A PPAR-alfa szerepe a veleszületett immunitás modulálásában 1. rész

Absztrakt:

A peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor a szisztémás és sejtanyagcsere, valamint az energia homeosztázis hatékony szabályozója, de elnyomja a különböző gyulladásos reakciókat is. Ebben az áttekintésben a veleszületett immunitás szabályozásában betöltött szerepére összpontosítunk; különösen a PPAR kölcsönhatását tárgyaljuk a gyulladásos transzkripciós faktor jelátvitelével, a mintázatfelismerő receptor jelátvitellel és az endokannabinoid rendszerrel. Példákat mutatunk be a PPAR-specifikus immunmoduláló funkciókra parazita-, bakteriális és vírusfertőzések során, valamint számos, a veleszületett immunitási folyamatokkal összefüggő kérdést közelítünk meg, mint például a reaktív nitrogén- és oxigénfajták termelődését, a fagocitózist és a vírus effektor funkcióit. makrofágok, veleszületett limfoid sejtek és hízósejtek. A leírt jelenségek ösztönzik az endogén és farmakológiai PPAR agonisták alkalmazását az immunológiai háttér zavarainak enyhítésére, valamint új, PPAR aktivációt vagy szuppressziót gátló megoldások kidolgozását.

A peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor (PPAR) fontos transzkripciós faktor, amely kulcsszerepet játszik a sejtmetabolizmusban, az immunszabályozásban, a sejtproliferációban és a differenciálódásban. A PPAR és az immunitás közötti kapcsolatot széles körben tanulmányozták, beleértve a következő pontokat: 1. A PPAR szabályozása az immunsejteken: A PPAR befolyásolja az immunválasz intenzitását és irányát azáltal, hogy befolyásolja az immunsejtek differenciálódását, proliferációját és működését. Például a PPAR gátolja az M1 makrofágok működését és növeli az M2 makrofágok számát és aktivitását, ezáltal gátolja a gyulladásos választ. 2. A gyulladásos válasz PPAR szabályozása: A PPAR részt vesz a gyulladásos válasz, valamint az immunsejtek migrációjának és infiltrációjának szabályozásában, mivel a gyulladásos válasz a szervezet immunválasza a fertőzésekre és sérülésekre. A PPAR aktiválása gátolja a gyulladásos válaszok kialakulását és csökkenti a gyulladás okozta károsodást és fájdalmat. Az immunitás nem csak ezekben a szempontokban fontos, hanem mindennapi életünk során is javítanunk kell az immunitást a vírusinvázió megelőzése érdekében. Azt találtuk, hogy a Cistanche jelentősen javíthatja az immunitást. A Cistanche különféle biológiailag aktív komponenseket, például poliszacharidokat és két gombát tartalmaz. Ezek az összetevők stimulálhatják az immunrendszer különböző sejtjeit és fokozhatják azok immunaktivitását.

Kattintson a cistanche deserticola kiegészítésre

Kulcsszavak:

mintafelismerő receptorok; fagocitózis; nitrogén-monoxid-szintáz; fenofibrát; oleoil-etanolamid; palmitoil-etanolamid.

1. Bemutatkozás

A veleszületett immunitás a védekező folyamatok kifinomult összességét foglalja magában, amelyek evolúciósan nagyon régiek, és a többsejtű szervezetek fejlődésével egyidejűleg keletkeztek. A behatoló kórokozók elleni védekezés döntő fiziológiai mechanizmus, amely garantálja a túlélést. E mechanizmusok kialakulása a kórokozók (beleértve az egysejtű pro- és eukarióta betolakodókat) és a gazdaszervezetek közötti állandó verseny megnyilvánulása. A veleszületett immunválaszban szerepet játszó biológiai folyamatok nagyon összetettek és szigorúan több szinten szabályozottak, mert felügyelet nélkül nagyon károsak lehetnek. Az ilyen szabályozás tisztázásában elért közelmúltbeli előrelépések sűrű kapcsolathálózatot tártak fel az immunsejtek funkciói, a jelátviteli útvonalak és a sejtmetabolizmus között. A peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor (PPAR ) fontos szereplővé vált ebben a hálózatban, és jelen áttekintés célja, hogy bemutassa a veleszületett immunitás szabályozásában való részvételének több aspektusát.

2. A veleszületett immunitás új perspektívája

A veleszületett immunitás úgy fejlődött ki, hogy nagyon gyorsan reagál a sérülésekre vagy inváziókra, és magában foglalja a meglehetősen alacsony specifitású gyulladásos válaszok széles körének azonnali mobilizálását. Hagyományosan a memória hiányát a veleszületett immunitás belső jellemzőjének tekintették; mindazonáltal a közelmúltbeli felfedezések ezen a területen ennek a képnek a felülvizsgálatához és a „veleszületett immunmemória” fogalmának bemutatásához vezettek (lásd [1]). A veleszületett immunmemória lényegesen különbözik adaptív megfelelőjétől, mivel hiányoznak belőle a szomatikus génátrendeződési folyamatok és a specifikus epitóp-felismerő receptorok.

A gazda-patogén interakciók történetétől függő fokozatos javulás miatt „edzett immunitásnak” is nevezik, ahol a genetikai rekombinációs eseményeket epigenetikai imprinting kialakulása és/vagy a miRNS-transzkriptom változásai helyettesítik. A veleszületett immunsejtek viselkedésének megfigyelései a különféle nem rokon kórokozókkal való érintkezés során feltárták a „priming” jelenséget, amely szerint az egyik mikrobiális komponenssel való korábbi érintkezés módosítja a más patogén kihívásokra adott választ [1,2]. Ez a moduláció egy bizonyos típusú keresztvédelmet képezhet, amely a kórokozó-asszociált molekuláris mintázat (PAMP) mintafelismerő receptorok (PRR-ek) általi felismerésének epizódja után a második fertőzéssel szembeni nem specifikusan megnövekedett rezisztenciában nyilvánul meg [2].

Ilyen jelenségekről számoltak be rovaroknál (Tenebrio Molitor lárvák) [3], planáriában (Schmitdtea mediterranea) [4] és a csendes-óceáni osztrigában, a Crassostrea gigasban [5]. Nevezetesen, a gerinctelenek, amelyek nem rendelkeznek limfocita-alapú adaptív immunitási mechanizmusokkal, és kizárólag a veleszületett válaszreakciókra támaszkodnak a fertőzések leküzdésében, a PRR-ek (pl. lektinek, Toll-szerű receptorok (TLR-ek) és NOD) nagyfokú szekvenciadiverzitást és szerkezeti összetettséget fejlesztettek ki. /NLR-szerű fehérjék (lásd 4.4. fejezet)), valamint oldható vagy extracelluláris fibrinogénnel rokon fehérjék (FREP) [6,7]. A PAMP-ok, például a -1,3-glükánok és a peptidoglikán felismerése specifikus gerinctelen antimikrobiális effektor mechanizmusokat indít el, például a prophenoloxidáz (és a rokon hemocianinok) aktiválását, amelyek katalizálják a melanin képződését a reaktív dihidroxifenilalaninból és (DOPA) DOPAkinon intermedierek [8,9].

A veleszületett válasz három fő lépése: (1) a fizikai és kémiai gát felépítése, (2) az idegen betolakodók felismerése és megkülönböztetése a „saját” szerkezeti elemektől, valamint (3) fagocitózis és citotoxikus vegyületek előállítása, amelyek segítenek a pusztításban. elnyelt részecskéket, vagy felszabadulnak, hogy károsítsák a fagocitálódáshoz túl nagy tárgyakat. Például a különféle hámsejtek nemcsak fizikai gátat képeznek az epitéliumban, amely megvédi a testet a külső környezettől, hanem hidrolitikus enzimeket és riasztóanyagokat is kiválasztanak, például különféle antimikrobiális peptideket (AMP) [10].

A saját és az idegen molekulák és sejtek megkülönböztetésére a PRR-ek megkötik a vírusos, bakteriális vagy gombás eredetű gyakori kórokozók bizonyos csoportjaira jellemző molekulákat, mint például a nukleinsavakat és azok komponenseit (pl. kettős szálú RNS, nem metilált CpG-vel érintkező DNS, nukleotidok és nukleozidok), szacharid sejtfal-komponensek (pl. peptidoglikán, lipopoliszacharid, kitin és zimozán), foszfolipidek (azaz mikrobiális eredetű kardiolipin) vagy bizonyos fehérjék (pl. formil-metionin tartalmú peptidek és flagellin), amelyeket általában mint PAMP-ok. Ugyanezek a mechanizmusok felelősek a nekrózis során felszabaduló, megzavart sejttartalomra adott válaszokért, amelyek immunogén hatásúak, mint például a mitokondriális formilált peptidek, a kardiolipint tartalmazó belső mitokondriális membrán és az ATP (károsodáshoz kapcsolódó molekuláris mintázatok, DAMP-ok) [11,12]. Abban a lokalizációban, ahol invázió vagy steril sérülés történik, fagocitózis indul be, amely a veszély megszüntetéséhez vezet. Professzionális fagociták (polimorfonukleáris neutrofilek, mononukleáris monociták és szövetekben található makrofágok), para-professzionális fagociták (dendritikus sejtek) és nem professzionális fagociták (hámsejtek és fibroblasztok) végzik [13,14].

A fagocitózis során a bekebelezett részecskéket vagy mikrobiális sejteket intracellulárisan kell elpusztítani a citoplazmatikus granulátumokban tárolt különféle mikrobicid molekulákkal, például antimikrobiális peptidekkel (AMP-k, pl. leukocidin és defenzinek), proteolitikus enzimekkel (pl. G elasztáz, katepszin). , zselatináz és metalloproteinázok), valamint reaktív oxigén-, nitrogén- és halogénezett vegyületek [15]. Citotoxikus reaktív oxigénfajták keletkeznek a légúti robbanások során, ide tartozik a NADPH-oxidáz által termelt szuperoxid-anion (O•−), valamint az O•−-ból származó szuperoxid-diszmutáz által termelt hidrogén-peroxid. A NADPH-oxidáz, amely a transzmembrán citokróm b558-ból, számos citoszolikus phox (fagocita-oxidáz) alegységből és kis GTPáz Rac2-ből áll össze, O•−-t közvetlenül a fagoszómába vagy az extracelluláris térbe bocsát ki [16].

A szuperoxid kis része (körülbelül 1 százalék) igen reaktív hidroxilgyököt eredményezhet vas-ionokkal (Fe3 plusz) reagálva [16,17]. A neutrofil mieloperoxidáz hidrogén-peroxidot és halogenideket használ hipoklóros vagy hipobrómos savak, valamint erősen baktericid hatású klóraminok képzésére. A mononukleáris fagociták indukálható nitrogén-monoxid-szintázt expresszálnak, és argininből citotoxikus nitrogén-oxidot (NO) termelnek. Az oxidatív robbanás aktív fázisában a membránokon szabadon átdiffundáló NO reakcióba lép az O•−-vel, és peroxinitrit (ONOO−) képződését eredményezi, amely egy erős oxidálószer, amely képes nitratív vagy oxidatív károsodást előidézni a mikrobiális sejtek fehérjéiben és lipidjeiben. 18]. A fagocitózis későbbi szakaszaiban a fagoszóma egyesül az erősen savas lizoszómákkal, és fagolizoszómákat képez, amelyek számos hidrolitikus enzimet is tartalmaznak, mint például proteinázok, lipázok és lizozim.

3. A veleszületett immunsejtek fő populációi

A professzionális fagociták, például a neutrofilek, monociták/makrofágok vagy mikrogliák központi szerepet játszanak a veleszületett immunitásban, mivel szabályozó és effektor feladatokat is ellátnak. A perifériás szövetek makrofágjai a retikuloendoteliális rendszerhez tartoznak, és lokalizációtól függően különböző szokásos elnevezéseken ismertek: Kupffer-sejtek (máj), Langerhans-sejtek (bőr), oszteoklaszt (csont), stb. A mikrogliák szintén képzett, mieloid eredetű fagociták, amelyek kizárólagosan tartózkodnak. a központi idegrendszerben, és számos közös tulajdonsággal rendelkeznek a makrofágokkal [19]. A monociták és monocita eredetű makrofágok fagocitáló kapacitása a specifikus felszíni markerek expressziós mintázatától, valamint fenotípusos polarizációjától függ.

Egy közelmúltbeli jelentés [20] kimutatta, hogy az M2 makrofágok (IL-4 és IL-10) kétszer nagyobb fagocitáló kapacitást mutatnak az E. coliban, mint az M1 makrofágok (IFN , LPS-stimulált), és A CD209 felszíni marker expressziós szintje közvetlenül korrelált a magas fagocitáló kapacitással. Az ingerek sokasága határozza meg, hogy a sejt melyik útvonalat követi, ezt „polarizációnak” nevezik. Az M1- polarizált makrofágok tipikus proinflammatorikus citokinek, például IFN általi úgynevezett „klasszikus” aktivációra reagálnak, és más proinflammatorikus faktorokat (TNF, IL-1, IL-6 és IL{) választanak ki. {11}}) és kemokinek (pl. CCL1, CCL5 és CXCL10) más leukocitapopulációk toborzására és citotoxikus NO felszabadítására (lásd alább). Az M2 makrofágok ellentétes, gyulladáscsökkentő fenotípust képviselnek az úgynevezett „alternatív” IL-4, IL-13, parazita (helminth, gombás) fertőzések vagy immunszuppresszív faktorok, pl. mint IL-10 és glükokortikoidok. Mannóz receptort (CD206) és arginázt-1 expresszálnak, valamint gyulladásgátló IL-10 citokint, TGF-et és trofikus poliaminokat (putreszcin, spermidin stb.) választanak ki, együttesen hozzájárulva a gyulladás oldásához és szövetregeneráció [21,22]. Az M1/M2 paradigmát a közelmúltban kiszélesítették és további részletekkel gazdagították, mint például az M2 csoport specifikusabb M2a, M2b, M2c és M2d fenotípusokra való felosztása [23,24]. Jelenleg azonban az a vélemény uralkodik, hogy a makrofágok plaszticitása miatt inkább a fenotípusok folytonossága áll fenn, mint a különálló, kizárólagos és korlátozott sejtprofilok [25].

A már említett professzionális és nem professzionális fagocitákon kívül más sejtpopulációk is részt vesznek a veleszületett immunvédelemben, nevezetesen a limfoid vonalból származó veleszületett limfoid sejtek (ILC) és a hízósejtek, az eozinofilek, a bazofilek és a mieloid eredetű myeloid eredetű szupresszor sejtek [ 25]. A heparint és hisztamint szekretáló hízósejtek számos szövetben és szervben találhatók, például a kötőszövetben, a bőrben, a tüdőben, a gyomor-bélrendszer nyálkahártyájában és az erek közelében [26].

A mieloid eredetű szupresszorsejtek (MDSC-k) myeloid eredetű sejtek heterogén és plasztikus populációját alkotják, amelyek gátolják a T-sejtes válaszokat, és elősegíthetik a Treg-ek felé történő differenciálódását [25,27]; ezért aktívan hozzájárulnak a gyulladás oldásához azáltal, hogy a proinflammatorikus citokinek, például az IL-6 a gyulladás helyére toborozzák őket.

A veleszületett immunitás effektorok utolsó, legutóbb felfedezett és kissé megfoghatatlan csoportja az úgynevezett veleszületett limfoid sejtek (ILC) [25,28]. A felszíni markerek közös mintázatát mutatják (CD45 plusz CD127 plusz CD3-CD19-), és három fő csoportra oszthatók (ILC1, ILC2 és ILC3) meghatározott transzkripciós faktorok expressziója és a szekretált citokinek eltérő profilja alapján [28]. –30]. A természetes gyilkos sejtek (NK) és a nagy szemcsés limfociták (LGL) az ILC1-hez tartoznak [31,32], míg az ILC2 és ILC3 sejtek főként a nyálkahártya membránjaihoz kapcsolódnak [29,33]. A magzati májból származó ILC3 sejtek az első limfoid sejtek közé tartoznak, amelyek benépesítik a gyomor-bél traktust, és fontos szerepet játszanak a kommenzális mikrobiotával szembeni tolerancia kialakulásában [34,35]. IL-17, IL-22 és limfoid szövet-induktorokat (LTi) választanak ki, amelyek kritikus tényezők a nyálkahártya barrier funkciójának fenntartásában, a patogén mikrobákra adott gyulladásos válasz közötti egyensúly fenntartásában és a tolerogén közeg kialakításában. probiotikus baktériumok esetében [28,35]. Az ILC-sejtek együttesen részt vesznek a veleszületett immunitás különböző aspektusainak koordinálásában, és hozzájárulnak az immunhomeosztázis szabályozásához; ezért az adaptív immunitásban a Th-limfociták megfelelőjének tekintik őket.

4. A peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor alfa (PPAR) és szerepe a gyulladásban

A szöveti sérülés és a fertőzés kezdete azonnal veleszületett immunválaszt vált ki, és gyulladást vált ki. Amint az első században Aulus Cornelius Celsus római tudós rámutatott, a lokális akut gyulladás calor, rubor, dolor és tumor formájában nyilvánul meg, azaz megnövekedett hőmérséklet, bőrpír, fájdalom és ödéma [36]. Ezek a tünetek a proinflammatorikus lipid mediátorok, a hisztamin és a szövetbe infiltráló leukociták által felszabaduló citokinek hatását tükrözik, amelyek értágítást indukálnak, és növelik az endothel permeabilitását és az adhéziós molekulák expresszióját az endothel felszínén és az alatta lévő extracelluláris mátrixban. Ezek az események a keringési leukociták extravazációjához, kemotaxishoz és az intersticiális folyadék felhalmozódásához vezetnek, ami ödémát (tumort) okoz.

A szaporodó sejtek fokozott intersticiális áramlása és metabolikus aktivitása helyi hőt és kipirulást (kalor és rubor) generál. A gyulladásos fájdalmat (dolor) a tranziens receptorpotenciál kationcsatorna vanilloid alcsalád 1-es tagja (TRPV1) aktiválása váltja ki, amely a perifériás idegrendszer szenzoros neuronjaiban van jelen [37]. A TRPV1 aktiválása Ca2 plusz beáramlásához és membrándepolarizációhoz vezet, majd feszültségfüggő nátriumcsatornák megnyílásához és akciós potenciál létrehozásához [37]. A TRPV1 receptorok nemcsak a neuronokon, hanem immunkompetens sejteken (T-limfociták, hízósejtek), hámsejteken, keratinocitákon és vaszkuláris endotélsejteken is jelen vannak [38]. A TRPV1 csatornákat különféle lipid gyulladásos mediátorok aktiválják, mint például a COX-2 termékek (prosztaglandinok), a lipoxigenáz 15-LOX termékek (pl. 15-hidroperoxi-eikozatetraénsav, 15-HPETE) és sejtkárosodás után felszabaduló molekulák poliaminjai, pl. ATP és adenozin [37]. A PPAR és a gyulladást kiváltó molekuláris események közötti kapcsolatokat az alábbiakban vázoljuk (1. ábra).

4.1. A PPAR mint a perifériás szövetekben és immunkompetens sejtekben jelen lévő nukleáris receptor

A peroxiszóma proliferátor által aktivált receptorok (PPAR-ok) a nukleáris receptorok családjába tartoznak, amelyek lipidoldható ligandumok által aktivált transzkripciós faktorokként működnek. Az ilyen ligandumok közvetlenül átjuthatnak a plazmamembránon, és kötődhetnek az intracelluláris célfehérjékhez. A PPAR-okat három izotípus képviseli, a PPAR, PPAR/δ és PPAR, amelyeket külön gének kódolnak. Szövet-specifikus expressziós mintázatot mutatnak, és főként a lipid-, szénhidrát- és aminosav-anyagcserét szabályozzák, valamint egyéb pleiotróp funkciókat, beleértve az immunmoduláló aktivitásokat is. Mindhárom PPAR izotípus erős gyulladásgátló tulajdonságokkal rendelkezik, és erős hatással van az immunrendszer fiziológiájának különböző aspektusaira. Ebben az áttekintésben a peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor alfa-ra (PPAR) összpontosítunk, amely különösen felelős a zsírsav-katabolizmus és a ketogenezis szabályozásáért [39,40], amellett, hogy mélyen részt vesz a veleszületett immunitás modulálásában. válaszokat. Az alábbiakban felvázoljuk a PPAR aktív részvételét a gyulladás mind a négy sarkalatos tünete mögött meghúzódó élettani folyamatokban, azaz az ödéma és a fájdalom csillapításában, valamint az akut fázis oldódásában.

Transzkripciós faktorként a PPAR részt vesz a géntranszkripció aktiválásában, amely a PPAR heterodimerjének és a pán-PPAR kötelező partnerének, a retinoid X receptornak (RXR) a célpromoterekben lévő konszenzus motívumokhoz való kötésével valósul meg. Az aktív heterodimer akkor képződik, amikor mindkét partner agonistája meg van kötve. A legerősebb endogén PPAR agonisták közé tartoznak a zsírsavak és származékaik: telített sztearinsav és palmitinsav, zsíracil-amidok, például oleoil-etanolamid (OEA) és palmitoil-etanolamid (PEA), LOX termékek, például 5-(S)-HETE és 8-(S)-HETE és leukotrién B4 (LTB4) [41–44]. Eddig egyetlen jóhiszemű RXR ligandum ismert, ez a 9-cisz-13,14-dihidroretinsav, amelyet sok évnyi keresés után sikeresen azonosítottak, míg a 9- A kísérletileg gyakran használt cisz-retinsav az egyik legerősebb farmakológiai RXR agonista [45,46]. A farmakológiai PPAR agonisták, például a fibrátok, klinikailag a vér lipidprofiljának normalizálására használatosak, különösen a koleszterin és az alacsony sűrűségű lipoprotein frakciók koncentrációjának csökkentésére [47]. A fenofibrát és a gemfibrozil a legszélesebb körben felírt gyógyszerek a fibrát csoportból, és általában nagyon jól tolerálhatók [48]. Mindazonáltal beszámoltak néhány mellékhatásról a krónikusan fibrátokat szedő betegeknél, amelyek közül a myopathia és a rhabdomyolysis voltak a leggyakoribb problémák [49]. Az endogén ligandumok szerkezetét, valamint a legfontosabb szintetikus agonisták és antagonisták szerkezetét az 1. táblázat mutatja be.

Érdekes módon a magas zsírsavkatabolizmusú szöveteken, például a májban, a szívizomban és a vesékben, a PPAR általában CD45 plusz leukocitákban expresszálódik [50], beleértve számos veleszületett immunsejt-populációt: bazofileket [51]. ], eozinofilek [52], monociták és makrofágok [30,53–55], Kupffer-sejtek [56], Langerhans-sejtek [57], oszteoklasztok [58] és mikroglia [59].

A klasszikus PPAR célpontok közé tartoznak a zsírsav mitokondriális és peroxiszomális oxidációból (acil-CoA dehidrogenázok, acil-CoA oxidázok), ω-oxidációból és ω-hidroxilációból (citokrómok P450) és ketogenezisből származó enzimeket kódoló gének ({{7}). }hidroxi-3-metil-glutaril-CoA szintáz) [60–62]. Fontos, hogy ezen a kanonikus hatásmód mellett a PPAR legalább három mechanizmuson keresztül képes bizonyos géneket transzrepresszálni [63]: (i) fehérje-fehérje kölcsönhatások elindítása és a PPAR-ban és más útvonalakban közös koaktivátorok megkötése, (ii) keresztezi. - a PPAR /RXR komplex összekapcsolása más transzkripciós faktorokkal, ami mindkét részt vevő fehérje kölcsönös keresztgátlásához és (iii) jelátviteli fehérjékkel való interferenciához vezet, azaz ahol a PPAR /RXR komplex gátolja a MAP-kináz kaszkád foszforilációját tagjai.

4.2. PPAR – A fő gyulladásos transzkripciós faktorok közvetített transzrepressziója

A nukleáris κB faktor (NF-κB), az aktivációs fehérje (AP-1), valamint a jelátalakítók és a transzkripció aktivátorai (STAT) elleni transzrepresszív aktivitás felelős a PPAR mélyreható gyulladásgátló hatásáért. A PPAR fizikailag kölcsönhatásba lép a p65 Rel homológia doménnel a C-terminális fragmensén keresztül, és egyidejűleg megköti a c-Jun JNK-re reagáló részét az N-terminális fragmensével (2a. ábra) [65]. Ennek a komplexnek a kialakulása megköti a p65-öt és a c-Jun-t az IL-6 promoterhez való kötődéstől, és blokkolja az IL-1-indukálta IL-6 termelést. A PPAR és az NF-κB p65 alegység közötti közvetlen gátló kölcsönhatást kardiomiocitákban is leírták [66]. Ebben az esetben a sirtuin 1 (Sirt1) elindította a Sirt1–PPAR – p65 komplex képződését, ami a PPAR-függő p65 inaktivációjához és a proinflammatorikus NF-κB által szabályozott gének transzrepressziójához vezetett, mint például a monocita kemoattraktáns fehérje 1 (MCP1, ábra). 2b) [66]. A Sirt1 p65 dezacetilációt indukált, ami szintén rontotta az NF-κB aktivitást, mivel aktivitásához acetilezésre van szükség [67]. A dezacetilációs hatás hiányzott a PPAR antagonista GW6471-gyel történő kezelés után, illetve a PPAR -/- sejtekben, ami a PPAR érintettségére utal [66].

Egy további mechanizmus felelős az NF-κB útvonal PPAR-interferenciájáért májsejtekben is, ahol a PPAR megkötötte és transzaktiválta az NF-κB inhibitor alfa-t (IκB ), ami növelte ennek a fehérjének a mennyiségét [68]. A felhalmozódott IκB megköti az NF-κB-t, ezáltal elfedve annak nukleáris lokalizációs jelét, ami leállítja azt a citoplazmában és blokkolja transzkripciós faktorként való aktivitását [69]. A PPAR felelős a p65 és p50 NF-κB alegységek csökkent foszforilációjáért is [68], ami egy másik esemény, amely negatívan befolyásolta az NF-κB aktivitást, mivel alegységeinek foszforilációja szükséges az optimális működésükhöz [70]. A PPAR interferenciája az NF-κB hatásával megakadályozta az IL-1-indukált IL-6 expressziót a májszövetekben (2c. ábra) [68].

A PPAR és az NF-κB és az AP-1 közötti antagonizmus hátterében áll a proinflammatorikus citokinek és effektor fehérjék expressziójának blokkolása különböző sejt- és állatmodellekben. A PPAR ligand K-111 (2,2-diklór-12-(4-klórfenil)dodekánsav) gátolta az LPS által kiváltott IL-6 termelést a nyers 264.7 makrofágokban az mRNS és a fehérje szintje [71]. Ez a hatás a stressz által aktivált protein kináz (SAPK)/c-Jun N-terminális kináz (JNK) gátlásán, az NF-κB p65 foszforilációján és az IκB fehérjeszint indukcióján keresztül érvényesült [71]. Kimutatták, hogy a PPAR aktiváció monocitákban gátolja a szöveti faktor (TF) LPS- vagy IL{20}}indukálta expresszióját, amely a koagulációs kaszkád beindításáért felelős membránglikoprotein [72,73]. A mechanizmus magában foglalta a célgén promoter aktivitásának korábban említett blokkolását a PPAR és az NFκB és az AP közötti antagonizmus révén -1 [72].

Az immunsejtek által felszabaduló interleukinok specifikus sejtfelszíni receptorokon keresztül fejtik ki biológiai funkcióikat, amelyek a Janus kinázcsaládon (JAK) és a foszforilációs STAT transzkripciós faktorokon keresztül továbbítják a jeleket [74]. Különféle STAT fehérjéket negatívan szabályoz a PPAR. Például leírták a PPAR és a STAT5b közötti kétirányú keresztgátlási kapcsolatot [75–77]. A STAT5b felelős az IL-2 receptor jelátviteléért [78]. Az IL-2 egy nagyon fontos citokin, mind a veleszületett, mind az adaptív immunitás szempontjából kulcsfontosságú, nélkülözhetetlen az NK-sejtek proliferációjához és éréséhez, valamint elősegíti mind a Th1, mind a Th2 sejtek fejlődését, differenciálódását és gyulladásos reakcióját [78, 79].

4.3. PPAR és gyulladásos lipid közvetítők

A PPAR gyulladásgátló hatásának másik fontos mechanizmusa a lipid mediátorok, például a leukotrién B4 (LTB4) katabolizmusa. Devchand és munkatársai elegáns tanulmánya [80] feltárta, hogy az LTB4 egy erős és specifikus PPAR ligand, amely a peroxiszomális oxidációs útvonal PPAR-transzaktivált génjeinek expresszióját indukálja, nevezetesen az acil-CoA oxidázt, amely a sejtek sebességkorlátozó enzimje. LTB4 katabolizmus. A 5-LOX-indukáló gyulladásos ágens és LTB4 helyi alkalmazásának kitett PPAR −/− egerek sokkal hosszabb ideig (körülbelül 30-40 százalékkal) mutatták a szöveti gyulladás jeleit, mint a tömeges egerek, amelyek képesek voltak kiüríteni az LTB4-et a keringésből. sokkal gyorsabban [80]. Ez a kísérlet szemlélteti a PPAR jelentőségét a gyulladás megszüntetésében. A PPAR ezen szerepe szükséges a veleszületett immunválasz szabályozásához, mivel a proinflammatorikus lipid mediátorok, mint például az LTB4, nemcsak erős kemotaktikus szerek a neutrofilek és más leukociták számára, hanem elősegítik a PMN-ek extravazációját és diapedézisét a gyulladás helyi helyén. és növeli az érpermeabilitást ebben a régióban [81,82].

Az LTB4 időtartamának korlátozásával a PPAR enyhíti a négy gyulladásos tünet közül hármat (meleg, kipirulás és ödéma). Ezenkívül a PMN-ek nemcsak az LTB4 jelek fogadói, hanem egy pozitív autokrin visszacsatolási hurkon keresztül is aktiválódnak annak előállítására [83]. Ezért a PPAR által szabályozott LTB4-clearance megvéd a túlzott gyulladásos választól és annak átmenetétől akut állapotból destruktív krónikus állapotba. A többi eikozanoid, vagy a COX termékei, azaz a PGD1, PGD2, PGA1 és PGA2 prosztaglandinok, vagy a 5-LOX termék 8-}(S)-HETE szintén aktiválják a PPAR-t [84], ami megnyitja a sejtekre gyakorolt ​​hatásuk módosításának lehetősége PPAR-expresszióval, akár immunkompetens sejtekben, mint a monociták/makrofágok, amelyek ezt a receptort magas szinten expresszálják, vagy a gyulladt szövetekben. Az ilyen tevékenység hozzájárul a szövetek védelméhez a gyulladásos károsodásokkal szemben, és elősegíti a regenerációt.

4.4. PPAR áthallás mintafelismerő receptorokkal

A gerincesek kihasználják a PRR funkciókat, és alkalmazzák azokat mindenféle olyan tényező érzékelésére, amelyek a szövetek homeosztatikus egyensúlyhiányát idézik elő. A PRR-receptorokat számos olyan vegyület aktiválja, amelyek specifikus szerkezeti egységeket tartalmaznak, amelyeket mikrobiálisan asszociált molekuláris mintázatoknak (MAMP) vagy károsodással összefüggő molekuláris mintázatoknak (DAMP) neveznek. A PRR-ek számos típusa széles körben jelen van mind az immun, mind a nem immunsejtekben, és aktiválódásukat a mikroorganizmusokkal, vírusokkal és a sérült sejtek egyes fragmentumaival való érintkezés, vagy a sejtkomponensek működésének megváltozása (pl. citoszkeleton vagy mitokondriumok működési zavara vagy endoplazmatikus) váltja ki. retikuláris stressz) a veleszületett immunválasz fő kiváltója [85]. A PRR-ek négy fő alcsaládra oszthatók: a Toll-szerű receptorok (TLR-ek), a nukleotidkötő oligomerizációs domén (NOD) – leucinban gazdag ismétlődés (LRR)-tartalmú receptorok (NLR), a retinsavval indukálható gén { {8}}szerű receptorok (RLR), és a C-típusú lektin receptorok (CLR) [11]. Ennek ellenére néhány más sejtfehérje PRR-ként szolgálhat bizonyos helyzetekben, például a glikolitikus enzim, a hexokináz II, amely képes észrevenni a mikrobiális cukrot, az N-acetil-glükózamint, amikor ez a peptidoglikán építőköve véletlenül jelen van a citoplazmában [{{ 12}}]. Ebben a részben azzal a kérdéssel foglalkozunk, hogy a PPAR hogyan vehet részt a MAMP és DAMP felismerési folyamatokban különböző szövetekben és sejtekben.

A TLR és PPAR áthallásról szóló figyelemre méltó információ a PPAR knockout (KO) egereken és ezekből az állatokból származó sejteken végzett vizsgálatokból származik. A KO egerekből származó vastagbél-makrofágok nem termelték a szabályozó IL-10-ot, de IL-6, IL-1 és IL-12-t szekretáltak, amelyek a Th1 és Th17 differenciálódás erős indukálói. Ezenkívül a PPAR KO egerek vastagbeléből izolált veleszületett immun ILC3 sejtek alacsonyabb IL-22 szintet termelnek, mint a WT egerekből származók, ami az antimikrobiális peptidek szekréciójának károsodásához és a kommenzális dysbiosishoz vezet. Ez azt jelzi, hogy a PPAR szabályozza az ILC3 effektor funkcióit, amelyek mind a fertőzések leküzdéséhez, mind a kommenzális mikrobiotával szembeni tolerancia fenntartásához fontosak. A PPAR hiánya befolyásolja a mikrobiom fajösszetételét, és a szegmentált fonalas baktériumok (SFB) fokozott reprezentációjához vezet. Mindezek a tények a KO egereket hajlamossá teszik a bélgyulladás kialakulására, és közvetett bizonyítékai a PPAR aktiváció kritikus szerepének a bél immunológiai homeosztázisában [30].

Köztudott, hogy a mikrobióta és a bélsejtek közötti kölcsönhatások Toll-szerű receptorokhoz kapcsolódnak [87], például az SFB szabályozza a Th17 differenciálódási folyamatát a bélben a TLR5 flagellin általi aktiválásával [88] és a Gram-ból származó LPS TLR4 ligandumával. negatív baktériumok serkentik a Th17 differenciálódását in vitro [89]. Úgy tűnik, hogy ezeket az eseményeket a PPAR ligandumok módosíthatják. Ennek megfelelően kimutatták, hogy a PPAR knockout egerekből származó makrofágokat az IL1 és IL6 proinflammatorikus citokinek, valamint a COX-2 és az NF-κB (p65) magasabb mRNS expressziós szintje jellemzi TLR4 ligand stimuláció hatására (LPS 50). ng/ml, 5 óra), a vad típusú sejtekhez képest. Úgy tűnik, hogy a PPAR-hiány felgyorsítja az LPS által kiváltott gyulladásos válaszokat az egér makrofágokban [54]. Egy másik, PPAR KO egereken végzett vizsgálat azt mutatta, hogy a PPAR elengedhetetlen az akut gyakorlatok gyulladáscsökkentő hatásához. Hiánya a proinflammatorikus citokinek túlzott expresszióját váltotta ki egerekből 24 órával az edzés után izolált LPS-kezelt makrofágokban [90].

A TLR ligandumok szabályozhatják a PPAR aktivitást, és a PPAR agonisták befolyásolják a TLR-ek expresszióját, valamint a TLR-ekből származó jelátvitelben részt vevő fehérjéket különböző immun- és nem-immun típusú sejtekben. Becker et al. tanulmányozta az LPS szerepét a PPAR szabályozásában egértüdőben, és kimutatta, hogy 24 órával a hosszan tartó LPS-fertőzést követően (napi 1 µg LPS intranazális beadása 4 egymást követő napon keresztül) a PPAR mRNS expressziója mélyreható gátlása ment végbe [91]. Az LPS, a peptidoglikán és a flagellin (a TLR4, TLR1/2 és TLR5 ligandjai) erősen elnyomták a PPAR aktivitást patkány asztrocitákban, amelyek mRNS és fehérje expressziós szinten hatnak [92]. Másrészt kimutatták, hogy a fenofibrát, egy farmakológiai PPAR agonista szignifikánsan gátolta a TLR4, MYD-88 és NF-κB mRNS expresszióját, valamint a TNF termelést egér melanoma B16F10 LPS-stimulált sejtekben [ 93]. A TLR4 és a PPAR jelátviteli útvonal közötti szoros kapcsolat az endotoxin által kiváltott uveitisz modelljében is egyértelműen kimutatható volt. Ez a tanulmány azt sugallta, hogy a fenofibrát gyengítheti az LPS által kiváltott citokintermelést, gátolja az NF-κB jelátvitelt és elnyomja a TLR4 expresszióját a retina pigment epiteliális sejtjeiben. Ezzel egyidejűleg az LPS közvetlen PPAR antagonistaként működhet egy PPAR riporter sejtvonalban [94]. Mindezek a kísérleti támogatók a PPAR aktiválása és a TLR jelátviteli útvonal közötti finom hangolást és bonyolult kölcsönhatást, amely szükséges a szövetekben a gyulladásos válasz kiváltása és feloldása közötti homeosztatikus egyensúlyhoz.

4.5. A PPAR és a gyulladások szabályozása

A gyulladásokat, a citoplazmában (főleg makrofágokban, de más nem immunsejtekben, mint például a különböző DAMP-okkal és MAMP-okkal találkozó endoteliális és hámsejtekben is) kialakuló komplex molekuláris platformokat ma már a veleszületett immunitás kulcselemének tekintik. Ezek a multiprotein komplexek, amelyek citoplazmatikus szenzorokból (főleg az NLR család tagjaiból), adaptív fehérjékből (apoptózissal összefüggő foltszerű fehérje, ASC vagy PY-CARD) és effektorokból (például cisztein-proteináz prekurzor vagy pro-kaszpáz) állnak. }}). Egyes nem konvencionális gyulladások esetében a pro-kaszpázt-1 pro-kaszpáz-11 helyettesíti az egérsejtekben, és a pro-kaszpázt 4/5 az emberi sejtekben. A komplexképződés lehetővé teszi a pro-IL1 és pro-IL18 proteolízisét, valamint az aktív citokinek felszabadulását a sejt mikrokörnyezetébe és a véráramba, ami helyi vagy szisztémás gyulladást vált ki [95].

Alternatív megoldásként a gyulladásos képződés piroptózishoz vezető eseményláncot indukál – a gyulladásos állapothoz kapcsolódó programozott sejthalál speciális típusát. A gyulladásos aktivitáshoz hozzájáruló molekuláris mechanizmusok még nem teljesen ismertek, de úgy gondolják, hogy kialakulásuk folyamatához két egymást követő jelre van szükség, pl. az LPS kötődése a TLR4-hez a sejtmembránon, mint elsődleges jel és a K plusz kiáramlás, a citoszolos felszabadulás. lizoszómális katepsinek, vagy mitokondriumból származó faktorok és reaktív oxigénfajták képződése, mint másodlagos jel [96]. A gyulladásos aktiváció szabályozása mind a poszt-transzkripciós, mind a poszttranszlációs szinten jelentkezhet [97].

Néhány állatmodellben kimutatták, hogy a PPAR aktiválása mélyen elnyomja a gyulladás által kiváltott szövetkárosodást, ezáltal hozzájárul a gyulladás megszűnéséhez. Ez részben a TLR expresszió PPAR általi leszabályozásának és a gyulladásos aktiváció elsődleges lépésének interferenciájának tulajdonítható. A Pseudomonas aeruginosa behurcolása által okozott tüdőgyulladásban szenvedő PPAR KO egerekben azonban az NLRP-3, ASC-1 és a kaszpáz-1 expressziójának jelentős növekedése a fertőzött wt egerekhez képest, megfigyelték [98]. Ez azt jelzi, hogy a PPAR expressziós háttér fontos a gyulladásos építőelemek ellátásához is.

Az akut májkárosodás egy olyan betegség, amely szorosan összefügg az NLPR3 gyulladásos aktivitásával. Ezzel a patológiával összefüggésben Brocker et al. olyan mechanizmust javasoltak, amely összeköti a böjtöt, a PPAR-t, valamint a májgyulladás és a májkárosodás csökkentését. Kimutatták, hogy a hosszú, nem kódoló Gm15441 RNS gén promoterében PPAR-kötő helyet tartalmaz, a Gm15441 RNS expresszióját pedig a Wy-14643 PPAR ligand aktiválja. A Gm15441 elnyomta antiszensz transzkriptumát, amely egy tioredoxinnal kölcsönhatásba lépő fehérjét (TXNIP) kódol. Ez ezt követően csökkentette a TXNIP által stimulált NLRP3 gyulladásos aktivációt (2d. ábra) [99].

Ezenkívül kimutatták, hogy az OEA, egy endogén bioaktív lipid és a PPAR természetes liganduma, megakadályozta a szövetkárosodást az LPS/D-galaktózamin (D-Gal) által kiváltott akut májkárosodás fellépésekor. Az OEA beadása növelte a PPAR expressziót az LPS/D-Gal kezelésnek alávetett egérmájban. Az IL-1 és az NLRP3 gyulladásos komponensek, az NLRP3 fehérje és a pro-kaszpáz-1 májfehérje szintje viszont megemelkedett az LPS/D-Gal injekciót követően egerekben. Ezeknek a fehérjéknek a növekedését enyhítette az OEA étrendhez való hozzáadása [100]. Az OEA gyulladásgátló hatása a dextrán-szulfát-nátrium (DSS) által kiváltott egerek vastagbélgyulladásában is nyilvánvaló volt, és a hatást az NLRP3, NF-κB vagy MyD{15}}függő útvonalak gátlása közvetítette [101].

For more information:1950477648nn@gmail.com