu života prostřednictvím GM-CSF diferencují na buňky s dlouhou životností. J Exp Med 2013; 210: 1977-1992.
- ↵
- Schneider C,
- Penisy SP,
- Kurrer M, et al.
indukce jaderného receptoru PPAR-gama cytokinem GM-CSF je kritická pro diferenciaci fetálních monocytů na alveolární makrofágy. Nat Immunol 2014; 15: 1026-1037.,
- ↵
- Misharin AV,
- Morales-Nebreda L,
- Reyfman PA, et al.
Monocytů odvozené alveolární makrofágy disk plicní fibrózy a přetrvávají v plicích v průběhu života. J Exp Med 2017; 214: 2387-2404.
- ↵
- Formy KJ,
- Barthel L,
- Mohning MP, et al.
původ buněk diktuje programování rezidentních versus rekrutovaných makrofágů během akutního poškození plic. Am J Respir Cell Mol Biol 2017; 57: 294-306.,
- ↵
- Schulz C,
- Gomez Perdiguero E,
- Chorro L, et al.
linie myeloidních buněk nezávislých na Myb a hematopoetických kmenových buňkách. Věda 2012; 336: 86-90.
-
- Bain CC,
- Bravo-Blas A,
- Scott CL, et al.
neustálé doplňování z cirkulujících monocytů udržuje makrofágový bazén ve střevě dospělých myší. Nat Immunol 2014; 15: 929-937.,
- ↵
- Osterholzer JJ,
- Olszewski MA,
- Murdock BJ, et al.
Zaplétat exsudátu makrofágy a Ly-6C(vysoká) monocyty v CCR2-dependentní plicní fibróza po gene-cílené alveolární zranění. J Imunol 2013; 190: 3447-3457.
- ↵
- Meziani L,
- Mondini M,
- Petit B, et al.
inhibice CSF1R zabraňuje radiační plicní fibróze vyčerpáním intersticiálních makrofágů. EUR Respir J 2018; 51: 1702120.,
-
- Martinez FO,
- Gordon s
. Paradigma aktivace makrofágů M1 a M2: čas na přehodnocení. F1000prime Rep 2014; 6: 13.
-
- Stein M,
- Keshav S,
- Harris N, et al.
Interleukin 4 silně zvyšuje myších makrofágů receptor manózy aktivity: marker alternativní imunologické aktivace makrofágů. J Exp Med 1992; 176: 287-292.
- ↵
- Byrne AJ,
- Mathie SA,
- Gregory LG, et al.,
plicní makrofágy: klíčoví hráči ve vrozené obraně dýchacích cest. Hrudník 2015; 70: 1189-1196.
- ↵
- Braga TT,
- Agudelo JS,
- Camara NE
. Makrofágy během fibrotického procesu: M2 jako přítel a nepřítel. Přední Imunol 2015; 6: 602.
- ↵
- Murray PJ,
- Allen JE,
- Biswas SK, et al.
aktivace a polarizace makrofágů: nomenklatura a experimentální pokyny. Imunita 2014; 41: 14-20.,
- ↵
- Phan SH,
- Armstrong, G,
- Sulavik MC, et al.
srovnávací studie plicní fibrózy vyvolané bleomycin a O2 metabolit produkující enzym systém. Hrudník 1983: 83: Suppl. 5, 44S–45S.
- ↵
- Moore BB,
- Paine R III.,
- Christensen PJ, et al.
ochrana před plicní fibrózou v nepřítomnosti signalizace CCR2. J Immunol 2001: 167: 4368-4377.,
-
- Groves AM,
- Johnston CJ,
- Williams JP, et al.
úloha infiltrace monocytů ve vývoji radiační plicní fibrózy. Radiat Res 2018; v tisku .
- ↵
- Gurczynski SJ,
- Procario MC,
- O ‚ dwyer DN, et al.
ztráta signalizace CCR2 mění nábor leukocytů a zhoršuje pneumonitidu a fibrózu indukovanou gama herpesvirem po transplantaci kostní dřeně. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2016; 311: L611-L627.,
-
- Raghu G,
- Martinez FJ,
- Brown KK, et al.
inhibice CC-chemokin ligand 2 u idiopatické plicní fibrózy: fáze 2 studie carlumabu. EUR Respir J 2015; 46: 1740-1750.
-
- Friedman S,
- Sanyal A,
- Goodman Z, et al.
studie účinnosti a bezpečnosti přípravku cenicriviroc pro léčbu nealkoholické steatohepatitidy u dospělých jedinců s jaterní fibrózou: návrh studie CENTAUR fáze 2b. Současné Klinické Studie 2016; 47: 356-365.,
-
- Lefebvre E,
- Gottwald M,
- Lasseter k, et al.
farmakokinetika, bezpečnost a antagonistická aktivita CCR2/CCR5 u účastníků s mírným nebo středně závažným poškozením jater. Clintonová 2016; 9: 139-148.
- ↵
- Laoui D,
- Van Overmeire E,
- De Baetselier P, et al.
funkční vztah mezi makrofágy spojenými s nádorem a faktorem stimulujícím makrofágy jako přispěvateli k progresi rakoviny. Přední Imunol 2014; 5: 489.,
- ↵
- Cannarile MA,
- Weisser M,
- Jacob W, et al.
inhibitory faktoru stimulujícího kolonie 1 (CSF1R) při léčbě rakoviny. Jandač 2017; 5: 53.
- ↵
- Bedoret D,
- Wallemacq H,
- Marichal T, et al.
plicní intersticiální makrofágy mění funkce dendritických buněk, aby se zabránilo alergii dýchacích cest u myší. J Clin Invest 2009; 119: 3723-3738.
- ↵
- MacDonald KP,
- Palmer JS,
- Cronau S, et al.,
protilátka proti receptoru faktoru 1 stimulujícímu kolonii vyčerpává rezidentní podmnožinu monocytů a makrofágů spojených s tkáněmi a nádory, ale neinhibuje zánět. Krev 2010; 116: 3955-3963.