Роль Notch-зависимой дифференцировки резидентных фибробластов в развитии легочного фиброза

Актуальность. На сегодняшний день молекулярные механизмы развития фиброза легких слабо изучены. Известно, что ключевую роль в этом заболевании играет дифференцировка резидентных легочных клеток в миофибробласты. Поиск факторов, способных регулировать такую дифференцировку, представляется актуальной задачей. Цель. Оценить влияние активации сигнального пути Notch на резидентные легочные фибробласты путем введения внутриклеточных доменов каждого из 4 Notch-рецепторов (N1-4ICD). Материалы и методы. В работе использовали первичные культуры легочных фибробластов от доноров (n = 4) без системных заболеваний и заболеваний легких, бронхов, полученные в результате частичной резекции легочной ткани. Notch-зависимую активацию фибробластов осуществляли путем введения лентивирусных векторов, не несущих и несущих последовательности доменов N1-4ICD. Спустя 8 дней проводили иммуноцитохимическое окрашивание и оценивали относительные уровни экспрессии генов PDPN, HOPX, SLUG, SNAIL, ACTA2 методом количественной ПЦР. Результаты. Активация сигнального пути Notch лентивирусными векторами с N1-4CD приводила к усилению экспрессии SLUG, SNAIL и ACTA2. Наиболее выраженный эффект при этом отмечается при введении лентивирусных частиц, содержащих Notch4-активирующую последовательность. Индуцирование сигналинга путем введения активирующих компонентов N1-3ICD способствовало повышению экспрессии PDPN, при введении N4ICD отмечалось усиление уровня экспрессии HOPX. Заключение. Активация каждого из 4 внутриклеточных доменов рецепторов Notch способна запускать дифференцировку резидентных альвеолярных фибробластов в миофибробласты, которые являются ключевыми участниками развития легочного фиброза.

1. Liu T, Hu B, Choi YY, et al. Notch1 signaling in FIZZ1 induction of myofibroblast differentiation. Am J Pathol. 2009; 174(5):1745–1755. DOI: 10.2353/ ajpath.2009.080618.

2. Aoyagi-Ikeda K, Maeno T, Matsui H, et al. Notch induces myofibroblast differentiation of alveolar epithelial cells via transforming growth factor-{beta}-Smad3 pathway. Am J Respir Cell Mol Biol. 2011; 45(1):136–144. DOI: 10.1165/rcmb.2010-0140oc.

3. Wang YC, Chen Q, Luo JM, et al. Notch1 promotes the pericyte-myofibroblast transition in idiopathic pulmonary fibrosis through the PDGFR/ROCK1 signal pathway. Exp Mol Med. 2019; 51(3):1–11. DOI: 10.1038/ s12276-019-0228-0.

4. Hu B, Phan SH. Notch in fibrosis and as a target of anti-fibrotic therapy. Pharmacol Res. 2016; 108:57–64. DOI: 10.1016/j.phrs.2016.04.010.

5. Vera L, Garcia-Olloqui P, Petri E, et al. Notch3 Deficiency Attenuates Pulmonary Fibrosis and Impedes Lung-Function Decline. Am J Respir Cell Mol Biol. 2021; 64(4):465–476. DOI: 10.1165/rcmb.2020-0516OC.

6. Canalis E. Notch signaling in osteoblasts. Sci Signal. 2008; 1(17):pe17. DOI: 10.1126/stke.117pe17.

7. Barron L, Gharib SA, Duffield JS. Lung Pericytes and Resident Fibroblasts: Busy Multitaskers. Am J Pathol. 2016; 186(10):2519–2531. DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.07.004.

8. Horowitz JC, Thannickal VJ. Epithelialmesenchymal interactions in pulmonary fibrosis. Semin Respir Crit Care Med. 2006; 27(6):600–612. DOI: 10.1055/ s-2006-957332.

9. Gopalakrishnan N, Sivasithamparam ND, Devaraj H. Synergistic association of Notch and NFκB signaling and role of Notch signaling in modulating epithelial to mesenchymal transition in colorectal adenocarcinoma. Biochimie. 2014; 107 Pt B:310–318. DOI: 10.1016/j. biochi.2014.09.020.

10. Leong KG, Niessen K, Kulic I, et al. Jagged1- mediated Notch activation induces epithelial-tomesenchymal transition through Slug-induced repression of E-cadherin. J Exp Med. 2007; 204(12):2935–2948. DOI: 10.1084/jem.20071082.

11. Gajjala PR, Madala SK. Notch3: A New Culprit in Fibrotic Lung Disease. Am J Respir Cell Mol Biol. 2021; 64(4):403–404. DOI: 10.1165/rcmb.2021-0024ED.

12. Astarita JL, Acton SE, Turley SJ. Podoplanin: emerging functions in development, the immune system, and cancer. Front Immunol. 2012; 3:283. DOI: 10.3389/ fimmu.2012.00283.

13. Liu Y, Zhang W. The role of HOPX in normal tissues and tumor progression. Biosci Rep. 2020; 40(1):BSR20191953. DOI: 10.1042/BSR20191953.

14. Tanriverdi G, Kaya-Dagistanli F, Ayla S, et al. Resveratrol can prevent CCl4 -induced liver injury by inhibiting Notch signaling pathway. Histol Histopathol. 2016; 31(7):769–784. DOI: 10.14670/HH-11-720.