Osteopontina reglează atrofia organelor limfoide induse de descărcarea membrelor posterioare și pierderea în greutate

Editat de Harvey Cantor, Dana - Farber Cancer Institute, Boston, MA și aprobat pe 19 iulie 2007 (primit pentru revizuire 7 aprilie 2007)

Abstract

Osteopontina (OPN) este o proteină multifuncțională implicată atât în aderența celulară, cât și în semnalizarea celulară prin interacțiunile sale cu anumite integrine și variante CD44. Este un jucător activ în multe procese fiziologice și patologice, inclusiv remodelarea țesuturilor și supraviețuirea celulară (1, 2). OPN a fost identificat ca un factor major care reglementează răspunsurile imune și inflamația; expresia sa este reglată în sus în celulele T activate, macrofage și celulele naturale ucigașe (3, 4). Este clasificată ca citokină T helper-1 (Th1) deoarece îmbunătățește producția de citokine Th1 IFN-γ și IL-12 și inhibă producerea citokinei T helper-2 (Th2) IL-10 (5, 6 ). Deși este o citokină proinflamatorie asociată cu boli autoimune, răspunsul inflamator Th1, funcția celulelor B și funcția naturală a celulelor T, are și funcții antiinflamatorii, cum ar fi inhibarea inducerii sintazei inductibile a oxidului azotic și inhibarea producției de citokine Th2 . (7-14). Reglarea sa în sus este, de asemenea, un semn distinctiv pentru multe tulburări patologice majore, cum ar fi bolile cardiovasculare, cancerul și bolile pulmonare (12, 15).

Expresia OPN este crescută ca răspuns la diferiți factori de stres, inclusiv la stres fizic și chimic (16, 17). O conexiune între stres și funcția imunitară a fost demonstrată în diferite paradigme experimentale (18). Stresul poate îmbunătăți sau afecta funcția sistemului imunitar, în funcție de tipul și durata acestuia. Hormonii de stres, cum ar fi cortizolul, joacă un rol esențial în modularea răspunsurilor proinflamatorii/antiinflamatorii și a echilibrului citokinelor TH1/Th2, influențând astfel susceptibilitatea și rezultatul diferitelor boli legate de imunitate (19). În timp ce stresul cronic este imunosupresor și duce la o vulnerabilitate crescută la infecții și cancer, stresul acut promovează imunoprotecția prin imunitate celulară (20-22). Din câte știm, rolul OPN în răspunsul organelor imune la stres nu a fost examinat.

Rezultate

Deficitul de OPN protejează șoarecii de pierderea în greutate și de atrofia de organe limfoide.

HU provoacă atrofie semnificativă a organelor limfoide. Splina și timusul au fost disecate de la șoareci martori și suspendați. Organele întregi extrase chirurgical au fost introduse într-un vas de cultură celulară umplut cu mediu și scanate pe un scaner digital.

Șoarecii OPN -/- sunt rezistenți la moartea celulelor apoptotice induse de HU atât în timus cât și în splină. Șoarecii de tip sălbatic și OPN -/- au fost supuși HU timp de 20 de ore. Celulele apoptotice pozitive TUNEL din secțiunile de parafină ale țesuturilor splinei și timusului sunt prezentate în maro închis pe un fundal contracolorat cu metil verde.

OPN promovează pierderea de splenocite și celule T imature induse de stres în timus.

Distribuția subpopulației limfocitelor în splină și timus

Analiza subpopulațiilor limfocitare prin citometrie în flux. (A) Timocitele izolate din șoareci OPN +/+ și OPN -/- în suspensie și martor au fost colorate cu anticorpi anti-CD8 și anti-CD4 conjugați cu fluorocrom și analizate prin citometrie în flux. Graficele cu bare indică numărul de celule din diferite subpopulații la șoareci OPN +/+ și OPN -/- (medie ± SEM, n = 4-7 animale). (B) Splenocitele izolate din șoareci OPN +/+ și OPN -/- suspendați și martori au fost colorate cu anticorpi anti-B220, anti-CD8 și anti-CD4 conjugați cu fluorocrom și analizați prin citometrie în flux. Datele reprezintă media ± SEM de patru până la șapte animale în fiecare punct de date. ***, Semnificație statistică la șoareci P -/- supuși HU.

Corticosteronul, principalul hormon al stresului la rozătoare, este rapid reglat în sus ca răspuns la stres, ducând la inducerea apoptozei limfocitare substanțiale (19). Interesant, s-a demonstrat că blocarea receptorilor steroizi la șoareci poate suprima reducerea limfocitelor induse de HU (24). Pentru a determina dacă OPN joacă un rol în reglarea producției de glucocorticoizi după HU, am măsurat atât nivelurile de corticosteron, cât și OPN în serul șoarecilor după HU. Am constatat că, deși nivelul OPN nu a fost modificat la șoarecii OPN +/+ (datele nu sunt prezentate), HU a provocat o creștere de aproximativ 5 ori a nivelurilor de corticosteroizi în serul șoarecilor OPN +/+, dar nu și la șoarecii OPN -/- (Fig. 6). Această constatare sugerează că OPN este necesar pentru reglarea în sus a hormonului steroid ca răspuns la stresul indus de HU. Când dexametazonă exogenă a fost furnizată celulelor izolate de la șoareci OPN +/+ și OPN -/-, nu a existat nicio diferență în rata morții celulare induse (Fig. 7), indicând faptul că moartea celulelor limfoide induse de steroizi nu este afectată în OPN -/- celule. Inferația este că OPN endogen acționează în amonte de hormonul corticosteron, contribuind eventual la creșterea producției sale ca răspuns la stresul indus de HU și contribuind astfel indirect la moartea celulelor limfoide.