1WPROWADZENIE do CD98
CD98 jest wielofunkcyjnym białkiem glikoproteiny składającym się z łańcucha ciężkiego i kilku łańcuchów lekkich. CD98 był zaangażowany w różne funkcje biologiczne, takie jak fuzja komórek, różnicowanie, proliferacja, adhezja i migracja . Ten duży rozkład funkcji wynika ze zdolności funkcji łańcucha lekkiego CD98 do transportu aminokwasów i łańcucha ciężkiego do działania jako „molekularny czynnik ułatwiający” aktywację sygnalizacji β1 i β3 integryny, co supresja CD98 doprowadziła do upośledzenia sygnalizacji β1 i β3 integryny . Domena cytoplazmatyczna i domeny transbłonowe CD98hc są niezbędne do interakcji integryny, podczas gdy ektodomaina jest wymagana do transportu aminokwasów z łańcuchem lekkim . Nadekspresja CD98 zmienia rozkład powierzchniowy integryny β1 i wykazuje zwiększoną aktywność FAK i PI3K . Co ciekawe, nokaut CD98 wykazał, że CD98 nie był wymagany do ekspresji integryny, powinowactwa i adhezji; jednakże, zakłócenia powodowały defekty w rozprzestrzenianiu się komórek i migracji komórek, wykazując, że CD98 jest niezbędny do skutecznego sygnalizowania β1 integryny . Stwierdzono, że CD98 oddziałuje z CD147 w celu indukowania funkcji β1 integryny w celu promowania adhezji komórek indukowanej cyklosporyną B i aktywacji MAPK P44 / P42 po aktywacji PI3K . Chociaż CD98 badano w różnych procesach biologicznych, rola CD98 w chorobach wątroby nie była szeroko badana. Tutaj omówimy literaturę związaną z zaangażowaniem i potencjalnym zaangażowaniem CD98 w choroby wątroby.
2cd98 immunohistostaining
zakupiono układ tkanek wątroby (LV1201) i poproszono o usługę barwienia IHC od US Biomax inc (Rockville, MD, USA). Bejcowanie IHC przeprowadzono za pomocą automatycznego bejcowania IHC (Ventana) przy użyciu CD98ab (Santa Cruz, Ref# sc-9160). Próbki tkanek uzyskano zgodnie z definicją zawartą w deklaracji przedsiębiorstw o pobraniu próbek.
3cd98 rola w bezalkoholowej chorobie wątroby
stłuszczenie wątroby można podzielić na dwie grupy: Alkoholowa stłuszczenie wątroby (AFLD) i NAFLD, które są zdefiniowane przez stłuszczenie w wyniku nadmiernego spożycia alkoholu i tłustych produktów spożywczych . NAFLD jest zazwyczaj chorobą bezobjawową i często jest odwracalna przez zmiany stylu życia. NALFD zyskał uwagę ze względu na skutki długotrwałej patogenezy choroby, w której niekontrolowane zapalenie i uszkodzenie oksydacyjne mogą prowadzić do progresji do cięższych chorób wątroby, takich jak zwłóknienie, marskość wątroby i HCC .
we wszystkich rysunkach przedstawionych w tym przeglądzie próbki wątroby zostały zabarwione immunohistochemią, a CD98 wydaje się brązowy na zdjęciach. Próbki następnie przeciwstawiano hematoksyliną. Pacjenci ze zdrową wątrobą (rys. 1) wykazują podstawowe poziomy ekspresji CD98 w porównaniu z pacjentami z zwyrodnieniem tłuszczowym, które wykazują podwyższoną regulację CD98 (Fig . 2). Jedną z metod zaangażowania CD98 może być galectin-3. Wykazano, że galektyna-3 rozpoznaje powierzchniowe receptory glikoproteinowe, takie jak CD98, w celu indukowania aktywacji CD98 . Eksperymenty Knockout galectin-3 zaproponowano 3 mechanizmy w konsekwencji w rozwoju NAFLD: zwiększony receptor dla zaawansowanych produktów końcowych glikacji (RAGE), które promują szlaki zapalne, akumulacja zaawansowanych produktów końcowych glikacji (AGE) i zwiększona ekspresja receptora γ aktywowanego proliferatorem peroksysomów (PPAR γ)
podstawowy poziom ekspresji CD98 w prawidłowej tkance wątroby. Ekspresja CD98 oceniana przez wybarwienie immunohistochemiczne z próbek tkanek (brązowy). A) kobieta w wieku 18 lat, B) mężczyzna w wieku 40 lat, C) mężczyzna w wieku 47 lat.
podwyższenie poziomu CD98 w tkance wątroby z degeneracją tłuszczową (stłuszczenie). Ekspresja CD98 oceniana przez wybarwienie immunohistochemiczne z próbek tkanek (brązowy). A) mężczyzna w wieku 56 lat, B) mężczyzna w wieku 55 lat, C) Kobieta w wieku 69 lat.
ostatnio Nasze laboratorium opublikowało artykuł wykazujący, że CD98 może działać jako kluczowy czynnik / induktor w NAFLD . Nasze badania wykazały, że zmniejszenie ekspresji CD98 poprzez nanocząstki obciążone siRNA CD98 zmniejsza stan zapalny i stłuszczenie wątroby. Ponadto markery fibrotic były pozornie atenuowane. Łącznie cd98 może stanowić kluczowy cel terapeutyczny zapobiegania przejściu NAFLD do ciężkich chorób wątroby. Nasze badanie było pierwszym udokumentowanym wykazaniem, że CD98 jest zamieszany w NAFLD.
4cd98 rola w bezalkoholowym stłuszczonym zapaleniu wątroby
bezalkoholowe stłuszczone zapalenie wątroby (NASH) jest scharakteryzowany jako stan, w którym wątroba ma zapalenie płatów oprócz stłuszczenia i jest zgrupowane razem z przewlekłym aktywnym zapaleniem wątroby . NASH jest na ogół bezobjawowy i jest często diagnozowany u pacjentów z zespołem metabolicznym. Stwierdzono, że CD98 wykazuje nadmierną ekspresję w tkance wątroby u pacjentów cierpiących na przewlekłe aktywne zapalenie wątroby (Fig. 3). Nie zgłoszono jednak bezpośredniego udziału CD98. Jeden ewentualny związek dla CD98 progresja NAFLD na NASH może być związany z jego rola dla T komórki aktywacja. Obecny model 2 hit dla patogenezy NAFLD łączy stłuszczenie jako początkowe uderzenie, a następnie kolejne zapalenie i utlenianie uszkodzenia dla drugiego uderzenia, w którym komórki T odgrywają rolę . Aktywacja limfocytów T podczas otyłości wydaje się odgrywać kluczową rolę w upregulating zapalnych cytokin, adiponektyny i lipogennych poziomów mRNA enzymu w śledzionie i wątrobie . W tym badaniu, nokaut i obniżenie regulacji CD28 pozornie poprawiło stłuszczenie wątroby i zmniejszyło poziom mRNA CD98. Donoszono, że interferon γ (INF-γ) jest zwiększany w NASH . Wykazano, że Inf-γ indukuje ekspresję nabłonkowego CD98, co może wyjaśnić obserwowane poziomy ekspresji . Tak więc, cd98 upregulation w NAFLD może promować progresję do Nasha poprzez podobny mechanizm.
podwyższenie poziomu CD98 w tkance wątroby z przewlekłym czynnym zapaleniem wątroby. Ekspresja CD98 oceniana przez wybarwienie immunohistochemiczne z próbek tkanek (brązowy). A) kobieta w wieku 58 lat, B) mężczyzna w wieku 49 lat, C) mężczyzna w wieku 36 lat.
myszy knockout galectin-3 zapobiegały rozwojowi Nasha poprzez regulację CD36 biorącą udział w translokacji kwasów tłuszczowych i usuwaniu ale/AGE (advanced lipoxidation endproduct / advanced glycation endproduct) akumulacji przez wątrobę, która bierze udział w zapaleniu . Podobnie wykazano, że stosowanie inhibitora galectin-3, GR-MD-02, zapobiegało gromadzeniu się tłuszczu, zapaleniu i zwłóknieniu w mysich modelach Nasha z powodu zmniejszonej ekspresji CD36 I ALE / AGE . Aktywacja CD98 przez galectin – 3 może stworzyć pętlę sprzężenia zwrotnego dla aktywacji PI3K, która z kolei wytwarza IL4, która stymuluje galectin-3, co spowoduje aktywację makrofagów, która bierze udział w patologii choroby . Możliwe jest, że podwyższone poziomy ekspresji CD98 mogą stymulować galectin-3 do progresji Nasha.
5cd98 rola w zwłóknieniu wątroby i marskości
zwłóknienie wątroby jest stanem, w którym występuje nadmierne nagromadzenie białek macierzy pozakomórkowej, co może prowadzić do rozwoju włóknistej tkanki bliznowatej. Zwłóknienie w wątrobie może rozwijać się u pacjentów z albo NAFLD lub NASH chociaż w różnym stopniu . Poziomy ekspresji CD98 mogą służyć jako prozapalny mediator dla uporczywych uszkodzeń. Stwierdzono, że integryna avß1 wiąże TGFß w celu utajonej aktywacji tgfß w zwłóknieniu tkanek . Postęp zwłóknienia w wątrobie może być związany z aktywacją integryny avß1 poprzez CD98. Rola CD98 w aktywacji komórek T, w której aktywacja TGFß może również odgrywać rolę profibrotyczną . Nadmierna proliferacja komórek gwiaździstych wątroby była związana z fibrogenezą . Możliwe, że poziomy CD98 mogą odgrywać rolę w zwiększaniu proliferacji komórek gwiaździstych wątroby poprzez aktywację integryny. Jedynym bezpośrednim połączeniem jest nasz raport, który wykazał, że markery fibrotic na wątrobie były pozornie atenuowane przez obniżenie regulacji CD98.
marskość wątroby jest stanem, w którym występuje dysfunkcja wątroby z powodu nagromadzenia uszkodzenia wątroby, często mierzonego przez nadmierne blizny. Podobnie obserwowano podwyższenie poziomu CD98 w tkankach wątroby pacjentów z marskością wątroby (Fig. 4). Podobnie jak Nash i zwłóknienie wątroby, niewiele wiadomo o bezpośrednim udziale CD98 w marskości wątroby. Galectin – 3 można wykryć u pacjentów z marskością wątroby, potwierdzając, że galectin-3 może odgrywać rolę w patogenezie NAFLD do bardziej ekstremalnych chorób wątroby . Aktywacja CD98 poprzez galectin-3 może być możliwym połączeniem.
podwyższenie poziomu CD98 w tkance wątroby z marskością wątroby. Ekspresja CD98 oceniana przez wybarwienie immunohistochemiczne z próbek tkanek (brązowy). A) wiek kobiet 60 lat, B) wiek kobiet 26 lat, C) wiek mężczyzn 57 lat.
6cd98 rola w raku wątrobowokomórkowym
cd98 łańcuch ciężki został zbadany jako kluczowy gracz w nowotworach ze względu na jego rolę w aktywowaniu sygnalizacji integryny w celu promowania progresji nowotworu poprzez angiogenezę, inwazyjność i proliferację oprócz promowania złośliwej transformacji komórek . W płodnych komórkach śródbłonka stwierdzono nadekspresję CD98 i ukierunkowanie na CD98hc doprowadziło do zmniejszenia wzrostu guza wspomaganego EC i angiogenezy . Wyciszanie CD98hc zmniejszyło również złośliwe zachowanie i wzrost guza w nowotworach nerkowokomórkowych poprzez utratę sygnalizacji następczej spowodowaną utratą fosforylacji FAK . Stwierdzono, że sieciowanie CD98 zwiększa ekspresję powierzchniową i grupowanie integryny β1, jak również zwiększa sygnalizację podobną do integryny . CD98 był dodatkowo zaangażowany w tumorigenezę poprzez zwiększoną aktywność PI3K z fosforylacji FAK z sygnalizacji cd98-integryny . Kompleksy CD98hc-CD147 wykazują słabą ogólną przeżywalność u niedrobnokomórkowych pacjentów z rakiem płuca, a knock down w komórkach prowadzi do zmniejszenia aktywności Akt . Wyciszanie CD98hc zaburzyło tumorigenicity komórek HeLa poprzez defekty w sygnalizacji galektyny-3, β-kateniny i integryny .
łańcuchy świetlne CD98 są również zaangażowane w wzrost guza poprzez aktywację mTOR i dostarczanie niezbędnych aminokwasów do guza . Aktywna ekspresja LAT1 była związana z progresją raka przejściowokomórkowego w górnych drogach moczowych i złośliwym międzybłoniakiem opłucnej . Nadekspresję LAT1 obserwowano również w pierwotnych i przerzutowych miejscach nowotworów u ludzi, które korelowały z proliferacją i angiogenezą . Redukcja lat1 w komórkach nowotworowych wykazywała znaczne zahamowanie wzrostu . Biorąc pod uwagę mechanizmy zarówno łańcucha ciężkiego, jak i łańcucha lekkiego, CD98 odgrywa wiele roli w zachowaniu i rozwoju nowotworu.
nadekspresję CD98 można zaobserwować u pacjentów z I, II, III stadium raka wątrobowokomórkowego (ryc. 5). Ekspresja CD98 znacząco wzrasta wraz z nasileniem HCC. CD147 może redystrybuować CD98 w celu aktywacji sygnalizacji integryny i poprzez upregulację MMP2 / 9 w celu aktywacji GALECTIN-3 CD98 w HCC. Domena wewnątrzkomórkowa CD98 obcięcia CD98 wykazywały hamujący wpływ na aktywację integryny w celu zapobiegania złośliwemu rozwojowi HCC . Inny raport łączył Lat1 do wspomagania nowotworu związanego z genem – 1 z progresją nowotworu w komórkach nowotworowych wątroby szczura . Wykazano, że LAT1 promuje wzrost guza za pomocą CD98hc w guzach wątroby szczura . LAT1 był również markerem prognostycznym u pacjentów z HCC i ekspresją skorelowaną z wielkością i stadium guza . Pod względem przerzutów stwierdzono, że ekspresja CD98 i LAT1 ulegała zwiększeniu w miejscach przerzutów w wątrobie, w których ekspresja LAT1 korelowała z proliferacją i angiogenezą . Przerzuty wątroby przez raka jelita grubego promują ekspresję CD98, integryny β1 / β3 i Fak . Tak więc CD98 odgrywa rolę w tumorigenezie HCC i przerzutach wątroby.
podwyższenie poziomu CD98 w tkance wątroby z rakiem wątrobowokomórkowym. Ekspresja CD98 oceniana przez wybarwienie immunohistochemiczne z próbek tkanek (brązowy). A) wiek mężczyzny 65 lat, B) wiek kobiety 35 lat (Góra), wiek kobiety 55 lat (dół), C) wiek mężczyzny 58 lat (Góra), wiek mężczyzny 41 lat (dół).
7zawieszenie
z tego, co odnotowano, wynika wyraźna luka w badaniach dotyczących udziału CD98 w chorobach wątroby w NAFLD, NASH, zwłóknieniu i marskości wątroby. Nasze dane pokazały, że wzrost regulacji CD98 wystąpił w całej patogenezie NAFLD. Nasz raport był pierwszym, który bezpośrednio połączył CD98 z NAFLD. Ponadto stwierdzono, że CD98 odgrywa rolę w HCC poprzez sygnalizację integryny. W naszym przeglądzie zidentyfikowaliśmy potencjalne obszary, dla których CD98 może być zaangażowany w NASH, zwłóknienie i marskość wątroby, które są podsumowane na Fig. 6. Dalsze badania będą potrzebne do zrozumienia mechanizmu leżącego u podstaw wyjaśnienia roli CD98 w patogenezie NAFLD.
podsumowano obszary zaangażowania CD98 w choroby wątroby . Ekspresja CD98 oceniana przez immunohistochemię barwienia z próbek tkanek (z poprzednich rysunków) i upregulację jest wskazywana przez .
author contributions
; przygotowanie projektu, Heliang Song; proofing i edycja, Hamed Laroui; nadzór i pozyskiwanie finansowania.
względy etyczne i protokoły stosowane w pobieraniu tkanek
tablica tkanek (ludzkie próbki wątroby) została zakupiona od firmy Biomax, Inc. (Rockville, MD). Wszystkie tkanki są pobierane zgodnie z najwyższymi standardami etycznymi, a dawca jest informowany całkowicie i za jego zgodą. US Biomax Inc. przestrzega standardowej opieki medycznej i ochrony prywatności dawców. Wszystkie ludzkie tkanki zostały zebrane zgodnie z zatwierdzonymi przez HIPPA protokołami. Wszystkie próbki zostały przetestowane pod kątem HIV i zapalenia wątroby typu B i zatwierdzone do komercyjnego rozwoju produktu.
finansowanie
Prace te zostały wsparte przez Wydział Chemii i Centrum Diagnostyki i terapii Georgia State University, a także National Institutes of Health of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases poprzez grant K01-DK-097192 (do H. L.).
konflikty interesów
autorzy nie deklarują konfliktu interesów.
