Sự rối loạn miễn dịch và sự thay đổi gen liên quan tới khối u trong Papillomatosis hô hấp tái phát: Phân tích vi mạch ghép cặp

Molecular Medicine - Tập 14 - Trang 608-617 - 2008
James A. DeVoti1,2, David W. Rosenthal1,2,3, Rong Wu1,4, Allan L. Abramson1,4, Bettie M. Steinberg1,3,4, Vincent R. Bonagura1,2,3
1Feinstein Institute for Medical Research, Manhasset, USA
2Division of Allergy/Immunology, Department of Pediatrics, Schneider Children’s Hospital, New Hyde Park, USA
3Elmezzi Graduate School of Molecular Medicine, Manhasset, USA
4Department of Otolaryngology, Long Island Jewish Medical Center, New Hyde Park, USA

Tóm tắt

Papillom hô hấp tái phát (RRP) là những khối u lành tính ở đường hô hấp, chủ yếu do các loại virus papilloma người (HPV) 6 và 11 gây ra. Bệnh này có đặc điểm là tái phát nhiều lần sau khi phẫu thuật cắt bỏ, với các phương pháp điều trị hiệu quả hạn chế. Để xác định các mục tiêu mới cho liệu pháp tương lai, chúng tôi đã thiết lập các hồ sơ phiên mã cho các papillom đang phát triển tích cực so với biểu mô thanh quản tự thân, bình thường (mô lân cận). Tổng RNA từ 12 papillom và 12 mô lân cận đã được phân tích bằng vi mạch, và các tập hợp mô tương ứng được so sánh bằng kiểm định t ghép cặp, nhằm xác định các gen được biểu hiện khác nhau trong mô papillom trong khi giảm thiểu sự biến đổi nội tại của từng bệnh nhân. Phản ứng chuỗi polymerase định lượng (PCR) đã được sử dụng để xác nhận mức độ biểu hiện tương đối cho một tập hợp con các gen. Trong số 109 bản sao biểu hiện khác nhau có mức độ biểu hiện thay đổi ít nhất gấp ba lần, có hai nhóm lớn gồm các gen có chức năng liên quan. Nhóm đầu tiên bao gồm 18 gen liên quan đến phòng vệ tự chủ, bao gồm cả miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng. Nhóm thứ hai chứa 37 gen có khả năng góp phần vào sự phát triển của papillom như những khối u lành tính, vì mẫu biểu hiện đã thay đổi cũng đã được ghi nhận trước đó trong nhiều loại ung thư. Kết quả của chúng tôi ủng hộ các nghiên cứu trước đây của chúng tôi ghi nhận một phản ứng miễn dịch thích ứng kiểu TH2 trong RRP, và gợi ý rằng có vai trò của sự miễn dịch bẩm sinh bị thay đổi trong RRP. Chúng tôi đề xuất rằng nhiễm HPV 6 và 11 thiết lập một môi trường khối u có tính chất đặc trưng bởi sự thay đổi cả tín hiệu viêm bẩm sinh và các phản ứng miễn dịch thích ứng ngăn cản phản ứng kiểu TH1 hiệu quả, cùng với sự thay đổi biểu hiện của nhiều gen điều hòa sự tăng trưởng và phân hóa tế bào.

Từ khóa

#Papillom hô hấp tái phát #virus papilloma người #miễn dịch bẩm sinh #miễn dịch thích ứng #phân tích vi mạch

Tài liệu tham khảo

Gissmann LL, et al. (1983). Human papillomavirus types 6 and 11 DNA sequences in genital and laryngeal papillomas and in some cervical cancers. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 80:560–3. Mounts P, Shah KV, and Kashima H. (1982) Viral etiology of juvenile- and adult-onset squamous papilloma of the larynx. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 79:5425–9. Abramson AL, Steinberg BM, and Winkler B. (1987) Laryngeal papillomatosis: clinical, histopathologic and molecular studies. Laryngoscope 97:678–85. Kashima HB, Leventhal B, and Mounts P. (1985) Papilloma Study Group: scoring system to assess severity and course in recurrent respiratory papillomatosis. In: Papillomavirus: Molecular and Clinical Aspects. Howley H and Booker T (eds.) Alan R Liss, New York. pp. 1–25. Steinman L. (2007) Abrief history of T(H)17, the first major revision in the T(H)1/T(H)2 hypothesis of T cell-mediated tissue damage. Nat. Med. 13:139–45. Erratumin 13:385 Bonagura VR, et al. (1994) Enriched HLA-DQ3 phenotype and decreased class I major histocompatibility complex antigen expression in recurrent respiratory papillomatosis. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 1:357–60. Vambutas A, et al. (2004) Polymorphism of transporter associated with antigen presentation 1 as a potential determinant for severity of disease in recurrent respiratory papillomatosis caused by human papillomavirus types 6 and 11. J. Infect. Dis. 189:871–9. DeVoti JA, et al. (2004) Failure of gamma interferon but not interleukin-10 expression in response to human papillomavirus type 11 E6 protein in respiratory papillomatosis. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 11:538–47. Bonagura VR, Hatam L, DeVoti J, Zeng F, and Steinberg BM. (1999) Recurrent respiratory papillomatosis: altered CD8(+) T-cell subsets and T(H)1/T(H)2 cytokine imbalance. Clin. Immunol. 93:302–11. Rosenthal DW, DeVoti JA, Schmidtmayerova H, Steinberg BM, and Bonagura VR. (2008) Human papillomavirus causes a TH2-like chemokine predominance in recurrent respiratory papillomatosis (RRP) [abstract]. J. Allergy Clin. Immunol. 121:S15. Vambutas A, Bonagura VR, and Steinberg BM. (2000) Altered expression of TAP-1 and major histocompatibility complex class I in laryngeal papillomatosis: correlation of TAP-1 with disease. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 7:79–85. Bonagura VR, et al. (2004) HLA alleles, IFN-gamma responses to HPV-11 E6, and disease severity in patients with recurrent respiratory papillomatosis. Hum. Immunol. 65:773–82. Langowski JL, et al. (2006) IL-23 promotes tumour incidence and growth. Nature 442:461–5. Langowski JL, Kastelein RA, and Oft M. (2007) Swords into plowshares: IL-23 repurposes tumor immune surveillance. Trends Immunol. 28:207–12. Zhang P, and Steinberg BM. (2000) Overexpression of PTEN/MMAC1 and decreased activation of Akt in human papillomavirus-infected laryngeal papillomas. Cancer Res. 60:1457–62. Wu R, Coniglio SJ, Chan A, Symons MH, and Steinberg BM. (2007) Up-regulation of Rac1 by epidermal growth factor mediates COX-2 expression in recurrent respiratory papillomas. Mol. Med. 13:143–50. Rangel-Moreno J, et al. (2005) Role of CXC chemokine ligand 13, CC chemokine ligand (CCL) 19, and CCL21 in the organization and function of nasal-associated lymphoid tissue. J. Immunol. 175:4904–13. Veerman KM, et al. (2007) Interaction of the se-lectin ligand PSGL-1 with chemokines CCL21 and CCL19 facilitates efficient homing of T cells to secondary lymphoid organs. Nat. Immunol. 8:532–9. Takamura K, et al. (2007) Regulatory role of lym-phoid chemokine CCL19 and CCL21 in the control of allergic rhinitis. J. Immunol. 179:5897–906. Westermann J, et al. (2007) CCL19 (ELC) as an adjuvant for DNA vaccination: induction of a TH1-type T-cell response and enhancement of antitumor immunity. Cancer Gene Ther. 14:523–32. Forssmann U, Magert HJ, Adermann K, Escher SE, and Forssmann WG. (2001) Hemofiltrate CC chemokines with unique biochemical properties: HCC-1/CCL14a and HCC-2/CCL15. J. Leukoc. Biol. 70:357–66. Shanmugham LN, et al. 2006. Rantes potentiates human macrophage aggregation and activation responses to calcium ionophore (A23187) and activates arachidonic acid pathways. J. Biol. Regul. Homeost. Agents 20:15–23. Bettelli E, Korn T, and Kuchroo VK. (2007) Th17: the third member of the effector T cell trilogy. Curr. Opin. Immunol. 19:652–7. Nakae S, Iwakura Y, Suto H, and Galli SJ. (2007) Phenotypic differences between Th1 and Th17 cells and negative regulation of Th1 cell differentiation by IL-17. J. Leukoc. Biol. 81:1258–68. Huang F, et al. (2007) Requirement for both JAK-mediated PI3K signaling and ACT1/TRAF6/TAK1-dependent NF-kappaB activation by IL-17A in enhancing cytokine expression in human airway epithelial cells. J. Immunol. 179:6504–13. Bettelli E, et al. (2006) Reciprocal developmental pathways for the generation of pathogenic effector TH17 and regulatory T cells. Nature 441:235–8. Evans HG, Suddason T, Jackson I, Taams LS, and Lord GM. (2007) Optimal induction of T helper 17 cells in humans requires T cell receptor ligation in the context of Toll-like receptor-activated monocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104:17034–9. Hatam LJ, et al. CD4+Foxp3+CD127+low T-regulatory cells are increased in HPV infected papillomas in patients with recurrent respiratory papillomatosis (RRP) [abstract]. J. Allergy Clin. Immunol. 121:S211. Towne JE, Garka KE, Renshaw BR, Virca GD, and Sims JE. (2004) Interleukin (IL)-1F6, IL-1F8, and IL-1F9 signal through IL-1Rrp2 and IL-1RAcP to activate the pathway leading to NF-kappaB and MAPKs. J. Biol. Chem. 279:13677–88. Barksby HE, Lea SR, Preshaw PM, and Taylor JJ. (2007) The expanding family of interleukin-1 cytokines and their role in destructive inflammatory disorders. Clin. Exp. Immunol. 149:217–25. Berglof ER, et al. (2003) IL-1Rrp2 expression and IL-1F9 (IL-1H1) actions in brain cells. J. Neuroimmunol. 139:36–43. Wang P, et al. (2005) The interleukin-1-related cytokine IL-1F8 is expressed in glial cells, but fails to induce IL-1beta signalling responses. Cytokine 29:245–50. Ramadas RA, et al. (2006) IL-1 Receptor antagonist as a positional candidate gene in a murine model of allergic asthma. Immunogenetics 58:851–5. Chong KT, et al. (2006) High level expression of human epithelial beta-defensins (hBD-1, 2 and 3) in papillomavirus induced lesions. Virol J. 3:75. Rahbar R, et al. (2005) Role of vascular endothelial growth factor-A in recurrent respiratory papillomatosis. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 114:289–95. Poetker DM, Sandler AD, Scott DL, Smith RJ, and Bauman NM. (2002) Survivin expression in juvenile-onset recurrent respiratory papillomatosis. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. 111:957–61. Pham TT, Ongkeko WM, An Y, and Yi ES. (2007) Protein expression of the tumor suppressors p16INK4A and p53 and disease progression in recurrent respiratory papillomatosis. Laryngoscope 117:253–7. Mohsenin A, Burdick MD, Molina JG, Keane MP, and Blackburn MR. (2007) Enhanced CXCL1 production and angiogenesis in adenosine-mediated lung disease. FASEB J. 21:1026–36. Moriconi A, et al. (2007) Design of noncompetitive interleukin-8 inhibitors acting on CXCR1 and CXCR2. J. Med. Chem. 50:3984–4002. Salama I, Malone PS, Mihaimeed F, and Jones JL. (2007) A review of the S100 proteins in cancer. Eur. J. Surg. Oncol. 34:357–64. Foell D, Wittkowski H, Vogl T, and Roth J. (2007) S100 proteins expressed in phagocytes: a novel group of damage-associated molecular pattern molecules. J. Leukoc. Biol. 81:28–37. Hough CD, Cho KR, Zonderman AB, Schwartz DR, and Morin PJ. (2001) Coordinately up-regulated genes in ovarian cancer. Cancer Res. 61:3869–76. Matsumoto K, et al. (2007) Expression of S100A2 and S100A4 predicts for disease progression and patient survival in bladder cancer. Urology 70:602–7. Emberley ED, et al. (2005) The S100A7-c-Jun activation domain binding protein 1 pathway enhances prosurvival pathways in breast cancer. Cancer Res. 65:5696–702. Alowami S, Qing G, Emberley E, Snell L, and Watson PH. (2003) Psoriasin (S100A7) expression is altered during skin tumorigenesis. BMC Dermatol. 3:1. Celis JE, et al. (1996) Bladder squamous cell carcinomas express psoriasin and externalize it to the urine. J. Urol. 155:2105–12. Madsen P, et al. (1991) Molecular cloning, occurrence, and expression of a novel partially secreted protein “psoriasin” that is highly up-regulated in psoriatic skin. J. Invest. Dermatol. 97:701–12. Yang Z, et al. (2001) Proinflammatory properties of the human S100 protein S100A12. J. Leukoc. Biol. 69:986–94. Yang Z, et al. (2007) S100A12 provokes mast cell activation: a potential amplification pathway in asthma and innate immunity. J. Allergy Clin. Immunol. 119:106–14.