معلومة

ما مدى امتداد CD47؟

ما مدى امتداد CD47؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تم مؤخرًا الإعلان عن CD47 الملقب بإشارة "لا تأكلني" على جميع الخلايا السرطانية. لا يبدو أن هذا يدعم تجارب بيولوجيا الخلية الأخرى. على أي خلايا أخرى يتم التعبير عن CD47؟


لا أعرف مدى اتساعها. دعنا نجري استعلامًا بسيطًا عن البيانات ونكتشف: اذهب إلى GEO في NCBI. في نافذة "ملفات تعريف الجينات" ، اكتب CD47 ، واضغط على Enter لبدء تشغيل الاستعلام. في الجزء العلوي من الصفحة الناتجة ، استخدم الارتباط المسمى "حدود" لتقييد أكثر من 7000 نتيجة بالبشر بإدخال المصطلح "إنسان" في نافذة "كائن مجموعة البيانات". لذلك ، هناك أكثر من 3700 نتيجة. انظر من خلالهم للحصول على فكرة عن أنواع الخلايا وتحت أي ظروف CD47 يعبر.

لنجرب طريقة ثانية. انتقل إلى بوابة BioGPS. أدخل CD47 في النافذة المناسبة وقم بتشغيل الاستعلام. من النتائج ، حدد الصف مع المعرف # 961 لأنه يمثل الجين البشري CD47. سيعرض لك مخطط النشاط / التعبير الجيني الناتج لـ Hs (الإنسان) بعبارات أكثر عمومية أين CD47 يعبر.


لا يمكنني إعطاء إجابة شاملة عن هذا ، لكن بروتينات القرص المضغوط توجد في خلايا الدم البيضاء من أنواع مختلفة. إذا فكرت في الأمر ، فمن المستحيل أن يكون هناك بروتين سطحي فقط لوحظ على الخلايا السرطانية لأن السرطان هو خط خلوي وهو طريق مسدود للتكاثر. يمكنك أن ترى في مربع geneatlas في الجانب الأيمن السفلي من الصفحة - يتم التعبير عن الجين ، على الأقل بكمية صغيرة ، في كل نوع من أنواع الأنسجة الرئيسية تقريبًا.


الملخص

تتعرف البلاعم على CD47 كعلامة لـ & # x0201cself & # x0201d و phagocytose CD47 الخلايا المكونة للدم الخالية. باستخدام نماذج الكيميرا CD47 ، نوضح هنا أن النشاط البلعمي للخلايا الضامة ضد الخلايا المكونة للدم CD47 يتم منحه بواسطة تعبير CD47 على الخلايا غير المكونة للدم ، وهذه العملية & # x0201ceducation & # x0201d مستقلة عن الخلايا المكونة للدم. البلاعم في الكيميرات حيث تعبر الخلايا غير المكونة للدم عن خلايا CD47 البلعمة CD47 الخالية ، في حين أن تلك الموجودة في الكيميرات التي تفتقر إلى CD47 على الخلايا غير المكونة للدم تكون متسامحة مع خلايا CD47 الخالية. ومع ذلك ، فإن الضامة في الكيميرات الأخيرة تحتفظ بنشاط البلعمة ضد كرات الدم الحمراء الخالية من CD47 ، مما يدل على تحمل البلاعم المنقسمة للخلايا المكونة للدم الخالية من CD47. تسلط النتائج الضوء على الأهمية المحتملة للخلايا غير المكونة للدم في تنظيم وظيفة البلاعم ، وتشير إلى آلية غير معترف بها سابقًا لتحمل البلاعم.

الضامة ضرورية للاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية. إنها تبدأ الاستجابة المناعية الفطرية من خلال التعرف على مسببات الأمراض عن طريق مجموعة من المستقبلات ذات الخصوصية لجزيئات التعرف على الأنماط (1 ، 2). تعبر البلاعم أيضًا عن مستقبلات مثبطة تتحكم في نشاط البلاعم داخل الأنسجة (3). أحد هذه المستقبلات يسمى بروتين تنظيم الإشارات (SIRP) & # x003b1 (المعروف أيضًا باسم CD172a ، SHPS-1) يتم التعبير عنه في الخلايا الضامة والخلايا المتغصنة (DCs) ، والتي تتعرف على CD47 ، وهو بروتين سكري غشاء خماسي الأقطاب يتم التعبير عنه في كل مكان في جميع الأنسجة (4) & # x020136). أظهرت الدراسات السابقة أن CD47 هو علامة أساسية لـ & # x0201cself ، & # x0201d وأن إشاراته من خلال SIRP & # x003b1 تمنع البلعمة الذاتية غير الملائمة (7). الخلايا المكونة للدم التي لا تعبر عن CD47 يتم تطهيرها بسرعة من مجرى الدم بواسطة الضامة و DC (7 ، 8) [المعلومات الداعمة (SI) الشكل 6]. نظرًا لأنه يتم مسح خلايا CD47 KO فقط في الفئران WT التي تتلقى مزيجًا من خلايا CD47 KO و WT ، فإن تعبير CD47 على خلية فردية ، ولكن ليس على الخلايا الضامة أو الخلايا المحيطة الأخرى ، مطلوب لتثبيط البلعمة ، ومن المحتمل أن يتم التوسط في مثل هذه الحماية من خلال تفاعل مباشر بين CD47 على خلية مستهدفة و SIRP & # x003b1 على الضامة (SI الشكل 7).

ومن المثير للاهتمام ، أن الضامة و DC من الفئران CD47 KO لا بلعم خلايا CD47 KO. نظرًا لأن مستوى تعبير SIRP & # x003b1 على الضامة CD47 KO هو تقريبًا نفس مستوى الضامة WT ، فمن غير المحتمل حدوث هذا التسامح لخلايا CD47 KO على مستوى تعبير SIRP & # x003b1 (7). من الممكن أن يؤدي عدم وجود تعبير CD47 على الضامة أو في البيئة إلى تنظيم وظيفة البلاعم. بدلاً من ذلك ، يمكن الحصول على مثل هذا التحمل خلال المرحلة المبكرة من التطور السابق للولادة كتعويض للجين المعطل ، وقد لا يحدث في الضامة الطبيعية. علاوة على ذلك ، لا يزال من غير المعروف لماذا تستخدم الخلايا الضامة CD47 ، ولكن ليس الروابط الخاصة بالمستقبلات المثبطة الأخرى ، لتحديد الذات في الفئران WT. للإجابة على هذه الأسئلة وفهم آليات تحمل البلاعم ، هنا ، قمنا بتقييم نشاط البلعمة ضد خلايا CD47 KO من الضامة من أنواع مختلفة من CD47 chimeras ، حيث يتم التعبير عن CD47 على الخلايا المكونة للدم ، أو الخلايا غير المكونة للدم ، أو على خلايا من كلا المقصورتين.


المقدمة

يتم توجيه امتداد المحاور من الخلايا العصبية إلى الخلايا المستهدفة أثناء تطور الجهاز العصبي من خلال مجموعة متنوعة من الإشارات البيئية ، والتي تشمل الجاذبات الكيميائية القابلة للانتشار والمواد الكيميائية ، وبروتينات المصفوفة خارج الخلية ، وجزيئات التصاق الخلية (Tessier-Lavigne and Goodman، 1996 Dickson، 2002). استجابة لهذه الإشارات الإرشادية ، ينتج مخروط النمو للمحور العصبي ويسحب أرجل الخيط و lamellipodia ، وهي العمليات التي تتطلب التنظيم الزماني والمكاني للهيكل الخلوي الأكتين. أعضاء عائلة Rho لبروتينات G الصغيرة ، بما في ذلك Rho و Rac و Cdc42 ، متورطون كوسطاء رئيسيين يربطون إشارات التوجيه بإعادة ترتيب الهيكل الخلوي للأكتين (ريدلي) وآخرون.، 1992 Nobes and Hall ، 1995 Kozma وآخرون.، 1997 لوه وآخرون.، 1997 هيروس وآخرون.، 1998 تاكاي وآخرون.، 2001 أراكاوا وآخرون.، 2003). على الرغم من أن Rac و Cdc42 يعززان امتداد النوريت ، إلا أن Rho يثبطه أو يؤدي إلى انهيار مخروط النمو. تشارك هذه البروتينات أيضًا في التطور الشجيري (Threadgill وآخرون.، 1997). على الرغم من أن بعض عوامل التوجيه ، بما في ذلك الشق والسمافورين والإيفرين ، قد ثبت أنها تنظم بروتينات عائلة Rho (Wahl وآخرون.، 2000 ويتفورد وغوش ، 2001 وونغ وآخرون.، 2001) ، لا يزال من غير الواضح كيف تتحكم الإشارات الأخرى خارج الخلية في امتداد النوريت من خلال بروتينات G الصغيرة هذه.

تم تحديد CD47 ، المعروف أيضًا باسم البروتين المرتبط بالإنتجرين (IAP) ، في الأصل بالاشتراك مع الإنتجرين αvβ3 (براون). وآخرون.، 1990). وهو عضو في فصيلة الغلوبولين المناعي (Ig) الفائق ، ويمتلك منطقة خارج الخلية تشبه Ig-V ، وخمسة نطاقات افتراضية عبر الغشاء ، وذيل قصير هوى (Brown and Frazier ، 2001). يشارك CD47 في تنظيم العمليات الخلوية المتعددة بما في ذلك هجرة العدلات (Cooper وآخرون.، 1995 باركوس وآخرون.، 1996) ، تنشيط الخلايا التائية (Reinhold وآخرون.، 1997 Waclavicek وآخرون.، 1997) ، موت الخلايا المبرمج للخلايا التائية والبائية (ماتيو وآخرون.، 1999 بيترسين وآخرون.، 1999) ، وتنشيط الصفائح الدموية (Chung وآخرون.،1997 ، 1999). المنطقة خارج الخلية لـ CD47 مسؤولة عن ارتباطها بالوحدة الفرعية للإنتيجرين β3 (Lindberg وآخرون.، 1996 ب). على الرغم من أن معظم الاستجابات الخلوية بوساطة CD47 تنطوي على الأرجح على تنشيط الإنتجرينات ، لا سيما تلك الخاصة بـ αvβ3 أو αIIbβ3 (Brown and Frazier ، 2001) ، فإن الآلية الجزيئية لمثل هذا التنشيط ليست مفهومة تمامًا. تربط المنطقة خارج الخلوية لـ CD47 أيضًا الروابط المفترضة ثرومبوسبوندين -1 (TSP1 Gao وآخرون.، 1996 تشونغ وآخرون.، 1997 Brown and Frazier، 2001) و SHP substrate-1 (SHPS-1 Jiang وآخرون.، 1999 سيفرت وآخرون.، 1999).

SHPS-1 ، المعروف أيضًا باسم BIT أو SIRPα ، هو بروتين عبر الغشاء شبيه بالمستقبلات يحتوي على ثلاثة مجالات شبيهة بالـ Ig في منطقته خارج الخلية بالإضافة إلى مواقع فسفرة التيروزين المفترضة ومواقع الربط لمجالات SH2 لبروتين فوسفاتاز التيروزين ، SHP -2 و SHP-1 ، في منطقتها السيتوبلازمية (Fujioka وآخرون.، 1996 أوهنيشي وآخرون.، 1996 خاريتونينكوف وآخرون.، 1997). من خلال تكوين مركب باستخدام SHP-2 ، يعزز SHPS-1 هجرة الخلايا من خلال تنظيم إعادة تنظيم الهيكل الخلوي للأكتين (Inagaki وآخرون.، 2000). أظهرنا وآخرون مؤخرًا أن CD47 و SHPS-1 يشكلان نظام اتصال خلويًا (نظام CD47-SHPS-1) يلعب دورًا مهمًا في مجموعة متنوعة من وظائف الخلية. يمنع إشراك SHPS-1 بواسطة CD47 تكوين مركب SHPS-1 – SHP-2 وبالتالي يساهم في تثبيط هجرة الخلايا عن طريق ملامسة الخلية الخلوية (Motegi وآخرون.، 2003). كما أن ارتباط CD47 على خلايا الدم الحمراء بـ SHPS-1 على البلاعم يمنع أيضًا البلعمة لخلايا الدم الحمراء بواسطة البلاعم ، وهي عملية تتطلب تفاعل SHP-1 مع SHPS-1 (Oldenborg وآخرون.،2000 ، 2001). تمنع الأجسام المضادة وحيدة النسيلة لـ CD47 تناسخ العدلات (Liu وآخرون.، 2001) ، مما يشير إلى أن نظام CD47-SHPS – 1 قد يتوسط في التنظيم المثبط ثنائي الاتجاه لترحيل الخلايا. ومع ذلك ، يظل مسار الإشارة الذي يتم تنشيطه بواسطة ربط SHPS-1 بـ CD47 غير معروف إلى حد كبير. على النقيض من ذلك ، يبدو أن بعض الاستجابات الخلوية الناتجة عن ارتباط TSP1 بـ CD47 تتم بوساطة توكسين السعال الديكي (PTX) - البروتين G غير المتجانسة الحساس.أنا (فريزر وآخرون.، 1999 براون وفرازير ، 2001).

في الجهاز العصبي المركزي ، يتم توطين كل من CD47 و SHPS-1 في المناطق الغنية بالمشابك مثل الحُصين والمخيخ (Jiang وآخرون.، 1999 H. Ohnishi و T. Matozaki ، ملاحظة غير منشورة). في شبكية العين ، يتم تحديد كلا الجزيئين في مواقع ما قبل المشبكي أو ما بعد المشبكي (أو كليهما) ، ومع ذلك ، يفشل SHPS-1 في الارتباط بالمواقع المشبكية في الفئران CD47 بالضربة القاضية ، مما يشير إلى أن تفاعل SHPS-1 مع CD47 ضروري لتوطين متشابك ( مي وآخرون.، 2000). بالإضافة إلى ذلك ، فإن وفرة CD47 في الحُصين قد ارتبطت بالاحتفاظ بالذاكرة لدى الفئران (Huang وآخرون.، 1998) ، وتضعف التقوية طويلة الأجل (LTP) في الفئران الضائعة CD47 (Chang وآخرون.، 1999) ، مما يشير إلى دور CD47 في اللدونة المشبكية وتكوين الذاكرة في الحُصين. تشير هذه الملاحظات معًا إلى أنه ، من خلال تفاعلها مع SHPS-1 ، قد يتوسط CD47 في اتصال الخلايا العصبية الخلوية بطريقة ثنائية الاتجاه وبالتالي يعدل انتقال متشابك. تم تحديد أربعة أشكال متشابكة بدلاً من ذلك من الفئران CD47 mRNA ، أحدها ، المعين بالشكل 4 ، هو الأكثر وفرة في الدماغ (Reinhold) وآخرون.، 1995).

على الرغم من هذه الملاحظات المختلفة ، إلا أن الوظائف الفسيولوجية لـ CD47 في الخلايا العصبية وطريقة عمل هذا البروتين تظل غير معروفة في الغالب. لقد درسنا الآن دور CD47 في تنظيم إعادة تشكيل النورت في خلايا الورم الأرومي العصبي N1E-115.


CD47 / SIRPα ، نقطة تفتيش جهاز المناعة فورنيت

من بين خلايا السلالة النخاعية ، تتمتع البلاعم بإمكانيات بارزة كوسيط للعلاجات المضادة للسرطان بناءً على قدرتها القوية على البلعمة [8 ، 9]. تم التعرف على CD47 ، المعروف باسم البروتين المرتبط بالإنتجرين ، لأول مرة على أنه بروتين عبر الغشاء من خلايا الدم الحمراء (RBC) [10]. بروتين ألفا المنظم للإشارة (SIRPα) ، وهو بروتين عبر الغشاء على البلاعم ، هو المستقبل الرئيسي لـ CD47 [11]. يؤدي ارتباط CD47 بـ SIRPα إلى تشغيل اقتران SIRPα بهذه الفوسفاتازات ، وبالتالي توصيل إشارات "لا تأكلني" إلى البلاعم ثم منع تنشيطها [8 ، 12 ، 13]. يعتبر تعبير CD47 آلية حماية ذاتية للخلايا الطبيعية ، بما في ذلك خلايا الدم الحمراء المنقولة والخلايا الليمفاوية والصفائح الدموية ، لمقاومة القضاء على البلعمة البلاعم [14]. من الموثق جيدًا أن الخلايا الجذعية المكونة للدم الحركية (HSC) تحمي نفسها من البلعمة البلعمة عن طريق تنظيم تعبير CD47 أثناء مرورها عبر الجيوب الأنفية ثم تقلل من تعبير CD47 بعد الانتقال إلى النخاع [15]. بالإضافة إلى ذلك ، يتنبأ مستوى تعبير CD47 باحتمالية ما إذا كان يمكن بلعمة HSC بواسطة البلاعم أثناء الدوران [16]. بينما ، فإن غياب تفاعل CD47 – SIRPα يمكن أن ينشط المستقبلات المؤيدة للبلعمة لتحفيز البلعمة البلاعم لكرات الدم الحمراء [17].

استهداف محور CD47 / SIRPα لعلاج السرطان. يعزز بروتين الانصهار المضاد CD47 mAb و Anti-SIRPα mAb و SIRPα-Fc البلعمة الورمية عن طريق الضامة ، مما يتيح عرض مستضدات الورم على الخلايا التائية. مستقبل الخلايا التائية TCR. MHC ، مجمع التوافق النسيجي الرئيسي.

استهداف محور CD47 / SIRPα لعلاج السرطان. يعزز بروتين الانصهار المضاد CD47 mAb و Anti-SIRPα mAb و SIRPα-Fc البلعمة الورمية عن طريق الضامة ، مما يتيح عرض مستضدات الورم على الخلايا التائية. مستقبل الخلايا التائية TCR. MHC ، مجمع التوافق النسيجي الرئيسي.

في عملية التسرطن ، تم التعرف على الإفراط في التعبير عن CD47 في معظم الأورام (الشكل 1). في سرطان الدم ، تم الكشف عن تعبير CD47 عن ابيضاض الدم النخاعي الحاد / سرطان الدم الليمفاوي ، وخلايا ليمفوما اللاهودجكين ونخاع العظم لعينات المايلوما المتعددة مع زيادة عدة طيات مقارنة بالأنسجة الطبيعية وكان مستوى CD47 تنبئيًا للبقاء الكلي على العلاج الأولي [16 ، 18]. علاوة على ذلك ، وجدت الدراسات أيضًا أن الأورام الصلبة ، بما في ذلك الثدي ، والمبيض ، والمثانة ، والقولون ، والورم الأرومي الدبقي ، وورم البروستاتا وسرطان الخلايا الكبدية ، تعبر عن CD47 بمقدار ثلاثة إلى خمسة أضعاف مقارنة بالأنسجة الطبيعية المناظرة [19]. عندما تم تصنيف المرضى في مجموعات "CD47 low" و "CD47 high" بناءً على تحليل أحادي المتغير ، ظهر أن مستوى تعبير CD47 mRNA المرتفع مرتبط بانخفاض معدل البقاء على قيد الحياة بدون تقدم والبقاء الكلي [19]. لذلك ، أشارت هذه الأدلة إلى أن محور CD47 / SIRPα قد تم استغلاله من قبل الخلايا الخبيثة لنقل إشارة "لا تأكلني" لتفادي مراقبة البلاعم والبلعمة ، مما سلط الضوء على أن منع محور CD47 / SIRPα يمكن استخدامه لتعزيز قدرة البلاعم على البلعمة والقضاء على الخلايا السرطانية.


3. الآليات الكامنة وراء حران سرطان الغدد الليمفاوية B في الحصار المناعي

تمت مراجعة مقاومة علاج الحصار المناعي في السرطانات البشرية على نطاق واسع من قبل Bellone M و Elia A [295] ، ومع ذلك ، لا تزال الآليات الكامنة وراء مقاومة سرطان الغدد الليمفاوية للخلايا B لحصار نقطة التفتيش المناعي غير مفهومة جيدًا.

على الرغم من إحراز تقدم كبير في العشرين عامًا الماضية للتغلب على حرمان مرضى B-NHL إلى العلاجات القياسية من خلال إدخال حواجز نقاط التفتيش المناعية في الإعداد السريري ، إما كعوامل فردية أو في علاجات مركبة (الجدول 1 والشكل 2) ، يمكن للعديد من المعلمات أن تضعف فعالية هذه الأساليب الجديدة. العوامل الداخلية للمريض مثل العمر والجنس وتغاير الزيجوت HLA أو فقدان & # x003b22-microglobulin (B2M) ، وتضخيم مسارات الإشارات السرطانية ، والخلايا والجزيئات المثبطة للمناعة الموجودة في TME قد تضعف التعرف على المستضد وتساهم في فشل نقطة التفتيش المناعية الحصار [296،297] (الشكل 3).

آليات مقاومة الحصار المناعي. قد يؤدي إلغاء تنظيم مكونات الفئة الأولى من معقد التوافق النسيجي الكبير مثل فقدان & # x003b22 ميكروغلوبولين (B2M) وفقدان تغاير الزيجوت في مستضد كريات الدم البيضاء البشرية (HLA) وكذلك العيوب في مسارات إشارات IFN إلى إعاقة التعرف على المستضد عن طريق الخلايا التائية المضادة للورم CD8 + T. يؤدي تضخيم مسارات الإشارات السرطانية مثل PI3K / AKT / mTOR و Wnt / & # x003b2-catenin و MAPK إلى زيادة إنتاج السيتوكينات المثبطة للمناعة ، مما يؤدي إلى استبعاد الخلايا التائية من TME وقد يؤدي أيضًا إلى مقاومة حصار نقطة التفتيش المناعية. تعد التغيرات اللاجينية (أستلة هيستون أو مثيلة الحمض النووي) والجينية (الطفرات الضارة) من العوامل الحاسمة لاضطرابات التعبير الجيني المتعلقة باستنفاد الخلايا التائية المستمر الذي قد يتسبب في النهاية في فشل العلاج بنقاط التفتيش المناعي. علاوة على ذلك ، فإن الخلايا الكابتة المشتقة من النخاع الشوكي (MDSCs) ، و Tregs ، والضامة المرتبطة بالورم (TAMs) ، والخلايا الليفية المرتبطة بالسرطان (CAFs) هي أنواع رئيسية من الخلايا المثبطة للمناعة داخل TME والتي قد تساهم في مقاومة الحصار المناعي. الجزيئات المثبطة للمناعة مثل TGF - & # x003b2 و IFN - & # x003b3 ، التي تفرزها الخلايا السرطانية والخلايا النخاعية والضامة في TME ، قد تثبط أيضًا وظائف الخلايا التائية المستجيبة ، مما يجعل حاجز نقطة التفتيش المناعي غير فعال.

ينتج عن التعبير الشاذ عن PD-L1 الموجود بين مرضى سرطان الغدد الليمفاوية نوع السرطان الأكثر استجابة للعلاج المضاد لـ PD1. ومع ذلك ، يمكن أن يتأثر حصار PD-1 / PD-L1 بشدة بالعوامل الخاصة بالمرض ، ولا تزال قيمته التنبؤية في التجارب السريرية مثيرة للجدل. يمكن أن تُعزى البيانات غير المتسقة بشكل أساسي إلى موارد PD-L1 المتغيرة (الخلايا السرطانية ، وخلايا البيئة الدقيقة للورم ، والدم المحيطي) ، والاختلافات في إجراءات التلوين (بما في ذلك الكشف عن الأجسام المضادة) ، وقطع PD-L1 الإيجابية / السلبية. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ثبت أن PD-L1 يمكن أن يتفاعل في رابطة الدول المستقلة مع CD80 على ناقلات الجنود المدرعة ثم يعطل الارتباط بين PD-1 و PD-L1 [298]. تبرز التأثيرات الوظيفية لشركاء الارتباط البديل أيضًا الاختلافات الملحوظة في فعالية العلاج المناعي PD-1 / PD-L1 في البيئات البيولوجية المختلفة.

هناك العديد من الآليات التي تحدد ما إذا كان المريض سيستجيب أم لا لحصار PD-1 / PD-L1. قد يكون للأورام ضعيفة المناعة عددًا غير كافٍ من الخلايا التائية النشطة للاستجابة لحصار PD-1 / PD-L1 بالإضافة إلى ذلك ، كما أن الأورام التي يحتمل أن تكون مناعية ستكون مقاومة أيضًا لحصار PD-1 / PD-L1 إذا طوروا آليات لقمع التنشيط و تسلل الخلايا التائية بعد العلاج. علاوة على ذلك ، قد يصبح المرضى مقاومين لعلاج PD-1 / PD-L1 إذا لم يكن لديهم تنشيط كافٍ لخلايا CD8 + T الخاصة بالورم أو إذا فقدوا المستضدات المستهدفة أو القدرة على تقديمها. أخيرًا ، قد يستجيب بعض المرضى مبدئيًا لحصار PD-1 / PD-L1 لكنهم يصبحون مقاومين إذا كانت الخلايا التائية المضادة للورم قصيرة العمر [299].

هناك أيضًا آليات وراثية لاجينية لخلايا سرطان الغدد الليمفاوية B التي تقود المقاومة لحواجز نقاط التفتيش المناعية. البيانات المختبرية والحيوية من Zheng et al. [300] أظهر أن التعبير الزائد عن miR-155 يعزز تعبير PD-L1 ، ويقلل من الخلايا المناعية في الدم المحيطي ، ويحفز موت الخلايا المبرمج CD8 + T والخلل الوظيفي عن طريق نزع الفسفرة AKT / ERK ، ويقلل من بقاء مرضى DLBCL. وقد ثبت أيضًا أن هيستون ديستيلاز 3 (HDAC3) هو منظم جيني مهم آخر لـ PD-L1 في سرطان الغدد الليمفاوية B لأن تثبيطه يزيد من نسخ PD-L1 ، مما يؤدي إلى استجابة سريرية أفضل لحصار PD-L1 [301].

الآليات الجزيئية للبيئة المناعية في تنظيم فعالية الحواجز المناعية في سرطان الغدد الليمفاوية للخلايا البائية غير مفهومة جيدًا. لقد ثبت أن الأورام الملتهبة بالخلايا التائية تكون مخصبة لحساسية علاج الحصار PD-1 [302].بالمقابل ، فإن أورام الخلايا التائية غير الملتهبة تقدم خلايا مناعية منخفضة التسلل وتكون عادةً مقاومة للعلاج المناعي بالحصار [303]. تتميز الأورام اللمفاوية الملتهبة بوجود تسلل بارز للخلايا التائية [304] ، والتعديلات الجينية التي تسهل الهروب من المراقبة المناعية [78،82،305،306] ، والطفرات المتكررة ، مما يؤدي إلى فرط نشاط مسار إشارات NF-kB [78،307].

تم العثور على مرض تقدمي مفرط في 9٪ من المرضى الذين تلقوا العلاج بمضادات PD-1 / PD-L1 [308309]. يرتبط فرط التقدم بالعمر المسن للمرضى ولكن لا يرتبط بعبء الورم أو نوع السرطان [308]. يرتبط تضخيم MDM2 / MDM4 وانحراف EGFR بزيادة خطر حدوث تقدم مفرط في السرطانات الصلبة [309] ، على الرغم من أنه لم يكن معروفًا كثيرًا في سرطان الغدد الليمفاوية. أظهرت البيانات الحديثة أن المرضى الذين يعانون من فرط التقدم لديهم معدل انتشار أعلى لمرض PD-L1 & # x02212 [308]. ومن المتوقع أن يكون ذلك بسبب أن تفاعل PD-1 مع مضاد PD-1 mAb يثبط ولكنه لا يزيد من تنشيط الخلايا التائية. لذلك ، قد تكون مضادات PD-1 mAbs منبهات PD-1 بدلاً من الخصوم في حالة PD-L1 & # x02212. قد يتطور المرض أيضًا بسرعة من خلال التفاعل بين PD-L1 و CD80 بدلاً من PD-1 لمدة الحجب بواسطة Anti-PD-1 mAbs في حالة PD-L1 + [310]. يمكن أن تؤثر بعض الأشكال المتعددة لـ PD-1 أيضًا على عمل مضاد PD-1 mAbs ، وبالتالي ، يمكن أن يكون التقدم المفرط ممكنًا بعد حصار PD-1 [311].


نتائج

تصميم وإعداد المجالات القابلة للذوبان في SIRPα و CD47

لتلخيص التفاعل البيولوجي لـ CD47 و SIRPα ، قمنا بتصميم بنيات تعبير لإنتاج مجالات تفاعلها المؤتلفة والقابلة للذوبان وخارج الخلية. تم إنتاج CD47-CD4-6 الخاص به في نظام تعبير للثدييات وقد ثبت سابقًا أنه يربط SIRPα المؤتلف [77]. كما هو متوقع ، كان CD47-CD4-6 المؤتلف ذو نسبة عالية من الغليكوزيلات ، مهاجرًا كنطاق منتشر في

60 كيلو دالتون ، مقارنة بالوزن الجزيئي البالغ 40 كيلو دالتون المتوقع من تسلسل البروتين (S1 التين). لم يتم الإبلاغ عن عدم التجانس في الارتباط بالجليكوزيل لـ CD47 على قدرته على الارتباط بـ SIRPα [78].

يربط SIRPα غير الغليكوزيلاتي CD47 بتقارب عالي نانومتر [78]. ومع ذلك ، أظهر SIRPα المؤتلف الذي يحتوي على نسبة عالية بشكل غير طبيعي وغير متجانس من الجليكوزيل ضعف الارتباط CD47 [79]. لتقليل تباين المقايسة البيولوجية ، اخترنا إنتاج SIRPα في نظام يعاني من نقص في الارتباط بالجليكوزيل. يتم التعبير عن SIRPα-Avi (Isoform 1 allele 1) بـ ه. القولونية كبنية اندماج تشتمل على علامة تنقية N- طرفي متبوعة بجزء ربط CD47 خارج الخلية من SIRPα مرتبط بـ C-terminal Avi-Tag. بعد التقاط التقارب وانقسام العلامة ، تمت معالجة SIRPα-Avi بيوتينيل في المختبر (SIRPα- البيوتين) باستخدام المؤتلف المنقى ه. القولونية البيوتين يجاز (BirA) إلى اندماج gt 98٪ ، كما تم قياسه بواسطة مقياس الطيف الكتلي (S2 التين). البروتين المنقى أحادي البروتين وفقًا لتقدير SEC. دراسات تشتت الأشعة السينية ذات الزاوية الصغيرة (SAXS) (انظر ملف S1) أكد أن SIRPα أحادي في محلول (يصل إلى 1.8 مم على الأقل) ، مع وضع علامة C- الطرفية بعيدًا عن منطقة ربط CD47 ، مما يدل على ملاءمتها للمقايسة لدينا (شكل S3).

للتحقق من صحة التفاعل ذي الصلة بيولوجيًا بين كواشف PPI الخاصة بنا ، استخدمنا التحليل الطيفي لـ SPR لقياس تقارب ارتباط الحالة المستقرة (الصورة 2). تم تجميد SIRPα-biotin على شريحة SAV باستخدام CD47-CD4-6 تم حقنها بتركيزات متعددة لإنتاج Kد حوالي 200 نانومتر. هذا مشابه لتقرير سابق من 300 نانومتر و 279 نانومتر يستخدم بنيات وقياسات مماثلة عبر SPR [66،80] و 470 نانومتر لربط CD47 القابل للذوبان مع خلايا CHO المعبرة عن SIRPα المقاسة بكثافة التألق [81].

تم تجميد SIRPα-biotin على شريحة SAV متبوعًا بحقن CD47-CD4-6 بتركيزات مختلفة. (أ) يتم عرض استجابات الارتباط والتفكك كتراكب لكل تركيز تم اختباره. (ب) تم رسم أقصى استجابة لمرحلة الارتباط مقابل التركيز وتم تركيبها على منحنى ربط الحالة المستقرة لتقريب Kد من زوج التفاعل.

تطوير الفحص

قمنا بتطوير مقايسة TR-FRET لقياس التفاعل الكمي بين CD47 و SIRPα [82]. بدأنا بكواشف TR-FRET من CisBio لدراسات الجدوى والتحسين. يتكون كاشف المتبرع من جسم مضاد أحادي النسيلة مضاد لـ 6 له تم تمييزه بتشفير Terbium (61HI2TLA) لتوفير إشارة فلورية طويلة العمر مرتبطة بعلامة 6His لـ CD47 (الشكل 3 أ). يتكون المتقبل من الستربتافيدين الموسوم بفلوروكروم XL665 (SAV-XL665 610SAXLA) لربطه بعلامة البيوتين في SIRPα. تم إجراء اختبار الجدوى في شكل 384-well لتقييم إشارة إلى الخلفية وخصوصية الفحص. باستخدام K المصمم تجريبياًد كنقطة انطلاق (انظر الصورة 2) ، أسفرت تركيزات CD47 و SIRPα البالغة 100 نانومتر عن S / B من 5 مقارنة بنفس الخليط الذي يفتقر إلى CD47 (الشكل 4 أ). للعثور على التركيز الأمثل لكواشف البروتين لكل مقايسة ، تمت معايرة كل مكون إلى التشبع (الشكل 4 ب و 4 ج). ثم قمنا بتصغير أحجام المقايسة لاستخدامها في شكل 1536 جيدًا وشرعنا في اختبار الجدوى وزيادة تحسين الفحص (الشكل 4 د). أخيرًا ، باستخدام تركيزات بروتين يجند المعدلة ، قمنا بتحسين المخزن المؤقت للمقايسة ومستويات المتبرع والمقبول ونوع اللوحة وترتيب إضافة الكاشف ووقت الحضانة (الجدول 1 و S4 الشكل). باختصار ، وجدنا أن تركيزات نانومتر CD47 (12.5 نانومتر) و SIRPα (100 نانومتر) في محلول PBS مع الحد الأدنى من المنظفات (0.005٪ IGEPAL CA-630) و BSA (0.1٪) أنتجت مقايسة قوية.

المقايسات القائمة على TR-FRET (اللوحة العلوية) ومقايسة ALPHAScreen (اللوحة السفلية). تم تمثيل CD47 و SIRPα بهياكلهما البلورية للأشعة السينية من PDB 2JJS ، والسلسلة D ، والسلسلة B ، على التوالي.

(أ) جدوى الفحص الأولي التي تم إجراؤها بتنسيق لوحة 384 جيدًا باستخدام كواشف CisBio TR-FRET. تم اختبار CD47 و SIRPα بتركيزات 2 (20 نانومتر و 100 نانومتر) ، وتمت مقارنة نسبة الحنق للتفاعل الكامل مع عناصر التحكم التي تفتقر إلى CD47 أو SIRPα لحساب S / B (ن = 16). تم معايرة تركيزات (B) CD47 أو (C) SIRPα بينما تم تثبيت الآخر كما هو موضح في (A) في 384 لوحة جيدة للعثور على تركيزات الفحص المثلى وفقًا لتقدير S / B (ن = 4). (د) أداء الفحص في تنسيقات 384-well أو 1536-well مقارنة باستخدام التركيزات المحسنة المشتقة من الألواح B و C. الفحص Z 'المشار إليه لكل نوع لوحة (n = 32).

ثانيًا ، قمنا بتطوير اختبار LANCE (LANthanide Chelate Excite) TR-FRET ، والذي يتكون من جسم مضاد أحادي النسيلة مضاد لـ 6 له مرتبط بـ Eu-chelate (Anti-6His-Eu AD0110) للمتبرع المرتبط بكاشف CD47 و streptavidin المرتبط إلى allophycocyanin (SAV-APC AD0201) كمستقبل مرتبط بـ SIRPα. باستخدام تركيزات CD47 و SIRPα المحسّنة من تحسين اختبار CisBio كنقطة انطلاق ، تمت معايرة كواشف اختبار LANCE بتنسيق 1536 جيدًا للوصول إلى S / B من 12 (الجدول 4 و S5 الشكل) باستخدام الظروف المثلى الموضحة في الجدول 1. كما هو الحال مع مقايسة CisBio (S4 التين) ، تكون نقطة النهاية مستقرة (80٪ من الإشارة الأولية) لمدة 48 ساعة على الأقل (S6 التين).

ثالثًا ، قمنا بتطوير اختبار AlphaScreen كمقايسة متعامدة للتحقق من الصحة. تستخدم تقنية توجيه الأكسجين المضيء المستندة إلى حبة [83] استنادًا إلى نقل الطاقة من حبة المتبرع المُثارة بالليزر (680 نانومتر) إلى حبات متقبلة على شكل أكسجين مفرد لإنتاج إشارة مضيئة (520-620 نانومتر) [84،85]. الأكسجين المفرد له عمر محدود (نصف عمر 4 ميكروثانية) قبل الاسترخاء مرة أخرى إلى الحالة الأرضية حيث يمكن أن ينتشر حوالي 200 نانومتر في المحلول. إذا كانت حبة مستقبلة ضمن تلك المسافة ، يتم نقل الطاقة من أكسجين القميص إلى مشتقات الثوكسين داخل حبة المستقبل ، وبلغت ذروتها لاحقًا في إنتاج الضوء عند 520-620 نانومتر. في حالة عدم وجود حبة متقبل ، يرتاح الأكسجين القميص إلى الحالة الأرضية ولا يتم إنتاج أي إشارة. يعتبر نقل الطاقة الكيميائية المعتمد على القرب هذا هو الأساس لتنسيق ALPHAScreen المتجانس (تين. 3).

تم تحسين اختبار ALPHAScreen باستخدام تركيزات CD47 و SIRPα من تطوير اختبار CisBio كنقطة انطلاق. بينما ظل تركيز CD47 الأمثل دون تغيير خلال الاختبارات الثلاثة ، فإن تركيز SIRPα الأمثل أقل بمقدار 4 أضعاف لمقايسة ALPHAScreen ، ربما بسبب الاختلافات في قدرة ربط حبة SAV مقابل الستربتافيدين في المحلول. يسمح التحسين أيضًا بتركيز حبة أقل بمقدار ضعفين مما اقترحه المصنع ، مما يقلل التكلفة لكل نقطة بيانات [86]. أسفر اختبار ALPHAScreen الناتج عن معلمات HTS قوية (Z 'من 0.79 ، S / B = 75 الجدول 4) ، وقت قراءة أسرع قليلاً من مقايسات TR-FRET (9 دقائق / لوحة مقابل 14 دقيقة / لوحة) ، ومخزن مؤقت للمقايسة الشائعة ونوع اللوحة مع مقايسات CisBio و LANCE (الجدول 1).

التحقق من صحة الفحص

قمنا بتقييم أداء جميع المقايسات الثلاثة بتنسيق qHTS باستخدام SIRPα-cold (غير بيوتينيلاتيد) كمثبط محدد لتفاعل SIRPα-CD47. IC50 أظهرت القيم اتفاقًا جيدًا مع تلك التي تم الحصول عليها من اختبار TR-FRET (2.8 ميكرومتر و 1.1 ميكرومتر لـ CisBio و LANCE ، على التوالي) ومقايسة ALPHAScreen (0.55 ميكرومتر. الشكل 5 أ). تشير منحدرات التلال إلى تفاعل شبه مثالي ثنائي الجزيء (1.2-1.5 ، الشكل 5 أ). قمنا أيضًا بتقييم قدرة جزيء صغير على العمل كمثبط في الاختبار ، حيث سيكون الهدف النهائي لمقايسة HTS هو فحص مكتبات كيميائية كبيرة لمضادات الجزيئات الصغيرة لتفاعل البروتين والبروتين بين SIRPα-CD47. نظرًا لعدم وجود مثبطات جزيئية صغيرة معروفة لهذا التفاعل ، اخترنا استخدام البيوتين الحر لتثبيط التفاعل بين SIRPα وكواشف الفحص المترافق مع الستربتافيدين. تمت إضافة البيوتين الحر مقدمًا إلى مجمع SIRPα-CD47 قبل إضافة الكاشف المترافق بالستربتافيدين للتغلب على معدل الخروج البطيء للغاية للمركب بمجرد تشكيله [87]. كان نشاط البيوتين مشابهًا لجميع المقايسات وعرض نفس تصنيف الفاعلية البينية مثل الجزيء الكبير SIRPα-cold (AlphaScreen & gtLANCE & gtCisBio الشكل 5 ب). IC50 كانت قيم 260 ، 170 ، 115 نانومتر قابلة للمقارنة مع النتائج التي تم الحصول عليها بواسطة Perkin Elmer لإجراء فحوصات مماثلة لتقييم تداخل البيوتين في وسائط الفحص [88]. من المحتمل أن يرجع التعاون الذي يشير إليه منحدر التل بين 2 و 3 إلى تعدد تكافؤ الستربتافيدين ويعكس الحاجة إلى حجب مواقع متعددة قبل التخلص من إشارة القرب. يتناقض هذا مع تفاعل SIRPα-cold مع CD47-CD4-6 له / الجسم المضاد له الموضح أعلاه. كانت قوة الفحص التي أشار إليها عامل Z "ممتازة" [74] (انظر الجدول 4) وسمح بالتقدم في الفحص التجريبي باستخدام 1280 مكتبة LOPAC المركبة (Sigma).

(أ) تم التحقق من خصوصية الفحص باستخدام SIRPα-cold معاير لتثبيط نشاط ربط CD47 لـ SIRPα-biotin في فحوصات الفحص. منحدر التل و IC50 يشار إليها (ن = 4). (ب) تم تقييم أداء الفحص باستخدام جزيء صغير للتحكم الإيجابي (البيوتين) في جميع المقايسات الثلاثة (ن = 1). تم حساب النشاط الطبيعي باستخدام عنصر تحكم محايد (+ CD47 ، + SIRPα ، بدون مثبط) بنسبة 0٪ وضبط منخفض (-CD47 + SIRPα ، بدون مثبط) كنشاط -100٪. ثم تمت مقارنة نشاط الفحص مع العوامل المختبرة وتطبيعه مع عناصر التحكم هذه.

مقارنة فحص الطيار

تم اختبار مكتبة LOPAC بتنسيق qHTS باستخدام معايرة بين اللوحات ذات 7 نقاط تمتد من 38 ميكرومتر إلى 2.4 نانومتر (التركيز النهائي) بتنسيق 1536 جيدًا. أظهرت جميع الاختبارات أداءً قوياً كما تم الحكم عليه من خلال عامل Z ، وهو مقياس إحصائي لفصل توزيعات التحكم الإيجابية والسلبية. تم تحديد Z باستخدام العمود 1 و 2 من كل لوحة كعناصر تحكم إيجابية وسلبية ، على التوالي (الشكلان 6 و 7).

تظهر نتائج فحوصات (A) CisBio و (B) LANCE و (C) AlphaScreen. تم رسم نقاط بيانات الإشارة الفردية من التحكم المحايد (+ CD47 ، + SIRPα ، بدون مثبط) والتحكم المنخفض (+ CD47 -SIRPα ، بدون مثبط) بواسطة بئر لكل لوحة في تشغيل الفرز التجريبي المكون من 10 ألواح (ن = 32 نقطة لكل لوحة ). تمثل الخطوط المنقطة + و- 20٪ من متوسط ​​الإشارة لكل عنصر تحكم مرتفع ومنخفض. تم حساب العامل Z من عناصر التحكم العالية والمنخفضة على كل لوحة وتم حساب متوسطه عبر جميع اللوحات.

تظهر نتائج فحوصات (A) CisBio و (B) LANCE و (C) AlphaScreen. تمت معايرة SIRPα-cold كمثبط تحكم في كل مقايسة (ن = 2). تمثل أشرطة الخطأ الانحراف المعياري لاثنين من مكررات. متوسط ​​IC50 وتم حساب الحد الأدنى من النسبة المعنوية (MSR) على مدى 10 لوحة لكل مقايسة فحص. يتم تعريف MSR على أنه أصغر نسبة بين فاعلية مركبين ذات دلالة إحصائية ويتم حسابها على أنها MSR = 10 2√2s ، حيث s هي تقدير للانحراف المعياري لقوة اللوغاريتمات لمركب واحد.

تم تحليل نشاط مركبات المكتبة وفقًا لتصنيف المنحنى (cc) كما تم وصفه سابقًا [89،90]. باختصار ، تم اعتبار المركبات نشطة عندما أظهرت إما تثبيطًا يعتمد على التركيز مع خطين مقاربين ونشاط غير كامل (-50-90٪ سم مكعب -1.2) ، نشاط كامل عند أعلى تركيزات مختبرة (& lt-90٪ cc -2.1) ، أو كاملة تثبيط مع خطين مقاربين يشيران إلى تأثير قابل للتشبع (& lt-90٪ cc -1.1) ، كما هو موضح في الجدول 5. تم عرض أعلى نشاط إجمالي في AlphaScreen (17 من 1280 1.3٪ الشكل 8) يليه مقايسة CisBio TR-FRET (15 من 1280 1.2٪) ومقايسة LANCE TR-FRET (3 من 1280 0.2٪).

النتائج المعروضة باستخدام مقايسات (A) CisBio و (B) LANCE و (C) AlphaScreen. يتم تضمين منحنيات استجابة التركيز المناسبة لبيانات المركبات النشطة باستخدام معادلة لوجستية مكونة من 4 معلمات مع الخطوط الصلبة. تشير الخطوط السوداء إلى النشاط فقط ضمن المقايسة المشار إليها. تشير الخطوط الزرقاء إلى نشاط في كل من مقايسات CisBio و AlphaScreen. تشير الخطوط الحمراء إلى النشاط في جميع المقايسات الثلاثة.

قمنا أيضًا بتمييز نشاط هذه المركبات بقراءات إضافية للمقايسة ، ومقايسات الفحص المضاد ، وخصائص البيانات ، واختلاط المركب المبلغ عنه. يمكن أن يأخذ تداخل المقايسة بواسطة مادة كيميائية عدة أشكال في فحوصات HTS الكيميائية الحيوية [91،92] ويمكن التوسط من خلال التألق المركب أو التجميع ، أو توهين الإشارة عن طريق الامتصاص ، أو التبريد بالأكسجين المفردة وتعطيل علامة التقارب في حالة AlphaScreen.

في فحوصات TR-FRET ، تم تحديد مركبات الفلورسنت أو المخففات باستخدام قراءات إضافية لبيانات مضان القناة المانحة. التغييرات في مضان المانحين التي تعكس أو تساهم في النشاط الكلي (نسبة الحنق / المتبرع) تشير إلى تداخل المقايسة وتمت إزالة هذه المركبات من مزيد من الدراسة [93]. لوحظت القطع الأثرية لقناة المانحين لـ 14 من 15 جزيء نشط من مقايسة CisBio (الشكل 9) ، ول 2 من 3 من أنشطة LANCE (الشكل 10) ، مما أدى إلى 6-hydroxy-DL-DOPA باعتباره المرشح الوحيد المتبقي في كل من مقايسات TR-FRET ، والمعروف أن له نشاطًا في عدد من الاختبارات غير ذات الصلة ويعتبر جزيءًا مختلطًا. بالنسبة للمركبات النشطة AlphaScreen ، استخدمنا اختبارًا إضافيًا للشاشة المضادة (TruHits ، Perkin Elmer) حيث تم استبدال زوج التفاعل SIRPα و CD47 الموسوم بببتيد مفرد مزدوج الوسم (Biotin-peptide-6XHis). لا تؤدي المركبات التي تعرض نشاطًا في شاشة العداد هذه إلى تعطيل تفاعل SIRPα-CD47 على وجه التحديد ، ولكنها بالأحرى عوامل تعطل علامة التقارب أو أكسجين القميص أو مُخمدات الفلورة أو ربما مجمعات البروتين. وفقًا لذلك ، عرض 3 من 17 جزيئًا نشطًا نشاط شاشة مضادة وتمت إزالتها من مزيد من الدراسة (الشكل 11).

إشارة نشاط طبيعية للقنوات المانحة والمقبلة وإشارة النسبة المحسوبة لكل مركب نشط تم الإبلاغ عنه لاستجابة التركيز المكونة من 7 نقاط والتي تم إنشاؤها باستخدام qHTS. تم حساب النشاط الطبيعي باستخدام تحكم محايد (+ CD47 + SIRPα ، بدون مثبط) بنسبة 0٪ وضبط منخفض (+ CD47 -SIRPα ، بدون مثبط) كنشاط -100٪. ثم تمت مقارنة نشاط الفحص بالمركبات المختبرة وتوحيدها ضمن هذا النطاق. (أ) المركبات التي تدخلت في مضان المتبرع المشار إليها بالنشاط في قناة المتبرع. (ب) المركب التفاعلي النشط في مجموعة متنوعة من فحوصات الفحص غير ذات الصلة.

إشارة نشاط طبيعية للقنوات المانحة والمقبلة وإشارة النسبة المحسوبة لكل مركب نشط تم الإبلاغ عنه لاستجابة التركيز المكونة من 7 نقاط والتي تم إنشاؤها باستخدام qHTS. تم حساب النشاط الطبيعي باستخدام تحكم محايد (+ CD47 + SIRPα ، بدون مثبط) بنسبة 0٪ وضبط منخفض (+ CD47 -SIRPα ، بدون مثبط) كنشاط -100٪. ثم تمت مقارنة نشاط الفحص بالمركبات المختبرة وتوحيدها ضمن هذا النطاق. (أ) المركبات التي تدخلت في مضان المتبرع المشار إليها بالنشاط في قناة المتبرع. (ب) المركب التفاعلي النشط في مجموعة متنوعة من فحوصات الفحص غير ذات الصلة (Pubchem).

إشارة نشاط طبيعية لمقايسة AlphaScreen المحددة (Alpha) ومقايسة شاشة العداد غير المحددة (العداد) لكل مركب نشط تم الإبلاغ عنه لاستجابة التركيز المكون من 7 نقاط والتي تم إنشاؤها باستخدام qHTS. تم حساب النشاط الطبيعي في اختبار AlphaScreen باستخدام تحكم محايد (CD47 + SIRPα ، بدون مثبط) بنسبة 0٪ والتحكم السلبي (CD47- SIRPα ، بدون مثبط) كنشاط -100٪. تم حساب النشاط الطبيعي في اختبار شاشة العداد باستخدام تحكم محايد (+ كاشف TruHits ، بدون مثبط) بنسبة 0٪ والتحكم السلبي (-تفاعل TruHits ، بدون مثبط) كنشاط -100٪. ثم تمت مقارنة نشاط الفحص بالمركبات المختبرة وتوحيدها ضمن هذا النطاق. (أ) المركبات التي تدخلت في الفحص كما يتضح من نشاط كبير في فحص شاشة العداد. (ب) المركبات التفاعلية التي تم تحديدها على أنها نشطة في مجموعة متنوعة من فحوصات الفحص غير ذات الصلة.

تم فحص الجزيئات النشطة المتبقية بشكل أكبر للسلوك غير المثالي الذي من شأنه أن يشير إلى آلية أخرى غير عداء CD47-SIRPα. تشتمل آلية تداخل المقايسة المعروفة الآن على جزيئات تميل إلى التجمع في المحاليل المؤقتة للمقايسة المائية وامتصاص كواشف الفحص لتؤدي إلى نشاط مثبط واضح [94-96]. نظرًا لأن هذه الظاهرة تحدث عند عتبة يصل فيها جزيء الاختبار إلى حد قابليته للذوبان ، فإن منحنيات استجابة التركيز ستظهر منحدر تل شديد الانحدار بالقرب من حد الذوبان [94]. تعد منحدرات التلال مؤشرًا على نشاط غير محدد ، وتم وضع علامة على المركبات على أنها مثبطات غير مثالية عندما عرضت منحدرات هيل خارج النطاق -0.5 إلى -1.5 ، مع إدراك أن هذا لا يحدد بشكل قاطع الجزيئات التي بها مشكلات كمجمعات [ 97]. لتجنب التجميع المركب وتداخل المقايسة المصاحبة ، تم إجراء جميع الاختبارات الأولية واختبارات المتابعة مع وجود المنظف [97،98].

في حالة الجزيء النشط الوحيد في مقايسات TR-FRET (6-hydroxy-DL-DOPA) ، يقع منحدر التل ضمن التسامح لكل من مقايسات CisBio و LANCE.من بين منشطات AlphaScreen ، وحمض aurintricarboxylic ، و cephalosporin C ، و Apresoline ، و Indirubin-3'-oxime ، و 2،2'-Bipyridyl ، و CGS-15943 ، و L-Histidine hydrochloride ، و ruthenium red ، عرضت جميعها منحدرات Hill خارج معايير القبول لدينا وكانت مهملة. العناصر النشطة المتبقية (مورين ، روترلين ، 1،10-فينانثرولين أحادي الهيدرات ، وحمض الكينولينيك ، وحمض الفوساريك ، و 6-هيدروكسي-DL-DOPA) لها خصائص PAINS ([91،99،100] وقاعدة بيانات ChEMBL) التي من المحتمل أن تكون خاطئة الإيجابيات وغير الصالحة للمتابعة. يشتبه أيضًا في 6-hydroxy-DL-DOPA في تداخل المقايسة بسبب نشاط المجمع (انظر أعلاه) وفي دراسات أخرى [101] ، خصائص PAINS (على النحو المحدد في قاعدة بيانات ChEMBL) ، تفاعل الأكسدة والاختزال المعروف ، واختلاط المقايسة (نشط في 119 من 386 مقايسات في Pubchem [102] في وقت إعداد المخطوطة). على الرغم من نشاط التداخل المعترف به جيدًا ، فإن نشاط 6-Hydroxy-DL-DOPA في فحوصاتنا كان متسقًا مع مركب ضرب حسن التصرف ، وكان أيضًا الجزيء النشط الوحيد باستمرار في جميع فحوصات qHTS. وبالتالي تم اختياره لمتابعة الاختبار.

تم الحصول على عينة مسحوق طازج من 6-hydroxy-DL-DOPA من المورد ومصادقتها عبر HPLC-MS من مخزون DMSO 10 ملي مولار. أدى اختبار المتابعة في فحوصات qHTS إلى نشاط مماثل إن لم يكن أكثر فاعلية بقليل (الشكل 12 CisBio و AlphaScreen). تم بعد ذلك تقييم المركب لنشاط SIRPα-CD47 المعطل في اختبار SPR الموصوف سابقًا (بالفيديو أدناه) ولكنه فشل في تثبيط تفاعل البروتين والبروتين في ظل ظروف مشابهة لتلك الخاصة بمقايسات qHTS.

النتائج المعروضة لمقايسات (A) CisBio و (B) LANCE و (C) AlphaScreen. تم إجراء اختبار المتابعة باستخدام مركب مطلي حديثًا من مسحوق مخزون باستجابة تركيز 11 نقطة (ن = 1).

كما ذكر أعلاه ، 6-Hydroxy-DL-DOPA هو مجمع معروف. يجب أن يؤدي هذا النوع من التداخل إلى نشاط في اختبار شاشة عداد AlphaScreen. ومع ذلك ، لم نعثر على أي شيء في اختبارنا ، باتباع بروتوكول الشركة المصنعة. في هذه التجربة ، يتم خلط ببتيد التحكم مسبقًا مع كل من حبات المستقبل والمتبرع لتشكيل المعقد وإضافته لاحقًا إلى آبار الفحص متبوعة بالمركبات. في ظل هذه الظروف ، قد يكون معقد الببتيد الخرزي المشكل مسبقًا غير حساس حركيًا وجسديًا للمركب المجمع. على سبيل المقارنة ، في الاختبار الأولي ، تتعرض بروتينات الكاشف للمركب المجمع قبل إضافة الحبيبات. لتحديد ما إذا كان 6-Hydroxy-DL-DOPA قد أظهر بشكل لا لبس فيه نشاطًا متداخلاً في شاشة العداد ، قمنا بتغيير البروتوكول لمطابقة الفحص الأساسي بشكل أوثق. في ظل هذه الظروف المنقحة (شاشة مضادة v.2) ، يضاف الببتيد أولاً إلى الآبار ، متبوعًا بالمركب ، ثم الخرز (الشكل 13). كشفت الظروف المنقحة عن نشاط في اختبار شاشة العداد v.2 الذي كان مشابهًا لمقايسة الشاشة الأولية وحدد 6-Hydroxy-DL-DOPA كجزيء متداخل. لذلك ، تم حذفه من مزيد من الدراسة. في الختام ، لم يتم تحديد أي مركبات كمثبطات محددة لتفاعل CD47-SIRPα من دراسة الفحص التجريبية. ومع ذلك ، قمنا بتطوير فحوصات ومقايسات مضادة استبعدت العديد من المركبات المتداخلة والتي يمكن تطبيقها على مجموعات وحملات فحص متنوعة كيميائيًا أكبر.

النشاط الموضح باستخدام مقايسة CD47-SIRPα PPI (اللوحة اليسرى) ومقايسة شاشة العداد تعمل تحت تسلسلات إضافة كاشف مختلفة (اللوحة اليمنى).

فحص الأداء في مكتبة كبيرة مؤتمتة بالكامل qHTS

اختبرنا أداء الفحوصات أعلاه الموضوعة كجزء من مكتبة كبيرة ، مؤتمتة بالكامل ، حملة qHTS. استخدمنا شاشة أولية مع مقايسات فحص متعامد وعداد متعامد قادرة على تحديد آثار المقايسة من المركبات النشطة في الفحص الأولي. بالنسبة للشاشة الأساسية ، اخترنا اختبار LANCE TR-FRET لأنه كان يحتوي على أفضل عامل Z وأقل ملف تعريف تداخل مركب أثناء الفحص التجريبي (الشكل 14). كشاشة عداد ، استخدمنا اختبار LANCE TR-FRET مع 6XHis-biotin الببتيد بدلاً من تفاعل SIRPα-CD47 (كما في اختبار شاشة عداد AlphaScreen الموصوف أعلاه). سمح ذلك بتقييم المركبات المسببة للتداخل مع نفس كواشف TR-FRET مثل الشاشة الأولية. تم استخدام الفحص المتعامد لتأكيد المركبات النشطة وتم إجراؤه باستخدام مقايسة تفاعل AlphaScreen SIRPα-CD47 كما هو موضح أعلاه. لاختبار تكوين الفحص هذا ، قمنا بفحص مجموعة كبيرة (94،965 مركبًا) ، متنوعة (1000 سقالة تختلف في التمثيل من 20 إلى 100 مركب لكل نمط كيميائي) ، منسقة للغاية (PAINS ، Lipinsky) ، تشبه الرصاص (sp3-rich ، spirocyclic ، أنماط كيميائية جديدة) مكتبة كيميائية (Genesis ، NCATS) منسقة كاستجابة تركيز بين 6 و 7 نقاط في لوحات مصدر 1536 جيدًا. تم إجراء الفرز مع مجموعة أتمتة NCATS باستخدام منصة Kalypsis Robotic المؤتمتة بالكامل والتي تستخدم نفس معدات توزيع السوائل والتثبيت المركب وقياس نقطة النهاية كما تم استخدامها في وضع عدم الاتصال في الفحص التجريبي. بهذا الشكل ، تم إجراء الفحص الأولي على 409 لوحات على مدار 4 أيام فحص. تضمن يوم الفحص الثاني 200 لوحة تترجم إلى ذروة إنتاجية لأكثر من 40000 مركب يوميًا في استجابات تركيز 6 و 7 نقاط. كان الاختبار الأساسي قويًا (S / B = 17.6 ± 2.2 ، CV = 2.0٪ ± 0.6 ، و Z 0.93 ± 0.3 الشكل 14 أ) كما تم حسابه من آبار التحكم لكل لوحة في السلسلة.

(A) Z 'تم حسابه من عناصر التحكم داخل الصفيحة. (ب) النشاط الطبيعي لجميع المركبات التي تم اختبارها في استجابة تركيز 6 نقاط. تمثل المنحنيات المقدمة جميع المركبات التي تعرض نشاطًا بفئة منحنى سالب. المنحنيات المعروضة باللون الأحمر لها نشاط أقصى ≤-25٪.

نظرًا لانخفاض مستوى النشاط في الشاشة ، تم اختيار المركبات لدراسات المتابعة إذا أظهرت تصنيفًا سلبيًا للمنحنى (جميع المنحنيات في الشكل 14 ب) وأقصى استجابة طبيعية من & lt-25٪ (منحنيات حمراء في الشكل 14 ب). نتج عن ذلك اختيار 12 مركبًا لاختبار المتابعة. تم استخدام هذه المركبات ، التي تم اختيارها من المخزونات الكيميائية ، لصنع لوحات المكتبة ، المطلية بتنسيق استجابة تركيز من 11 نقطة تتراوح من 38 ميكرومتر إلى 37 نانومتر ، وتم تأكيدها خارج الخط باستخدام اختبار الشاشة الأولية TR-FRET (الشكل 15). أكد الاختبار في وضع عدم الاتصال 8 من أصل 12 نشاطًا تم تحديده في الشاشة الأساسية. عرضت المركبات الأربعة التي لم يتم تأكيدها فئة المنحنى -4 وكانت نشطة فقط عند أعلى تركيز في الشاشة الأولية. قدمت هذه النتائج مثالًا آخر على قيمة فحص تنسيق qHTS والقدرة على استخدام الاستجابة للتركيز كعامل تصفية نشاط مبكر. تم إخضاع المركبات النشطة المتبقية لتحقيقات إضافية باستخدام اختبار شاشة العداد المستندة إلى TR-FRET لإزالة المركبات الإيجابية الخاطئة المتداخلة للمقايسة. عرضت ثلاثة مركبات نشاطًا غير مقبول في اختبار شاشة العداد (نفس تصنيف المنحنى أو أقصى نشاط مثل الشاشة الأولية) وتمت إزالتها من اختبار المتابعة. تم بعد ذلك إخضاع المركبات المتبقية لاختبار المقايسة المتعامدة باستخدام مقايسة تفاعل AlphaScreen SIRPα-CD47 وتم التأكد من أن 5 مركبات لها نشاط مماثل كما في الشاشة الأولية. ستكون الهويات الكيميائية للمركبات النشطة المؤكدة موضوع تقرير متابعة ناتج عن توصيفها المستمر وتحسينها.

اللوحة اليسرى: رسم تخطيطي لعملية الفرز يوضح حجم مكتبة الإدخال ، واستخدام الفحص ، والمركبات المتقدمة (السهم الأخضر) ، والمركبات غير المتقدمة (السهم الأحمر). اللوحة اليمنى: ملفات تعريف النشاط للمركبات المختارة لاختبار المتابعة من الشاشة الأساسية. يتم عرض الأنشطة لكل اختبار يتم إجراؤه ويتم فصل ملفات التعريف المركبة حسب مستوى تقدم الفحص. (أ) لا يوجد نشاط لمتابعة TR-FRET. (ب) نشاط شاشة العداد غير مقبول. (C) تم التأكيد على أنه نشط مع AlphaScreen.


الخلايا الضامة والشيخوخة: اللاعبون الرئيسيون للتجديد؟

على مدى العقد الماضي ، تطور فهمنا للدور الفسيولوجي للخلايا الشائخة بشكل كبير ، من مجرد مؤشرات للإجهاد الخلوي والشيخوخة إلى دور مركزي في التجديد والإصلاح. على نحو متزايد ، حددت الدراسات الخلايا الشائخة والنمط الظاهري الإفرازي المرتبط بالشيخوخة (SASP) على أنهما حاسمان في عملية التجديد بعد الإصابة ، ومع ذلك ، فإن التوقيت والسياق الذي يتم فيه تنشيط برنامج الشيخوخة يمكن أن يؤدي إلى نتائج مميزة. على سبيل المثال ، يؤدي التحريض العابر للخلايا المتشيخة متبوعًا بإزالة سريعة في المراحل المبكرة بعد الإصابة إلى تعزيز الإصلاح ، في حين أن التراكم طويل الأمد للخلايا المتشيخة يضعف وظيفة الأنسجة ويمكن أن يؤدي إلى فشل الأعضاء. يتمثل الدور الرئيسي لـ SASP في تجنيد الخلايا المناعية في موقع الإصابة والتخلص اللاحق من الخلايا الشائخة. من بين هذه الأنواع من الخلايا الضامة ، والتي لها أدوار تنظيمية موثقة جيدًا في جميع مراحل التجديد والإصلاح. ومع ذلك ، في حين بدأ استكشاف دور الخلايا الشائخة والضامة في هذه العملية ، لا تزال التفاعلات المحددة بين أنواع الخلايا هذه ومدى أهميتها في المراحل المختلفة للإصابة / الاستجابة التعويضية تتطلب مزيدًا من التحقيق. في هذه المراجعة ، نأخذ في الاعتبار الأدبيات الحالية المتعلقة بالتفاعل بين أنواع الخلايا هذه ، وكيف أن تعاونها مهم للتجديد والإصلاح ، وما هي الأسئلة التي لا يزال يتعين الإجابة عليها للنهوض بهذا المجال.

1 المقدمة

يعد إصلاح الأنسجة وتجديدها عمليات بيولوجية حاسمة تحدث بعد الإصابة وهي ضرورية للبقاء على قيد الحياة. يمكن أن تحدث الإصابة نتيجة للعدوى أو الاعتداء السام أو الميكانيكي ، وينتج عن ذلك تنشيط بارز لجهاز المناعة وتجنيد عدد كبير ونوع من الخلايا التي تتسلل إلى المنطقة المتضررة. هذه تتكون من الخلايا القاتلة الطبيعية ، الضامة ، العدلات ، الخلايا البائية ، الخلايا التائية ، الخلايا الليفية ، الخلايا الظهارية والخلايا البطانية. في بيئة صحية ، تعمل هذه الخلايا معًا في جهد متضافر لاستعادة وظيفة الأنسجة والحد من الضرر ، وهي عملية يجب تنظيمها بإحكام. في العديد من البيئات المرضية ، تصبح هذه الآليات غير منظمة ويمكن أن يؤدي تجنيد الخلايا المناعية بدلاً من ذلك إلى بدء إصابة الأنسجة وتضخيمها وحتى استمرارها. تُعرف عملية شفاء الأنسجة التالفة باسم `` الإصلاح '' وتشمل عمليتين منفصلتين للتجديد والاستبدال ، حيث يشير التجديد إلى العملية التي يعيد فيها نمو الأنسجة الجديد مناطق الأنسجة التالفة إلى حالتها الأصلية بينما يحدث الاستبدال في الأنسجة التالفة بشدة ، غالبًا في شكل ندبات.

بينما يعمل الشلال الالتهابي على القضاء على المنبه الضار وتطهير المنطقة المصابة من الخلايا الميتة وحطام المصفوفة ، فإن شفاء الأنسجة المصابة يعتمد على قمع الالتهاب في الوقت المناسب ، مما يمهد الطريق لتنشيط الخلايا التعويضية [1]. ومع ذلك ، فإن فعالية الاستجابة التعويضية تعتمد على شدة الإصابة ونوعها ، والعضو المصاب ، والخصائص الخاصة بالأنواع. بينما تستطيع البرمائيات تجديد الأطراف [2] ويمكن للأسماك تجديد عضلة القلب [3] ، تفشل الثدييات البالغة في تجديد أيٍّ من هذه الأطراف. علاوة على ذلك ، في الثدييات البالغة ، تحتفظ أعضاء مثل الكبد ببعض القدرة على التجدد [4] ، في حين أن تجديد الدماغ والنخاع الشوكي محدود للغاية [5]. ولإضافة إلى هذا التعقيد ، عندما تتعرض الأنسجة لإصابة طويلة الأمد ، يمكن أن تصبح عملية الإصلاح مزمنة أو غير منظمة ، مما يؤدي إلى عمليات مرضية ، بما في ذلك التليف أو الالتهاب المزمن ، والتي تؤثر في النهاية على وظيفة العضو ويمكن أن تؤدي إلى موت العضو أو الكائن الحي.

1.1 الشيخوخة الخلوية

النتيجة الشائعة لعملية الإصابة هي الشيخوخة الخلوية ، وهو شكل لا رجعة فيه ولكنه ثابت من توقف دورة الخلية ، والذي يتم تحديده بواسطة نسخة متغيرة ، والذي يحدث في الخلايا المتكاثرة عندما تصل إلى نهاية عمرها التكاثري ، أو عندما تتعرض للإجهاد. غالبًا ما تتميز الخلايا الشائخة بشكل متضخم ومسطّح [6] ، وتظهر السمات المميزة للشيخوخة ، بما في ذلك تغيرات الحمض النووي والكروماتين وتغييرات التعبير الجيني [7-11] الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا والإفراج اللاحق عن أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) [12] ، 13] تعديلات البروتين [14] وتراكم حبيبات الليبوفوسين [15] التعبير عن SA-β-galactosidase [16] وإطلاق عوامل SASP [14،17] (الشكل 1أ). علاوة على ذلك ، بينما توجد غالبًا في الأنسجة المصابة [27 ، 28] ، يمكن أن توجد الخلايا الشائخة أيضًا في الأعضاء غير المصابة ، خاصة في الأعضاء التي تعرضت سابقًا للتلف أو المرض [29] ، وخاصة في الأفراد الأكبر سنًا. تم اكتشاف الشيخوخة الخلوية لأول مرة في زراعة الخلايا الأولية ، حيث نمت الخلايا لفترات طويلة من الزمن ، مثل الشيخوخة ، ووصلت إلى حالة لم تعد قادرة على التكاثر [30،31]. في وقت لاحق ، لوحظ وجود خلايا إيجابية للشيخوخة المرتبطة (SA)--galactosidase في الأنسجة المسنة [16]. لسنوات عديدة بعد ذلك ، كان يُنظر إلى الشيخوخة فقط على أنها نتيجة لشيخوخة الكائن الحي ، ومع ذلك ، في العقد الماضي ، تطور فهمنا بشكل كبير ، مما يشير إلى أن الشيخوخة الخلوية يمكن أن تحدث استجابة لمجموعة من المحفزات ، بما في ذلك الضرر الخلوي [18] ، الإجهاد التأكسدي [32] ، والإشارات الورمية [19] ، وتآكل التيلومير [20] ، والإشعاع المؤين [21] وبعض أدوية السرطان [22] (الشكل 1ب) ، بل شوهد أثناء التطوير [23 ، 24] (الشكل 1ج). تم الإبلاغ عن شيخوخة في العديد من أنواع الخلايا أثناء الشيخوخة الطبيعية ، وبعد الإصابة أو المرض بما في ذلك الظهارة [33] ، البطانة [34] ، الخلايا المناعية [35] ، الخلايا اللحمية المتوسطة [36] ، العظام [37] ، العضلات [38] و الأنسجة الدهنية [39]. ولذلك فإن أحد الأدوار المهمة للشيخوخة هو منع انتشار الضرر في جميع أنحاء الأنسجة ، وفي السرطان ، يعمل كحاجز قوي ضد تكون الأورام (راجع في [40]) (الشكل 1ج). بشكل عام ، الحث العابر للشيخوخة متبوعًا بإزالة الخلايا الشائخة يعزز إعادة تشكيل الأنسجة وتجديدها [25،26] (الشكل 1ج) ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي الإصابة المزمنة إلى تراكم الخلايا المتشيخة على المدى الطويل ، مما يؤدي إلى حدوث التهاب مستمر يؤدي في النهاية إلى إضعاف وظيفة الأنسجة ويمكن أن يساهم في فشل الأعضاء (الشكل 1).ج). لهذا السبب ، من المرجح أن يلعب التوازن الدقيق للخلايا الشائخة ووجودها / إزالتها دورًا محوريًا في إصلاح الأنسجة. في هذه المراجعة ، ركزنا على الأدبيات التي تصف التفاعل بين الشيخوخة في الأنسجة الظهارية والخلايا المناعية ، ولا سيما البلاعم.

الشكل 1. السمات المميزة للشيخوخة الخلوية وأسبابها وآثارها. (أ) السمات الرئيسية للخلية الشائخة ، والتي تشمل الشكل المتضخم وغير المنتظم / المسطح [6] ، وأجزاء الحمض النووي مع تعديلات الكروماتين التي تعزز الشيخوخة (DNA-SCARS) [9] والبؤر [10] ، وتغيير التعبير الجيني [8] و توقيف دورة الخلية [7] ، خلل في الميتوكوندريا وإطلاق أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) [12،13] ، تعديلات البروتين [14] ، حبيبات الليبوفوسين ، التعبير عن SA-β-galactosidase [16] وإطلاق عوامل SASP [14] ، 17]. (بيمكن أن يحدث الشيخوخة الخلوية استجابة للتلف الخلوي أو تلف الحمض النووي [18] ، والجينات الورمية ، وإشارات الميتوجين والسيتوكين [19] ، وتناقص / تقصير التيلومير [20] ، والإشعاع المؤين [21] والأدوية المضادة للسرطان [22]. (ج) يلعب الشيخوخة الخلوية دورًا مزدوجًا أثناء التطور [23،24] وطوال إصلاح الأنسجة وتجديدها [25،26] ، حيث يمكن أن يعزز إزالة حطام الخلايا ، ويقلل من التليف ، ويثير التغيرات اللاجينية ويعمل كحاجز قوي ضد تكون الأورام ، بينما يؤدي أيضًا إلى انتشار الشيخوخة ، وتلف الحمض النووي ، والمزيد من إصابة الأنسجة ، مما يؤدي في النهاية إلى تدهور الأنسجة والأمراض المرتبطة بالعمر. تم إنشاؤه مع Biorender.com.

1.2 النمط الظاهري الإفرازي المرتبط بالشيخوخة

غالبًا ما تتميز الخلايا الشائخة بقدرتها على تطوير نمط ظاهري إفرازي مرتبط بالشيخوخة (SASP) ، وهي استجابة مؤيدة للالتهابات تنشط وتعزز النمط الظاهري للشيخوخة في الخلايا المحيطة ، وتعدل التليف وتعزز التجدد [41] (الشكل 1)ج). يتكون SASP من خليط معقد من بروتياز المصفوفة خارج الخلية وعوامل النمو والكيموكينات والسيتوكينات ، والتي لها تأثير عميق على البيئة الدقيقة للأنسجة [42]. يمكن لمكونات SASP أن تؤدي إلى شيخوخة الخلايا المجاورة بطريقة أوتوكرين [43،44] وباراكرين [41،45] ، مما يشير إلى أن الشيخوخة تخلق بيئة مكروية التهابية قد تؤدي إلى القضاء على الخلايا الشائخة. إفراز السيتوكينات المؤيدة للالتهابات ، مثل إنترلوكين 6 (IL-6) وإنترلوكين 8 (IL-8) [46] ، والكيموكينات ، مثل بروتينات الجذب الكيميائي أحادية الخلية (MCPs) والبروتينات الالتهابية الضامة (MIPs) [42] ] ، وعوامل النمو ، مثل تحويل عامل النمو (TGFβ) [47] ، يسبب الالتهاب ويجند الخلايا المناعية لتنظيف الخلايا الشائخة.

1.3 البلاعم في إصلاح الأنسجة

من بين مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا التي تنسق الإصلاح ، فقد ثبت أن الضامة تظهر نشاطًا تنظيميًا بالغ الأهمية في جميع مراحل الإصلاح والتليف. يتم تجنيد البلاعم إلى موقع الإصابة عن طريق التدرجات الكيميائية وجزيئات الالتصاق المختلفة ، حيث تؤدي دورها كخلايا زبال التي تبلعم الحطام الخلوي والخلايا الغازية ، جنبًا إلى جنب مع خلايا موت الخلايا المبرمج الأخرى ، استجابة لإصابة الأنسجة. الأهم من ذلك ، الضامة هي مفتاح إزالة الخلايا المتشيخة بعد الإصابة [48،49] ، فضلاً عن كونها مصدرًا مهمًا للكيماويات والبروتينات المعدنية المصفوفة (MMPs) والوسطاء الالتهابيين الآخرين الذين يقودون الاستجابة الخلوية الأولية [50]. تشير النماذج الحالية إلى أن الشيخوخة تبدأ في نمذجة الأنسجة / إعادة تشكيلها عن طريق تجنيد الخلايا المناعية من خلال SASP ، حيث تزيل الضامة الخلايا المتشيخة ، مما يسمح بإعادة التوطين بواسطة الخلايا السلفية وتجديد الأنسجة التالفة [25 ، 26 ، 51]. ومع ذلك ، في حالة التلف المستمر أو في الأنسجة القديمة ، قد يتم اختراق التطهير والتجديد بسبب ضعف تجنيد البلاعم ، أو زيادة الخلايا المتشيخة أو حتى تلف الضامة نفسها. في الواقع ، إذا تم استنفاد البلاعم في المراحل المبكرة من الإصلاح في عدد من الأعضاء ، فإن الاستجابة الالتهابية تتضاءل [52] وتؤدي إلى إصلاح وتجديد أقل كفاءة [53،54].

تركز هذه المراجعة على النتائج الأخيرة التي عززت فهمنا للخلايا الشائخة والضامة في إصابة الأنسجة ، وأهمية تعاون هذه الخلايا كلاعبين رئيسيين في تسهيل تجديد الأنسجة وإصلاحها.

2. دليل على دور الخلايا المتشيخة في إصابة الأنسجة

الشيخوخة هي حالة من التوقف التكاثري الذي لا رجعة فيه ، والذي تخضع له الخلايا استجابة لمجموعة متنوعة من المحفزات الضارة ، ويرتبط بالتغيرات في التشكل ، والنشاط الليزوزومي ، والتغيرات في بنية الكروماتين (تعبير H2Ax) وتفعيل SASP [55] (الشكل 1أ). نشأ الكثير من فهمنا الحالي للشيخوخة من دراسات حول المرض أو الشيخوخة ، ولكن ظهر مؤخرًا دور جديد للشيخوخة في حل إصابة الأنسجة. في الواقع ، تم التعرف على الخلايا الشائخة في مجموعة متنوعة من الأعضاء المصابة ، بما في ذلك الكبد [28،47] والكلى [56،57] والقلب [58] والعضلات الهيكلية [27] والغدد اللعابية [59] ، ولديها إلى حد كبير تترافق مع فقدان وظيفة الأنسجة. ومع ذلك ، فقد تم الإبلاغ عن وجود خلايا شيخوخة لها آثار إيجابية وسلبية على حد سواء في العضو المقيم ، اعتمادًا على وفرتها ومدتها (الشكل 1)ج) ، ويزودنا برؤى مهمة حول وظيفتهم الفسيولوجية. في الواقع ، إذا كانت وظيفة الشيخوخة هي القضاء على الخلايا ، فلماذا لا تخضع الخلايا للمسار الأسرع والأكثر مباشرة للاستماتة ، ولماذا تم اختيار الخلايا الشائخة أثناء التطور؟ أدى هذا السؤال إلى ظهور مفهوم مفاده أن الخلايا الشائخة تلعب أدوارًا مهمة في إصلاح الأنسجة وإعادة تشكيلها ، مما يوفر وظيفة نهائية قبل أن تخضع في النهاية للتخلص من نفسها [26].

2.1. دور الخلايا المتشيخة في إصلاح الأنسجة

حتى الآن ، تم استخدام طريقتين رئيسيتين لاستكشاف دور الخلايا الشائخة في الإصلاح: استراتيجيات الاستنفاد الجيني ، حيث يتم حذف الخلايا الشائخة من الأنسجة ، ومن خلال استخدام الأدوية الحالة للشيخوخة ، حيث تُستخدم المركبات للحث على موت الخلايا الشائخة.

2.2. استراتيجيات الاستنزاف الجيني

لتمييز دور الشيخوخة مقابل الخلايا المبرمجة في إصابة الأنسجة ، بيكر وآخرون. [66] استخدمت نموذج الفأر الأولي المحرض "من الشيخوخة إلى موت الخلايا المبرمج" ، حيث تعبر الفئران المعدلة وراثيًا عن البروتينات المؤيدة للاستماتة تحت تعبير محفز p16 INK4a. من خلال إدارة الفئران باستخدام "مفتاح كيميائي" ، تم تحويل الخلايا التي تعبر عن العلامة المرتبطة بالشيخوخة p16 INK4a إلى خلايا موت الخلايا المبرمج في الجسم الحي. وكذلك ملاحظة انخفاض في عدد الخلايا الشائخة ، بيكر وآخرون. [66] لاحظ حدوث ارتداد في عدد من الأمراض المرتبطة بالعمر (الشكل 2) ، مما يشير إلى دور الخلايا الشائخة في تعطيل استتباب الأنسجة. ومع ذلك ، باستخدام نموذج فأر مشابه ولكنه مختلف ميكانيكيًا في دراسات التئام الجروح الجلدية ، تم عرض ذلك بواسطة Demaria وآخرون. [60] أن تحفيز الفئران على التحول من الشيخوخة إلى موت الخلايا المبرمج أدى إلى تأخير كبير في التئام الجروح وتسبب في تراكم كميات أكبر من الأنسجة الليفية (الشكل 2). ومن المثير للاهتمام ، أنه في الفئران الصغيرة ، تم العثور على انفجار عابر للخلايا الشائخة P16 INK4a + أثناء التئام الجروح الطبيعي واختفى بعد إغلاق الجرح ، مما يشير إلى الدور المبكر للخلايا المتشيخة في تعافي الجروح والتأثير السلبي لإزالتها [60]. وبالمثل ، يحدث الشيخوخة الخلوية في الأرومات الليفية العضلية في الجروح الجلدية أثناء عملية الشفاء ، والتي يُعتقد أنها تقلل من مدى التليف [61].

الشكل 2. استنفاد البلاعم أو الخلايا الشائخة له تأثيرات متنوعة ومتناقضة على تجديد الأعضاء. آثار نضوب الخلايا الشائخة (أ) أو نضوب البلاعم أو منع التراكم (ب) تم تصوريهم. في العديد من الأعضاء ، يكون لتوقيت نضوب الخلايا دور حاسم في نتائج التجدد. بينما يؤدي استنفاد الخلايا الشائخة إلى تأخير التئام الجروح الجلدية وتفاقم التليف [60،61] ، فإن تأثير حذف الضامة أثناء التئام الجروح يعتمد على التوقيت [54] بالمثل بينما يؤدي استنزاف الخلايا الشائخة إلى تليف الكبد [28،62] ، ونضوب يمكن أن تؤدي البلاعم إلى تقليل تندب الكبد وتليفه ، اعتمادًا على التوقيت [52]. علاوة على ذلك ، فإن إزالة الخلايا الشائخة ليس لها آثار إيجابية أو لها تأثير إيجابي إلى حد كبير على العضلات والقلب [63] ومع ذلك ، يؤدي نضوب البلاعم إلى تأثيرات ضارة على تجديد القلب والعضلات [63-65]. تم إنشاؤه مع Biorender.com.

لدعم هذه الملاحظات ، تم أيضًا إثبات التأثيرات المتناقضة لوظيفة الخلية الشائخة في نماذج أخرى لإصابة الأنسجة. عندما يصاب الكبد ، تصبح الخلايا النجمية الكبدية شيخوخة وتنتج ندبة ليفية مستقرة [28] (الشكل 2). في الجسم الحييتم التعرف على هذه الخلايا الشائخة داخل الآفات الليفية ومع ذلك ، تعاني الفئران من نقص ص 53 و ص 16 INK4A تظهر زيادة التليف في كل من الكبد والكلى [28،62]. على العكس من ذلك ، في نموذج فأر من NRAS G12 V السرطانية ، حيث يتم تطهير الخلايا الشائخة عادة بواسطة الخلايا الوحيدة والبلاعم ، تظهر الفئران التي تعاني من نقص المناعة خلوصًا منخفضًا ، مما يؤدي إلى أورام الكبد الناضجة [67]. علاوة على ذلك ، تم استخدام الماوس المعدّل وراثيًا p16-3MR ، وهو نموذج يحتوي على محفز p16 INK4a الذي يسمح بتتبع وإزالة الخلايا الشائخة لإثبات أن حذف الخلايا الشائخة يقلل الألم في نموذج تجريبي من هشاشة العظام [68]. بشكل حاسم ، أثبت نموذج الفأر الذي يحتوي على الجين المحور ، INK-ATTAC ، الذي يحفز موت الخلايا المبرمج في الخلايا المعبر عنها لـ p16 INK4a ، أن علاج إزالة الخلايا الشائخة يطيل العمر في كل من الفئران الذكور والإناث ، ويؤخر تكوين الأورام وتدهور ضعيف مرتبط بالعمر للعديد من الأعضاء ، بما في ذلك الكلى والقلب والدهون ، دون آثار جانبية ظاهرة [69].

2.3 سينوليتكس

يوفر استخدام المركبات الحالة للشيخوخة أيضًا آلية لتوضيح دور الخلايا الشائخة ، وعلى وجه الخصوص ، التوقيت المحدد للنضوب. تُظهر الأدلة أن الأدوية الحالة للشيخوخة يمكن أن تقود التعبير عن SA-β-gal في ثقافة الخلية [70]. علاوة على ذلك ، فإن إعطاء المركبات الحالة للشيخوخة ABT-737 أو Dasatinib plus Quercetin (DQ) في الجسم الحي يحث على موت الخلايا المبرمج في الخلايا الشائخة ويؤدي إلى إزالة جلد الفأر والرئة والجهاز المكون للدم ، وبالتالي يحسن إصلاح الأنسجة [70-73]. علاوة على ذلك ، تعزز إدارة DQ بقاء عمليات زرع الفئران المسنة [74].

مجتمعة ، تسلط هذه الدراسات الضوء على الأدوار المتعارضة للخلايا الشائخة في الإصابة والإصلاح ، والتباين في وظيفتها نتيجة لتوقيت الإصابة ودرجتها ونوعها. في الواقع ، تشير الأدلة المتزايدة إلى أن الشيخوخة الخلوية هي عملية ديناميكية متعددة الخطوات ، وتتطور من حالة عابرة إلى حالة مستقرة لتوقف دورة الخلية ، مما يفرض النتيجة [75].

2.4 دور النمط الظاهري الإفرازي المرتبط بالشيخوخة في إصلاح الأنسجة

علاوة على ذلك ، بالإضافة إلى التأثير المباشر على انقسام الخلايا والتخلص منها ، فإن الآلية الرئيسية التي تؤثر فيها الخلايا الشائخة على الإصابة هي من خلال SASP. يتضمن إفراز SASP مجموعة متنوعة من الإشارات القابلة للذوبان القادرة على التأثير على التهاب الأنسجة وإصلاحها وتليفها ، بما في ذلك IL-1 و IL-8 و IL-6 وتحويل عامل النمو بيتا (TGFβ). SASP هي استجابة مؤيدة للالتهابات تنشط وتعزز النمط الظاهري للشيخوخة في الخلايا المحيطة ، وبالتالي تتوسط انتشار الشيخوخة في جميع أنحاء الأنسجة ، والمعروفة باسم "شيخوخة المتفرج". من خلال مجموعة متغيرة من السيتوكينات والكيموكينات ، يتم تحفيز شيخوخة الباراكرين والحفاظ عليها من خلال آليات تولد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) والاستجابة لتلف الحمض النووي (DDR) [76]. على سبيل المثال ، فقد ثبت أن شيخوخة الباراكرين تؤدي إلى تفاقم إصابة القناة الصفراوية وإعاقة التجدد في الكبد [47]. عند الاجتثاث الجزئي لـ SASP ، من خلال TGFβ تثبيط ، زيادة تكاثر خلايا الكبد ، انخفاض التليف ، وتحسين وظائف الكبد بشكل عام. على العكس من ذلك ، في نموذج الفأر لإصابة الجلد الجلدية التي يستخدمها Demaria وآخرون.، حدد المؤلفون تأثيرًا إيجابيًا لـ SASP [60]. ومن المثير للاهتمام ، أنه من خلال إفراز عامل SASP PDGF-AA ، تم العثور على تسريع إغلاق الجروح الجلدية ، من خلال تعزيز تمايز الأرومة الليفية العضلية وتشكيل الأنسجة الحبيبية.

في الواقع ، عندما تمت دراسة SASP لأول مرة ، لم يكن دوره في الإصابة والحل مفهومًا جيدًا ، حيث بدت المكونات في الغالب مؤيدة للالتهابات. ومنذ ذلك الحين تم اقتراح أن الشيخوخة قد تضعف التجدد من خلال إشارات paracrine ، مما يجعل الخلايا المجاورة غير قادرة على تعويض الضرر ، مما يؤدي إلى تليف محسن وقدرة أقل على الاستجابة التجديدية [47]. ومع ذلك ، يبدو أن المكونات الالتهابية البارزة والعواقب الضارة تحدث إلى حد كبير عندما يكون SASP طويل الأمد وقد يكون مفيدًا عندما يكون عابرًا ، وبالتالي يلعب دورًا حاسمًا في إعادة تشكيل الأنسجة في المراحل المبكرة من الإصابة. في الواقع ، في عام 2017 ، Chiche وآخرون. [29] أظهر أنه في الإصابات الحادة والمزمنة ، فإن إطلاق عامل SASP IL-6 من الخلايا الشائخة مكّن من إعادة برمجة الخلايا العضلية الساتلة ، مما يشير إلى دور SASP في تسهيل اللدونة الخلوية والإصلاح. الأهم من ذلك ، يشير هذا إلى دور مفيد لـ SASP في تعزيز اللدونة الخلوية لمجموعات الخلايا الجذعية أثناء إصابة العضلات الحادة ، وكذلك في الإعداد المرضي لتدهور العضلات [29].

2.5 الشيخوخة الخلوية في تعدد القدرات

للإضافة إلى النتائج المذكورة أعلاه ، أظهرت دراسة حديثة أن عوامل إعادة البرمجة OCT4 و SOX2 و KLF4 و cMYC يمكن أن تحفز الشيخوخة الخلوية وإنتاج IL-6 في الجسم الحي، الأمر الذي يؤدي إلى إعادة برمجة أكثر كفاءة [77]. علاوة على ذلك ، يمكن أن تعزز SASP استجابة مؤيدة للتجدد من خلال تحريض اللدونة والجذعية في الخلايا الجذعية / السلفية الجسدية [78]. ريتشكا وآخرون. [78] أظهر أن التعرض العابر لـ SASP في الخلايا الكيراتينية الأولية للفأر تسبب في زيادة التعبير عن علامات الخلايا الجذعية والقدرة على التجدد في الجسم الحي. ومع ذلك ، فإن التعرض المطول لـ SASP أدى إلى توقف الشيخوخة التي تصدت للمنبهات التجديدية [78]. وبالتالي فقد تم اقتراح أنه في حالة الإصابة ، تستخدم الخلية الشائخة SASP للحث على اللدونة والجذع في الخلايا المجاورة ، مما يتيح استبدال الخلية الشائخة بمجرد إزالتها وتشجيع تجديد الأنسجة [25]. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أنه عندما تكون هذه العملية غير خاضعة للرقابة ، يمكن أن تؤدي إعادة البرمجة المرتبطة بالشيخوخة إلى تكوين الورم عن طريق تعزيز استئصال السرطان [79]. على النقيض من ذلك ، تؤدي عوامل SASP التي تفرزها الخلايا السلفية القلبية الشائخة (CPCs) عبر إشارات paracrine إلى شيخوخة CPCs الصحية. في هذا السياق ، فإن القضاء على الخلايا الشائخة في الفئران المسنة أو في الفئران المعالجة بمحللات الشيخوخة ألغى SASP وأدى إلى تنشيط CPCs المقيمة وزيادة عدد الخلايا العضلية القلبية المتكاثرة Ki-67 EdU + ، مما يشير إلى إزالة الشيخوخة. قد تخفف الخلايا من التدهور بعد إصابة القلب وتساهم في قدرة القلب على التجدد [58]. علاوة على ذلك ، فإن حذف مؤثرات الشيخوخة p53 و p16 INK4a يحسن كفاءة إعادة برمجة الخلايا الليفية البشرية إلى iPSCs ، مما يشير إلى أنه في هذه البيئة ، يكون للشيخوخة تأثير سلبي على اللدونة [80]. الأهم من ذلك ، أن هذه الاختلافات في ما إذا كانت الخلايا الشائخة مفيدة / ضارة للتجديد تسلط الضوء على أهمية التوقيت الذي يتم فيه تنشيط برنامج الشيخوخة ودوره المتغير خلال المراحل المختلفة للاستجابة للإصابة.

حتى الآن ، من المعروف أن SASP له أدوار مهمة في التطور الجنيني والتئام الجروح ونمو الورم ، مما يشير إلى أن SASP له أدوار فسيولوجية أكثر تعقيدًا مما نفهمه حاليًا (تمت مراجعته في [81،82]). تُظهر هذه الدراسات مجتمعة أن الخلايا الشائخة تلعب أدوارًا مهمة في إصابة الأنسجة وتجديدها ويمكن أن تعزز وتثبط إصلاح الأنسجة. ببساطة ، الدليل على الآثار الإيجابية لإزالة الخلايا الشائخة يأتي من الظروف التي تتراكم فيها الخلايا الشائخة وتؤدي إلى عواقب سلبية. على العكس من ذلك ، يبدو أن الموجة العابرة من الخلايا المتشيخة تلعب دورًا مهمًا في تعزيز الإصلاح في المراحل المبكرة من الإصابة. بشكل عام ، تدعم هذه النتائج فهم أن برنامج الشيخوخة يمكن أن يكون عملية تجديد مفيدة ومع ذلك ، عندما يكون مضطربًا ، يمكن أن يلعب دورًا ضارًا. على سبيل المثال ، في حين أن الشيخوخة الحادة تلعب دورًا مهمًا في منع الورم الخبيث وتعزيز الإصلاح الناجح للأنسجة ، فإن تراكم الخلايا المتشيخة المزمنة يساهم بشكل أكبر في الإصابة والمرض والشيخوخة.

3. دور الضامة في إصابة الأنسجة

بينما ثبت أن مجموعة كبيرة ومتنوعة من أنواع الخلايا تلعب أدوارًا مهمة في الإصابة والإصلاح ، فقد نشأ اهتمام خاص في البلاعم في السنوات الأخيرة ، بسبب مساهمة مجموعات البلاعم المختلفة ومرونتها في سياق الإصابة. وهكذا ، في السنوات الأخيرة ، كان هناك تركيز خاص على تحديد حالات البلاعم المختلفة والمجموعات الفرعية في العديد من أنظمة الأعضاء المختلفة وأدوارها المختلفة في الإصابة والإصلاح. الضامة ضرورية لتجديد الأطراف في السمندل [83] وتجديد زعنفة الذيل في الزرد [84] (الشكل 3). علاوة على ذلك ، تتفاعل البلاعم بشكل وثيق مع محيطها من خلال دمج الإشارات من مسببات الأمراض الغازية ، والبكتيريا المتعايشة ، بالإضافة إلى الوظائف الخاصة بالأنسجة ، مما يجعل الضامة تتكيف بشكل جيد للغاية مع بيئتها المحلية ، وبالتالي تكتسب وظائف خاصة بالأعضاء [85،86]. يُطلق على التجمعات الضامة الموجودة في العديد من أنسجة الجسم المختلفة اسم الضامة "المقيمة في الأنسجة" وهي مشتقة إلى حد كبير من الكيس المحي أثناء التطور الجنيني (تمت مراجعته في [87]). كخلايا طويلة العمر ، تعد الخلايا الضامة المقيمة في الأنسجة مهمة بشكل خاص ، بسبب مشاهدتها و "حفظها" للأحداث الماضية والحالية في الأنسجة ، والتي تلعب دورًا مهمًا في المرونة. علاوة على ذلك ، فقد ثبت أن هذه الضامة قادرة على إعادة ضبط سلوكها ، ربما من خلال التعديلات اللاجينية [88 ، 89]. لذلك ، الضامة المقيمة في الأنسجة حاسمة في الحفاظ على توازن الأنسجة.

الشكل 3. قدمت النماذج الحيوانية للتجديد دليلاً على التفاعل بين الخلايا الضامة والخلايا الشائخة أثناء تجديد الأنسجة. يؤدي تحريض الشيخوخة الخلوية إلى بدء النمط الظاهري الإفرازي المرتبط بالشيخوخة (SASP) أثناء تجديد أطراف السمندل وتجديد زعنفة الزرد وتجديد الرحم بعد الولادة. في حالة عدم وجود البلاعم ، لا يتم إزالة الخلايا الشائخة في طرف السمندل المتجدد ، وهو سبب محتمل لضعف التجدد (السهم الرمادي المتقطع) [48]. إزالة الخلايا الشائخة أو الضامة أثناء تجديد الزرد له تأثير ضار على التجدد ، ويفترض أنه نتيجة لتغيير التوازن المنظم لشيخوخة الخلايا (الأسهم الرمادية المتقطعة) [125]. يخضع رحم الثدييات لعملية إعادة تشكيل واسعة النطاق بعد الولادة حيث يتم تطهير الخلايا الشائخة عادة بواسطة الضامة. في غياب البلاعم ، تتراكم الخلايا الشائخة في الرحم [126] ، مما يؤدي على الأرجح إلى التجدد والوظيفة غير المنتظمين (السهم الرمادي المتقطع). تم إنشاؤه مع Biorender.com.

استجابة لإصابة الأنسجة ، ينتج عن الالتهاب تدفق أولي من العدلات ، مصحوبًا بضامة مشتقة من خلية واحدة ، والتي تزيل الحطام الخلوي وتنسيق العمليات الخلوية لبدء إصلاح الأنسجة. الأهم من ذلك ، أن هذه العملية تؤدي إلى تخفيف شامل للبلاعم المقيمة في الأنسجة في تجمع البلاعم ، والتي تتفاقم بسبب تكاثر الضامة المتسللة ، والتي تكيف وظيفتها مع الإشارات المحيطة في البيئة المكروية المحلية. وهكذا حددت مجموعة من الدراسات الأدوار المتخصصة للخلايا الوحيدة والخلايا الضامة وتوقيت تنشيطها باعتبارها بالغة الأهمية في مختلف خطوات إصلاح الأنسجة وتجديدها وإعادة تشكيلها [52 ، 54].

3.1. الأنماط الظاهرية الضامة

في الماضي ، تم فصل الضامة على نطاق واسع إلى فئتين: M1 (منشط كلاسيكيًا) و M2 (يتم تنشيطه بشكل بديل) ، بناءً على وظائفها الالتهابية والمضادة للالتهابات / الإصلاحية ، على التوالي. في الوقت الحاضر ، يعتبر تصنيف M1 / ​​M2 الثنائي عمومًا تبسيطًا مفرطًا لمجموعة كبيرة ومتنوعة من البلاعم الموجودة في الجسم الحي، وحتى الآن تم تقسيمها بشكل إضافي ، بناءً على ملفات تعريف التعبير الجيني الخاصة بهم [90،91]. ومع ذلك ، ترتبط البلاعم المؤيدة للالتهابات بشكل عام بالتعبير عن مستويات عالية من السيتوكينات المؤيدة للالتهابات ، والقدرة على التوسط في مقاومة مسببات الأمراض ، وإنتاج النيتروجين التفاعلي والأكسجين الوسيط ، وتعزيز Th1 الردود [92]. من ناحية أخرى ، تتميز الضامة التعويضية بدورها في إعادة تشكيل الأنسجة وإصلاحها ، وتنظيم الجهاز المناعي ، وقدرات الكسح والبلعم [93] ، وبالتالي فهي تمارس بشكل أساسي وظائف مؤيدة للأورام وتنظيم المناعة (تمت مراجعتها في [94]).

مما لا يثير الدهشة ، أن وجود البلاعم المؤيدة للالتهابات قد ثبت أنه يحافظ على الاستجابات الالتهابية المدمرة للأنسجة ، وقد ارتبط وجود هذه الخلايا بمجموعة متنوعة من الأمراض الالتهابية والتليفية. تمت دراسة دور الضامة المؤيدة للالتهابات بشكل خاص في نماذج إصابة الحبل الشوكي ، حيث ثبت أن الضامة تتراكم بسهولة في موقع الإصابة. في هذه النماذج ، أظهر تنشيط واستقطاب البلاعم ، اعتمادًا على التغيرات في البيئة المكروية ، أن التوظيف المستمر للبلاعم المؤيدة للالتهابات يسهل الموت المحوري ويمكن أن يؤخر بشكل كبير الاستجابة التجديدية [95] ، وموتها فى الموقع يساهم كذلك في تلف الأنسجة [96]. علاوة على ذلك ، فإن وجود مثبطات نمو المحوار يكون أعلى بشكل ملحوظ في الضامة المؤيدة مقابل المضادة للالتهابات ، مما يشير إلى أن هذه الخلايا يمكن أن تساهم بنشاط في قمع التجدد بعد إصابة الحبل الشوكي [97]. بالإضافة إلى ذلك ، أشارت الدراسات في الكبد أيضًا إلى تورط الضامة الالتهابية في تفاقم الإصابة ، حيث لوحظ زيادة في البلاعم الالتهابية في مناطق النخر الكبدي [98 ، 99]. وقد لوحظ هذا أيضًا أثناء إصابة الكلى الحادة حيث يؤدي تثبيط الضامة المبكرة المؤيدة للالتهابات إلى تحسين وظائف الكلى [100] (الشكل 2). ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن البلاعم المؤيدة للالتهابات قد تساهم أيضًا في العمليات التي تؤدي إلى التعافي. وقد لوحظ هذا في نماذج إصابة العضلات والهيكل العظمي ، حيث يؤدي تثبيط تراكم الوحيدات / البلاعم إلى إعاقة تجديد العضلات [63،64] ، وتجديد القلب ، حيث يؤدي نضوب البلاعم إلى تغيرات في ارتشاح الأرومة الليفية العضلية وتضخم الأوعية الدموية ، والتوسع اللاحق للبطين والوفاة [ 65] (الشكل 2). وبالتالي ، من المحتمل أن يكون هناك حاجة إلى توازن دقيق بين الضامة المؤيدة / المضادة للالتهابات للإصلاح الأمثل بعد الإصابة.

3.2 دراسات نضوب البلاعم وإعادة بنائها

ربما ليس من المستغرب أن الاستنفاد الكامل للبلاعم قد وجد ضارًا أيضًا لإصلاح الأنسجة. أظهرت دراسات النضوب في نماذج إصابة الأنسجة في الكبد أن الفئران المستنفدة من البلاعم تفشل في ممارسة استجابة خلوية كاملة ، مما أضعف بالتالي تجديد الكبد [52]. من المحتمل أن يكون هذا بسبب فقدان الضامة المضادة للالتهابات المؤيدة للتجدد والتي تلعب أدوارًا حاسمة في تعزيز إصلاح الأنسجة. تم تحديد مجموعات البلاعم هذه جزئيًا من خلال إنتاجها للسيتوكين IL-10 المضاد للالتهابات ، والذي يعمل كوسيط مهم مضاد للالتهابات ضروري للحفاظ على النشاط المضاد للالتهابات [101]. ومن المثير للاهتمام ، في نموذج لمرض الأمعاء الالتهابي المبكر ، أن فقدان مستقبل IL-10 (IL-10R) أدى إلى تطور تلقائي لالتهاب القولون [102] ، مما يشير إلى أن إشارات IL-10R في البلاعم المعوية عامل مهم للسيطرة على التهاب الأمعاء. علاوة على ذلك ، بينما يتم تسريع التئام الجروح الجلدية في الفئران التي تعاني من نقص IL-10 ، وهي نتيجة تُعزى إلى إعادة الاندمال الظهاري المتسارع وتقلص الجرح ، ارتفع تسلل البلاعم بشكل ملحوظ [103] ، مما يشير إلى زيادة IL-10 في الالتهاب.

علاوة على ذلك ، ورقة بحثية حديثة لبودارو وآخرون. [104] أظهر أن زرع "الضامة التعويضية" الوظيفية ، المكتسبة من الخلايا أحادية النواة لنخاع العظم ، في نموذج احتشاء عضلة القلب بالفأر ، أدى إلى تحسن كبير في التعافي الوظيفي. هنا ، وجد المؤلفون أن زرع الضامة التعويضية عزز إصلاح أنسجة عضلة القلب ، من خلال تعزيز تكوين الأوعية الدموية وتقليل تضخم عضلة القلب والتليف الخلالي. ومن المثير للاهتمام ، أن زرع مثل هذه الضامة التعويضية وجد أيضًا أنه يزيد من عدد نظائرها المشتقة من المضيف ، والتي توسطت جزئيًا بواسطة TGFβ إفراز [104]. علاوة على ذلك ، بعد موت خلايا الكبد أثناء إصابة الكبد ، يؤدي ابتلاع الضامة للحطام إلى تحريض Wnt3a، مما يؤدي لاحقًا إلى إشارات WNT الكنسية في الخلايا السلفية الكبدية القريبة ، مما يسهل تمايزها في خلايا الكبد وبالتالي المساهمة في الاستجابة التجديدية [105]. وبالتالي ، تلعب إشارات السيتوكينات الالتهابية بوساطة الخلايا دورًا أساسيًا في التجديد وحل الأنسجة.

لقد ثبت مؤخرًا أن الحويصلات الصغيرة خارج الخلية (sEVs) المشتقة من الخلايا الأحادية المشتقة من نخاع العظم M2 (BMDMs) يمكن أن تخفف من إصابة الحبل الشوكي (SCI). تتوسط sEVs في إشارات paracrine وهي مهمة لتنظيم الوظيفة الخلوية [106]. هنا ، تم العثور على sEVs من M2 BMDMs لحماية الخلايا العصبية في فئران SCI ، عن طريق تثبيط مسار mTOR وتعزيز قدرة الالتهام الذاتي للخلايا العصبية ، وبالتالي تقليل موت الخلايا المبرمج في المختبر و في الجسم الحي. تم العثور على هذا بسبب نقل microRNA miR-421-3p ، الذي ينظم مسار mTOR داخل M2 BMDM-sEVs [107]. أظهرت هذه الدراسة لأول مرة أن BMDM المشتق من M2 مهم في حماية الخلايا العصبية وتسهيل التعافي بعد اصابات النخاع الشوكي ، وكذلك تسليط الضوء على أن هذا يحدث عن طريق نقل sEVs. علاوة على ذلك ، توضح هذه الدراسة الأدوار المفيدة للبلاعم M2 أثناء الإصابة وتشير إلى الآلية التي تؤدي من خلالها وظيفتها الوقائية / الإصلاحية.

ومن المثير للاهتمام ، أن مثل هذه الضامة المضادة للالتهابات قد ثبت أنها لا تعزز فقط إصلاح الأنسجة ، ولكنها أيضًا تقاوم وظيفة الضامة المؤيدة للالتهابات وتحارب قدراتها المؤيدة للالتهاب [108،109]. وبالتالي ، فإن تفاعل / تعاون البلاعم مع أنواع الخلايا المختلفة ، بما في ذلك تلك المشاركة في المرحلة الأولية من الالتهاب ، له أهمية حيوية. لقد ثبت مؤخرًا أن العدلات لها أيضًا وظيفة حاسمة في إصلاح الكبد ، من خلال تعزيز التحويل الظاهري للوحيدات / الخلايا الضامة المؤيدة للالتهابات Ly6C hi CX3CR1 إلى الضامة Lyc6 lo CX3CR1 المؤيدة للالتهابات. علاوة على ذلك ، وجد أن هذا التحويل يعتمد على التعبير عن أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) من العدلات [110،111]. ومن المثير للاهتمام أن هذه الدراسة أظهرت التعاون بين العدلات والضامة وأهمية تفاعلها في حل الالتهاب وإصلاح الأنسجة [111]. هذا يدعم الأدلة المتراكمة على أن الخلايا الضامة المشتقة من الخلية الأحادية يمكن أن تخضع للانتقال الظاهري والوظيفي من أجل تعزيز تجديد الأنسجة والشفاء [112،113].

أخيرًا ، يعد نشاط البلاعم أثناء المراحل المختلفة لإصابة الأنسجة أمرًا مهمًا لإصلاح الأنسجة. عن طريق استنزاف سكان البلعم بشكل انتقائي وآخرون. [52] أظهر أن الضامة لها أدوار متعارضة ومتميزة أثناء الإصابة والإصلاح. على وجه التحديد ، في نموذج فأر لإصابة الكبد القابلة للعكس التي يسببها Ccl4 ، أدى استنفاد الضامة أثناء التليف المتقدم إلى تقليل التندب. ومع ذلك ، إذا تم استنفاد الضامة خلال فترة الإصلاح ، فقد أدى ذلك إلى فشل تدهور المصفوفة وتفعيل مستمر للاستجابة التليفية. الأهم من ذلك ، أظهر هذا أن الضامة تؤدي كلاً من تحريض الإصابة ومهام تعزيز الإصلاح (الشكل 2) ، وأن مجموعات سكانية فرعية متميزة وظيفيًا من الضامة موجودة داخل نفس الأنسجة التي تلعب أدوارًا مهمة في مراحل مختلفة من الإصابة / الشفاء [52]. علاوة على ذلك ، أدى نضوب البلاعم في المراحل المبكرة من إصلاح الجروح الجلدية إلى تأخير إعادة الاندمال الظهاري ، مما أدى إلى تقليل تكوين الندبات ، بينما أدى النضوب في المرحلة المتوسطة من تكوين الأنسجة الجديدة إلى ضعف إغلاق الجرح. بشكل حاسم ، لم يكن للنضوب في المراحل المتأخرة من الإصلاح أي تأثير على استجابة الإصلاح الشاملة ، مما يشير إلى أن الضامة تلعب وظائف مختلفة ومميزة خلال مراحل إصلاح الجلد [54،114] (الشكل 2). في النهاية ، تُظهر دراسات مثل هذه أن الضامة تمارس وظائف مختلفة ومميزة في مراحل مختلفة من عمليات الإصلاح أو التجديد ، وهو اكتشاف مهم إذا أردنا معالجة وظيفة البلاعم علاجياً في المستقبل لتحسين تجديد الأعضاء.

4. التفاعل بين الخلايا الشائخة والضامة في تجديد الأنسجة وإصلاحها

من المعروف الآن أن الشيخوخة تلعب أدوارًا مهمة في العديد من الأنسجة المختلفة أثناء التطور الجنيني للفأر [23 ، 24]. يشمل ذلك الأنابيب الكلوية المتوسطة أثناء ارتداد الكلية المتوسطة (تطور الكلى والخصيتين) ، والكيس اللمفي الداخلي للأذن الداخلية ، وحافة الأديم الظاهر القمي للأطراف ، والشبكات بين الأصابع المتراجعة لليدين والقدمين ، وانغلاق العصب. أنبوب [23]. في الواقع ، هناك دليل على أن الخلايا الشائخة في نمو الفئران محاطة بالبلاعم في الأيام E13.5 - 14.5 ، وأن تسلل البلاعم يؤدي إلى إزالة الخلايا الشائخة وتعزيز إعادة تشكيل الأنسجة [23،97]. الأهم من ذلك ، أن العمليات التي تتم ملاحظتها أثناء التطوير تزودنا برؤية ثاقبة فريدة للآليات التي تدفع التجديد والإصلاح بعد الإصابة في مرحلة البلوغ ، وتعمل كنقطة انطلاق للتلاعب بهذه العمليات في الجسم الحي.

4.1 مراقبة الخلايا الشائخة بواسطة الضامة

يُعرف دور الضامة في تطهير الخلايا الشائخة منذ أكثر من عقد [115]. نظرًا للإفراج الكبير عن السيتوكينات والكيموكينات بواسطة الخلايا الشائخة عبر SASP ، فمن غير المستغرب أن يبدو أن عددًا متزايدًا من الدراسات يدعم آلية المراقبة المعتمدة على البلاعم والتي تعمل في كل من الأنسجة الطبيعية والمتجددة. في الواقع ، يبدو من المنطقي أنه يجب مراقبة عدد الخلايا الشائخة عن كثب للحفاظ على توازن الأنسجة ولتخفيف و / أو منع الآثار السلبية لتراكم الخلايا الشائخة. ظهر أول دليل على تورط الجهاز المناعي في مراقبة الخلايا الشائخة في عام 2007 من Xue وآخرون. [116] ، الذي كشف أن إعادة تنشيط البروتين p53 في الأورام التي تعاني من نقص p53 أدت إلى انحدار الورم بالكامل. تم العثور على هذا من خلال زيادة تنظيم السيتوكينات الالتهابية وتفعيل الاستجابة المناعية الفطرية [116]. بعد ذلك ، تبين أن دور الخلايا المناعية ، بما في ذلك الضامة ، مهم في إزالة الخلايا الشائخة في نماذج إصابة الكبد ، وكذلك لمنع التليف الضار المفرط وفي علاج تليف الكبد [117]. علاوة على ذلك ، فقد ثبت أن الخلايا النجمية الكبدية الشائخة تفرز SASP الذي يجذب الضامة [118]. في عام 2013 ، لوجامبيو وآخرون. أظهر أن الخلايا النجمية التي تعبر عن p53 تطلق IFN-و IL-6 ، والتي تعزز الخلايا الضامة Kupffer المقيمة وتستقطب الضامة المتسللة نحو حالة M1 المثبطة للورم ، القادرة على استهداف الخلايا الشائخة في الثقافة. ومع ذلك ، في الخلايا النجمية الشائخة التي تفتقر إلى p53 ، تم إنتاج IL-4 ، مما تسبب في استقطاب الضامة تجاه النمط الظاهري M2 المؤيد للبقاء [119]. وبالتالي ، يشير هذا الدليل إلى أن الخلايا الشائخة يمكن أن تحدث تغيرات نمطية في الضامة والتي يمكن أن تؤثر على وظائفها. ومن المثير للاهتمام ، أن الخلايا الجذعية الوسيطة (MSCs) تلعب دورًا تنظيميًا في تحويل الخلايا الضامة المحلية من النمط الظاهري المؤيد للالتهابات إلى النمط الظاهري لإصلاح الأنسجة [120،121] ، وفي غياب البلاعم ، يفقد الولدان قدرتهم على تجديد عضلة القلب بعد عضلة القلب. احتشاء [122].

للإضافة إلى ذلك ، فإن الخلايا الشائخة قادرة أيضًا على إثارة استجابة مناعية تكيفية حيث يتم تطهيرها بواسطة خلايا CD4 + T و monocytes / macrophages. وقد ظهر هذا في الكبد ، حيث تخضع الخلايا الكبدية المتشيخة ما قبل الخبيثة للتخليص بواسطة خلايا CD4 + T ، والتي تتطلب وجود حيدات / بلاعم ، مما يبرز أهمية التحدث المتبادل بين الخلايا المناعية في تخليص الخلايا الشائخة [123]. علاوة على ذلك ، في نموذج سرطان الكبد ، تبين أن مراقبة الخلايا الشائخة تتطلب توظيف الخلايا النخاعية CCR2 + ونضجها ، بينما تسبب استئصال CCR2 في نمو سرطانات الخلايا الكبدية [124].

4.2 الخلايا الشائخة والتفاعلات الضامة أثناء التجديد

لاستكشاف هذه التفاعلات أكثر ، في عام 2015 ، يون وآخرون. [48] ​​أظهر أن البلاعم كانت حاسمة في إزالة الخلايا الشائخة ، مما يوفر أول دليل على أن آليات مراقبة الشيخوخة تعمل أثناء التجديد الطبيعي. أظهر المؤلفون هنا أنه أثناء تجديد أطراف السمندل ، كان هناك تحريض كبير للشيخوخة الخلوية ، مما يشير إلى أهميته كآلية للتجديد في أنسجة التجديد الطبيعية. علاوة على ذلك ، يون وآخرون. ذكرت أيضًا أن توقيع SASP قوي في البلاستيما تزامن مع ذروة قوية في تحريض الخلايا الشائخة (الشكل 3) ، مما يشير إلى أن هذه يمكن أن يكون لها تأثيرات باراكرين على التجديد والجاذبية الكيميائية للبلاعم [48]. بشكل حاسم ، تم العثور على الخلايا الضامة والشيخوخة على مقربة من بعضها البعض في تجديد الأطراف. على النقيض من ذلك ، يؤدي حذف الضامة بوساطة الكلودرونات إلى استمرار الخلايا المتشيخة أثناء تجديد الأطراف [48]. لدعم ذلك ، أظهرت التقارير في الكائنات الحية النموذجية الأخرى مثل الزرد التأثيرات السلبية لاستئصال البلاعم أثناء تجديد زعنفة الزرد [84]. تم التحقيق في هذا الأمر بشكل أكبر في دراسة عام 2020 بواسطة Da Silva-Álvarez وآخرون.، الذي أظهر أنه بعد الإصابة في سمك الزرد ، كانت الخلايا الشائخة موجودة في موقع الإصابة ، وأن إزالتها أعاقت التجدد [125] (الشكل 3). علاوة على ذلك ، يتم تطهير الخلايا الشائخة التي تتراكم في رحم الثدييات بعد الولادة بكفاءة بواسطة الضامة بعد الولادة ، بينما يؤدي نضوب البلاعم إلى تراكم غير طبيعي للخلايا المتشيخة [126] (الشكل 2).

لذلك توجد أدلة مقنعة على دور الخلايا المتشيخة وتفاعلها مع البلاعم في إصابة الأنسجة وإصلاحها. يعزز SASP تكاثر البلاعم [127] ، بينما تتراكم P16INK4a + الضامة مع تقدم العمر وتفاقم SASP [128]. يتم تثبيت عامل النسخ GATA4 أثناء الشيخوخة الخلوية ، والذي بدوره ينشط NFκب لتسهيل SASP [129] (الشكل 4). ومع ذلك ، حتى الآن ، لا تزال هناك أسئلة حول الآليات التي تتفاعل بها الخلايا الشائخة مع الجهاز المناعي ، بما في ذلك الضامة ، وكيف يتسبب ذلك في حدوث استجابة تعويضية أو منعها. لقد ثبت سابقًا أن الخلايا الشائخة تعبر عن روابط MICA و ULBP2 NKG2D على سطح الخلية ، مما يسمح بالتعرف عليها والقضاء عليها بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية (NK). علاوة على ذلك ، وجد أن التعبير عن هذه الروابط ينظم من خلال استجابة تلف الحمض النووي ومسار إشارات ERK نتيجة الإصابة [131] (الشكل 4).

الشكل 4. تتواصل الخلايا الضامة والخلايا الشائخة عبر إشارات ثنائية الاتجاه معقدة أثناء إعادة تشكيل الأنسجة وإصلاحها وتجديدها وتكوين الأورام. يتم الكشف عن الخلايا الشائخة من خلال المراقبة المناعية بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية (NK) ، بوساطة التلامس بين الخلايا ، ونقل البروتين ، وبلمرة الأكتين والجسور السيتوبلازمية ، والتي تساعد في النهاية في التعرف عليها بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية والخلايا التائية [130]. تعبر الخلايا الشائخة عن ligands MICA و ULBP2 على سطح الخلية استجابةً لتلف الحمض النووي وإشارات ERK ، والتي تساعد في تخليصها بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية [131]. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تعبر الخلايا الشائخة عن MHCII و vimentin مما يسمح بالتعرف على الخلايا التائية والضامة ، على التوالي [123،132،133]. على العكس من ذلك ، يمكن للخلايا الشائخة التهرب من الكشف عن طريق التعبير عن إشارة "لا تأكلني" CD47 ، والتي تضعف البلعمة بواسطة البلاعم عن طريق الارتباط بالمستقبل المثبط SIRPα [111] ويتم تثبيت GATA4 أثناء الشيخوخة الخلوية ، والتي بدورها تنشط NFκب لتسهيل SASP [129]. توجد البلاعم كخلايا مقيمة في الأنسجة أو مشتقة من الخلايا الأحادية المنقولة بالدم ويمكن استقطابها نحو حالة مؤيدة للالتهابات أو مؤيدة للتعويض. التعبير عن p16 Ink4a و Saβوقد تورط غال في الضامة في دور الاستقطاب ، وليس كنتيجة لشيخوخة paracrine [128،134،135]. CCR2 التي تعبر عنها البلاعم أمر بالغ الأهمية لمراقبة الخلايا الشائخة والتطهير بواسطة الخلايا التائية والضامة المتسللة [124]. في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، تطلق الخلايا النجمية p53 + السيتوكينات المؤيدة للالتهابات ، IFN-γ و IL-6 ، والتي تعزز خلايا Kupffer المقيمة وتتسلل إلى الخلايا الضامة للاستقطاب نحو حالة مؤيدة للالتهابات ، والتي يمكن أن تستهدف الخلايا الشائخة. على العكس من ذلك ، في الخلايا النجمية الشائخة التي تفتقر إلى p53 ، يتم إنتاج IL-4 ، مما يؤدي إلى استقطاب البلاعم نحو النمط الظاهري المؤيد للبقاء [119]. يؤدي النمط الظاهري الإفرازي المرتبط بالشيخوخة (SASP) إلى ارتفاع السيتوكينات الالتهابية وتفعيل الاستجابة المناعية وإزالة الخلايا المتشيخة. بالإضافة إلى هذا الدور الكلاسيكي ، يؤدي SASP أيضًا إلى إعادة التشكيل خارج الخلية (ECM) الذي يساهم في تغيير تجنيد الخلايا وإعاقة وصول الخلايا المناعية إلى الخلايا الشائخة [136]. جزيء MHC HLA-E ، الذي يتم التعبير عنه بواسطة الخلايا الشائخة والمستحث بواسطة IL-6 ، يتفاعل مع المستقبل المثبط NKG2A ، الذي تعبر عنه الخلايا القاتلة الطبيعية والخلايا التائية ، لتفادي المراقبة ، ومنع هذا التفاعل يحسن الاستجابات المناعية ضد الخلايا الشيخوخة. [137] ، بطريقة يُسهم من خلالها الالتهاب المستمر أيضًا في استمرار الخلايا المتشيخة. تم إنشاؤه مع Biorender.com.

4.3 الخلايا الشائخة وتفاعلات البلاعم مع الشيخوخة

السؤال الآخر المعلق هو ما الذي يسمح للخلايا الشائخة بالتراكم أثناء الشيخوخة / الإصابة وكيف تتمكن الخلايا الشائخة من الهروب من تطهيرها من قبل جهاز المناعة. أظهر التقدم في الإجابة على هذا السؤال أن الأرومات الليفية الجلدية المتشيخة يمكن أن تتجنب التصفية من قبل الجهاز المناعي عن طريق التعبير عن جزيء HLA-E غير الكلاسيكي من معقد التوافق النسيجي الكبير. يعمل HLA-E من خلال التفاعل مع مستقبلات NKG2 المثبطة ، التي تعبر عنها الخلايا القاتلة الطبيعية وخلايا CD8 + T ، لتثبيط الاستجابات المناعية ضد الخلايا المتشيخة (الشكل 4). وجد المؤلفون أن منع التفاعل بين HLA-E والمستقبل NKG2A عزز الاستجابات المناعية ضد الخلايا الشائخة. في المختبر. ومن المثير للاهتمام ، أنهم وجدوا أن السيتوكين IL-6 المرتبط بـ SASP قد تسبب في التعبير عن HLA-E في الخلايا غير المتشيخة بطريقة paracrine [137]. وبالتالي فإن تنظيم تعبير HLA-E بواسطة IL-6 يشير إلى أن الالتهاب المستمر قد يساهم أيضًا في استمرار الخلايا الشائخة في الأنسجة ، مما يساهم بشكل أكبر في التسبب في الإصابة أو الأمراض المرتبطة بالعمر. ويدعم هذا حقيقة أن IL-6 قد تم تمييزه جيدًا في الشيخوخة [138] وموجود في مصل المرضى المسنين ، وكذلك في نماذج الإصابات المختلفة [139.140]. علاوة على ذلك ، كما لاحظ المؤلفون ، فإن توسع خلايا CD8 + T التي هي NKG2C + ، وهو شكل آخر من أشكال مستقبلات NKG2 المثبطة ، مع تقدم العمر قد يقدم تفسيرًا لسبب كون الجهاز المناعي أقل فعالية في تطهير الخلايا الشائخة لدى الأفراد الأكبر سنًا. إن تحديد ما إذا كانت وفرة / دور خلايا CD8 + NKG2C + T قد تم تغييرها أثناء الإصابة الحادة و / أو المزمنة أمرًا مهمًا.

عنصر مهم آخر لتجديد الأنسجة هو المصفوفة خارج الخلية (ECM) والتحدث المتبادل مع الخلايا في البيئة المكروية المحيطة. ومن المثير للاهتمام ، أن SASP القابل للذوبان معروف بقدرته على تحفيز إعادة تشكيل وتصلب ECM ، والذي سبق أن ثبت أنه يغير تجنيد الخلايا المناعية أثناء الشيخوخة [136]. في الواقع ، تؤدي التغييرات في ECM نتيجة للتغيرات في صلابة المصفوفة إلى إضعاف وصول الخلايا المناعية إلى الأنسجة المخصبة للشيخوخة [136]. علاوة على ذلك ، فإن الخلايا اللحمية مثل الخلايا الليفية مسؤولة عن تنظيم بنية الأنسجة من خلال ترسيب ECM ، بالإضافة إلى دعم التوازن من خلال إفراز السيتوكينات والكيموكينات وعوامل النمو وبروتينات الإشارة الرئيسية الأخرى [136] (الشكل 4). ناقشنا سابقًا أهمية SASP في إطلاق العوامل القابلة للذوبان التي تؤثر على البيئة الدقيقة للأنسجة المحيطة وتحافظ على توازن الأنسجة. تم الإبلاغ عن وجود تداخل واسع النطاق بين مجموعات السدومات المرتبطة بالشيخوخة والتي من المعروف أنها تتراكم أثناء الشيخوخة والنمط الظاهري المثبط للمناعة.

4.4 أوجه الشبه بين الضامة والخلايا الشائخة

بالإضافة إلى دور البلعمة الموثق جيدًا للبلاعم ، فقد ظهر مؤخرًا ، ولأول مرة ، أن الخلايا الشائخة التي يسببها العلاج الكيميائي (CISCs) قادرة على ابتلاع كل من الخلايا الشائخة المجاورة أو الخلايا السرطانية غير الشائخة في خلايا تشبه البلاعم. موضه. من المهم ملاحظة أن هذا السلوك لوحظ بعد العلاج الكيميائي. ومع ذلك ، يتم تشغيل هذا السلوك أيضًا عن طريق تناول الجوز ، الذي ينشط p53 دون التسبب في إجهاد السمية الجينية [141].هذا الاكتشاف الرائع بأن الخلايا الشائخة ، في البيئة الصحيحة ، يمكن أن تكتسب النمط الظاهري البلعمي ، يوحي بوجود ميزة بقاء محتملة.

هذه القدرة المكتشفة حديثًا للخلايا الشائخة تبرز أوجه تشابه مع الضامة ، حيث تفرز الخلايا الضامة والخلايا الشائخة عوامل تؤدي إلى إعادة تشكيل المصفوفة والتشكيل المناعي [142،143] ، والتعبير عن العلامات الأيضية ، مثل CD38 [144]. في الواقع ، تم اقتراح أن أكل لحوم البشر بواسطة خلايا سرطان الثدي يلعب دورًا في تحريض الشيخوخة [141] وبالتالي ، سيكون من المهم التحقيق في دور أكل لحوم البشر للخلايا الشائخة في مجموعة من السياقات المختلفة ، بما في ذلك التطور والشيخوخة والتجديد /يصلح. على وجه الخصوص ، سيكون من المثير للاهتمام تحديد دور هذه الخلايا في تراكم الخلايا الشائخة ، وما إذا كان أكل لحوم البشر قد يلعب دورًا في إزالة الخلايا بعد الإصابة. علاوة على ذلك ، سيكون من المحوري تحديد أنواع الخلايا التي تبتلعها هذه الخلايا الآكلة للحوم بشكل تفضيلي ، وما إذا كانت هناك خصائص معينة تؤدي إلى ابتلاعها ، من أجل تحديد ما إذا كانت هذه الخلايا موجودة خارج سياق السرطان ، فهي مفيدة أو ضارة. لعملية التجديد والإصلاح.

4.5 شيخوخة الجهاز المناعي والتهاب المناعة

مع تقدم الجسم في العمر ، ينخفض ​​الجهاز المناعي الفطري تدريجيًا ، وهي ظاهرة تسمى الآن التصلب المناعي [145] ، مما يؤدي إلى انخفاض وظيفة الخلايا المناعية المستجيبة وانخفاض معدل تجديد الأنسجة السليمة بشكل كبير [146]. نتيجة لذلك ، تتراكم البيئة المكروية للأنسجة المسنة ، مثل الخلايا الليفية المرتبطة بـ SASP ، وتكتسب تسلل التسلل المناعي مثل الخلايا المثبطة للمناعة المشتقة من النخاع الشوكي (MDSCs) والخلايا التنظيمية T. MDSCs هي مجموعة غير متجانسة من الخلايا ذات الأصل النخاعي والتي تكبح الخلايا التائية عن طريق إفراز الأرجيناز 1 ، TGFβ وأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) ، بينما تلعب الخلايا التنظيمية التائية دورًا في تنظيم أو قمع الخلايا الأخرى في جهاز المناعة (تمت المراجعة في [147]). لقد تم اقتراح أن هذا التغيير في البيئة المكروية للأنسجة قد يشجع على تطور الحالات المرضية مثل السرطان ، ويسمح بتوسع الخلايا السرطانية بلا هوادة بواسطة جهاز المناعة. في الواقع ، في حالة الإصابة المزمنة ، من الممكن بالتأكيد أن يكون للين الجهاز المناعي هذا ، أو ضعف المراقبة المناعية ، تأثيرات مماثلة ، على سبيل المثال ، من خلال السماح بتراكم الخلايا الشائخة. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن التورم المناعي للخلايا التائية المستجيبة والخلايا القاتلة الطبيعية والبلاعم والخلايا التغصنية يؤدي إلى انخفاض كبير في أنشطتها السامة للخلايا وتسللها داخل بيئة مكروية قديمة تعزز الورم [148]. وقد تم دعم ذلك من خلال الملاحظة التي تشير إلى وجود زيادات منهجية في الخلايا الضامة M2 و N2 المثبطة للمناعة لدى كبار السن (تمت مراجعتها في [149]) ، والتي قد تساهم في النمط الظاهري المثبط للمناعة. تم توضيح ذلك في نموذج تحريض الشيخوخة ، باستخدام الخلايا الليفية لتسريع تكوين الأورام اللحمية المدعومة (FASST) ، حيث لاحظ المؤلفون تراكم الخلايا المتشيخة ، بالإضافة إلى عدد متزايد من MDSCs والخلايا التائية التنظيمية ، والتي لم تكن كذلك. لوحظ في بيئة أنسجة أصغر سنا. علاوة على ذلك ، تم العثور على هذه الزيادة في عدد MDSCs وخلايا T reg في الفئران السليمة بجوار مجموعات الخلايا الشائخة ووجد أنها ترجع أساسًا إلى إفراز IL-6 [148]. علاوة على ذلك ، فإن حذف perforin (Prf1) ، وهو مكون أساسي من مكونات المراقبة المناعية للخلايا الشائخة ، يؤدي إلى تراكم الخلايا الشائخة في الكبد [150] وزيادة عامة في التراكم مع تقدم العمر ، مما يؤدي إلى التهاب مزمن وتليف وتلف الأنسجة [117]. وبالتالي ، فإن عملية إزالة الخلايا الشائخة و SASP العابرة في الفئران الصغيرة مقابل المسنة أثناء العملية الطبيعية للشيخوخة تظهر تشابهًا واضحًا للغاية مع حدوث برنامج الشيخوخة ودورة إزالة / تراكم الخلايا الشائخة في الإصابات الحادة والمزمنة ، على التوالي .

إن الآلية ذات الخصائص الجيدة التي يتم من خلالها تنظيم الخلايا الشائخة والموت الخلايا المبرمج بواسطة الضامة هي من خلال إشارات "أكلني". ومع ذلك ، غالبًا ما تعبر الخلايا الشائخة عن إشارة "لا تأكلني" CD47 ، وهو بروتين سطح الخلية يتوسطه زيادة تنظيم NFκB ، الذي يضعف البلعمة بواسطة الضامة عن طريق الارتباط بالبروتين التنظيمي لإشارة مستقبلات المثبط ألفا (SIRPα) الموجودة على سطح خلية الضامة. على العكس من ذلك ، يبدو أن الخلايا الشائخة تعمل على تنظيم تعبيرها عن جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير من الفئة الثانية على سطحها الخلوي ، مما يساعد في التعرف عليها بواسطة خلايا CD4 + T [123،132]. علاوة على ذلك ، تم التعرف مؤخرًا على أن الخلايا الشائخة تعبر أيضًا عن شكل مؤكسد من الفيمنتين على سطح خلاياها ، والذي يتم إطلاقه في نهاية المطاف في مجرى الدم ، مما يشير إلى أن البروتينات المؤكسدة يمكن التعرف عليها من قبل الجهاز المناعي الفطري الخلطي. يشير هذا إلى أن مثل هذه البروتينات تشكل جزءًا من آلية مراقبة الشيخوخة من خلال العمل كإشارات "أكلني" ، وقد تتعطل هذه العملية مع تقدم العمر [133]. من المعروف بالفعل أن الفيمنتين المعدل يظهر على سطح الخلايا المناعية بما في ذلك العدلات المبرمج [151-153] والخلايا التائية [154] ، مما يؤدي في النهاية إلى القضاء عليه بواسطة الضامة [155]. بالإضافة إلى ذلك ، فقد وجد أن البروتينات المستحثة بالإشعاع الموجودة على سطح الخلايا المبرمج يمكن أن تتفاعل مع الفيمنتين الموجود على سطح الخلايا البلعمية المجاورة ، مما يؤدي إلى إزالتها بواسطة البلاعم [155]. سيكون فهم الآليات التي تنظم قدرة البلعمة وتخليص الخلايا المتشيخة أمرًا حيويًا لتطوير الأساليب العلاجية المستقبلية للمساعدة في التجديد وتحسين فترة الصحة.

الخلايا الشائخة قادرة أيضًا على التواصل مع الخلايا المجاورة من خلال النقل المباشر للبروتينات. في عام 2015 ، تم عرضه بواسطة بيران وآخرون. [130] تم نقل البروتينات إلى الخلايا القاتلة الطبيعية والخلايا التائية ، وتم تسهيل هذه العملية من خلال المراقبة المناعية للخلايا الشائخة بواسطة الخلايا القاتلة الطبيعية ، مما أدى إلى تنشيطها وزيادة سمية الخلايا. كان نقل البروتين يعتمد بشكل صارم على التلامس الخلوي بين الخلايا وبلمرة الأكتين التي تنظمها CDC42 ، وتوسطت جزئيًا بواسطة الجسور السيتوبلازمية. هذا يثير احتمال أن الخلايا الشائخة قد تستخدم نقل البروتين داخل الخلايا للحث على الشيخوخة في الخلايا المجاورة أو ربما حتى لتعزيز البقاء على قيد الحياة. علاوة على ذلك ، من الممكن أن تكون هذه العملية مهمة للتجديد ، من خلال السماح بنقل الوسطاء الجزيئي بين الخلايا المتشيخة والخلايا المتجددة أو الداعمة. في الواقع ، وجد المؤلفون أنه بالمقارنة مع الخلايا الطبيعية ، تستخدم الخلايا الشائخة بشكل تفضيلي نقل البروتين بين الخلايا (IPT) لتنظيم التخلص الذاتي من الخلايا المناعية والتواصل مع الخلايا الظهارية. لدعم هذا ، أظهرت مجموعة متنوعة من الدراسات الأخرى أن IPT يُستخدم لبدء وتعديل الاستجابات المناعية التي تدعم في النهاية بقاء الخلية [156-158]. مطلوب مزيد من التحقيق لتحديد شامل لانتقال المواد بين الضامة والخلايا المناعية الأخرى أثناء الشيخوخة والتجديد / الإصلاح. إن النشر الأخير لقاعدة بيانات بروتينية للبروتينات القابلة للذوبان وعوامل SASP للبضائع الخارجية سيؤدي بلا شك إلى فهم أكثر شمولاً للتواصل الخلوي والشيخوخة [14].

بينما أصبح معروفًا أكثر فيما يتعلق بدور الخلايا الشائخة والضامة أو الجهاز المناعي في التجديد والإصلاح ، لا يزال هناك العديد من الأسئلة المفتوحة. على سبيل المثال ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت البلاعم نفسها قد أصبحت شائخة في سياق الإصابة وما إذا كان هذا قد يساهم في تراكم الخلايا الشائخة. في الواقع ، بينما يؤدي تلف الجهاز المناعي إلى الفشل في إزالة الخلايا الشائخة ، مما يساهم في استمرارها في الأنسجة ، فقد يكون هذا الفشل المناعي جزئيًا بسبب التورم المناعي ، مما يؤدي إلى خلل في الخلايا المناعية. قاعة وآخرون. [128] ذكرت سابقًا ملاحظة تعبير p16 ​​INK4a و Sa-β-Gal في البلاعم مما يشير إلى أن الخلايا الشائخة يمكن أن تنشر الشيخوخة إلى الخلايا المناعية. ومع ذلك ، أفاد المؤلفون لاحقًا أن التعبير عن هذه العلامات لم يكن بسبب انتشار الشيخوخة ، بل تم اكتسابه كجزء من الاستجابة الفسيولوجية للمنبهات المناعية [134]. وهذا يتفق مع التقارير التي تفيد بأن p16 INK4a متورط في استقطاب البلاعم [135]. وبالتالي ، ما إذا كانت الخلايا المناعية تصبح شيخوخة أثناء الإصابة أو المرض يتطلب مزيدًا من التحقيق ، ومع ذلك فقد تم الإبلاغ عن أن الخلايا المناعية تخضع لتدهور تدريجي في الوظيفة ، يُعرف باسم التورم المناعي ، والذي تم الإبلاغ عنه أنه يساهم في تراكم الخلايا الشائخة [159160]. علاوة على ذلك ، إذا أصبحت البلاعم شائخة ، فهل لا تزال تحتفظ بقدرتها على إزالة الخلايا المستهدفة ، بما في ذلك الخلايا الشائخة الأخرى؟ إذا كان هذا هو الحال ، فمن المحتمل أن الضامة تساهم في عملية "الالتهاب" ، بما في ذلك التجلط المناعي ، خاصةً إذا وجد أن البلاعم المسننة تعزز بيئة مؤيدة للالتهابات. علاوة على ذلك ، فإن فهم الآليات الأخرى التي تتلف بها البلاعم والتي تسبب تغيرات في وظيفتها و / أو نمطها الظاهري أثناء الإصابة سيكون مهمًا أيضًا عند النظر في الأساليب العلاجية.

4.6 تراكم الخلايا الشائخة وعلم الأمراض

تشمل الأسئلة المعلقة الأخرى ما إذا كانت هناك "نقطة تحول" يجب أن تتراكم فيها الخلايا الشائخة قبل أن يصبح النسيج غير فعال ، وما إذا كانت هناك عملية مماثلة تحدث في النقطة التي لا تستطيع فيها البلاعم إزالة الخلايا الشائخة. كما ذكرنا سابقًا ، لا يزال يتعين توضيح الآليات المحددة التي تتفاعل بها البلاعم مع الخلايا الشائخة. سيكون فهم الآليات الجزيئية التي تحكم هذه التفاعلات والتي تنظم وظيفة البلاعم أمرًا بالغ الأهمية لتطور العلاجات وفهم الأمراض المزمنة. تماشياً مع تفاعل الخلايا الشائخة مع خلايا CD4 + T للتهرب من المراقبة المناعية ، سيكون من المفيد زيادة توصيف ما إذا كانت توجد آليات مماثلة بين الخلايا الضامة والخلايا الشائخة. أخيرًا ، بينما أشارت الدراسات المختلفة بشكل فردي إلى دور المكونات المختلفة لبرنامج الشيخوخة في الاستجابة التجددية ، لا يزال يتعين إجراء دراسة شاملة تربط هذه العمليات معًا. في حين أن SASP العابر مفيد للتجديد وإشارات SASP المستمرة تعزز تراكم الخلايا الشائخة ، ودراسة شاملة لـ `` موجات '' SASP في الإصلاح / التجديد ، والنقطة التي تصبح فيها هذه العملية ضارة ، والآليات الدقيقة التي تحكم هذه الاستجابة وكيف يتفاعلون مع بعضهم البعض ما زالت تفتقر.

5. التلاعب العلاجي من الضامة لتجديد / إصلاح الأنسجة

كما تم تناوله في الأقسام السابقة ، بدأ دور الضامة في الحفاظ على توازن الأنسجة وتطهير الخلايا الشائخة وتعزيز التجديد بشكل أفضل. نظرًا للدور الفطري للبلاعم في هذه العمليات ، فإن الفكرة الناشئة عن علاج الأمراض / الأمراض المرتبطة بالعمر المرتبطة بتراكم الخلايا الشائخة تقع ضمن مجال معالجة وظيفة البلاعم. تتضمن هذه الأفكار علاج مرض الزهايمر [161] ، واحتشاء عضلة القلب [162] ، والسرطان [163] والأمراض الالتهابية [164] مثل التهاب المفاصل الروماتويدي ، مع علاج البلاعم.

5.1 مناهج هندسة البلاعم

تتمثل إحدى طرق تحقيق نهج علاجي في هندسة الضامة لتجاهل إشارات "لا تأكلني" الموجودة على سطح الخلايا الشائخة. كما ذكرنا سابقًا ، CD47 – SIRPα يسمح المحور للخلايا الشائخة بتجنب الإزالة بواسطة الجهاز المناعي ، وبالتالي فإن حجب هذا المحور قد يكون علاجًا فعالًا ضد تراكم الخلايا المتشيخة في الشيخوخة والإصابة. تم بالفعل تطوير الجزيئات التي تستهدف هذا المحور وتشمل تلك التي تستهدف CD47 ، وكذلك SIRPα على وجه التحديد ، جنبًا إلى جنب مع عوامل الاستهداف ثنائية الخصوصية. تم وصف استخدام هذه العوامل بشكل جيد في السرطان ، حيث تخضع الأجسام المضادة لـ CD47 حاليًا للتجارب السريرية [111]. مع الأخذ في الاعتبار دور الضامة في منع محور CD47 – SIRPα ، قد تكون هندسة الضامة لاستهداف CD47 فعالة. على سبيل المثال ، على غرار خلايا CAR-T ، تم تصميم مستقبلات المستضدات الكيميرية للبلعمة (CAR-Ps) لأهداف محددة للبلعمة ، وقد تم اقتراح أن هندسة الضامة لاستهداف CD47 قد تكون علاجًا فعالًا مضادًا للورم [111]. في الواقع ، قد يثبت استخدام هذه الضامة فعاليته في إزالة تراكم الخلايا المتشيخة المزمن بعد الإصابة. ومع ذلك ، لا تزال هناك مخاوف بشأن التلاعب بمحور CD47-SIRPα للاستخدام العلاجي بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، الإجماع على أن تفاعلات CD47-SIRPα الموضحة في دراسات الفئران قد لا تُترجم بشكل كامل أو فعال إلى الإنسان [165] الاكتشاف أن تجميع CD47 يمكن أن يؤثر أيضًا على التفاعل بين CD47 و SIRPα ، وأن الجسم المضاد 2D3 المضاد لـ CD47 يزيد من تكتل CD47 [166،167] ، والوظائف الكبيرة لـ CD47 المستقلة عن SIRPα ، والتي تعمل بدلاً من ذلك على SIRPγ أو Thrombospondin 1 (TSP1) ، مما يؤدي إلى تأثيرات محتملة خارج الهدف على الخلايا التائية [168،169]. الاحتمال الآخر هو زيادة القدرة البلعمية للبلاعم ، عن طريق زيادة إشارات "أكلني". التعبير المعيب عن الكالريتيكولين إشارة "أكلني" ، وهو يجند مطلوب لتفعيل مستقبلات الابتلاع على الخلايا البلعمية ، ينتج عنه مقاومة خلوية لفرط الخلايا ، وتفشل الخلايا الضامة المجاورة في التخلص منها [170]. هناك نسبة من الخلايا السرطانية والشيخوخة معرضة لأن يتم "تصنيفها" بواسطة الكالريتيكولين الذي يفرز البلاعم ويتم تطهيرها لاحقًا من الأنسجة [171]. وبالتالي ، فإن الإفراط في التعبير عن الكالريتيكولين على الخلايا الشائخة قد يوفر طريقة لزيادة البلعمة والتخلص من الأنسجة بواسطة البلاعم. يتضمن الخيار الثالث استخدام الضامة الخيفية أو إعطاء الضامة المستحثة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات (IPS) المشتقة من الخلايا من متبرعين صغارًا [172] ومع ذلك ، ليس من الواضح ما إذا كانت البلاعم الصغيرة لديها قدرة بلعمية أفضل ، مع بعض الدراسات التي تشير إلى انخفاض القدرة مع تقدم العمر [172] 173] ، بينما أفاد آخرون بعدم وجود فرق [174]. علاوة على ذلك ، يبدو أن الاختلافات مرتبطة بالأنسجة التي تم اشتقاقها منها وما إذا كانت موجودة في الأنسجة أو متسللة [175]. وبالتالي ، قد يكون استهداف البلاعم خيارًا علاجيًا لإزالة الخلايا الشائخة في الجسم الحي.

5.2 سينوليتكس

هناك طريقة بديلة لتطهير الخلايا الشائخة عن طريق استخدام الأدوية التي تقتل الخلايا الشائخة ، والمعروفة باسم الحالة للشيخوخة. لقد ثبت أن إزالة الخلايا المتشيخة باستخدام الأدوية الحالة للشيخوخة ، مثل ABT-263 ، والتي تعمل عن طريق استهداف البروتينات المشاركة في مسار موت الخلايا المبرمج (مثل BCL-xL و BCL-2) ، نجحت في إزالة الخلايا الشائخة في المختبر و في الجسم الحي [73176]. على وجه الخصوص ، أثبت ABT-263 ، الذي يرسل إشارات من خلال البروتينات المضادة للاستماتة BCL-xL و BCL-2 ، فعاليته في القضاء على الخلايا الشائخة في نماذج الفئران [73177] ويخضع حاليًا للمرحلة الأولى من التجارب السريرية على مرضى السرطان [178] . علاوة على ذلك ، أثبت dasatinib plus quercetin (DQ) ، الذي لا يستهدف أفراد عائلة BCL-2 فحسب ، بل أيضًا مسارات HIF-1α و PI3-kinase و p21 المضادة للاستماتة [179] ، فعاليته في تحسين الخلل الوظيفي الجسدي في الرئة مجهول السبب مرضى التليف (IPF) [180]. ومع ذلك ، لا تزال هناك قيود على استخدام الأدوية الحالة للشيخوخة ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الافتقار إلى الخصوصية والتوافر البيولوجي وطريقة إدارتها. في الواقع ، إذا تم العثور على البلاعم نفسها لتصبح شيخوخة في سياق الإصابة ، فقد يكون من الضروري الجمع بين العمل على مضادات الشيخوخة لتشمل تلك التي يمكن أن تستهدف الضامة وكذلك الخلايا الأخرى. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يوفر العلاج الذي ينشط شبكات الجينات لتعزيز النمط الظاهري "الأصغر" في الضامة خيارًا واقعيًا. هذا مهم بشكل خاص بسبب الدور الحاسم الذي تلعبه البلاعم في توليد بيئة تسمح بالتجديد اللازمة لإصلاح الأنسجة.

كما ذكرنا سابقًا ، بينما أثبتت مضادات الشيخوخة فعاليتها في قتل الخلايا الشائخة ، فإنها تحتفظ بنشاط واسع الطيف ، لا سيما بالنظر إلى الطبيعة غير المتجانسة لبرنامج الشيخوخة. في عام 2020 ، تساي وآخرون. [181] طور عقارًا أوليًا جديدًا يسمى SSK1 والذي يتم تنشيطه تحديدًا بواسطة نشاط β-galactosidase (β-Gal) ، والذي يُعتقد أنه علامة موثقة جيدًا للخلايا المتشيخة. ثبت أن الدواء الأولي يقضي على الخلايا المتشيخة ، وكذلك يعيد إنشاء الالتهاب منخفض الدرجة واستعادة بعض مقاييس الوظيفة. لذا فإن هذا الدواء الجديد يمثل طريقة أكثر انتقائية لحذف الخلايا الشائخة في مجموعة واسعة من أنواع الخلايا والأنسجة [181]. بالإضافة إلى تقليل عدد الخلايا المتشيخة بشكل عام ، تم العثور على الدواء الأولي لتقليل عدد الخلايا الضامة الإيجابية SA-β-Gal في الرئتين المصابة والكبد المسن ، والذي كان مصحوبًا بانخفاض في السيتوكينات المرتبطة بالالتهاب. هذا يشير إلى أن إزالة الضامة نفسها قد تكون مفيدة. من المهم هنا ملاحظة الدراسة المذكورة سابقًا بواسطة Hall وآخرون. حيث ذكر المؤلفون أن البلاعم الشائخة كانت واضحة في الفئران الصغيرة ، وذلك بسبب تعبيرهم عن العلامات p16 INK4a و β-galactosidase [128]. ومع ذلك ، تم وصف التعبير عن هذه العلامات فيما بعد على أنه علامات على استقطاب البلاعم والاستجابة [134]. الأهم من ذلك ، أن هذا يسلط الضوء على الحاجة إلى طرق أفضل لتحديد الشيخوخة في الخلايا المناعية. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن الخلايا الشائخة لا تحتوي على أي علامة عامة محددة ، وبسبب طبيعتها الديناميكية ، التي يمكن أن تغيرها علاماتها بمرور الوقت ، فإن خصوصية أي دواء يهدف إلى استهداف الخلايا الشائخة وحده يمثل مشكلة.

5.3 مناهج الهندسة الوراثية

نظرًا لأن إزالة الضامة نفسها تميل إلى أن تؤدي إلى عواقب وخيمة ، فإن النهج البديل هو تغيير تعبيرها الجيني من أجل تحفيز أنماط ظاهرية معينة. يتضمن هذا التعبير عن بعض عوامل النسخ ، على سبيل المثال IRF5 ، الذي يشارك في استقطاب الضامة نحو النمط الظاهري الالتهابي ، والذي بدوره يمنع الشفاء ويعزز الالتهاب. وبالتالي ، فإن معالجة الضامة للتعبير عن مستويات منخفضة من IRF5 يمكن أن تكون استراتيجية واعدة [182].علاوة على ذلك ، فإن توصيل الرنا الميكروي أو الجزيئات الأخرى من خلال طرق التوصيل مثل الجسيمات الشحمية قد يكون طريقة واعدة للتلاعب الجيني تستحق مزيدًا من البحث [183 ، 184].

فيما يتعلق بالتلاعب الجيني ، فإن أحد الجوانب المثيرة للاهتمام للشيخوخة التي لم يتم استكشافها بدقة بعد هو تنظيم التعبير الجيني على المستوى اللاجيني. فكرة مثيرة للاهتمام في الطب التجديدي هي أنه يمكن التعبير عن عوامل تعدد القدرات في الخلايا الشائخة ، لتعزيز إعادة الدخول إلى دورة الخلية وتعديل ملامح التعبير الجيني. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك اهتمام باستخدام العوامل اللاجينية لتعزيز إعادة البرمجة ، حيث تعرض الخلايا الشائخة تكوين الكروماتين القمعي ، والذي يُعتقد أنه يعمل على إسكات الجينات المعززة للتكاثر بشكل ثابت ، مع تنشيط SASP أيضًا. على وجه الخصوص ، ارتبطت تعديلات هيستون مثل H3K27me3 مع زيادة تنظيم SASP في الخلايا الشائخة [185]. ومن المثير للاهتمام ، في دراسة حديثة ، أنه تبين أيضًا أن تنشيط برنامج الشيخوخة يؤدي إلى إعادة تشكيل المشهد اللاجيني عن طريق تجنيد BRD4 ، وهو منظم نسخي وجيني ، ينشط المعززات الفائقة المنشط حديثًا والموجودة بجوار جينات SASP. ]. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على BRD4 ليكون حاسما لإشارات SASP و paracrine ، وفي مراقبة الشيخوخة المناعية. كشفت هذه الدراسة الأهم عن كيف يمكن للخلايا تنشيط الجينات المعدلة للمناعة اللازمة لتنشيط مناعة الباراكرين وبرنامج المراقبة المناعية المثبطة للورم. قد يشير هذا إلى الطريقة التي يتم بها تنظيم الخلايا الشائخة أثناء الاستتباب وقد توفر أهدافًا للتجديد. في الواقع ، يؤدي تثبيط BRD4 إلى تعطيل قدرة الخلايا المناعية على استهداف الخلايا المتشيخة ما قبل الخبيثة والقضاء عليها. في المختبر و في الجسم الحي [186] ، مما يشير إلى فعالية هذا النهج.

5.4. الاستهداف اللاجيني

لاستكمال الهندسة الوراثية للبلاعم ، قد يكون استهداف الإنزيمات اللاجينية التي تعمل على الكروماتين في الخلايا الشائخة أيضًا طريقة فعالة لتشغيل شبكات تنظيم الجينات المرتبطة بـ "التشكل الأصغر" وقد يساهم في تنظيم SASP. هذا النهج واعد ، لأنه من خلال تحديد "المنظمين الرئيسيين" يسمح بتنظيم عدد كبير من الجينات وشبكات الجينات المترابطة بشكل معقد ، بدلاً من التلاعب بمجموعات فرعية صغيرة. في الواقع ، من المعروف أن الخلايا الشائخة تعيد تشكيل المشهد اللاجيني من أجل تحفيز التعبير عن الجينات المتورطة في الدفاع الخلوي والاستجابة الالتهابية ، وكثير منها يتميز بأنه جزء من SASP [17]. علاوة على ذلك ، ارتبطت التغييرات في التنظيم اللاجيني بالتطور المناعي ، حيث يعزز Menin أستلة هيستون في باخ 2 الموضع ، وبالتالي قمع شيخوخة الخلايا التائية ، وبالتالي قمع المناعة [187]. في الواقع ، يرتبط هذا النهج أيضًا بالبلاعم وقد يكون ناجحًا في تغيير استقطاب البلاعم.

5.5 تغيير سلوك البلاعم

يتم تنظيم البلعمة في البلاعم من خلال تنشيط وتثبيط إشارات المستقبلات. تنشيط مستقبلات الضامة يرسل إشارة بلعمية تحفز عملية "الأكل". الأهم من ذلك ، عند استهداف الخلايا الشائخة / الضامة لغرض التجديد / الإصلاح ، من المهم ملاحظة أنه من المحتمل تحقيق النتيجة المثلى من خلال التلاعب الدقيق وفي الوقت المناسب والمتوازن لهذه العملية. في الواقع ، أشارت الأدبيات إلى الدور المهم للخلايا الشائخة في بدء المراحل المبكرة من الإصلاح والضامة في تطهير هذه الخلايا في أول "موجة" عابرة من الإصلاح. لم يتم تحديد SASP القابل للذوبان إلا مؤخرًا على مرحلتين وظيفيتين متميزتين ، المرحلة الأولى هي مرحلة عالية من مضادات الالتهاب المخصبة بواسطة TGFβ. وبالتالي ، فإن تثبيط هذه العملية كما بينته الدراسات السابقة [188] من المحتمل أن يكون له تأثيرات سلبية على الإصلاح. ومع ذلك ، من المحتمل أن يكون تنشيط الضامة في نقاط لاحقة حيث تتراكم الخلايا الشائخة مفيدًا. في الواقع ، سيكون تحديد النقاط الزمنية التي يكون فيها التدخل ضروريًا / الأكثر فعالية في أنظمة الأعضاء المختلفة أحد أكثر الجوانب صعوبة في تطوير علاجات فعالة.

6. خاتمة ، أسئلة مفتوحة ووجهات نظر

من الأفكار الأولية القائلة بأن الشيخوخة كانت مجرد نتيجة طبيعية للشيخوخة ، تطور فهمنا لدور الشيخوخة في الشيخوخة والأمراض البشرية بشكل كبير. نحن ندرك الآن أن برنامج الشيخوخة له أدوار أكثر تعقيدًا ، لا سيما في تجديد الأنسجة وإصلاحها ، خارج نطاق معرفتنا الحالي. علاوة على ذلك ، فإن الدور الحاسم للبلاعم في الإصلاح والتجديد بدأ أيضًا في الظهور في العقد الماضي ، نظرًا لدورها الذي تم الإبلاغ عنه جيدًا أثناء الإصابة. ومع ذلك ، لا تزال هناك العديد من الأسئلة حول دورها المحدد في تنظيم الخلايا الشائخة بعد الإصابة في أنظمة الأعضاء المختلفة ، وهو أمر معقد بسبب الطبيعة غير المتجانسة للغاية لبرنامج الشيخوخة ، والذي يؤثر بشكل مباشر على وظيفة البلاعم. وبالتالي ، لكي تكون قادرًا على استهداف الشيخوخة بالوسائل العلاجية ، يجب معالجة عدد من الأسئلة المفتوحة ، مثل ما يلي. (ط) كيف تتفاعل الخلايا الشائخة مع الضامة ، وكيف يتغير هذا في مراحل أو "موجات" مختلفة من الاستجابة التجدد؟ (2) كيف تؤدي التغييرات في البيئة المكروية إلى تغيرات جينية / جينومية / نمطية في الضامة؟ (3) في أي نقطة يجب أن تتراكم الخلايا الشائخة قبل أن تصبح البلاعم غير قادرة على إزالتها ، أو متى تبدأ الخلايا الشائخة في التهرب من التصفية بواسطة الجهاز المناعي؟ الأهم من ذلك ، أن الإجابة على هذه الأسئلة ستوضح بشكل أفضل كيفية عمل الخلايا الضامة والشيخوخة بشكل متناغم في سياق الإصابة والإصلاح ، وسيوجه تطوير العلاجات التي تستهدف الخلايا الشائخة من أجل الوسائل العلاجية.


تشرح هياكل SIRP خصوصية المستقبلات المزدوجة

يجب التحكم بإحكام في الجهاز المناعي المعقد للفقاريات من أجل الاستجابة للتحديات المسببة للأمراض دون إحداث آثار جانبية غير ضرورية. في حين أن الواسمات القابلة للذوبان مثل السيتوكينات تمكّن الخلايا المناعية من التوطين في موقع العدوى ، فإن تفاعلات بروتينية محددة: بروتينات تتشكل بين الخلايا تضبط الاستجابة المناعية.

البروتينات المنظمة للإشارة (SIRPs) هي عائلة من بروتينات سطح الخلية يتم التعبير عنها بشكل أساسي في الخلايا النخاعية التي تتكون من ثلاثة أعضاء: SIRP و SIRP و szlig و SIRP [1]. في حين أن المناطق خارج الخلية لجميع الثلاثة متشابهة جدًا ، فإن المناطق داخل الخلايا لهذه البروتينات ليست متشابهة وتنقل إشارات مختلفة جدًا إلى الخلايا. يتعرف SIRP & alpha على CD47 ، وهو بروتين يتم التعبير عنه على سطح معظم الخلايا ويعمل كمؤشر جزيئي و lsquomarker للذات & rsquo ، وتشكيل تفاعل CD47 / SIRP يمنع ابتلاع الخلايا الضامة. من ناحية أخرى ، لا يتعرف SIRP & szlig على CD47 وتفاعل SIRP & szlig مع الترابط (غير المعروف) خارج الخلية يحفز ابتلاع البلاعم. بينما يتعرف SIRP على CD47 بتقارب أقل من SIRP ، يتم التعبير عنه على سطح الخلايا التائية بدلاً من الضامة ويُعتقد أنه ليس له وظيفة إشارة مباشرة. وبالتالي ، تحدد SIRPs فئة عائلات بروتين الغشاء المسماة & ldquopaired receptors & rdquo ، والتي تتكون من عدة بروتينات ذات مناطق خارج خلوية متشابهة ولكنها تختلف اختلافًا جذريًا في مناطق الغشاء / السيتوبلازم مع إمكانات إشارات مميزة (تنشيطية أو مثبطة أو محايدة).

تتكون المناطق خارج الخلية من SIRPs من ثلاثة مجالات من الجلوبيولين المناعي (Ig) في مجموعة خطية. لقد حددنا سابقًا بنية المجال الأول (amino-terminal) Ig لـ SIRP [2]. باستخدام الطفرات الموجهة بالموقع ، أظهرنا أن التفاعل مع CD47 تم بوساطة الحلقات الطرفية N (القمية) من SIRP ، والتي تشبه إلى حد بعيد كيفية التعرف على الأجسام المضادة للمستضدات بدلاً من الخلية التي تتوسط مجال Ig العام: الاتصالات الخلوية.

لتحديد الآلية الدقيقة التي يتعرف من خلالها SIRP على الترابط الخاص به ، قمنا بحل بنية مجال N-terminal SIRP في معقد مع مجال Ig الوحيد خارج الخلية لـ CD47 في شكلين بلوريين عن طريق الاستبدال الجزيئي باستخدام البيانات التي تم جمعها في BM14 و ID23-2. يوضح الشكل 74 واجهة CD47 / SIRP ، والتي تختلف عن تلك التي شوهدت للتفاعلات السطحية الخلوية الأخرى ذات التقارب المعتدل Ig لأنها معقدة للغاية ، ومناسبة ، وواسعة النطاق ، مع مشاركة متبادلة للحلقات من الأطراف الأمينية الطرفية لكل من SIRP و CD47.

شكل 74: هيكل SIRP البشري معقد مع CD47. يظهر تمثيل تخطيطي لحلزونات الغشاء CD47 الخمسة.

على عكس SIRP و SIRP و szlig و SIRP تربط CD47 بشكل ضعيف أو لا تربطها على الإطلاق ، على الرغم من مشاركة هوية التسلسل بنسبة 90٪ مع SIRP. لقد حللنا هياكل المجالات N-terminal في SIRP واثنين من الأشكال الإسوية لـ SIRP و szlig عن طريق الاستبدال الجزيئي باستخدام البيانات التي تم جمعها في BM14. توضح هذه الهياكل الانتقائية الرائعة لواجهة تفاعل SIRP. بشكل عام ، فإن هياكل SIRPs و szlig متشابهة جدًا (الشكل 75). ومع ذلك ، بالنسبة لكل من الأشكال الإسوية لـ SIRP و szlig ، يمكن تحديد الاختلافات في الأحماض الأمينية المحددة فيما يتعلق بـ SIRP مما يؤدي إلى عدم قدرة SIRP & szlig على ربط CD47. علاوة على ذلك ، من خلال إدخال طفرة حمض أميني واحدة في تسلسل شكل إسوي واحد من SIRP وبيتا ، تمكنا من منح القدرة على ربط CD47 بتقارب يقترب من SIRP.

شكل 75: أ) تراكب SIRP & szlig و SIRP يظهر على مجمع CD47 / SIRP أن SIRPs لها هياكل متشابهة جدًا. ومع ذلك ، فإن SIRP هو الوحيد الذي يربط CD47 بتقارب عالي. ب) مواقع تقسيم الأحماض الأمينية SIRP (الكرات الحمراء) بعيدًا عن واجهة تفاعل CD47 / SIRP.

يحتوي مجال ربط الترابط N-terminal الخاص بـ SIRP على تباين تسلسلي أعلى بكثير من معظم مستقبلات سطح الخلية الأخرى. يوضح تعيين هذا التباين التسلسلي على هيكل مجمع CD47 / SIRP أن معظم أشكال SIRP و betaa تكمن بعيدًا عن واجهة التفاعل (الشكل 75) ، مما يعني أن تباين التسلسل لا يعدل قوة تفاعل CD47. نقترح أن القوة الدافعة لهذا التباين التسلسلي قد تكون لتجنب التعرف على SIRP من قبل مسببات الأمراض ، مما قد يستغل قدرة SIRP على تنظيم نشاط البلاعم. امتداد لفكرة أن SIRP قد يكون هدفًا لمسببات الأمراض هو أن SIRP و szlig ربما تطورتا لتقليد المناطق خارج الخلية في SIRP ، وهيكلها المماثل ولكن نشاط الإشارة المعاكس (التنشيط) الذي يعمل على إحباط محاولات مسببات الأمراض لاستغلال الإمكانات المثبطة لـ SIRP .

أظهر هيكل SIRP في مجمع مع CD47 ، جنبًا إلى جنب مع هياكل SIRP و szlig و SIRP بمعزل عن بعضها البعض ، بالتفصيل الجزيئي كيف يربط هذا المستقبل المقترن بالرابط الخاص به وكيف أن الاختلافات الدقيقة في الأحماض الأمينية في مناطق ربط الترابط تفسر الترابط الرائع. انتقائية عائلة SIRP. يشير تقسيم تعدد أشكال SIRP بعيدًا عن واجهة تفاعل CD47 إلى أن التحدي الممرض قد يؤدي إلى تعدد أشكال SIRP. يوفر ضغط الممرض على المستقبل المثبط أمرًا معقولاً المبرر د و rsquo و ecirctre لوجود مستقبلات مقترنة ، مع هياكلها المتشابهة خارج الخلية ولكن مع إمكانات الإشارة المتعارضة.


نشكر الدكتور كون دونغ على مساعدة BK في ربط gCD47 في ناقل CAS9GFP.

1. Soto-Pantoja DR ، Kaur S ، Roberts DD. مسارات إشارات CD47 التي تتحكم في التمايز الخلوي والاستجابات للإجهاد. Crit Rev Biochem Mol Biol. (2015) 50: 212 & # x0201330. دوى: 10.3109 / 10409238.2015.1014024

2. روبرتس DD ، Frazier WA. الثرومبوسبوندين ومستقبلاتها: تطور الوظائف. في: Keeley FW، Mecham RP، editors. تطور المصفوفة خارج الخلية. برلين هايدلبرغ: سبرينغر (2013). ص. 221 & # x0201342. دوى: 10.1007 / 978-3-642-36002-2_8

3. Matlung HL، Szilagyi K، Barclay NA، van den Berg TK. محور إشارات CD47-SIRPalpha كنقطة تفتيش مناعية فطرية في السرطان. إمونول القس. (2017) 276: 145 & # x0201364. دوى: 10.1111 / imr.12527

4. هيوز AL. أصل وتطور الجينات الفيروسية للإنترلوكين -10 والجينات الأخرى لفيروسات الدنا ذات المتماثلات الفقارية. J مول إيفول. (2002) 54: 90 & # x02013101. دوى: 10.1007 / s00239-001-0021-1

5. كاميرون سي إم ، باريت جي دبليو ، مان إم ، لوكاس إيه ، مكفادين جي. يتم التعبير عن فيروس Myxoma M128L كعامل ضراوة يشبه CD47 على سطح الخلية يساهم في تقليل تنشيط البلاعم في الجسم الحي. علم الفيروسات. (2005) 337: 55 & # x0201367. دوى: 10.1016 / j.virol.2005.03.037

6. Willingham SB ، Volkmer JP ، Gentles AJ ، Sahoo D ، Dalerba P ، Mitra SS ، et al. يعد تفاعل البروتين التنظيمي ألفا (SIRPa) الذي يحتوي على إشارة CD47 هدفًا علاجيًا للأورام الصلبة البشرية. Proc Natl Acad Sci USA. (2012) 109: 6662 & # x020137. دوى: 10.1073 / pnas.1121623109

7. Murata Y و Saito Y و Kotani T و Matozaki T. نظام إشارات ألفا التنظيمي لإشارة البروتين CD47 وتطبيقه على العلاج المناعي للسرطان. علوم السرطان. (2018) 109: 2349 & # x0201357. دوى: 10.1111 / كاس .13663

8. Advani R و Flinn I و Popplewell L و Forero A و Bartlett NL و Ghosh N وآخرون. CD47 Blockade بواسطة Hu5F9-G4 وريتوكسيماب في سرطان الغدد الليمفاوية non-Hodgkin & # x00027s. إن إنجل جي ميد. (2018) 379: 1711 & # x0201321. دوى: 10.1056 / NEJMoa1807315

9. Lin GHY و Chai V و Lee V و Dodge K و Truong T و Wong M et al. TTI-621 (SIRPalphaFc) ، وهو علاج مناعي للسرطان يحجب CD47 ، يؤدي إلى البلعمة لخلايا سرطان الغدد الليمفاوية عن طريق مجموعات فرعية متعددة من البلاعم المستقطبة. بلوس واحد. (2017) 12: e0187262. دوى: 10.1371 / journal.pone.0187262

10. كودر سي ، كو تي سي ، هرابي أو ، تشين إيه ، سانغالانج إي ، دويل إل ، وآخرون. يمنع ALX148 CD47 ويعزز المناعة الفطرية والتكيفية ضد الأورام مع ملف تعريف أمان ملائم. بلوس واحد. (2018) 13: e0201832. دوى: 10.1371 / journal.pone.0201832

11. Kaur S، Elkahloun AG، Singh SP، Chen QR، Meerzaman DM، Song T، et al. يقوم الجسم المضاد CD47 الذي يحجب الوظيفة بقمع الخلايا الجذعية وإشارات EGF في سرطان الثدي الثلاثي السلبي. Oncotarget. (2016) 7: 10133 & # x0201352. دوى: 10.18632 / oncotarget.7100

12. Lee TK و Cheung VC و Lu P و Lau EY و Ma S و Tang KH وآخرون. يوفر الحصار المفروض على إشارات مستقبلات الكاثيبسين 2 التي تنشط بالبروتياز CD47 هدفًا علاجيًا لسرطان الخلايا الكبدية. أمراض الكبد. (2014) 60: 179 & # x0201391. دوى: 10.1002 / hep.27070

13. روبرتس دد ، كور إس ، إيسينبيرج شبيبة. تنظيم إشارات الأكسدة والاختزال الخلوية بالبروتينات الخلوية في بيولوجيا الأوعية الدموية وعلم المناعة والسرطان. إشارة الأكسدة والاختزال المضادة للأكسدة. (2017) 27: 874 & # x02013911. دوى: 10.1089 / ars.2017.7140

14. ناث بي آر ، بال ناث د ، ماندال أ ، كام إم ، شوارتز أل ، روبرتس د. يتم تنظيم تجنيد الخلايا القاتلة الطبيعية وتنشيطها بواسطة تعبير CD47 في البيئة الدقيقة للورم. السرطان المناعي الدقة. (2019) 7: 1547 & # x0201361. دوى: 10.1158 / 2326-6066.CIR-18-0367

15. Kaur S ، Kuznetsova SA ، Pendrak ML ، Sipes JM ، Romeo MJ ، Li Z ، et al. يعد تعديل كبريتات الهيبارين لمستقبل الغشاء CD47 ضروريًا لتثبيط إشارات مستقبلات الخلايا التائية بواسطة الثرومبوسبوندين -1. J بيول كيم. (2011) 286: 14991 & # x020135002. دوى: 10.1074 / jbc.M110.179663

16. ميلر TW، Kaur S، Ivins-O & # x00027Keefe K، Roberts DD. Thrombospondin-1 هو مثبط داخلي المنشأ يعتمد على CD47 لإشارات كبريتيد الهيدروجين في تنشيط الخلايا التائية. ماتريكس بيول. (2013) 32: 316 & # x0201324. دوى: 10.1016 / j.matbio.2013.02.009

17. سوتو بانتوجا DR ، Terabe M ، Ghosh A ، Ridnour LA ، DeGraff WG ، Wink DA ، وآخرون. يحد CD47 في البيئة المكروية للورم من التعاون بين مناعة الخلايا التائية المضادة للورم والعلاج الإشعاعي. الدقة السرطان. (2014) 74: 6771 & # x0201383. دوى: 10.1158 / 0008-5472.CAN-14-0037-T

18. Feliz-Mosquea YR ، Christensen AA ، Wilson AS ، Westwood B ، Varagic J ، Melendez GC ، et al. مزيج من الأنثراسيكلين والعلاج المضاد لـ CD47 يمنع نمو سرطان الثدي الغازي بينما يمنع سمية القلب عن طريق تنظيم الالتهام الذاتي. علاج سرطان الثدي. (2018) 172: 69 & # x0201382. دوى: 10.1007 / s10549-018-4884-x

19. سوتو بانتوجا DR ، ميلر TW ، Pendrak ML ، Degraff WG ، Sullivan C ، Ridnour LA ، et al. يمنح نقص CD47 حماية إشعاعية للخلايا والأنسجة عن طريق تنشيط الالتهام الذاتي. الالتهام الذاتي. (2012) 8: 1628 & # x0201342. دوى: 10.4161 / تلقائي .21562

20. Kaur S، Soto-Pantoja DR، Stein EV، Liu C، Elkahloun AG، Pendrak ML، et al. تمنع إشارات Thrombospondin-1 من خلال CD47 التجديد الذاتي عن طريق تنظيم c-Myc وعوامل نسخ الخلايا الجذعية الأخرى. مندوب علوم. (2013) 3: 1673. دوى: 10.1038 / srep01673

21. ميلر TW ، Soto-Pantoja DR ، Schwartz AL ، Sipes JM ، DeGraff WG ، Ridnour LA ، et al. ينظم CD47 عالميًا المسارات الأيضية التي تتحكم في مقاومة الإشعاع المؤين. J بيول كيم. (2015) 290: 24858 & # x0201374. دوى: 10.1074 / jbc.M115.665752

22. Zoppoli G ، Regairaz M ، Leo E ، Reinhold WC ، Varma S ، Ballestrero A ، et al. تعمل هليكاز شلافين -11 (SLFN11) على تحسس الخلايا السرطانية تجاه العوامل الضارة بالحمض النووي. Proc Natl Acad Sci USA. (2012) 109: 15030 & # x020135. دوى: 10.1073 / pnas.1205943109

23. Rees MG، Seashore-Ludlow B، Cheah JH، Adams DJ، Price EV، Gill S، et al. يكشف ربط الحساسية الكيميائية والتعبير الجيني الأساسي عن آلية العمل. نات تشيم بيول. (2016) 12: 109 & # x0201316. دوى: 10.1038 / nchembio.1986

24. Gardner EE، Lok BH، Schneeberger VE، Desmeules P، Miles LA، Arnold PK، et al. يحدث الانتكاس الكيميائي الحساس في سرطان الرئة ذو الخلايا الصغيرة من خلال محور EZH2-SLFN11. الخلايا السرطانية. (2017) 31: 286 & # x0201399. دوى: 10.1016 / j.ccell.2017.01.006

25. Lok BH ، Gardner EE ، Schneeberger VE ، Ni A ، Desmeules P ، Rekhtman N ، et al. يرتبط نشاط مثبط PARP بتعبير SLFN11 ويوضح التآزر مع Temozolomide في سرطان الرئة ذو الخلايا الصغيرة. كلين كانسر ريس. (2017) 23: 523 & # x0201335. دوى: 10.1158 / 1078-0432.CCR-16-1040

26. Tang SW ، Bilke S ، Cao L ، Murai J ، Sousa FG ، Yamade M ، et al. SLFN11 هو هدف نصي لـ EWS-FLI1 ومحدد للاستجابة للعقاقير في ساركوما إوينغ. كلين كانسر ريس. (2015) 21: 4184 & # x0201393. دوى: 10.1158 / 1078-0432.CCR-14-2112

27. Sousa FG ، Matuo R ، Tang SW ، Rajapakse VN ، Luna A ، Sander C ، et al. تعديلات جينات إصلاح الحمض النووي في خطوط الخلايا NCI-60 وقيمتها التنبؤية لنشاط الأدوية المضادة للسرطان. إصلاح الحمض النووي. (2015) 28: 107 & # x0201315. دوى: 10.1016 / j.dnarep.2015.01.011

28. Deng Y و Cai Y و Huang Y و Yang Z و Bai Y و Liu Y وآخرون. يتنبأ تعبير SLFN11 العالي ببقاء أفضل للمرضى الذين يعانون من سرطان القولون والمستقيم من النوع البري KRAS exon 2 بعد العلاج بعلاج مساعد قائم على أوكساليبلاتين. سرطان BMC. (2015) 15: 833. دوى: 10.1186 / s12885-015-1840-6

29. Tang SW ، Thomas A ، Murai J ، Trepel JB ، Bates SE ، Rajapakse VN ، et al. التغلب على مقاومة العوامل التي تستهدف الحمض النووي عن طريق التنشيط اللاجيني لتعبير Schlafen 11 (SLFN11) باستخدام مثبطات هيستون ديستيلاز من الفئة الأولى. كلين كانسر ريس. (2018) 24: 1944 & # x0201353. دوى: 10.1158 / 1078-0432.CCR-17-0443

30. Nogales V ، Reinhold WC ، Varma S ، Martinez-Cardus A ، Moutinho C ، Moran S ، et al. إن التعطيل اللاجيني للحمض النووي (DNA) / الحمض النووي الريبي (DNA) المزعوم SLFN11 في سرطان الإنسان يمنح مقاومة للعقاقير البلاتينية. Oncotarget. (2016) 7: 3084 & # x0201397. دوى: 10.18632 / oncotarget.6413

31. Li M ، Kao E ، Malone D ، Gao X ، Wang JYJ ، David M. يعتمد موت الخلية الناجم عن تلف الحمض النووي على الانقسام المعتمد على SLFN11 من النوع الثاني tRNAs المتميز. نات هيكل مول بيول. (2018) 25: 1047 & # x0201358. دوى: 10.1038 / s41594-018-0142-5

32. Murai J، Tang SW، Leo E، Baechler SA، Redon CE، Zhang H، et al. شددت كتل SLFN11 على شوكات النسخ المتماثل بشكل مستقل عن ATR. خلية مول. (2018) 69: 371 & # x0201384 e376. دوى: 10.1016 / j.molcel.2018.01.012

33. رينهولد مي ، جرين جي إم ، ليندبرج إف بي ، تيشيوني إم ، براون إي جيه. يميز انتشار الخلايا آلية زيادة تنشيط الخلايا التائية بواسطة بروتين مرتبط بإنتجرين / CD47 و CD28. Int إمونول. (1999) 11: 707 & # x0201318. دوى: 10.1093 / intimm / 11.5.707

34. Kaur S، Singh SP، Elkahloun AG، Wu W، Abu-Asab MS، Roberts DD. الأنشطة المناعية والأوعية التي تعتمد على CD47 للحويصلات خارج الخلية التي تنتجها الخلايا التائية. ماتريكس بيول. (2014) 37:49 & # x0201359. دوى: 10.1016 / j.matbio.2014.05.007

35. Singh NP، McCoy MT، Tice RR، Schneider EL. تقنية بسيطة لتقدير المستويات المنخفضة من تلف الحمض النووي في الخلايا الفردية. الدقة خلية الخبرة. (1988) 175: 184 & # x0201391. دوى: 10.1016 / 0014-4827 (88) 90265-0

36. كور إس ، الكحلون إيه جي ، سينغ إس بي ، أراكليان إيه ، روبرتس دي دي. ينظم الجسم المضاد CD47 الذي يعيق الوظيفة الإشارات بين الخلايا خارج الخلية بوساطة الحويصلة بين خلايا سرطان الثدي والخلايا البطانية. J Cell Commun Signal. (2018) 12: 157 & # x0201370. دوى: 10.1007 / s12079-017-0428-0

37. Ma D ، Liu S ، Lal B ، Wei S ، Wang S ، Zhan D ، et al. يزيد بروتين المصفوفة خارج الخلية Tenascin C من البلعمة بوساطة فقدان CD47 للوظيفة في الورم الأرومي الدبقي. الدقة السرطان. (2019) 79: 2697 & # x02013708. دوى: 10.1158 / 0008-5472.CAN-18-3125

38. Cerami E ، Gao J ، Dogrusoz U ، Gross BE ، Sumer SO ، Aksoy BA ، وآخرون. بوابة علم جينوم السرطان cBio: منصة مفتوحة لاستكشاف بيانات جينوم السرطان متعدد الأبعاد. اكتشاف السرطان. (2012) 2: 401 & # x020134. دوى: 10.1158 / 2159-8290.CD-12-0095

39. Gao J ، Aksoy BA ، Dogrusoz U ، Dresdner G ، Gross B ، Sumer SO ، وآخرون. التحليل التكاملي لجينوميات السرطان المعقدة والملامح السريرية باستخدام بوابة cBioPortal. إشارة العلوم. (2013) 6: pl1. دوى: 10.1126 / scisignal.2004088

40. Maxhimer JB ، Soto-Pantoja DR ، Ridnour LA ، Shih HB ، DeGraff WG ، Tsokos M ، et al. الحماية من الإشعاع في الأنسجة الطبيعية وتأخر نمو الورم عن طريق الحصار المفروض على إشارات CD47. Sci Transl Med. (2009) 1: 3ra7. دوى: 10.1126 / scitranslmed.3000139

41. Gewirtz DA. تقييم نقدي لآليات العمل المقترحة للتأثيرات المضادة للأورام للمضادات الحيوية أنثراسيكلين أدرياميسين وداونوروبيسين. Biochem فارماكول. (1999) 57: 727 & # x0201341. دوى: 10.1016 / S0006-2952 (98) 00307-4

42. de la Casa-Esperon E. من الثدييات إلى الفيروسات: جينات شلافين في عمليات النمو والتكاثر والمناعة. مفاهيم بيومول. (2011) 2: 159 & # x0201369. دوى: 10.1515 / bmc.2011.018

43. Nath PR ، Gangaplara A ، Pal-Nath D ، Mandal A ، Maric D ، Sipes JM ، et al. ينظم تعبير CD47 في الخلايا القاتلة الطبيعية التوازن وينظم الاستجابة المناعية لفيروس التهاب السحايا المشيمية اللمفاوية. الجبهة المناعية. (2018) 9: 2985. دوى: 10.3389 / fimmu.2018.02985

44. Li Z ، Calzada MJ ، Sipes JM ، Cashel JA ، Krutzsch HC ، Annis D ، et al. تفاعلات الثرومبوسبوندين مع a4b1 إنتغرين و CD47 تعدل بشكل تفاضلي سلوك الخلايا التائية. J خلية بيول. (2002) 157: 509 & # x0201319. دوى: 10.1083 / jcb.200109098

45. Li SS، Liu Z، Uzunel M، Sundqvist KG. الثرومبوسبوندين الداخلي-1 عبارة عن يجند على سطح الخلية لتنظيم التصاق الخلايا الليمفاوية التائية المعتمد على الإنتجرين. دم. (2006) 108: 3112 & # x0201320. دوى: 10.1182 / blood-2006-04-016832

46. ​​Barretina J ، Caponigro G ، Stransky N ، Venkatesan K ، Margolin AA ، Kim S ، et al. تتيح موسوعة خط الخلايا السرطانية النمذجة التنبؤية لحساسية الأدوية المضادة للسرطان. طبيعة سجية. (2012) 483: 603 & # x020137. دوى: 10.1038 / nature11003

47. سوتو بانتوجا د ، ريدنور لوس أنجلوس ، وينك دا ، روبرتس دي دي. يزيد حصار CD47 من بقاء الفئران المعرضة لإشعاع كامل الجسم المميت. مندوب علوم. (2013) 3: 1038. دوى: 10.1038 / srep01038

48. كور إس ، روبرتس د. تعديل متباين للخلايا الجذعية الطبيعية والأورام بواسطة ثرومبوسبوندين -1 وإشارات CD47. Int ياء Biochem خلية بيول. (2016) 81: 184 & # x0201394. دوى: 10.1016 / j.biocel.2016.05.005

الكلمات الرئيسية: مقاومة الإشعاع ، علم التخلق ، CD47 ، ثرومبوسبوندين -1 ، استجابة تلف الحمض النووي ، شلافين -11 ، سرطان البروستاتا

الاقتباس: Kaur S و Schwartz AL و Jordan DG و Soto-Pantoja DR و Kuo B و Elkahloun AG و Mathews Griner L و Thomas CJ و Ferrer M و Thomas A و Tang SW و Rajapakse VN و Pommier Y و Roberts DD (2019) التعريف من Schlafen-11 كهدف لإشارات CD47 التي تنظم الحساسية للإشعاع المؤين ومثبطات Topoisomerase. أمام. اونكول. 9: 994. دوى: 10.3389 / fonc.2019.00994

تم الاستلام: 15 أغسطس 2019 القبول: 16 سبتمبر 2019
تاريخ النشر: 01 أكتوبر 2019.

إيرا إيدا سكفورتسوفا ، جامعة إنسبروك الطبية ، النمسا

Jih-Hwa Guh ، جامعة تايوان الوطنية ، تايوان
كاترينا سميسني ترتكوفا ، بالاك وجامعة # x000FD ، تشيكيا

حقوق النشر & # x000A9 2019 كور ، شوارتز ، الأردن ، سوتو بانتوجا ، كو ، الكحلون ، ماثيوز غرينر ، توماس ، فيرير ، توماس ، تانغ ، راجاباكس ، بومير وروبرتس. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution License (CC BY). يُسمح بالاستخدام أو التوزيع أو النسخ في منتديات أخرى ، بشرط أن يُنسب الفضل إلى المؤلف (المؤلفين) الأصليين ومالك (مالكي) حقوق الطبع والنشر وأن يتم الاستشهاد بالمنشور الأصلي في هذه المجلة ، وفقًا للممارسات الأكاديمية المقبولة. لا يُسمح بأي استخدام أو توزيع أو إعادة إنتاج لا يتوافق مع هذه الشروط.

& # x02020 ساهم هؤلاء المؤلفون بالتساوي في هذا العمل

& # x02021 العنوان الحالي: أنتوني إل شوارتز ، Morphiex Biotherapeutics ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة
ديفيد ر. سوتو بانتوجا ، مدرسة ويك فورست للطب ، ونستون سالم ، نورث كارولاينا ، الولايات المتحدة


الملخص 5218: تطوير علاج مضاد لـ CD47 لأورام دماغ الأطفال.

مقدمة: أثبت التوصيف الجزيئي المكثف لأورام الدماغ الذي تم إجراؤه في السنوات الأخيرة أنه ذو قيمة لتصنيف الورم ، وطبقات المخاطر والتنبؤ بالنتائج لطرق العلاج الحالية. ومع ذلك ، فإن مستوى الرعاية الحالي لم يحسن الإنذار ويحمل خطرًا متزايدًا للإصابة بضعف الإدراك لدى الأطفال المصابين بأورام الدماغ. السمة المميزة لتطور الورم وعودته هي قدرته على التهرب من جهاز المناعة. فرضيتنا هي أنه من خلال تعديل نظام المناعة الفطري يمكننا تعزيز قدرة البلاعم على "أكل وقتل" خلايا سرطان الدماغ. تشير البيانات الحديثة إلى أن التفاعل بين مستضد سطح الخلية CD47 وشريكه الملزم SIRPα هو آلية يمكن من خلالها للأورام غير الصلبة والصلبة التهرب من نظام المناعة الفطري. لمعرفة ما إذا كان العلاج المضاد لـ CD47 علاجًا محتملاً في أورام الدماغ الخبيثة لدى الأطفال ، نظرنا أولاً في تعبير CD47 في عينات المرضى المعزولين حديثًا وعينات ما بعد الوفاة من 4 أنواع مختلفة من الورم الدبقي الجسيمي المنتشر والورم الأرومي النخاعي والورم البطاني العصبي و ATRTs. اختبرنا الفرضية القائلة بأن منع تفاعل CD47- SIRPα يسبب البلعمة في اختبار البلعمة في المختبر. قمنا بعد ذلك بتأسيس نماذج طعوم أصلية في الفئران ذات المناعة الضعيفة وعالجناها بأجسام مضادة متوافقة مع البشر لـ CD47 ، والتي يتم تطويرها حاليًا للتجارب السريرية في الأورام الخبيثة المكونة للدم وغير الجهاز العصبي المركزي.

النتيجة: تم تنظيم تعبير CD47 في جميع أنواع الأورام وكان موجودًا في & gt90٪ من الخلايا في الأورام عالية الدرجة. لوحظ زيادة تعبير CD47 في CD15 + و CD133 + عدد الخلايا الجذعية السرطانية المفترضة. يؤدي منع تفاعل CD47- SIRPα إلى زيادة البلعمة الورمية بواسطة البلاعم في المختبر. العلاج الجهازي بالأجسام المضادة لـ CD47 قلل بشكل كبير من عبء الورم في وضع طعم أجنبي خارج الرحم.

الخلاصة: العلاج المضاد لـ CD47 هو طريقة علاج فعالة وفعالة لأورام المخ لدى الأطفال.

تنسيق الاقتباس: شاراره غولامين ، سيدهارتا س.ميترا ، تشيس إليوت ريتشارد ، أشال أكرول ، دوسيك كونغ ، جون جاي شين ، ميشيل مونجي ديسيروث ، يون جاي تشو ، إيرفينغ وايزمان ، صمويل إتش شيشير. تطوير العلاج المضاد لـ CD47 لأورام دماغ الأطفال. [نبذة مختصرة]. في: وقائع الاجتماع السنوي 104th للجمعية الأمريكية لأبحاث السرطان 2013 6-10 أبريل واشنطن العاصمة. Philadelphia (PA): AACR Cancer Res 201373 (8 ملحق): الملخص رقم 5218. doi: 10.1158 / 1538-7445.AM2013-5218


شاهد الفيديو: Could the first-in-class anti-CD47 antibody HU5F9-G4 be a promising treatment strategy? (شهر فبراير 2023).