1Introduzione a CD98
CD98 è una proteina glicoproteina multifunzionale costituita da una catena pesante e diverse catene leggere. CD98 è stato implicato in una varietà di funzioni biologiche come fusione cellulare, differenziazione, proliferazione, adesione e migrazione . Questa grande distribuzione della funzione è dovuta alla capacità della funzione a catena leggera CD98 per il trasporto di aminoacidi e la catena pesante di agire come un “facilitatore molecolare” per l’attivazione della segnalazione di integrina β1 e β3 che la soppressione di CD98 ha portato alla segnalazione di integrina β1 e β3 compromessa . Il dominio citoplasmatico e i domini transmembrana di CD98hc sono necessari per l’interazione con l’integrina mentre l’ectodominio è necessario per il trasporto di aminoacidi con la catena leggera . La sovraespressione di CD98 altera la distribuzione superficiale dell’integrina β1 e dimostra una maggiore attività di FAK e PI3K . È interessante notare che il knockout di CD98 ha dimostrato che CD98 non era richiesto per l’espressione, l’affinità e l’adesione dell’integrina; tuttavia, la rottura ha causato difetti nella diffusione cellulare e nella migrazione cellulare dimostrando che CD98 è necessario per la segnalazione efficiente dell’integrina β1 . CD98 è stato trovato per interagire con CD147 per indurre la funzione dell’integrina β1 per promuovere l’adesione delle cellule indotta dalla ciclosporina B e l’attivazione di p44 / p42 MAPK dopo l’attivazione di PI3K . Sebbene il CD98 sia stato studiato in una varietà di processi biologici, il ruolo del CD98 nella malattia del fegato non è stato ampiamente studiato. Qui discuteremo la letteratura associata al coinvolgimento e al potenziale coinvolgimento di CD98 nella malattia del fegato.
2CD98 immunohistostaining
È stato acquistato un array di tessuti epatici (LV1201) e il servizio di colorazione IHC è stato richiesto alla US Biomax inc (Rockville, MD, USA). La colorazione IHC è stata eseguita con uno stainer IHC automatico (Ventana) utilizzando CD98ab (Santa Cruz, Ref# sc-9160). I campioni di tessuto sono stati ottenuti come definito dalla dichiarazione della società di raccolta dei campioni.
3CD98 ruolo nella malattia epatica non alcolica
La malattia del fegato grasso può essere classificata in due gruppi: Malattia alcolica del fegato grasso (AFLD) e NAFLD che sono definiti dalla steatosi a causa del consumo eccessivo di alcol e cibi grassi . NAFLD è tipicamente una malattia asintomatica ed è spesso reversibile da cambiamenti di stile di vita. NALFD ha guadagnato l’attenzione dovuto gli effetti della patogenesi a lungo termine della malattia in cui l’infiammazione incontrollata ed il danno ossidativo possono condurre alla progressione alle malattie più severe del fegato quali la fibrosi, la cirrosi ed HCC .
In tutte le figure presentate in questa recensione, i campioni di fegato sono stati macchiati da immunoistochimica e CD98 appare marrone sulle immagini. I campioni sono stati quindi contrastati con ematossilina. Pazienti con fegati sani (Fig. 1) mostra livelli basali di espressione CD98 rispetto ai pazienti con degenerazione grassa che mostrano upregulation di CD98 (Fig. 2). Un metodo di coinvolgimento del CD98 può derivare dalla galectina-3. Galectin-3 è stato indicato per riconoscere i ricevitori della glicoproteina di superficie quale CD98 per indurre l’attivazione CD98 . Esperimenti di Knockout di galectin-3 hanno proposto 3 meccanismi come conseguenza lo sviluppo di NAFLD: aumento del recettore per i prodotti finali di glicazione avanzata (RAGE) che favoriscono processi infiammatori, l’accumulo di prodotti finali di glicazione avanzata (AGE), e aumentata espressione di peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPAR γ)
Livello di espressione basale di CD98 nel tessuto epatico normale. Espressione CD98 valutata mediante colorazione immunoistochimica da campioni di tessuto (marrone). (A) Età femminile 18, (B) Età maschile 40, (C) Età maschile 47.
upregulation CD98 nel tessuto epatico con degenerazione grassa (steatosi). Espressione CD98 valutata mediante colorazione immunoistochimica da campioni di tessuto (marrone). (A) Età maschile 56, (B) Età maschile 55, (C) Età femminile 69.
Recentemente il nostro laboratorio ha pubblicato un documento che dimostra che CD98 può funzionare come un attore / induttore chiave in NAFLD . Il nostro studio ha dimostrato che la downregolazione dell’espressione CD98 tramite nanoparticelle caricate da siRNA CD98 ha ridotto l’infiammazione e la steatosi nel fegato. Inoltre, i marcatori fibrotici erano apparentemente attenuati. Presi insieme CD98 potrebbe rappresentare un obiettivo terapeutico chiave per prevenire la transizione della NAFLD alle gravi malattie del fegato. Il nostro studio è stato il primo documentato a dimostrare che CD98 è implicato nella NAFLD.
4CD98 ruolo nella steatoepatite non alcolica
La steatoepatite non alcolica(NASH) è caratterizzata come una condizione in cui il fegato ha un’infiammazione lobulare oltre alla steatosi ed è raggruppata insieme all’epatite cronica attiva . NASH è generalmente asintomatica ed è spesso diagnosticata in pazienti con sindrome metabolica. CD98 è risultato sovraespresso nel tessuto epatico di pazienti affetti da epatite cronica attiva (Fig. 3). Tuttavia, il coinvolgimento diretto di CD98 non è stato riportato. Un possibile collegamento per CD98 alla progressione di NAFLD a NASH potrebbe essere correlato con il suo ruolo per l’attivazione delle cellule T. L’attuale modello 2 hit per la patogenesi NAFLD collega la steatosi come il colpo iniziale, quindi il successivo danno da infiammazione e ossidazione per il secondo colpo in cui le cellule T svolgono un ruolo . L’attivazione delle cellule T durante l’obesità sembra svolgere un ruolo critico nell’upregolazione delle citochine infiammatorie, dell’adiponectina e dei livelli di mRNA degli enzimi lipogenici nella milza e nel fegato . In questo studio, knockout e downregulation di CD28 apparentemente migliorato steatosi epatica e diminuzione dei livelli di mRNA di CD98. È stato riportato che l ‘ interferone γ (Inf-γ) è sovraregolato in NASH . Inf-γ ha dimostrato di indurre l’espressione di CD98 epiteliale che potrebbe spiegare i livelli di espressione osservati . Pertanto, l’upregulation CD98 in NAFLD potrebbe promuovere la progressione a NASH tramite un meccanismo simile.
Upregulation CD98 nel tessuto epatico con epatite cronica attiva. Espressione CD98 valutata mediante colorazione immunoistochimica da campioni di tessuto (marrone). (A) Età femminile 58, (B) Età maschile 49, (C) Età maschile 36.
Galectin-3 topi knockout impedito lo sviluppo di NASH il regolamento di CD36 coinvolti in acidi grassi e la traslocazione di rimozione di ALE/AGE (advanced lipoxidation prodotto finale/advanced glycation prodotto finale) accumulo dal fegato che è coinvolto nell’infiammazione . Allo stesso modo, è stato dimostrato che l’utilizzo di un inibitore della galectina-3, GR-MD-02, preveniva l’accumulo di grasso, l’infiammazione e la fibrosi nei modelli murini di NASH a causa della diminuzione dell’espressione CD36 e ALE/AGE . L’attivazione di CD98 da galectin-3 può creare un ciclo di feedback per l’attivazione PI3K che a sua volta produce IL4 che stimola galectin-3 che darà origine all’attivazione dei macrofagi che è coinvolta nella patologia della malattia . È possibile che i livelli di espressione CD98 aumentati possano stimolare la galectina-3 per la progressione di NASH.
5CD98 ruolo nella fibrosi epatica e nella cirrosi
La fibrosi epatica è una condizione in cui vi è un eccessivo accumulo delle proteine della matrice extracellulare che può portare allo sviluppo di tessuto cicatriziale fibroso. La fibrosi nel fegato può progredire nei pazienti con NAFLD o NASH anche se in misura diversa . I livelli di espressione CD98 potrebbero servire da mediatore proinfiammatorio per il danno persistente. È stato riportato che Integrin avß1 lega TGFß per l’attivazione latente di TGFß nella fibrosi tissutale . La progressione fibrotica nel fegato potrebbe essere collegata all’attivazione dell’integrina avß1 tramite CD98. Il ruolo di CD98 nell’attivazione delle cellule T in cui l’attivazione di TGFß potrebbe anche svolgere un ruolo profibrotico . La proliferazione eccessiva delle cellule stellate epatiche è stata collegata alla fibrogenesi . È possibile che i livelli di CD98 possano svolgere un ruolo nell’aumentare la proliferazione delle cellule stellate epatiche tramite l’attivazione dell’integrina. L’unico collegamento diretto è il nostro rapporto che ha mostrato che i marcatori fibrotici sul fegato erano apparentemente attenuati dalla downregolazione del CD98.
La cirrosi epatica è una condizione in cui vi è disfunzione epatica dovuta all’accumulo di danni al fegato spesso misurati da cicatrici in eccesso. Allo stesso modo, la sovraregolazione CD98 è stata osservata nei tessuti epatici dei pazienti con cirrosi (Fig. 4). Come NASH e fibrosi epatica, poco si sa circa il coinvolgimento diretto di CD98 nella cirrosi. Galectin-3 può essere rilevato in pazienti con cirrosi sostenendo che galectin-3 potrebbe svolgere un ruolo nella patogenesi della NAFLD a malattie epatiche più estreme . L’attivazione CD98 attraverso galectin-3 può essere un possibile collegamento.
upregulation CD98 nel tessuto epatico con cirrosi. Espressione CD98 valutata mediante colorazione immunoistochimica da campioni di tessuto (marrone). (A) Età femminile 60, (B) Età femminile 26, (C) Età maschile 57.
6CD98 ruolo nel carcinoma epatocellulare
CD98 catena pesante è stato studiato per essere un giocatore chiave nella tumorigenesi a causa del suo ruolo nell’attivazione di segnalazione di integrina per promuovere la progressione del tumore tramite l’angiogenesi, l’invasività e la proliferazione oltre a promuovere la trasformazione maligna delle cellule . Nelle cellule endoteliali prolifiche, CD98 è stato trovato per essere sovraespresso e targeting CD98hc ha portato alla diminuzione EC-assistita crescita tumorale e angiogenesi . Il silenzio di CD98hc inoltre ha diminuito il comportamento maligno e la crescita del tumore nei cancri delle cellule renali via perdita di segnalazione a valle perdita dovuta di fosforilazione di FAK . La reticolazione di CD98 è stata riferita per aumentare l’espressione di superficie ed il clustering dell’integrina β1 come pure per aumentare la segnalazione del tipo di integrina . CD98 è stato ulteriormente implicato nella tumorigenesi attraverso l’aumento dell’attività PI3K dalla fosforilazione FAK a valle dalla segnalazione di CD98-integrina . I complessi CD98hc-CD147 presentano una scarsa sopravvivenza complessiva nei pazienti con cancro polmonare non piccolo e abbattono nelle cellule portando a una diminuzione dell’attività Akt . CD98hc silenziamento tumorigenicità alterata delle cellule HeLa attraverso difetti di galectina-3, β-catenina, e integrina segnalazione .
Le catene leggere CD98 sono state anche implicate nella crescita del tumore tramite l’attivazione di mTOR e fornendo aminoacidi essenziali al tumore . L ‘ espressione attiva di LAT1 è stata associata alla progressione del carcinoma a cellule transitorie nel tratto urinario superiore e al mesotelioma pleurico maligno . La sovraespressione di LAT1 è stata osservata anche in siti primari e metastatici di neoplasie umane correlate alla proliferazione e all’angiogenesi . La downregolazione LAT1 nelle cellule tumorali ha mostrato una significativa inibizione della crescita . Considerando i meccanismi sia della catena pesante che della catena leggera, CD98 svolge molti ruoli nel comportamento e nello sviluppo del tumore.
La sovraespressione di CD98 può essere osservata in pazienti con carcinoma epatocellulare di stadio I, II, III (Fig. 5). L’espressione di CD98 aumenta significativamente con la gravità di HCC. CD147 può ridistribuire CD98 per attivare la segnalazione di integrina e attraverso l’upregulation di MMP2 / 9 per l’attivazione di galectin-3 di CD98 in HCC . Il dominio intracellulare di CD98 troncazioni di CD98 hanno mostrato un effetto inibitorio sull’attivazione dell’integrina per prevenire lo sviluppo maligno in HCC . Un altro rapporto ha collegato il Lat1 ad aiutare il gene-1 associato al tumore con la progressione del tumore nelle cellule tumorali del fegato di ratto . LAT1 ha dimostrato di promuovere la crescita del tumore con CD98hc nei tumori del fegato di ratto . LAT1 è stato anche segnalato come un marker prognostico per i pazienti con HCC e l’espressione correlata con la dimensione e lo stadio del tumore . In termini di metastasi, l’espressione di CD98 e LAT1 è stata trovata per essere sovraregolata nei siti metastatici sul fegato in cui l’espressione LAT1 è correlata alla proliferazione e all’angiogenesi . La metastasi del fegato da cancro del colon-retto promuove l’espressione di CD98, integrina β1/β3 e Fak . Pertanto, CD98 svolge un ruolo nella tumorigenesi di HCC e metastasi del fegato.
upregulation CD98 nel tessuto epatico con carcinoma epatocellulare. Espressione CD98 valutata mediante colorazione immunoistochimica da campioni di tessuto (marrone). (A) Età maschile 65, (B) Età femminile 35 (in alto), Età femminile 55 (in basso), (C) Età maschile 58 (in alto), età maschile 41 (in basso).
7conclusione
Da quanto riportato vi è una chiara lacuna negli studi riguardanti il coinvolgimento di CD98 nella malattia epatica in NAFLD, NASH, fibrosi e cirrosi. I nostri dati hanno presentato che l’upregulation di CD98 si è verificato durante la patogenesi di NAFLD. Il nostro rapporto è stato il primo a collegare direttamente CD98 a NAFLD. Inoltre, CD98 è stato segnalato per svolgere un ruolo in HCC tramite segnalazione integrina. Nella nostra recensione, abbiamo identificato potenziali aree per le quali CD98 potrebbe essere coinvolto con NASH, fibrosi e cirrosi che sono riassunti in Fig. 6. Saranno necessari ulteriori studi per comprendere il meccanismo sottostante per spiegare il ruolo del CD98 nella patogenesi della NAFLD.
Aree riassunte Coinvolgimento CD98 nella malattia del fegato. L’espressione CD98 valutata mediante colorazione immunoistochimica da campioni di tessuto (da figure precedenti) e sovraregolazione è indicata da .
Contributi dell’autore
Brandon S. B. Canup.; progetto di preparazione, Heliang Song; prove e montaggio, Hamed Laroui; supervisione e finanziamento di acquisizione.
Considerazioni etiche e protocolli utilizzati nella raccolta dei tessuti
L’array tissutale (campioni umani di fegato) è stato acquistato da US Biomax, Inc. (Rockville, MD). Tutti i tessuti sono raccolti secondo i più alti standard etici con il donatore che viene informato completamente e con il loro consenso. Gli Stati Uniti Biomax Inc. segue le cure mediche standard e la protezione della privacy dei donatori. Tutti i tessuti umani sono stati raccolti nell’ambito dei protocolli approvati HIPPA. Tutti i campioni sono stati testati negativi per l’HIV e l’epatite B e approvati per lo sviluppo di prodotti commerciali.
Finanziamento
Questo lavoro è stato sostenuto dal Dipartimento di Chimica e dal Centro per la diagnostica e la Terapia della Georgia State University, nonché dal National Institutes of Health of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases attraverso la sovvenzione K01-DK-097192 (to HL).
Conflitti di interesse
Gli autori non dichiarano alcun conflitto di interessi.
