Регулирование сигнального пути ERK/P27Kip1 изоринхофиллином улучшает блеомицин-индуцированный фиброз легких у мышей
Легочный фиброз (ЛФ) - это хроническое интерстициальное заболевание легких, характеризующееся аномальной пролиферацией легочных фибробластов, чрезмерным накоплением внеклеточного матрикса (ECM), воспалительным повреждением и разрушением структуры ткани, что в конечном итоге приводит к образованию легочных рубцов, нарушению функции легких и дыхательной недостаточности. В патогенезе фиброза легких (ФЛ) участвуют различные факторы, такие как окислительный стресс, воспалительная реакция, пролиферация и активация фибробластов, а также аномальное отложение ЭКМ. Что еще более важно, процесс пролиферации и дифференцировки фибробластов легких в миофибробласты (MFb) может быть ключом к формированию фиброза легких. Многочисленные исследования показали, что под воздействием цитокинов, таких как трансформирующий фактор роста - β 1 (TGF - β 1), фибробласты легких могут пролиферировать и дифференцироваться в альфа-гладкомышечный актин (α - SMA) позитивные MFb. MFb, синтезируя большое количество ECM и профибротических факторов, считается ключевым патогенетическим механизмом прогрессирования легочного фиброза. Поэтому изучение механизмов пролиферации и дифференцировки легочных фибробластов и выявление их ингибирующих мишеней может стать потенциальной стратегией для облегчения легочного фиброза.

Изоринхофиллин (ИРН) - тетрациклический индольный алкалоид, выделенный из традиционной китайской медицины - крючковатой лозы. Предыдущие исследования показали, что IRN обладает различными эффектами, такими как антиоксидантный, противовоспалительный, антипролиферативный и нейропротекторный. Го и др. обнаружили, что IRN облегчает вызванную монокроталином легочную артериальную гипертензию путем ингибирования пролиферации гладкомышечных клеток легочной артерии и уменьшения ремоделирования легочных сосудов. Дальнейшие исследования показали, что IRN оказывает определенное смягчающее действие на бронхиальную астму, ингибируя пролиферацию гладкомышечных клеток бронхов. Последнее исследование показало, что изоринхофиллин оказывает определенное защитное действие на вызванное кремнием повреждение легких у мышей. Наши предыдущие исследования показали, что алкалоиды мимозы могут значительно подавлять пролиферацию и дифференцировку легочных фибробластов, индуцированную TGF - β 1, путем ингибирования фосфорилирования внеклеточных регулируемых протеиновых киназ 1/2 (ERK1/2) и повышения экспрессии p27Kip1. ИРН значительно ингибирует пролиферацию миоцитов желудочков новорожденных крыс, индуцированную ангиотензином II (AngII), подавляя фосфорилирование ERK1/2. Исходя из вышеизложенного, данное исследование направлено на изучение эффекта и механизма действия IRN против ПФ путем воздействия на сигнальные пути ERK1/2 и p27Kip1, что дает новые идеи для исследования и разработки традиционной китайской медицины с эффектом против ПФ.

Легочный фиброз - прогрессирующее интерстициальное заболевание, характеризующееся чрезмерной пролиферацией фибробластов и отложением внеклеточного матрикса, что в конечном итоге приводит к разрушению структуры легких и формированию фиброзных поражений, с плохим прогнозом. В настоящее время для лечения легочного фиброза используются в основном глюкокортикоиды и иммунодепрессанты, однако они обладают серьезными побочными эффектами. В последние годы, в связи с постоянным углублением исследований легочного фиброза, постепенно расширяются исследования и применение традиционной китайской медицины для лечения легочного фиброза. Традиционная китайская медицина и ее активные ингредиенты показали хорошую активность против фиброза легких, снижая экспрессию факторов воспаления, ингибируя пролиферацию фибробластов легких, вызывая апоптоз фибробластов легких и блокируя процесс фиброза. Они могут эффективно улучшать симптомы фиброза и задерживать прогрессирование заболевания. Предыдущие исследования показали, что мономеры алкалоидов в традиционной китайской медицине, такие как метилпреднизолон и оксиматрин, обладают определенным эффектом в облегчении легочного фиброза. Наша исследовательская группа также обнаружила на ранней стадии, что алкалоиды мимозы и рутакарпин оказывают определенное смягчающее действие на фиброз легких, вызванный блеомицином. Другие исследования показали, что традиционные китайские лекарства, такие как Даньшеньсу и Даньшеньсу В, улучшают блеомицин-индуцированный фиброз легких, подавляя пролиферацию и дифференцировку легочных фибробластов. Предыдущие исследования показали, что IRN облегчает ПАГ, вызванную MCT, путем ингибирования пролиферации PASMCs и уменьшения ремоделирования легочных сосудов, а также оказывает определенное облегчающее действие на бронхиальную астму путем ингибирования пролиферации гладкомышечных клеток бронхов. Однако в данном исследовании было обнаружено, что после 21 дня лечения ИРН отложение коллагена и экспрессия коллагена I в легочной ткани мышей PF значительно уменьшились, экспрессия α SMA значительно снизилась, а степень повреждения легких значительно уменьшилась. Дальнейшие эксперименты in vitro показали, что IRN может значительно подавлять TGF- β 1- индуцированную пролиферацию фибробластов легких, значительно снижать TGF- β 1- индуцированную миграцию клеток и в разной степени подавлять экспрессию TGF- β 1- индуцированной альфа SMA и коллагена I в фибробластах легких. Эти результаты позволяют предположить, что изоринхофиллин может улучшать BLM-индуцированный фиброз легких путем ингибирования пролиферации и дифференцировки легочных фибробластов.

Исследования показали, что пролиферация, миграция и дифференцировка легочных фибробластов в MFb играют важную роль в развитии легочного фиброза. Среди них TGF - β 1 играет ключевую роль в пролиферации и дифференцировке фибробластов в MFb. Исследования показали, что TGF - β 1 может способствовать пролиферации и дифференцировке фибробластов легких путем активации сигнального пути Smad, а также может индуцировать пролиферацию и дифференцировку фибробластов легких путем активации сигнального пути MAPK. Ингибитор циклинзависимой киназы p27Kip1 является членом семейства ингибиторов CDK Cip/Kip и негативным регулятором протеинкиназы CDK2/циклина E. Он может блокировать клеточный цикл в фазе G0/G1. Уровень p27Kip1 относительно высок в фазе G0/G1 клеточного цикла. При митотической стимуляции p27Kip1 быстро разрушается, позволяя CDK2/циклину E способствовать клеточной пролиферации. Наша исследовательская группа обнаружила, что TGF - β 1 индуцирует пролиферацию и дифференцировку легочных фибробластов путем повышения уровня фосфорилирования ERK1/2 и ингибирования экспрессии p27Kip1, а ингибитор ERK1/2 PD98059 подавляет пролиферацию и активацию легочных фибробластов, индуцированную TGF - β 1, путем ингибирования фосфорилирования ERK1/2 и повышения экспрессии p27Kip1. Между тем, мы также обнаружили, что алкалоиды мимозы ингибировали TGF - β 1-индуцированную пролиферацию и активацию легочных фибробластов путем регуляции экспрессии p27Kip1. Предыдущие исследования показали, что ИРН облегчает ПАУ, вызванную MCT, путем ингибирования фосфорилирования ERK1/2 и повышения экспрессии p27Kip1, тем самым подавляя PASMCs, индуцированные фактором активации тромбоцитов. Дальнейшие исследования также показали, что ИРН подавляет развитие гипертрофии миокарда за счет подавления сигнального пути MAPK. В этом исследовании было установлено, что введение ИРН в течение 3 недель значительно снижает экспрессию TGF - β 1 в легочной ткани мышей с фиброзом легких, ингибирует фосфорилирование ERK1/2, повышает экспрессию p27Kip1 и снижает экспрессию CDK2/циклина E1. Дальнейшие эксперименты in vitro показали, что ИРН может значительно ингибировать TGF - β 1- индуцированное фосфорилирование ERK1/2, значительно повышать экспрессию p27Kip1 и значительно снижать экспрессию CDK2/циклина E1. Эти результаты позволяют предположить, что IRN может ингибировать пролиферацию и дифференцировку легочных фибробластов путем регуляции ERK/p27Kip1.

Таким образом, наше исследование показывает, что ИРН может подавлять трансформацию фибробластов в миофибробласты путем подавления сигнального пути ERK и повышения экспрессии p27Kip1, тем самым облегчая BLM-индуцированную ПФ. Это исследование дает новую теоретическую основу для клинического применения ИРН и новые идеи для лечения ПФ.