特发性肺纤维化 (IPF) 是一种无法治愈的肺部疾病,预后较差。成纤维细胞和肌成纤维细胞是纤维化过程中的关键细胞。最近,吡非尼酮和尼达尼布(Nintedanib)这两种药物被批准用于临床,因为它们能够减缓疾病进展。这两种药物在体外细胞系统中的作用机制尚不清楚。因此,本研究的目的是检查吡非尼酮和尼达尼布对患有或不患有 IPF 的患者的成纤维细胞和肌成纤维细胞结构和功能的影响。
方法:
从对照肺 (n = 4) 或 IPF (n = 7)收集和培养基质细胞。用吡非尼酮和/或尼达尼布处理细胞,通过Western分析和/或免疫电子显微镜测量细胞增殖、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和纤连蛋白表达、透射电子显微镜的超微结构特性和/或通过胶原凝胶收缩和侵袭测定的功能特性。
结果:
吡非尼酮和尼达尼布(Nintedanib)均以剂量依赖性方式减少体外成纤维细胞的增殖。 1 mM 吡非尼酮使对照肺的细胞数量减少到 47 % (p = 0.04),IPF 细胞减少到 42 % (p= 0.04),相应地减少到 67 % (p = 0.04) 和 68 % (p = 0.04) ),通过 1 μM 尼达尼布。如果两种药物一起使用,则观察到增殖进一步减少。吡非尼酮和尼达尼布都能够减少 α-SMA 的数量和肌成纤维细胞的外观,尽管减少的水平取决于细胞系。在功能测定中,两种药物的作用也是可变的。
结论:
我们得出结论,成纤维细胞和肌成纤维细胞的超微结构和功能受吡非尼酮和尼达尼布(Nintedanib)的影响。这些药物的组合比单独使用它们中的任何一种都更能减少细胞增殖。人肺衍生细胞培养系统代表了筛选和测试用于治疗纤维化疾病的药物的潜在平台。
我们的研究表明,可以评估吡非尼酮和尼达尼布对来自对照或 IPF 肺的培养细胞的影响。这些药物不仅影响细胞的增殖速度,而且还抑制肌成纤维细胞的超微结构特征,影响三维胶原凝胶的收缩和细胞的侵袭能力。最初在对愈合伤口进行 EM 研究时发现了肌成纤维细胞 。虽然 α-SMA 是肌成纤维细胞最常见的标志物,但它并不具有特异性,因为已知其他类型的细胞,如平滑肌细胞,也表达 α-SMA。到目前为止,还没有可用于肌成纤维细胞的特定标记物,因此仍需要进行 EM 评估以最终识别该细胞群。肌成纤维细胞的典型超微结构特征是纤维连接蛋白 (FNX),它由细胞内 α-SMA 和相关的细胞外纤维连接蛋白组成。据我们所知,这是第一项研究,其中从 IPF 患者培养的肌成纤维细胞已通过 TEM 和 IEM 检查,重点是 FNX 在实验诱导模型中,其中包括暴露于抗纤维化药物。
之前关于吡非尼酮或尼达尼布(Nintedanib)的许多研究都是在实验动物(如小鼠和仓鼠)中使用博来霉素诱导的纤维化模型进行的。这些结果表明,吡非尼酮降低了羟脯氨酸水平,并降低了肺中纤维化的程度和肌成纤维细胞的数量。Nakayama 及其同事使用商业化的人类成纤维细胞并指出,吡非尼酮在 TGFβ 治疗后降低了热休克蛋白 47 (HSP47) 和胶原蛋白 I 的表达。Conte 及其同事报告说,从人肺收集的原代成纤维细胞在体外对吡非尼酮有反应。已发现吡非尼酮可降低成纤维细胞增殖、TGFβ 诱导的 α-SMA 和前胶原-I mRNA 和蛋白质水平,并且它还抑制 TGFβ 通路中因子的表达。类似地,已经表明吡非尼酮抑制胶原凝胶收缩和 TGFβ1 诱导瘢痕疙瘩衍生成纤维细胞的 α-SMA 产生。上述所有研究的结果都与现有数据一致并得到支持,这些数据表明吡非尼酮降低了细胞的收缩能力、侵袭和增殖以及通过蛋白质分析评估的由成纤维细胞和成纤维细胞组成的细胞系中 α-SMA 的量。肌成纤维细胞。此外,我们的发现通过 IEM 和 TEM 对单个肌成纤维细胞的检查得到证实,其中肌成纤维细胞的典型超微结构特征在暴露于尼达尼布或吡非尼酮后减弱。
吡非尼酮和尼达尼布(Nintedanib)的组合比单独的吡非尼酮或尼达尼布更能减少体外基质细胞的增殖。这两种药物都会影响来自健康或 IPF 肺的培养基质细胞的胶原凝胶收缩效力、侵袭能力和肌成纤维细胞特征。我们相信,基于细胞培养的体外平台未来可用于筛选新的 IPF 药物。然而,药物的作用在不同样本中是可变的,因此需要进一步研究以了解这种现象。微信扫描下方二维码了解更多:
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