podczas gdy zapalenie prowadzące do zwłóknienia wątroby zostało szczegółowo zbadane, procesy inne niż znane kanoniczne szlaki zapalne mogą przyczyniać się do fibrogenezy wątrobowej, takie jak zakrzepica wewnątrzzakrzepowa w patogenezie zastoinowej hepatopatii. Ponadto ostatnie badania ujawniły nowe drogi komunikacji międzykomórkowej wykraczające poza koncepcję chemokin i czynników wzrostu, takich jak pochodzące z komórek pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, które mogą dodatkowo wiązać obrażenia z zapaleniem alkoholowego zapalenia wątroby.
rola zatok wątrobowych w patogenezie zastoinowej hepatopatii
przewlekłe przekrwienie wątroby znane jako zastoinowa hepatopatia prowadzi do zwłóknienia wątroby i występuje głównie w przebiegu prawostronnej niewydolności serca . Innymi możliwymi przyczynami upośledzenia odpływu żylnego wątroby są Zespół Budd-Chiari lub długotrwałe przeżycie po udanej operacji Fontana . W tym ostatnim obniżony indeks serca wraz ze zwiększonym ciśnieniem prawego przedsionka (określanym jako centralne nadciśnienie żylne), które wynika z bezpośredniego przyłączenia prawego przedsionka do tętnicy płucnej, prowadzi do uszkodzenia wątroby i zwłóknienia . Należy zauważyć, że jedna trzecia tych pacjentów wykazuje powiększenie wątroby i nieprawidłowe wyniki testów czynnościowych wątroby . Po 11,5 roku, ponad jedna czwarta obecnych z marskością wątroby . Jednak większość pacjentów z przewlekłym przekrwieniem wątroby pozostaje bezobjawowa i rozwija się upośledzenie czynności wątroby pod koniec przebiegu choroby . Wyniki badań laboratoryjnych to głównie podwyższone parametry cholestazy . Chociaż zastoinowa hepatopatia jest rozpoznawana od lat i stale rośnie z powodu wysokiej częstości przewlekłej niewydolności serca i poprawy przeżycia pacjentów ze złożonymi wrodzonymi wadami serca po operacji, niewiele wiadomo o jej patogenezie. Hipotezy powstały na podstawie retrospektywnych próbek ludzkiej wątroby ex-vivo, które wykazały zmienny rozkład zwłóknienia miąższu korelującego z włóknistym obliteracją żył wątrobowych i wrotnych . Ogólnie przyjęta koncepcja wymierania miąższu uznawała zwłóknienie zastoinowe za odpowiedź na niedotlenienie, ciśnienie i martwicę komórek wątrobowych . Koncepcja ta została poszerzona o wewnątrzwątrobową zakrzepicę żylną w ostatnich latach. Uważa się, że stopień zakrzepicy powoduje stopień martwicy i następującej fibrogenezy . Szczególnie interesujące wydaje się, że zwłóknienie w zastoinowej hepatopatii nie wynika z zapalenia, ponieważ nie stwierdzono nacieków zapalnych w próbkach wątroby od pacjentów poddanych procedurze Fontana . Do tej pory koncepcje te nie były testowane eksperymentalnie ze względu na brak odpowiedniego modelu zwierzęcego. Niemniej jednak dowody na rolę zakrzepicy w fibrogenezie wątroby wzrastają w ostatnich latach. Chociaż wykazano , że posiadanie mutacji czynnika V Leiden jest czynnikiem ryzyka szybkiego postępu włóknienia HCV, heparyna i warfaryna o małej masie cząsteczkowej zapobiegały fibrogenezie wątrobowej wywołanej przez tetrachlorek węgla u szczurów . Ponadto eksperymentalnie potwierdzono wpływ polimorfizmu czynnika V Leidena na postęp zwłóknienia.
Simonetto et al. teraz opracowali mysi model, w którym chirurgicznie wygenerowali niedrożność odpływu żylnego wątroby poprzez częściowe podwiązanie nadwątrobowej żyły głównej dolnej jamy brzusznej (pIVCL) w celu zmniejszenia jej średnicy o 70 % . Zmiany histologiczne z martwicą centrylobularną, wynaczynieniem naczyń i poszerzeniem sinusoidalnym, a także immunostaining dla α-SMA i kolagenu (z dystrybucją centrylobularną i perisinusoidalną) były zgodne z tymi w przypadku zatorów wątroby u ludzi. Ponadto nie stwierdzono żadnych objawów zapalenia związanych z zastoinową fibrogenezą, podczas gdy w modelach marskości mysich z podwiązaniem dróg żółciowych obserwowano istotne zapalenie pod względem histologii i ekspresji prozapalnych cytokin. Z tego modelu, Simonetto et al. może wykazać, że zarówno fibryna, jak i mechaniczny szczep naczyniowy stymulowały montaż fibronektyny przez HSC i potwierdziły rolę trombiny w aktywacji HSC. Warto zauważyć, 6-tygodniowy kurs warfaryny doustnej nie tylko zmniejszył masę śledziony i wątroby, ale także zmniejszył wewnątrzwątrobową fibrynę, α-SMA (jako marker aktywacji HSC) i wreszcie zwłóknienie, dodatkowo wspierając rolę zakrzepicy wewnątrzwątrobowej w fibrogenezie . Wyniki te poszerzają pojęcie sinusoidów wątrobowych we wczesnych stadiach zwłóknienia wątroby. Ponadto opracowanie tego mysich modeli zastoinowej hepatopatii umożliwia eksperymentalne badania koncentrujące się przede wszystkim na roli zakrzepicy wewnątrzzakrzepowej i rozszerzania, a także antykoagulacji tradycyjnymi i nowszymi doustnymi lekami przeciwzakrzepowymi jako potencjalnej opcji terapeutycznej w fibrogenezie wątroby.
sygnalizacja Exosomów jako nowa forma przesłuchu sec/HSC
Exosomy i ich rola w fizjologicznym wydzielaniu białek, taka jak eliminacja receptorów transferrynowych przez retikulocyty, zostały zidentyfikowane ponad dwie dekady temu . Jednak w ostatnich latach exosomy są coraz częściej rozpoznawane jako nowy sposób komunikacji międzykomórkowej poprzez promowanie wymiany białek i lipidów między komórkami produkującymi egzosomy a komórkami docelowymi . Exosomy są pęcherzykami zamkniętymi w błonie zewnątrzkomórkowej, wytwarzanymi w ciałach wieloskładnikowych (MVB) i uwalnianymi do przestrzeni zewnątrzkomórkowej lub do płynów biologicznych przez fuzję MVB z błoną plazmatyczną . Charakteryzują się one następującymi kryteriami: średnicą 40-100 nm, gęstością 1,13–1,19 g/mL, morfologią filiżanki lub deflowanej piłki nożnej oraz osadem o wymiarach 100 000 ×g . Zawierają one wspólne białka markerowe, takie jak tetraspaniny (np. CD 9, CD 10 lub CD 26), białka związane z endosomem (Alix, TSG101), cytoplazmatyczne białka szoku cieplnego i—najważniejsze dla interakcji komórka–białka specyficzne dla typu komórkowego i kwasy nukleinowe . W ponad 286 badaniach egzosomalnych zidentyfikowano ponad 40 000 białek, 7500 RNA i 1100 cząsteczek lipidów . Wydaje się, że sygnalizacja egzosomowa jest promowana przez interakcję za pośrednictwem nieznanych receptorów na komórkach docelowych, indukujących sygnalizację niższą lub poprzez bezpośrednie połączenie błony egzosomalnej z błoną komórki docelowej dostarczającą jej zawartość do komórki . Różne komórki w różnych narządach i tkankach zostały zidentyfikowane jako komórki produkujące egzosomy lub komórki docelowe . W wątrobie są to nabłonki wątroby (hepatocyty, cholangiocyty), komórki T naturalnego zabójcy, HSC i SEC . Interesujące, komórki wątroby okazały się być celem nawet dla exosomów pochodzących z innych narządów, takich jak jelito . Obecna wiedza na temat roli exosomów w chorobach wątroby została omówiona wcześniej przez Masyuk et al. , who oceniła udział exosomów w HCC, HCV i zapaleniu wątroby oraz ich potencjalną rolę jako wczesnych markerów diagnostycznych i prognostycznych z moczu lub krwi. W niniejszym dokumencie podkreślamy rolę sygnalizacji exosomowej w przesłuchie HSC-SEC. Wiadomo, że ligandy jeża aktywują szlaki w komórkach śródbłonka poprzez egzosomy podczas embriogenezy . W ostatnich badaniach Witek i wsp. wykazano, że te ligandy Jeżowe odgrywają ważną rolę w przesłuchie HSC-SEC i angiogenezie poprzez mikrocząstki wzbogacone egzosomem. HSC i cholangiocyty traktowane PDGF uwalniają exosomy z ligandami jeża, które indukują zależne od jeża zmiany w SEC z regulacją kilku genów prowadzącą do fenotypu angiogennego. Należy zauważyć, że podwiązanie dróg żółciowych u myszy również zwiększyło uwalnianie takich exosomów, co potwierdza dalsze dowody na kluczową rolę pęcherzyków zewnątrzkomórkowych w fibrogenezie wątroby . Podczas gdy HSC komunikuje się z SEC za pośrednictwem exosomów, to samo wydaje się być prawdą na odwrót. Wang et al. opublikowano badanie pokazujące, że exosomy pochodzące z SEC zawierające SK1 regulują sygnalizację HSC i migrację poprzez adhezję exosomu zależną od fibronektyny i integryny oraz internalizację exosomu zależną od dynaminy-2. Bardziej szczegółowo wykazano, że SK1 jest egzosomem pochodzącym z SEC aktywowanym przez FGF-2, o którym wiadomo, że jest ważne w uwalnianiu exosomów w zwłóknieniu wątroby. Exosomy nadekspresujące SK1 zawierały więcej S1P, czynnika chemotaktycznego HSC i doprowadziły do migracji HSC poprzez aktywację AKT w komórce docelowej. Wykazano, że adhezja i endocytoza przebiegają odpowiednio poprzez interakcję fibronektyny (na egzosomach) –integryny (na HSC) i dynaminy-2 . Tym samym, Wang et al. nie tylko podkreślono potencjalną rolę exosomów w przesłuchie HSC-SEC i fibrogenezie wątroby, ale także dodano ważną wiedzę na temat tego, jak te pęcherzyki mogą oddziaływać z komórkami docelowymi. Podsumowując, exosomy, które były badane od lat, są uważane za nowy sposób przesłuchań sec-HSC w patofizjologii zwłóknienia wątroby i dlatego stanowią potencjalne cele dla przyszłych terapii (Fig. 2).
Extracellular vesicle signaling. Different ways of EV signaling have been identified. Exosomes originate from multivesicular bodies and are released at the plasma membrane. Mikropęcherzyki są większe i wydzielają się bezpośrednio z błony komórkowej
z powodu urazu do stanu zapalnego w alkoholowym zapaleniu wątroby
alkoholowe zapalenie wątroby (AH) jako ciężka postać alkoholowej choroby wątroby (ALD) o wysokiej śmiertelności z powodu niewydolności wątroby lub nerek, zakażenia bakteryjnego lub nadciśnienia wrotnego może wystąpić na każdym etapie ALD . Chociaż ALD i AH znacząco przyczyniają się do zachorowalności i śmiertelności związanej z wątrobą, patomechanizmy nadal pozostają nieuchwytne . Niemniej jednak istnieje kilka koncepcji uszkodzenia wątroby wywołanego etanolem: podczas gdy etanol ma bezpośredni wpływ na hepatocyty, powodując apoptozę poprzez wytwarzanie aldehydu octowego (poprzez ADH) i kumulację ROS (poprzez zwiększony metabolizm przez CYP2E1), może również działać poprzez mechanizmy pośrednie. Nadmierne spożycie alkoholu zaburza barierę nabłonka jelitowego i prowadzi do zmiany flory jelitowej. Zwiększona przepuszczalność jelit i dysbioza powodują wyższe poziomy wiązania LPS z receptorami TLR – 4 na komórkach wątroby (takich jak HSC, SEC i hepatocyty), które następnie indukują uszkodzenie wątroby i zapalenie, jak opisano powyżej . Chociaż infiltracja neutrofilów jest dominującą cechą histologiczną w AH i wynika z degeneracji hepatocytów, istnieje coraz więcej dowodów na rolę makrofagów rezydujących w wątrobie zwanych komórkami Kupffera, które są aktywowane w AH zarówno przez uszkodzenie hepatocytów, jak i szlak sygnałowy LPS . Warto zauważyć, że reakcja zapalna komórek Kupffera jest podobna do stopnia uszkodzenia i zwłóknienia . W niniejszym dokumencie dokonujemy przeglądu dwóch nowych patomechanizmów związanych z komunikacją międzykomórkową prowadzącą do AH: mikroszczepy i wysoka śmiertelność-Grupa box 1 (HMGB1). Podczas gdy exosomy pochodzą z MVB i są uwalniane do błony plazmatycznej przez fuzję membran exosomu i MVB, mikrowłókna (MV) wydzielają się bezpośrednio z błony plazmatycznej . Mają rozmiar 0,1-1 µm, zawierają związki komórkowe, takie jak lipidy, białka, RNA i mikroRNA, i działają jako wektor między komórkami produkującymi MV a ich komórkami docelowymi . MV są coraz częściej uznawane za środek komunikacji międzykomórkowej. Ponadto liczne badania ujawniły ich rolę w chorobach wątroby ze zwiększonym poziomem SN, tworzeniem SN i zmniejszonym klirensem SN . Podczas gdy MV wydają się przyczyniać do komunikacji między komórkami nowotworowymi i między komórkami nowotworowymi a ich środowiskiem, wydają się mieć podwójną funkcję w zwłóknieniu: z jednej strony promują fibrynolizę poprzez zwiększenie ekspresji MMP, z drugiej strony promują zwłóknienie przez zwiększoną angiogenezę . W bardzo niedawnym badaniu MV zostały zidentyfikowane jako ważny patomechanizm we wczesnych uszkodzeniach wywołanych etanolem i jako nowa forma przesłuchu między hepatocytami a makrofagami rezydującymi w wątrobie. Verma i in. może wykazać, że etanol powoduje uwalnianie MV z hepatocytów poprzez aktywację proapoptotycznej kaspazy białkowej 3. Ponadto wykazano, że te MV stymulują aktywację makrofagów przez ligand CD40—członek rodziny TNF—i indukują cytokiny zapalne prowadzące do zapalenia wątroby .
Aktywacja sygnalizacji TLR-4 prowadzącej do sterylnego stanu zapalnego jest promowana przez endogenne produkty komórkowe, takie jak tzw. danger-associated molecular patterns (DAMPs) . HGMB1 jest białkiem uwalnianym z jądra uszkodzonych komórek, działającym jako aktywator TLR-4 (jako LPS lub DAMPs) z rolą w niedokrwiennym uszkodzeniu wątroby i wirusowym zapaleniu wątroby . W ostatnich badaniach, Seo et al. udało się wykazać, że HMGB1 translokuje się z jądra uszkodzonych etanolem hepatocytów, co powoduje wyższe poziomy wewnątrzkomórkowe i ostatecznie prowadzi do zwiększonej migracji HSC i SEC . W ten sposób bezpośrednio łączą pierwsze uderzenie spowodowanego etanolem uszkodzenia wątroby z dwoma kluczowymi graczami we wczesnych etapach fibrogenezy wątroby. Należy zauważyć, że rekrutacja zarówno HSC, jak i SEC może zostać zablokowana odpowiednio przez przeciwciało hmgb1 i siRNA, promując nowe pomysły na przyszłe terapie.