Chuyển Đổi Nội Mạc Meso: Phân Tích So Sánh Các Phương Pháp Kích Thích Khác Nhau

Springer Science and Business Media LLC - Tập 18 - Trang 1-8 - 2016
Mariana T. Pinto1,2,3, Dimas T. Covas2,4, Simone Kashima2,3, Claudia O. Rodrigues1,5
1Interdisciplinary Stem Cell Institute, University of Miami Leonard M. Miller School of Medicine, Biomedical Research Building, Miami, USA
2Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Células-Tronco e Terapia Celular e Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, Brazil
3Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
4Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil
5Department of Molecular and Cellular Pharmacology, University of Miami Leonard M. Miller School of Medicine, Miami, USA

Tóm tắt

Chuyển Đổi Nội Mạc-Meso (EndMT) đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của tim mạch và gần đây đã trở thành một mục tiêu điều trị hấp dẫn dựa trên bằng chứng hỗ trợ sự tham gia của nó vào xơ hóa và ung thư. Những câu hỏi quan trọng vẫn chưa được trả lời liên quan đến các cơ chế phân tử kiểm soát EndMT ở các cơ quan khác nhau và các điều kiện bệnh lý khác nhau. Việc thiếu một giao thức chi tiết cho việc kích thích EndMT và giả định rằng các isoform TGF-β đóng vai trò tương tự trên các loại tế bào nội mô khác nhau đã hạn chế sự tiến bộ trong lĩnh vực này. Mục tiêu của nghiên cứu này là so sánh việc kích thích EndMT bởi các isoform TGF-β trong các tế bào nội mô có nguồn gốc khác nhau, và xác định một giao thức chi tiết cho việc đánh giá EndMT in vitro. Chúng tôi đã so sánh hiệu ứng phụ thuộc liều của các isoform TGF-β, trong điều kiện bình thường và thiếu oxy, đối với việc kích thích EndMT ở tế bào nội mô động mạch vành và động mạch phổi của người. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng các tế bào nội mô xảy ra EndMT tự phát theo thời gian trong môi trường nuôi cấy dưới các điều kiện đã thử nghiệm. Mức độ kích thích EndMT bởi TGF-β phụ thuộc vào liều lượng và loại tế bào nội mô. Thêm vào đó, khả năng của TGF-β để kích thích EndMT bị giảm dưới điều kiện thiếu oxy so với bình thường. Công trình của chúng tôi gợi ý rằng phản ứng của các tế bào nội mô với TGF-β phụ thuộc vào liều lượng, loại tế bào và môi trường. Tối ưu hóa các điều kiện kích thích có thể là yếu tố thiết yếu, vì các con đường kích hoạt EndMT có thể khác nhau trong suốt quá trình phát triển và các điều kiện bệnh lý. Do đó, cần phải thận trọng đối với việc sử dụng vô tội vạ TGF-β để kích thích EndMT cho các nghiên cứu cơ chế.

Từ khóa

#Chuyển Đổi Nội Mạc-Meso #TGF-β #tế bào nội mô #kích thích #nghiên cứu cơ chế #xơ hóa #ung thư

Tài liệu tham khảo

Lin F, Wang N, Zhang TC. The role of endothelial-mesenchymal transition in development and pathological process. IUBMB Life. 2012;64(9):717–23.

Piera-Velazquez S, Jimenez SA. Molecular mechanisms of endothelial to mesenchymal cell transition (EndoMT) in experimentally induced fibrotic diseases. Fibrogenesis Tissue Repair. 2012;5 Suppl 1:S7.

Markwald RR, Fitzharris TP, Manasek FJ. Structural development of endocardial cushions. Am J Anat. 1977;148(1):85–119.

He J, Xu Y, Koya D, Kanasaki K. Role of the endothelial-to-mesenchymal transition in renal fibrosis of chronic kidney disease. Clin Exp Nephrol. 2013;17(4):488–97.

Zeisberg EM, Potenta SE, Sugimoto H, Zeisberg M, Kalluri R. Fibroblasts in kidney fibrosis emerge via endothelial-to-mesenchymal transition. J Am Soc Nephrol. 2008;19(12):2282–7.

Ghosh AK, Nagpal V, Covington JW, Michaels MA, Vaughan DE. Molecular basis of cardiac endothelial-to-mesenchymal transition (EndMT): differential expression of microRNAs during EndMT. Cell Signal. 2012;24(5):1031–6.

Arciniegas E, Frid MG, Douglas IS, Stenmark KR. Perspectives on endothelial-to-mesenchymal transition: potential contribution to vascular remodeling in chronic pulmonary hypertension. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2007;293(1):L1–8.

Hashimoto N, Phan SH, Imaizumi K, Matsuo M, Nakashima H, Kawabe T, Shimokata K, Hasegawa Y. Endothelial-mesenchymal transition in bleomycin-induced pulmonary fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol. 2010;43(2):161–72.

Zeisberg EM, Tarnavski O, Zeisberg M, Dorfman AL, McMullen JR, Gustafsson E, Chandraker A, Yuan X, Pu WT, Roberts AB, et al. Endothelial-to-mesenchymal transition contributes to cardiac fibrosis. Nat Med. 2007;13(8):952–61.

Potenta S, Zeisberg E, Kalluri R. The role of endothelial-to-mesenchymal transition in cancer progression. Br J Cancer. 2008;99(9):1375–9.

Zeisberg EM, Potenta S, Xie L, Zeisberg M, Kalluri R. Discovery of endothelial to mesenchymal transition as a source for carcinoma-associated fibroblasts. Cancer Res. 2007;67(21):10123–8.

Kokudo T, Suzuki Y, Yoshimatsu Y, Yamazaki T, Watabe T, Miyazono K. Snail is required for TGFbeta-induced endothelial-mesenchymal transition of embryonic stem cell-derived endothelial cells. J Cell Sci. 2008;121(Pt 20):3317–24.

Medici D, Potenta S, Kalluri R. Transforming growth factor-beta2 promotes Snail-mediated endothelial-mesenchymal transition through convergence of Smad-dependent and Smad-independent signalling. Biochem J. 2011;437(3):515–20.

Mahler GJ, Farrar EJ, Butcher JT. Inflammatory cytokines promote mesenchymal transformation in embryonic and adult valve endothelial cells. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2013;33(1):121–30.

Arciniegas E, Sutton AB, Allen TD, Schor AM. Transforming growth factor beta 1 promotes the differentiation of endothelial cells into smooth muscle-like cells in vitro. J Cell Sci. 1992;103(Pt 2):521–9.

Chi JT, Chang HY, Haraldsen G, Jahnsen FL, Troyanskaya OG, Chang DS, Wang Z, Rockson SG, van de Rijn M, Botstein D, et al. Endothelial cell diversity revealed by global expression profiling. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(19):10623–8.

Goumans MJ, Valdimarsdottir G, Itoh S, Rosendahl A, Sideras P, ten Dijke P. Balancing the activation state of the endothelium via two distinct TGF-beta type I receptors. EMBO J. 2002;21(7):1743–53.

Pardali E, Goumans MJ, ten Dijke P. Signaling by members of the TGF-beta family in vascular morphogenesis and disease. Trends Cell Biol. 2010;20(9):556–67.

Bijkerk R, de Bruin RG, van Solingen C, Duijs JM, Kobayashi K, van der Veer EP, ten Dijke P, Rabelink TJ, Goumans MJ, van Zonneveld AJ. MicroRNA-155 functions as a negative regulator of RhoA signaling in TGF-beta-induced endothelial to mesenchymal transition. Microrna. 2012;1(1):2–10.

Copple BL, Bustamante JJ, Welch TP, Kim ND, Moon JO. Hypoxia-inducible factor-dependent production of profibrotic mediators by hypoxic hepatocytes. Liver Int. 2009;29(7):1010–21.

Gonzalez DM, Medici D. Signaling mechanisms of the epithelial-mesenchymal transition. Sci Signal. 2014;7(344):re8.

Goumans MJ, van Zonneveld AJ, ten Dijke P. Transforming growth factor beta-induced endothelial-to-mesenchymal transition: a switch to cardiac fibrosis? Trends Cardiovasc Med. 2008;18(8):293–8.

Xu X, Tan X, Tampe B, Sanchez E, Zeisberg M, Zeisberg EM. Snail Is a Direct Target of Hypoxia-inducible Factor 1alpha (HIF1alpha) in Hypoxia-induced Endothelial to Mesenchymal Transition of Human Coronary Endothelial Cells. J Biol Chem. 2015;290(27):16653–64.

Florea V, Bhagavatula N, Simovic G, Macedo FY, Fock RA, Rodrigues CO. c-Myc is essential to prevent endothelial pro-inflammatory senescent phenotype. PLoS One. 2013;8(9):e73146.

Kumarswamy R, Volkmann I, Jazbutyte V, Dangwal S, Park DH, Thum T. Transforming growth factor-beta-induced endothelial-to-mesenchymal transition is partly mediated by microRNA-21. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2012;32(2):361–9.

Piera-Velazquez S, Li Z, Jimenez SA. Role of endothelial-mesenchymal transition (EndoMT) in the pathogenesis of fibrotic disorders. Am J Pathol. 2011;179(3):1074–80.

Paranya G, Vineberg S, Dvorin E, Kaushal S, Roth SJ, Rabkin E, Schoen FJ, Bischoff J. Aortic valve endothelial cells undergo transforming growth factor-beta-mediated and non-transforming growth factor-beta-mediated transdifferentiation in vitro. Am J Pathol. 2001;159(4):1335–43.

Diez M, Musri MM, Ferrer E, Barbera JA, Peinado VI. Endothelial progenitor cells undergo an endothelial-to-mesenchymal transition-like process mediated by TGFbetaRI. Cardiovasc Res. 2010;88(3):502–11.

Paruchuri S, Yang JH, Aikawa E, Melero-Martin JM, Khan ZA, Loukogeorgakis S, Schoen FJ, Bischoff J. Human pulmonary valve progenitor cells exhibit endothelial/mesenchymal plasticity in response to vascular endothelial growth factor-A and transforming growth factor-beta2. Circ Res. 2006;99(8):861–9.

Mihira H, Suzuki HI, Akatsu Y, Yoshimatsu Y, Igarashi T, Miyazono K, Watabe T. TGF-beta-induced mesenchymal transition of MS-1 endothelial cells requires Smad-dependent cooperative activation of Rho signals and MRTF-A. J Biochem. 2012;151(2):145–56.

Frid MG, Kale VA, Stenmark KR. Mature vascular endothelium can give rise to smooth muscle cells via endothelial-mesenchymal transdifferentiation: in vitro analysis. Circ Res. 2002;90(11):1189–96.

Kalluri R, Weinberg RA. The basics of epithelial-mesenchymal transition. J Clin Invest. 2009;119(6):1420–8.

Higgins DF, Kimura K, Bernhardt WM, Shrimanker N, Akai Y, Hohenstein B, Saito Y, Johnson RS, Kretzler M, Cohen CD, et al. Hypoxia promotes fibrogenesis in vivo via HIF-1 stimulation of epithelial-to-mesenchymal transition. J Clin Invest. 2007;117(12):3810–20.

Shaikh D, Zhou Q, Chen T, Ibe JC, Raj JU, Zhou G. cAMP-dependent protein kinase is essential for hypoxia-mediated epithelial-mesenchymal transition, migration, and invasion in lung cancer cells. Cell Signal. 2012;24(12):2396–406.

Choi SH, Hong ZY, Nam JK, Lee HJ, Jang J, Yoo RJ, Lee YJ, Lee CY, Kim KH, Park S, et al. A Hypoxia-Induced Vascular Endothelial-to-Mesenchymal Transition in Development of Radiation-Induced Pulmonary Fibrosis. Clin Cancer Res. 2015;21(16):3716–26.

Lee SW, Won JY, Kim WJ, Lee J, Kim KH, Youn SW, Kim JY, Lee EJ, Kim YJ, Kim KW, et al. Snail as a potential target molecule in cardiac fibrosis: paracrine action of endothelial cells on fibroblasts through snail and CTGF axis. Mol Ther. 2013;21(9):1767–77.

Beranek JT. Vascular endothelium-derived cells containing smooth muscle actin are present in restenosis. Lab Invest. 1995;72(6):771.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Tập 18

1-8

Thông tin tác giả