マスト細胞トリプターゼは炎症性腸疾患誘発性腸管線維化を促進する

Mast Cell Tryptase Promotes Inflammatory Bowel Disease-Induced Intestinal Fibrosis.

• Bin Liu
• Mu-Qing Yang
• Tian-Yu Yu
• Yang-Yang Yin
• Ying Liu
• Xiao-Dong Wang
• Zhi-Gang He
• Lu Yin
• Chun-Qiu Chen
• Ji-Yu Li

抄録

背景:

腸管線維化は、特定の治療薬がない慢性腸管炎症の最終的な病理学的転帰であり、イレウスおよび外科的介入をもたらす。腸管線維化は、細胞外マトリックス（ECM）の過剰な沈着によって特徴づけられる。センチネル免疫細胞集団のメンバーであるマスト細胞（MC）の役割は、腸管線維化における不明である。

BACKGROUND: Intestinal fibrosis is the final pathological outcome of chronic intestinal inflammation without specific therapeutic drugs, which leads to ileus and surgical intervention. Intestinal fibrosis is characterized by excessive deposition of extracellular matrix (ECM). The role of mast cells (MCs), which are members of the sentinel immune cell population, is unknown in intestinal fibrosis.

方法:

本研究では、ヒトの線維化性腸管と対照患者の腸管におけるMCs、トリプターゼ蛋白質、ECM成分の変化を解析した。野生型マウス、MC再構成マウス、MC欠損マウスを用いてデキストラン硫酸ナトリウム誘発性腸管線維化モデルを構築し、腸管線維化におけるMCsとトリプターゼの役割を明らかにした。ヒトMC（HMC-1およびLAD-2）、市販のトリプターゼ蛋白質、ヒト大腸線維芽細胞（CCD-18Co線維芽細胞）、トリプターゼ阻害剤APC366、プロテアーゼ活性化受容体-2（PAR-2）アンタゴニストENMD-1068を用いて、MCとトリプターゼの線維芽細胞における役割とメカニズムを評価した。

METHODS: In this study, we analyzed changes in MCs, tryptase proteins, and ECM components in human fibrotic and control patient intestines. We constructed dextran sodium sulfate-induced intestinal fibrosis models using wild-type mice, MC-reconstituted mice, and MC-deficient mice to explore the role of MCs and tryptase in intestinal fibrosis. The roles and mechanisms of MCs and tryptase on fibroblasts were evaluated using human MCs (HMC-1 and LAD-2), commercial tryptase proteins, human colon fibroblasts (CCD-18Co fibroblasts), the tryptase inhibitor APC366, and the protease-activated receptor-2 (PAR-2) antagonist ENMD-1068.

結果:

大腸がヒト結腸であるかマウス結腸であるかにかかわらず、線維化した腸管組織は、対照群に比べてMC浸潤が増加し、ECMタンパク質または遺伝子の発現が高かった。また、MC欠損マウスのデキストラン硫酸ナトリウム誘発性腸管線維化は、野生型マウスに比べて緩和された。MC 欠損マウスの MC 再構築後、緩和効果は消失した。MC顆粒に蓄積された内容物であるトリプターゼが脱顆粒の形で線維化腸管組織に放出され、トリプターゼの発現が増加した。対照群と比較して、トリプターゼ阻害群（APC366群）では、腸管線維化が抑制されていた。CCD-18Co線維芽細胞は、MCとの共培養やトリプターゼ蛋白質で処理すると、活性化されて筋線維芽細胞に分化し、より多くのECM蛋白質（コラーゲンやフィブロネクチンなど）を分泌するようになった。トリプターゼによる線維芽細胞の活性化の基礎となるメカニズムは、PAR-2/Akt/mTOR経路の活性化であった。

RESULTS: Regardless of whether the colon was a human colon or a mouse colon, the fibrotic intestinal tissue had increased MC infiltration and a higher expression of ECM proteins or genes than that of the control group. The dextran sodium sulfate-induced intestinal fibrosis in MC-deficient mice was alleviated compared with that in wild-type mice. After MC reconstruction in MC-deficient mice, the alleviating effect disappeared. Tryptase, as a content stored in MC granules, was released into fibrotic intestinal tissues in the form of degranulation, resulting in an increased expression of tryptase. Compared with the control group, the tryptase inhibition group (the APC366 group) had reduced intestinal fibrosis. The CCD-18Co fibroblasts, when cocultured with MCs or treated with tryptase proteins, were activated to differentiate into myofibroblasts and secrete more ECM proteins (such as collagen and fibronectin). The underlying mechanism of fibroblast activation by tryptase was the activation of the PAR-2/Akt/mTOR pathway.

結論:

MC トリプターゼが炎症性腸疾患誘発性腸管線維化を促進することを明らかにした。その根底にあるメカニズムは、トリプターゼが線維芽細胞のPAR-2/Akt/mTOR経路を活性化することで、線維芽細胞の線維化型筋線維芽細胞への分化を促進することであると考えられています。

CONCLUSIONS: We found that MC tryptase promotes inflammatory bowel disease-induced intestinal fibrosis. The underlying mechanism is that tryptase promotes the differentiation of fibroblasts into fibrotic-phenotype myofibroblasts by activating the PAR-2/Akt/ mTOR pathway of fibroblasts.

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