Перейти к:
Морфофункциональная характеристика и иммунологическая регуляция функции орбитальных фибробластов при эндокринной офтальмопатии
https://doi.org/10.14341/ket10147
Аннотация
Эндокринная офтальмопатия (ЭОП) – это хроническое заболевание, характеризующееся прогрессирующим аутоиммунным воспалением мягких ретробульбарных тканей. В патогенезе инфильтративного процесса и фиброзирования экстраокулярных мышц и/или ретробульбарной клетчатки важное значение имеют орбитальные фибробласты, обладающие уникальными морфофункциональными свойствами. Они в отличие от фибробластов других локализаций имеют не мезодермальное, а нейроэктодермальное происхождение. В обзоре рассматриваются иммунологические аспекты регулирования функции данных клеток в разные фазы активности заболевания. Межклеточное взаимодействие с Т-лимфоцитами (CD40–CD154) приводит к активации орбитальных фибробластов с усилением экспрессии патологических рецепторов к тиреотропному гормону, а также продукции компонентов межклеточного матрикса, молекул адгезии, ростовых факторов, цитокинов и простагландинов. Дана подробная морфофункциональная характеристика отдельных субпопуляций фибробластов орбиты, рассмотрены механизмы регуляции их трансдифференцировки в адипоциты и миофибробласты. Представлен анализ литературных данных по влиянию T-хелперов 17 типа на функциональную активность Thy1+/Thy1- (CD90+/CD90-) орбитальных фибробластов. Отмечена важность дальнейшего изучения особенностей фибробластов орбиты при ЭОП и их межклеточного взаимодействия с различными иммунными клетками, что, возможно, сможет раскрыть новые патогенетические механизмы изучаемой патологии.
Для цитирования:
Таскина Е.С., Харинцева С.В. Морфофункциональная характеристика и иммунологическая регуляция функции орбитальных фибробластов при эндокринной офтальмопатии. Клиническая и экспериментальная тиреоидология. 2018;14(4):183-191. https://doi.org/10.14341/ket10147
For citation:
Taskina E.S., Kharintseva S.V. Morphofunctional characteristics and immunological regulation of the orbital fibroblasts function in endocrine ophthalmopathy. Clinical and experimental thyroidology. 2018;14(4):183-191. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/ket10147
Список сокращений
ЭОП – эндокринная офтальмопатия
цАМФ – циклический аденозинмонофосфат
α-SMA (α-smooth muscle actin) – α-гладкомышечный актин
IGF-1 (insulin-like growth factor 1) – инсулиноподобный фактор роста 1
IFN-γ (interferon-γ) – интерферон-γ
IL (interleukin) – интерлейкин
GAG (glycosaminoglycans) – гликозаминогликаны
MHC (major histocompatibility complex) – главный комплекс гистосовместимости
PDGF (platelet-derived growth factor) – тромбоцитарный фактор роста
PPAR-γ (рeroxisome proliferator-activated receptor-γ) – рецептор, активирующий пролиферацию пероксисом-γ
PG (рrostaglandin) – простагландин
sICAM-1 (soluble intercellular adhesion molecule-1) – растворимая форма молекулы межклеточной адгезии 1
sVCAM-1 (soluble vascular cell adhesion molecule-1) – растворимая форма молекулы адгезии сосудистого эндотелия 1
ТСR (T-cell receptor) – T-клеточный рецептор
TGF-β (transforming growth factor-β) – трансформирующий ростовый фактор-β
Th (T-helper cells) – T-хелперы
Thy-1 (thymocyte antigen-1) – антиген тимоцитов-1
Thy1+ (СD90+) – субпопуляция орбитальных фибробластов или миофибробластов
Thy1- (СD90-) – субпопуляция орбитальных фибробластов или преадипоцитов
TNF-α (tumor necrosis factor-α) – фактор некроза опухолей-α
TSAbs (thyroid stimulating antibodies) – тиреостимулирующие антитела
TSHR (thyroid-stimulating hormone receptor) – рецептор к тиреотропному гормону
Введение
Эндокринная офтальмопатия (ЭОП) рассматривается как заболевание орбиты, которое характеризуется хроническим прогрессирующим аутоиммунным воспалением мягких тканей орбиты [1–4]. Повреждение ретробульбарной клетчатки и экстраокулярных мышц начинается с отека и инфильтрации до развития фиброза [1, 2]. На сегодняшний момент ЭОП относится к мультифакториальным заболеваниям без выявленного основного этиологического фактора, что обусловливает дальнейшую необходимость углубленного изучения клеточных и иммунологических аспектов патогенеза данной патологии.
Иммунологические аспекты патогенеза ЭОП
Согласно проведенным исследованиям, фибробласты ретробульбарной ткани играют важную роль в развитии и прогрессии ЭОП. На мембране данных клеток обнаружены матричные РНК, которые кодируют внеклеточную часть патологического рецептора к тиреотропному гормону (TSHR) [3, 5–8]. TSHR имеет две субъединицы: внеклеточную А-субъединицу, связанную через шарнирную область с трансмембральной В-субъединицей. На А-субъединице найдены специальные участки, богатые лейцином (LLRs – leucine rich repeating), имеющие высокое сродство к тиреотропному гормону, а также к патологическим антителам, стимулирующим рецептор тиреотропного гормона (TSAbs) [9–11].
В патогенезе ЭОП важное значение имеют Т-лимфоциты, перекрестно реагирующие с TSHR, расположенными как в тканях щитовидной железы, так и на поверхности орбитальных фибробластов [9]. Дополнительному усилению пролиферации и дифференцировки аутоактивных Т-лимфоцитов способствует наличие при ЭОП дефекта Т-супрессоров. В свою очередь повышение числа клонов Т-хелперов 2 типа (Th-2) стимулирует антителообразование В-лимфоцитами [4, 12].
TSAbs и тиреотропный гормон имеют схожие механизмы влияния на TSHR, включающие активацию аденилатциклазы с повышением продукции тиреоцитами циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). В тканях щитовидной железы данные антитела стимулируют пролиферацию фолликулярного эпителия и высвобождение гормонов щитовидной железы (Т4 и Т3) [13]. При ЭОП TSAbs связываются с патологическими TSHR на орбитальных фибробластах и активируют PI3K/AKT/mTOR, что дополнительно стимулирует увеличение продукции цАМФ и цитокинов. Внутриклеточный сигнальный путь PI3K/AKT/mTOR, центральными компонентами которого являются ферменты фосфоинозитид-3-киназа (PI3K), протеинкиназа В (AKT) и протеинкиназа mTOR, относится к одному из универсальных и отвечает за рост, пролиферацию и усиление метаболизма клеток [13].
При ЭОП аутоантитела стимулируют выработку про- и противовоспалительных медиаторов иммунными клетками, которые регулируют локальный воспалительный ответ, адипогенез, пролиферацию и синтетическую активность фибробластов в мягких тканях орбиты [3, 4, 9, 13]. Активность заболевания напрямую коррелирует с титром антител к TSHR [5, 13–15].
Активная фаза ЭОП характеризуется инфильтрацией экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки CD4+ и CD8+ T-лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, В-лимфоцитами, а также мононуклеарными клетками [9, 12]. В патогенезе формирования инфильтративного процесса ключевое значение отводят орбитальным фибробластам, на поверхности мембраны которых обнаружена повышенная экспрессия ко-стимулирующих молекул CD40 и МНС II (major histocompatibility complex – главный комплекс гистосовместимости). CD154 (CD40L – СD40-ligand) является ко-стимулирующим протеином, экспрессируемым многими клетками (тромбоцитами, лейкоцитами, эндотелиальными, эпителиальными, гладкомышечными клетками и др.) и отвечающим за регуляцию их активности [16].
Межклеточное взаимодействие CD40–CD154 с Т-лимфоцитами способствует активации орбитальных фибробластов с усилением экспрессии патологических TSHR, а также синтеза компонентов межклеточного матрикса (коллаген, фибронектин, гликозаминогликаны), молекул адгезии (sVCAM-1, sICAM-1), ростовых факторов (PDGF, IGF-1), цитокинов (TGF-β, IL-1β, IL-6, IL-8) и простагландинов (PGE2) [17]. Активированные орбитальные фибробласты имеют ускоренную пролиферацию и способны дифференцироваться в миофибробласты или адипоциты [4, 6, 18].
В активную фазу ЭОП выявлено изменение профиля про- и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови и слезе [19]. Обнаружена повышенная секреция таких медиаторов, как IL-1β, IL-4, IL-6, IL-10, IL-8, TNF-α [12]. IL-6 усиливает экспрессию TSHR на поверхности орбитальных фибробластов, а также ускоряет дифференцировку и выработку аутоантител к данному рецептору В-лимфоцитами [20]. Повышение рецепторов к IL-6 (IL-6R) имеет прямые корреляционные связи с активностью ЭОП [21]. IL-1β стимулирует синтез гиалуроновой кислоты фибробластами орбиты и ускоряет адипогенез [22]. Кроме того, IL-1β и лейкорегулин способствуют усилению продукции простагландина Е2 (PGE2), который дополнительно ускоряет созревание Тh-2 и В-лимфоцитов и экспрессию IL-6 орбитальными фибробластами [6].
Неактивная стадия заболевания характеризуется тканевым ремоделированием с фиброгенезом экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки [4]. В позднюю фазу преобладают Тh-2 и ассоциированные с ними цитокины [4, 12]. IL-4 активирует патологическую пролиферацию фибробластов и продукцию компонентов межклеточного матрикса [23]. В неактивную фазу ЭОП интерферон-γ (IFN-γ), напротив, обладает противовоспалительными свойствами и ингибирует орбитальный адипогенез [24]. Были получены данные о том, что IFN-γ и фактор некроза опухолей-α (TNF-α) усиливают продукцию моноцитарного хемотактического протеина 1, 2 и 3 (MCP – monocyte chemotactic protein), который играет важную роль в процессах фиброгенеза в орбите [25]. IFN-γ и IL-1β действуют синергично, усиливая синтез гликозаминогликанов (glycosaminoglycans – GAG), фибронектина и коллагена фибробластами орбиты [23]. Более того, IL-1β стимулирует выработку тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ-1 (TIMP-1) орбитальными фибробластами, замедляя процессы утилизации компонентов соединительной ткани и способствуя развитию фиброза мягких тканей орбиты [23]. Также IFN-γ стимулирует экспрессию маркера CD40 и растворимой формы молекулы межклеточной адгезии 1 (ICAM-1) фибробластами орбиты, способствуя формированию лейкоцитарной инфильтрации ретробульбарных тканей и хронизации локального воспалительного процесса [24]. Трансформирующий фактор роста-β (TGF-β) напрямую усиливает экспрессию TSHR, не влияя на адипогенез в орбите. Также под влиянием TGF-β дополнительно активируется профиброгенный подкласс CD90+ фибробластов, которые синтезируют α-гладкомышечный актин (α-smooth muscle actin – α-SMA) и компоненты межклеточного матрикса [3, 24].
Субпопуляции орбитальных фибробластов
Известно, что фибробласты являются основными клетками соединительной ткани, участвующими в обменных процессах и синтезирующими компоненты межклеточного матрикса. При ЭОП данные клетки представлены смешанной популяцией клеток, включающей фиброциты, а также подтипы Thy1+/Thy1- (CD90+/CD90-), которые предложены в качестве основы для фиброгенеза и адипогенеза [26]. Разнообразие наблюдаемых фенотипов дает основание предполагать, что орбитальные фибробласты могут обладать свойствами стволовых клеток [27].
Фибробласты орбиты обладают уникальными морфофункциональными свойствами. Они в отличие от фибробластов других локализаций имеют не мезодермальное, а нейроэктодермальное происхождение [6]. При репарации поврежденных тканей пул фибробластов способен восполняться трансдифференцировкой фиброцитов. Данный процесс называется эпителиально-мезенхимальным переходом (epithelial-mesenchymal transition) [28].
Фиброциты являются мезенхимальными клетками, циркулирующими в кровотоке. Они быстро инфильтрируют очаг повреждения и способствуют развитию воспаления, тканевого ремоделирования и фиброза поврежденных тканей. Известно, что фиброциты экспрессируют α- и β-цепи рецепторов для тромбоцитарного фактора роста (PDGF), запуская процесс фиброгенеза мягких ретробульбарных тканей [29]. Также при ЭОП данные клетки усиленно экспрессируют на поверхности своей мембраны TSHR, рецепторы к инсулиноподобному фактору роста 1 (IGF-1R), тиреоглобулин и тиреоидпероксидазу [7].
У пациентов с ЭОП выявлено повышение числа циркулирующих фиброцитов в периферической крови [30, 31]. При этом циркулирующие фиброциты инфильтрируют мягкие ретробульбарные ткани, дифференцируясь в CD34+ орбитальные фибробласты c дальнейшим превращением в адипоциты или миофибробласты, в то время как у здоровых лиц они дифференцируются в CD34- [30]. Однако молекулярные механизмы, происходящие при миграции фиброцитов в мягкие ткани орбиты, изучены не в полной мере [6].
По возможности экспрессии гликопротеина CD90, также известного как антиген тимоцитов-1 (Thy-1 – thymocyte antigen-1), различают две фенотипически и функционально гетерогенные субпопуляции фибробластов (рисунок). Thy1+ или CD90+ фибробласты экспрессируют на своей поверхности Thy-1 и участвуют в ремоделировании и фиброгенезе мягких ретробульбарных тканей [26]. Субпопуляция Thy1- или CD90- не имеет на клеточной мембране маркер Thy-1 и способна к дифференцировке в зрелые адипоциты [2, 4, 6, 26].
Рисунок. Субпопуляция Thy1+/Thy1− (CD90+/CD90−) орбитальных фибробластов.
Под действием TGF-β Thy1+ (CD90+) фибробласты дифференцируются в миофибробласты [26]. После данной трансдифференцировки миофибробласты прекращают пролиферацию и начинают избыточно синтезировать компоненты внеклеточного матрикса, в частности GAG, фибронектин, коллаген I, III и IV типов, а также α-гладкомышечный актин (α-SMA). α-SMA является изоформой протеина актина, которая преобладает в сосудистых гладкомышечных клетках и играет важную роль в фиброгенезе [28]. При этом экспрессия α-SMA напрямую коррелирует с активностью миофибробластов [32].
GAG представляют собой группу линейных полианионных гетерополисахаридов, включающих хондроитинсульфат, дерматансульфат, гепарансульфат, гепарин, кератансульфат и гиалуроновую кислоту. Цепи данных макромолекул, за исключением гиалуроновой кислоты, ковалентно присоединены к белкам ядра, образуя протеогликаны, которые являются элементами клеточной мембраны, внутриклеточных гранул, а также компонентами основного вещества межклеточного матрикса соединительной ткани [33]. GAG обладают гидрофильными свойствами, связывая молекулы воды и способствуя развитию отека ретробульбарных тканей [3, 4, 8, 34, 35]. C.C. Kriger и соавт. обнаружили прямую зависимость между повышением концентрации данных макромолекул в суточной моче и фазой активности ЭОП [35].
Такие медиаторы, как лейкорегулин, IL-1β, TNF-α, IFN-γ, TGF-β, простагландин Е2 (PGE2), PDGF, IGF-1, усиливают продукцию гиалуроновой кислоты Thy1+/CD90+ орбитальными фибробластами [6, 36]. Синтез гиалуроновой кислоты регулируется клеточной мембраной, экспрессирующей гиалуронсинтетазу (HASs – hyaluronan synthases). В настоящее время изучены три изоформы HAS (HAS1-3). При ЭОП наибольшую роль в синтезе гиалуроновой кислоты орбитальными фибробластами играет HAS2 [6].
Субпопуляция орбитальных фибробластов Thy1- (преадипоциты) в отличие от фибробластов другой локализации способна дифференцироваться в адипоциты [2, 4, 6]. Такие провоспалительные медиаторы, как IL-1β, IL-6 и простагландин D2 (PGD2), усиливают адипогенез в орбите. IFN-γ и TNF-α, напротив, ингибируют адипогенную дифференцировку орбитальных фибробластов. Это согласуется с ролью Th-1-связанных цитокинов в ранней активной воспалительной фазе ЭОП [6].
Важную роль при этой дифференцировке преадипоцитов в зрелые адипоциты играет усиление экспрессии ядерных рецепторов, активирующих пролиферацию пероксисом-γ (PPAR-γ – рeroxisome proliferator-activated receptors-γ) [37]. Пероксисомы являются внутриклеточными органеллами, содержащими различные ферменты (в основном оксидазы и каталазы). Данные органеллы выполняют метаболические функции: β-окисление жирных кислот, аэробное клеточное дыхание, участие в метаболизме холестерина. При различных патологических состояниях и заболеваниях в клетках увеличивается число пероксисом и усиливается оксидативный стресс [37].
Рецепторы, активирующие пролиферацию пероксисом (PPARs), относятся к лиганд-активируемым транскрипционным факторам и играют существенную роль в регуляции энергетического и метаболического гомеостаза, а также клеточной дифференцировки [37]. Описано три класса PPARs: PPAR-α (NR1C1), PPAR-β/δ (NR1C2) и PPAR-γ (NR1C3). Структурно PPARs аналогичны рецепторам стероидных или тиреоидных гормонов. При связывании PPARs с пролифератором пероксисом возникает активация и экспрессия различных генов. При отсутствии лигандов данные гетеродимеры находятся в связанном состоянии с ко-репрессорным комплексом, блокирующим транскрипцию генов [38].
PPAR-γ подразделяется на четыре изоформы: γ1 присутствуют практически во всех тканях, включая селезенку, сердце, мышцы, толстую кишку, почки и поджелудочную железу; γ2 экспрессируются в основном жировой тканью; γ3 обнаружены в макрофагах, толстой кишке и белой жировой ткани; γ4 синтезируются в эндотелиальных клетках. PPAR-γ играет важную роль в иммунном ответе за счет способности ингибировать экспрессию воспалительных цитокинов и направлять дифференцировку иммунных клеток на противовоспалительные фенотипы. Также PPAR-γ усиливает экспрессию генов, кодирующих белки, которые регулируют метаболизм глюкозы и липидов, а также участвует в дифференцировке адипоцитов [39, 40].
Имеются сведения, что изоформа PPAR-γ способна влиять на Thy1-фенотип орбитальных фибробластов, превращая их в зрелые адипоциты. Более того, под влиянием данной изоформы отмечена высокая способность зрелых адипоцитов к синтезу рецептора к тиреотропному гормону (TSHR) [4, 6].
Межклеточное взаимодействие между T-хелперами 17 типа и Thy1+/Thy1– (CD90+/CD90–) орбитальными фибробластами
Идентификация особого подтипа СD4+ лимфоцитов – T-хелперов 17 (Th-17) в 2005 г. как антигенa CTLA8, локализующегося на мембране цитотоксических лимфоцитов мышей, заставило пересмотреть устоявшиеся взгляды на патогенез развития аутоиммунной патологии. Данные лейкоциты синтезируют IL-17 и IL-23, которые играют важную патогенетическую роль при различных иммуновоспалительных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит, рассеянный склероз, болезнь Крона, псориаз, реакция отторжения трансплантанта, бронхиальная астма и др. [41–43].
Помимо IL-17 Th-17 экспрессируют хемокиновые рецепторы (CCR4 и CCR6) и синтезируют IL-22, IL-26, хемокиновый лиганд 20 и моноцитарный хемокиновый протеин (MCP) [25]. IL-6 и TGF-β индуцируют дифференцировку Th-17 из наивных предшественников (Th-0) [44]. Важную роль в регуляции функциональной активности Th-17 играют CD4+ T-регуляторы, которые подавляют экспрессию фактора транскрипции программы дифференцировки RORγt (retinoic acid-receptor-related orphan receptor). Однако под воздействием провоспалительных цитокинов CD4+ T-регуляторы способны трансформироваться в Th-17 [44].
Установлено, что IL-17 синтезируется широким спектром иммунных клеток, включая дендритные клетки, макрофаги, нейтрофилы, естественные киллерные клетки, тучные клетки. В настоящее время описано 6 видов IL-17 (IL-17A-F). IL-17А является димерным гликопротеином с массой 15 кДа, который состоит из 155 аминокислот. Данный интерлейкин обеспечивает взаимодействие между врожденным и приобретенным иммунитетом. В кровяном русле может циркулировать в виде гомодимера, состоящего из двух цепей IL-17А (IL-17А), или гетеродимера, дополнительно включающего IL-17F (IL-17А/F). IL-17А и IL-17А/F связываются с рецепторным комплексом, образованным субъединицами IL-17 рецептора А-типа (IL-17РА) и IL-17 рецептора С-типа (IL-17РС). Данная рецепторная система опосредует свой ответ через активацию Act1 (также известного как СIKS – Connection to IKK and SAPK/JNK), регулирующего продукцию медиаторов врожденного иммунитета (фактор некроза опухолей-α (TNF-α), IL-1, IL-6, IL-8) [41].
Фибробласты, эпителиальные клетки, кератиноциты и синовиоциты экспрессируют рецептор для IL-17 (IL-17R). Активировавшись, данные клетки синтезируют медиаторы, усиливающие рекрутирование Тh-17 и нейтрофилов в очаг воспаления [42]. Данные о влиянии Тh-17 и IL-17 на течение аутоиммунного воспалительного процесса при ЭОП противоречивы. Отмечено, что IL-17 обладает мощным провоспалительным эффектом, усиливающим экспрессию цитокинов и хемокинов [43]. IL-17 активирует продукцию активных форм кислорода Rac1 ГТФазой и NADPH-оксидазой 1, что в свою очередь стимулирует пролиферацию, миграцию, подвижность и дифференцировку мезенхимальных клеток, в том числе и орбитальных фибробластов [44, 46].
Также появились сведения о профибротическом эффекте IL-17 благодаря усилению секреции моноцитарного хемокинового протеина (МСР) и развитию макрофагальной инфильтрации [25]. Более того, IL-17 стимулирует синтез матриксных металлопротеиназ (ММРs) 1, 2, 8, 13, 27 [47].
По данным J. Shen и соавт., концентрация IL-17 была повышена как при активной, так и при неактивной фазах ЭОП [43]. Другие авторы отмечают раннее повышение концентрации IL-17 при развитии активной ЭОП [48, 49]. При этом увеличение числа патологических Тh-17 напрямую коррелировало с активностью ЭОП [50]. Было выявлено, что только субпопуляция CD44+ Th17 способна продуцировать IL-17A при ЭОП [50]. CD44 является основным рецептором для гиалуроновой кислоты, опосредующим адгезию Т-клеток к орбитальным фибробластам [51].
В недавних исследованиях был отмечен провоспалительный эффект IL-17 при ЭОП [50, 51]. Свое провоспалительное действие IL-17 реализует через активацию продукции цитокинов орбитальными фибробластами обоих субпопуляций – CD90+ и СD90-. На поверхности CD90+ и CD90- отмечена повышенная экспрессия ко-стимулирующей молекулы MHC II и CD40, что позволяет рассматривать данные клетки в качестве антигенпредставляющих [50, 51]. Взаимодействие CD40L-CD40 и Т-клеточный рецептор (TCR) – MHC II дополнительно усиливает взаимную активацию орбитальных фибробластов и Th-17.
Было выявлено, что CD90+ и CD90- орбитальные фибробласты могут in vitro усиливать дифференцировку Th-17. Это объясняется наличием большого числа клеток RORγt+ IL-17A+ [50]. Хотя Th-17 не индуцируют продукцию IL-1β и IL-23 с помощью орбитальных фибробластов, но они способны усиливать продукцию PGE2. Применение индометацина при ЭОП сдерживало синтез PGE2 фибробластами орбиты и ингибировало дифференцировку Th17 [53].
Значительное повышение уровня IL-17 приводит к развитию фиброза мягких ретробульбарных тканей у пациентов с ЭОП ввиду того, что данный цитокин напрямую усиливает экспрессию α-гладкомышечного актина (α-SMA) и продукцию компонентов межклеточного матрикса [52]. Также IL-17 через усиление продукции ТGF-β индуцируется фиброгенез мягких ретробульбарных тканей вследствие стимулирования дифференцировки орбитальных фибробластов CD90+ в миофибробласты и избыточной секреции компонентов межклеточного матрикса [50, 54]. Более того, IL-17 усиливает восприимчивость CD90+ к действию ТGF-β [55]. Чрезмерный иммунный ответ Th-17, особенно при тяжелой форме ЭОП, вероятно, вызовет орбитальный фиброз быстрее. Регрессия воспалительного процесса в орбите на фоне высокого уровня клеток Th-17 будет продолжать усугублять фиброз в поздней неактивной фазе ЭОП [52, 55].
Одновременно с активацией фиброгенеза происходит торможение 15-D-простагландин J2-индуцированного адипогенеза СD90- [50, 56]. Антиадипогенный эффект IL-17A на CD90- орбитальные фибробласты, возможно, связан с дефосфорилированием транскрипционного фактора CEBP/α через инактивацию GSK-3β (glycogen synthase kinase-3β – киназа гликогенсинтетазы-3β) [50, 56, 57]. Также, возможно, IL-17 способен на ранних стадиях (24–48 ч) участвовать в деградации липидов за счет ускорения их катаболизма. Более того, есть предположение, что IL-17 тормозит этапы дифференцировки орбитальных фибробластов СD90- в адипоциты, потому что является антагонистом PPAR-γ [50]. В совокупности орбитальные фибробласты имеют гетерогенные ответы на IL-17, которые регулируют фиброз и адипогенез в сторону профибротического смещения [52].
Предполагается, что IL-12 и IL-23 являются регуляторными цитокинами и участвуют в образовании и поддержании функциональной активности Th-17 [43, 58, 59]. Данные цитокины являются гетеродимерами с общей субъединицей β-цепью р40. IL-12 и IL-23 регулируют дифференцировку Т-лейкоцитов по линиям Тh1- и Th-17. Помимо этого IL-23 участвует в активации Th-17 и усиливает синтез IL-17 [58–60]. Результаты исследований показали, что только на активированных Th-17 экспрессируются рецепторы к IL-23 (IL-23R). При этом только IL-23R-позитивные Th17 способны к миграции в очаг воспаления [59, 60].
Данные о влиянии IL-23 на течение и прогноз ЭОП немногочисленны и требуют более углубленного изучения. Было выявлено, что при ЭОП происходит одновременное повышение уровня IL-23 и IL-1β как в сыворотке крови, так и в мягких ретробульбарных тканях [52]. При этом данные интерлейкины способны инициировать воспалительный процесс и усиливать дифференцировку наивных Т-лимфоцитов в патогенный фенотип Th-17 [52]. Несмотря на синергическое действие, индуцирующий эффект PGE2 на линию Th17 был независимым от IL-23 [50].
Заключение
Таким образом, орбитальные фибробласты играют важную роль в запуске аутоиммунного воспаления и инфильтрации экстраокулярных мышц и ретробульбарной клетчатки с дальнейшим развитием фиброза при ЭОП. Несмотря на достижения в изучении патогенеза данного заболевания, механизмы межклеточного взаимодействия и иммунологической регуляции функции данных клеток являются актуальными для дальнейшего исследования.
Дополнительная информация
Информация о конфликте интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Источник финансирования. Серия наблюдений и публикация настоящей статьи осуществлялись без привлечения дополнительного финансирования.
Список литературы
1. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Свириденко Н.Ю., и др. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению эндокринной офтальмопатии при аутоиммунной патологии щитовидной железы. // Проблемы эндокринологии. – 2015. – Т. 61. – №1. – С. 61-74. [Dedov II, Melnichenko GA, Sviridenko NY, et al. Federal clinical recommendations on diagnostics and treatment of endocrine ophthalmopathy associated with autoimmune thyroid pathology. Problems of endocrinology. 2015;61(1):61-74. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.14341/probl201561161-74.
2. Петунина Н.А., Трухина Л.В., Мартиросян Н.С. Эндокринная офтальмопатия: современный взгляд. // Проблемы эндокринологии. – 2013. – Т. 58. – №6. – С. 24-32. [Petunina NA, Trukhina LV, Martirosyan NS. Endocrine ophthalmopathy: state-of-the-art approaches. Problems of endocrinology. 2013; 58(6):24-32. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.14341/probl201258624-32.
3. Khong JJ, McNab AA, Ebeling PR, et al. Pathogenesis of thyroid eye disease: review and update on molecular mechanisms. Br J Ophthalmol. 2016;100(1):142-150. doi: https://doi.org/10.1136/bjophthalmol-2015-307399.
4. Bahn RS. Current insights into the pathogenesis of Graves’ ophthalmopathy. Horm Metab Res. 2015;47(10):773-778. doi: https://doi.org/10.1055/s-0035-1555762.
5. Cвириденко Н.Ю., Лиханцева В.Г., Беловалова И.М., и др. Антитела к рецептору ТТГ как предикторы тяжести и исходов эндокринной офтальмопатии у пациентов с болезнью Грейвса. // Проблемы эндокринологии. – 2011. – Т. 57. – №2. – С. 23-26. [Sviridenko NYu, Likhantseva VG, Belovalova IM, et al. Anti-TSH receptor antibodies as predictors of the severity and outcome of endocrine ophthalmopathy in the patients presenting with Graves’ disease. Problems of endocrinology. 2011;57(2):23-26. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.14341/probl201157223-26.
6. Dik WA, Virakul S, van Steensel L. Current perspectives on the role of orbital fibroblasts in the pathogenesis of Graves’ ophthalmopathy. Exp Eye Res. 2016;142:83-91. doi: https://doi.org/10.1016/j.exer.2015.02.007.
7. Fernando R, Lu Y, Atkins SJ, et al. Expression of thyrotropin receptor, thyroglobulin, sodium-iodide symporter, and thyroperoxidase by fibrocytes depends on AIRE. J Clin Endocrinol Metab. 2014;99(7):E1236-1244. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2013-4271.
8. Shan SJ, Douglas RS. The pathophysiology of thyroid eye disease. J Neuroophthalmol. 2014;34(2):177-185. doi: https://doi.org/10.1097/WNO.0000000000000132.
9. Banga JP, Moshkelgosha S, Berchner-Pfannschmidt U, Eckstein A. Modeling Graves’ orbitopathy in experimental Graves’ disease. Horm Metab Res. 2015;47(10):797-803. doi: https://doi.org/10.1055/s-0035-1555956.
10. Rapoport B, Aliesky HA, Chen CR, McLachlan SM. Evidence that TSH receptor A-subunit multimers, not monomers, drive antibody affinity maturation in Graves’ disease. J Clin Endocrinol Metab. 2015;100(6):E871-875. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2015-1528.
11. Kleinau G, Neumann S, Gruters A, et al. Novel insights on thyroid-stimulating hormone receptor signal transduction. Endocr Rev. 2013;34(5):691-724. doi: https://doi.org/10.1210/er.2012-1072.
12. Naik VM, Naik MN, Goldberg RA, et al. Immunopathogenesis of thyroid eye disease: emerging paradigms. Surv Ophthalmol. 2010;55(3):215-226. doi: https://doi.org/10.1016/j.survophthal.2009.06.009.
13. Kotwal A, Stan M. Thyrotropin receptor antibodies – an overview. Ophthalmic Plast Reconstr Surg. 2018;34(4SSuppl1):S20-S27. doi: https://doi.org/10.1097/IOP.0000000000001052.
14. Lin TY, Li N, Yeh MW, et al. Prognostic indicators for the development of strabismus among patients with Graves’ ophthalmopathy. J Clin Transl Endocrinol. 2017;9:38-40. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcte.2017.06.005.
15. Smith TJ. TSHR as a therapeutic target in Graves’ disease. Expert Opin Ther Targets. 2017;21(4):427-432. doi: https://doi.org/10.1080/14728222.2017.1288215.
16. Wang H, Zhu LS, Cheng JW, et al. CD40 ligand induces expression of vascular cell adhesion molecule 1 and E-selectin in orbital fibroblasts from patients with Graves’ orbitopathy. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2015;253(4):573-582. doi: https://doi.org/10.1007/s00417-014-2902-1.
17. Feldon SE, Park DJ, O’Loughlin CW, et al. Autologous T-lymphocytes stimulate proliferation of orbital fibroblasts derived from patients with Graves’ ophthalmopathy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005;46(11):3913-3921. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.05-0605.
18. Wang Y, Smith TJ. Current concepts in the molecular pathogenesis of thyroid-associated ophthalmopathy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014;55(3):1735-1748. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.14-14002.
19. Харинцев В.В., Серебрякова О.В., Серкин Д.М., и др. Роль некоторых про- и противовоспалительных цитокинов в течении эндокринной офтальмопатии. // Забайкальский медицинский вестник. – 2016. – №2. – С. 33-40. [Kharintsev VV, Serebryakova OV, Serkin DM, et al. The role of some pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines in the development of endocrine ophthalmopathy. Zabaykal’skiy meditsinskiy vestnik. 2016;(2):33-40. (In Russ.)]
20. Gillespie EF, Raychaudhuri N, Papageorgiou KI, et al. Interleukin-6 production in CD40-engaged fibrocytes in thyroid-associated ophthalmopathy: involvement of Akt and NF-kappaB. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53(12):7746-7753. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.12-9861.
21. Slowik M, Urbaniak-Kujda D, Bohdanowicz-Pawlak A, et al. CD8+CD28-lymphocytes in peripheral blood and serum concentrations of soluble interleukin 6 receptor are increased in patients with Graves’ orbitopathy and correlate with disease activity. Endocr Res. 2012;37(2):89-95. doi: https://doi.org/10.3109/07435800.2011.635622.
22. Cawood TJ, Moriarty P, O’Farrelly C, O’Shea D. The effects of tumour necrosis factor-alpha and interleukin1 on an in vitro model of thyroid-associated ophthalmopathy; contrasting effects on adipogenesis. Eur J Endocrinol. 2006;155(3):395-403. doi: https://doi.org/10.1530/eje.1.02242.
23. Han R, Smith TJ. T helper type 1 and type 2 cytokines exert divergent influence on the induction of prostaglandin E2 and hyaluronan synthesis by interleukin-1beta in orbital fibroblasts: implications for the pathogenesis of thyroid-associated ophthalmopathy. Endocrinology. 2006;147(1):13-19. doi: https://doi.org/10.1210/en.2005-1018.
24. Antonelli A, Ferrari SM, Fallahi P, et al. Monokine induced by interferon gamma (IFNgamma) (CXCL9) and IFNgamma inducible T-cell alpha-chemoattractant (CXCL11) involvement in Graves’ disease and ophthalmopathy: modulation by peroxisome proliferator-activated receptor-gamma agonists. J Clin Endocrinol Metab. 2009;94(5):1803-1809. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2008-2450.
25. Zhang J, Qiao Q, Liu M, et al. IL-17 promotes scar formation by inducing macrophage infiltration. Am J Pathol. 2018;188(7): 1693-1702. doi: https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2018.04.005.
26. Li H, Fitchett C, Kozdon K, et al. Independent adipogenic and contractile properties of fibroblasts in Graves’ orbitopathy: an in vitro model for the evaluation of treatments. PLoS One. 2014; 9(4):e95586. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0095586.
27. Kozdon K, Fitchett C, Rose GE, et al. Mesenchymal stem cell-like properties of orbital fibroblasts in Graves’ orbitopathy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015;56(10):5743-5750. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.15-16580.
28. Shu DY, Lovicu FJ. Myofibroblast transdifferentiation: The dark force in ocular wound healing and fibrosis. Prog Retin Eye Res. 2017; 60:44-65. doi: https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2017.08.001.
29. Aono Y, Kishi M, Yokota Y, et al. Role of platelet-derived growth factor/platelet-derived growth factor receptor axis in the trafficking of circulating fibrocytes in pulmonary fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol. 2014;51(6):793-801. doi: https://doi.org/10.1165/rcmb.2013-0455OC.
30. Douglas RS, Afifiyan NF, Hwang CJ, et al. Increased generation of fibrocytes in thyroid-associated ophthalmopathy. J Clin Endocrinol Metab. 2010;95(1):430-438. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2009-1614.
31. Wu T, Mester T, Gupta S, et al. Thyrotropin and CD40L stimulate interleukin-12 expression in fibrocytes: implications for pathogenesis of thyroid-associated ophthalmopathy. Thyroid. 2016;26(12): 1768-1777. doi: https://doi.org/10.1089/thy.2016.0243.
32. Cherng S, Young J, Ma H. Alpha-smooth muscle actin (α-SMA). J Am Sci. 2008;4(4):7-9.
33. Krieger CC, Gershengorn MC. A modified ELISA accurately measures secretion of high molecular weight hyaluronan (HA) by Graves’ disease orbital cells. Endocrinology. 2014;155(2):627-634. doi: https://doi.org/10.1210/en.2013-1890.
34. Bartalena L, Baldeschi L, Boboridis K, et al. The 2016 European Thyroid Association/European Group on Graves’ Orbitopathy Guidelines for the Management of Graves’ Orbitopathy. Eur Thyroid J. 2016;5(1):9-26. doi: https://doi.org/10.1159/000443828.
35. Krieger CC, Neumann S, Place RF, et al. Bidirectional TSH and IGF-1 receptor cross talk mediates stimulation of hyaluronan secretion by Graves’ disease immunoglobins. J Clin Endocrinol Metab. 2015;100(3):1071-1077. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2014-3566.
36. van Steensel L, Paridaens D, van Meurs M, et al. Orbit-infiltrating mast cells, monocytes, and macrophages produce PDGF isoforms that orchestrate orbital fibroblast activation in Graves’ ophthalmopathy. J Clin Endocrinol Metab. 2012;97(3):E400-408. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2011-2697.
37. Fanale D, Amodeo V, Caruso S. The interplay between metabolism, PPAR signaling pathway, and cancer. PPAR Res. 2017;2017:1830626. doi: https://doi.org/10.1155/2017/1830626.
38. Grygiel-Gorniak B. Peroxisome proliferator-activated receptors and their ligands: nutritional and clinical implications – a review. Nutr J. 2014;13:17. doi: https://doi.org/10.1186/1475-2891-13-17.
39. Mazumder M, Ponnan P, Das U, et al. Investigations on binding pattern of kinase inhibitors with PPARγ: molecular docking, molecular dynamic simulations, and free energy calculation studies. PPAR Res. 2017;2017:1-11. doi: https://doi.org/10.1155/2017/6397836.
40. Kajita K, Mori I, Kitada Y, et al. Small proliferative adipocytes: identification of proliferative cells expressing adipocyte markers [Review]. Endocr J. 2013;60(8):931-939. doi: https://doi.org/10.1507/endocrj.EJ13-0141.
41. Насонов Е.Л., Денисов Л.Н., Станислав М.Л. Интерлейкин 17 – новая мишень для антицитокиновой терапии иммуновоспалительных ревматических заболеваний. // Прогресс в ревматологии в 21 веке. – 2013. – Т. 51. – №5. – С. 545-552. [Nasonov EL, Denisov LN, Stanislav ML. Interleukin-17 is a new target for anti-cytokine therapy of immune inflammatory rheumatic diseases. Science-practical rheumatology. 2013;51(5):545-552. (In Russ.)]
42. Qu N, Xu M, Mizoguchi I, et al. Pivotal roles of T-helper 17-related cytokines, IL-17, IL-22, and IL-23, in inflammatory diseases. Clin Dev Immunol. 2013;2013:968549. doi: https://doi.org/10.1155/2013/968549.
43. Shen J, Li Z, Li W, et al. Th1, Th2, and Th17 cytokine involvement in thyroid associated ophthalmopathy. Dis Markers. 2015;2015:609593. doi: https://doi.org/10.1155/2015/609593.
44. Hirota K, Hashimoto M, Ito Y, et al. Autoimmune Th17 cells induced synovial stromal and innate lymphoid cell secretion of the cytokine GM-CSF to initiate and augment autoimmune arthritis. Immunity. 2018;48(6):1220-1232 e1225. doi: https://doi.org/10.1016/j.immuni.2018.04.009.
45. Qian Y, Kang Z, Liu C, Li X. IL-17 signaling in host defense and inflammatory diseases. Cell Mol Immunol. 2010;7(5):328-333. doi: https://doi.org/10.1038/cmi.2010.27.
46. Huang H, Kim HJ, Chang EJ, et al. IL-17 stimulates the proliferation and differentiation of human mesenchymal stem cells: implications for bone remodeling. Cell Death Differ. 2009;16(10): 1332-1343. doi: https://doi.org/10.1038/cdd.2009.74.
47. Moran EM, Mullan R, McCormick J, et al. Human rheumatoid arthritis tissue production of IL-17A drives matrix and cartilage degradation: synergy with tumour necrosis factor-alpha, oncostatin M and response to biologic therapies. Arthritis Res Ther. 2009; 11(4):R113. doi: https://doi.org/10.1186/ar2772.
48. Wei H, Guan M, Qin Y, et al. Circulating levels of miR-146a and IL-17 are significantly correlated with the clinical activity of Graves’ ophthalmopathy. Endocr J. 2014;61(11):1087-1092. doi: https://doi.org/10.1507/endocrj.EJ14-0246.
49. Kim SE, Yoon JS, Kim KH, Lee SY. Increased serum interleukin-17 in Graves’ ophthalmopathy. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2012;250(10):1521-1526. doi: https://doi.org/10.1007/s00417-012-2092-7.
50. Fang S, Huang Y, Zhong S, et al. Regulation of orbital fibrosis and adipogenesis by pathogenic Th17 cells in Graves orbitopathy. J Clin Endocrinol Metab. 2017;102(11):4273-4283. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2017-01349.
51. Guo N, Woeller CF, Feldon SE, Phipps RP. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma ligands inhibit transforming growth factor-beta-induced, hyaluronan-dependent, T cell adhesion to orbital fibroblasts. J Biol Chem. 2011;286(21):18856-18867. doi: https://doi.org/10.1074/jbc.M110.179317.
52. Fang S, Huang Y, Wang S, et al. IL-17A exacerbates fibrosis by promoting the proinflammatory and profibrotic function of orbital fibroblasts in TAO. J Clin Endocrinol Metab. 2016;101(8):2955-2965. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2016-1882.
53. Paulissen SM, van Hamburg JP, Davelaar N, et al. Synovial fibroblasts directly induce Th17 pathogenicity via the cyclooxygenase/prostaglandin E2 pathway, independent of IL-23. J Immunol. 2013;191(3):1364-1372. doi: https://doi.org/10.4049/jimmunol.1300274.
54. Pawlowski P, Reszec J, Eckstein A, et al. Markers of inflammation and fibrosis in the orbital fat/connective tissue of patients with Graves’ orbitopathy: clinical implications. Mediators Inflamm. 2014;2014:412158. doi: https://doi.org/10.1155/2014/412158.
55. Wynn TA, Ramalingam TR. Mechanisms of fibrosis: therapeutic translation for fibrotic disease. Nat Med. 2012;18(7):1028-1040. doi: https://doi.org/10.1038/nm.2807.
56. Shin JH, Shin DW, Noh M. Interleukin-17A inhibits adipocyte differentiation in human mesenchymal stem cells and regulates pro-inflammatory responses in adipocytes. Biochem Pharmacol. 2009;77(12):1835-1844. doi: https://doi.org/10.1016/j.bcp.2009.03.008.
57. Pelaez-Garcia A, Barderas R, Batlle R, et al. A proteomic analysis reveals that Snail regulates the expression of the nuclear orphan receptor Nuclear Receptor Subfamily 2 Group F Member 6 (Nr2f6) and interleukin 17 (IL-17) to inhibit adipocyte differentiation. Mol Cell Proteomics.2015;14(2):303-315. doi: https://doi.org/10.1074/mcp.M114.045328.
58. Jain R, Chen Y, Kanno Y, et al. Interleukin-23-induced transcription factor Blimp-1 promotes pathogenicity of T helper 17 cells. Immunity. 2016;44(1):131-142. doi: https://doi.org/10.1016/j.immuni.2015.11.009.
59. Gaffen SL, Jain R, Garg AV, Cua DJ. The IL-23-IL-17 immune axis: from mechanisms to therapeutic testing. Nat Rev Immunol. 2014;14(9):585-600. doi: https://doi.org/10.1038/nri3707.
60. Бекетова Т.В., Александрова Е.Н., Никонорова Н.О. Интерлейкин 23 у больных системными васкулитами, ассоциированными с антинейтрофильными цитоплазматическими антителами: собственные результаты и обзор литературы. // Научно-практическая ревматология. – 2015. – T. 53. – №5. – C. 493-501. [Beketova TV, Aleksandrova EN, Nikonorova NO. Interleukin-23 in patients with antineutrophil cytoplasmic antibody-associated systemic vasculitides: the authors’ results and a review of literature. Science-practical rheumatology. 2015;53(5): 493-501. (In Russ.)]
Об авторах
Елизавета Сергеевна ТаскинаФГБОУ ВО Читинская государственная медицинская академия
Россия
Очный аспирант кафедры офтальмологии
Светлана Владимировна Харинцева
ФГБОУ ВО Читинская государственная медицинская академия
Россия
д.м.н., профессор
Дополнительные файлы
|
1. Рисунок. Субпопуляция Thy1+/Thy1− (CD90+/CD90−) орбитальных фибробластов. | |
Тема | ||
Тип | Исследовательские инструменты | |
Посмотреть
(101KB)
|
Метаданные ▾ |
Рецензия
Для цитирования:
Таскина Е.С., Харинцева С.В. Морфофункциональная характеристика и иммунологическая регуляция функции орбитальных фибробластов при эндокринной офтальмопатии. Клиническая и экспериментальная тиреоидология. 2018;14(4):183-191. https://doi.org/10.14341/ket10147
For citation:
Taskina E.S., Kharintseva S.V. Morphofunctional characteristics and immunological regulation of the orbital fibroblasts function in endocrine ophthalmopathy. Clinical and experimental thyroidology. 2018;14(4):183-191. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/ket10147

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0).