Марат Зиявдинович Саидов
Клеточные и молекулярные механизмы патогенеза иммуновоспалительных ревматических заболеваний
3.1. Внеклеточный матрикс как источник провоспалительных DAMPs при иммуновоспалительных ревматических заболеваниях
Как известно, внеклеточный матрикс (extracellular matrix, ECM), составляющий основу рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, обеспечивает механическую поддержку клеток и транспорт химических веществ. Кроме того, клетки соединительной ткани образуют с компонентами внеклеточного матрикса контакты, обеспечивающие сигнальные функции и участвующие в миграции клеток.
Основными компонентами внеклеточного матрикса являются два главных класса макромолекул – это гликозаминогликаны (ГАГ) и фибриллярные белки, такие как коллаген и эластин.
ГАГ представляют собой неветвящиеся полисахаридные цепочки повторяющихся дисахаридных остатков. По типу сахарных остатков, типу связей между ними, а также по числу и положению сульфатных групп различают четыре главные группы гликозаминогликанов: это 1) гиалуроновая кислота, 2) хондроитинсульфат и дерматансульфат, 3) гепарансульфат и 4) кератансульфат. Количество гликозаминогликанов в соединительной ткани обычно составляет менее 10 % от содержания фибриллярных белков. Однако благодаря своей способности к гелеобразованию гликозаминогликановые цепи занимают бо́льшую часть внеклеточного пространства. Благодаря высокой плотности отрицательных зарядов их молекулы притягивают множество таких осмотически активных ионов, как Na+, что ведет к насасыванию в матрикс большого количества воды.
ГАГ, ковалентно сшитые с белком, формируют протеогликаны (аггрекан, декорин). Единственным исключением из этого правила является гиалуроновая кислота.
Протеогликаны, которые состоят из одной или нескольких сульфатированных цепей гликозаминогликанов и основных белков, включают большие протеогликаны и малые протеогликаны, богатые лейцином (SLRP) [33,72].
SLRP можно разделить на пять различных классов в зависимости от их количества LRR, аминокислотных остатков на N-конце и их хромосомного состава.
Молекулы протеогликанов в соединительной ткани образуют сильно гидратированное гелеподобное «основное вещество», в которое погружены фибриллярные белки. Полисахаридный гель обеспечивает механическое сопротивление ткани, одновременно позволяя питательным веществам, метаболитам и гормонам быстро переходить из кровеносного русла в клетки ткани и обратно. Коллагеновые волокна усиливают матрикс и упорядочивают его, а другие фибриллярные белки (эластин) придают ему упругость. Многие белки внеклеточного матрикса помогают клеткам достичь своего места назначения, осесть в нем и дифференцироваться.
Функции протеогликанов многообразны. они могут служить селективными фильтрами, регулирующими движение молекул и клеток согласно их размерам и заряду. Протеогликаны играют важную роль в передаче химических сигналов от клетки к клетке. Они связывают различные сигнальные молекулы (в частности, фактор роста фибробластов – FGF), контролируя их продвижение по матриксу, активность и время функционирования, а также способствуя или препятствуя выполнению ими сигнальной функции. При воспалении гепарансульфат-содержащие протеогликаны иммобилизируют хемокины на эндотелиоцитах кровеносных сосудов in situ. Это позволяет хемокинам длительное время стимулировать переход лейкоцитов из кровеносного русла в воспаленную ткань. Сигнальные молекулы, в частности, трансформирующий фактор роста β (TGFβ), могут связываться с фибриллярными белками матрикса, а с фибронектином связывается фактор роста эндотелия сосудов (VEGF).
В организации внеклеточного матрикса принимают участие несколько белков-неколлагенов, имеющих мультидоменную структуру, причем каждый домен содержит специфический сайт связывания с другими макромолекулами матрикса и с рецепторами на поверхности клеток. Таким образом эти белки способствуют также и прикреплению к нему клеток. Кроме того, подобно протеогликанам, они направляют движение клеток в развивающихся тканях, формируя пути, вдоль которых могут мигрировать клетки, либо, наоборот, служа преградой на пути клеток в запрещенные области.
Первым из этого класса белков охарактеризован фибронектин, большой гликопротеин, играющий большую роль во взаимодействиях клетки и матрикса. На молекуле фибронектина идентифицирована специфическвая последовательность из трех аминокислот (Arg-Gly-Asp, или RGD), которая встречается в одном из доменов молекулы фибронектина. Эта последовательность – важнейший компонент сайта связывания с клеткой. Даже очень короткие пептиды, в состав которых входит RGD-последовательность, способны конкурировать с фибронектином за сайты связывания на поверхности клеток, ингибируя тем самым прикрепление клеток к фибронектиновому матриксу.
В деструкции внеклеточного матрикса принимают участие внеклеточные протеолитическе ферментами (протеазами), которые действуют вблизи вырабатывающих их клеток. Многие из этих протеаз принадлежат к одному из двух больших классов. Большинство из них являются металлопротеазами матрикса (ММР1–9), и для их активности необходимы связанные Ca2+ и Zn2+, другие представляют собой сериновые протеазы, у которых в активном центре имеется высоко реакционноспособный остаток серина. Металлопротеазы и сериновые протеазы совместно расщепляют коллаген, ламинин и фибронектин. Некоторые металлопротеазы, например коллагеназы, высокоспецифичны и расщепляют лишь определенные белки в небольшом количестве сайтов протеолиза. Таким образом, структурная целостность матрикса сохраняется, а степень протеолиза достаточна для миграции клеток.
Ингибиторами активности ММР являются тканевые ингибиторы металлопротеаз (TIMP), а ингибиторами сериновых протеаз – серпины. Ингибиторы продуцируются во внеклеточное пространство и являются специфичными к соответствующей протеазе и прочно связываются с активным ферментом, блокируя его активность [1].
Таким образом, нарушение гомеостатических параметров рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани при ИВРЗ обуславливают важнейшее патогенетическое следствие этих процессов, а именно – продукции провоспалительных DAMPs. Источником DAMPs в этом случае является внеклеточный матрикс. Каждый конкретный представитель “соединительно-тканных” провоспалительных DAMPs имеет уникальные характеристики, лежащие в основе патогенетических механизмов воспаления.
Ниже представлены молекулярно-клеточные основы патогенности наиболее изученных компонентов внеклеточного матрикса, появляющиеся при системной прогрессирующей дезорганизации рыхлой волокнистой соединительной ткани. При ИВРЗ эти компоненты приобретают все свойства внеклеточных провоспалительных DAMPs.
3.2. Бигликан как вездесущий структурный компонент внеклеточного матрикса соединительной ткани
Бигликан является членом семейства малых протеогликанов, богатых лейцином (SLRP) класса I [70]. Ген бигликана картирован в Х-хромосоме, кодирующий белковое ядро массой 42 кДа, содержащее богатые лейцином повторы (LRR), с которыми ковалентно связаны одна или две боковые цепи гликозаминогликана (ГАГ) [9].
Специфичные для соединительной ткани хондроитин- или дерматансульфатные ГАГ- цепи бигликана прикрепляются к аминокислотным остаткам на N-конце основного белка. Бигликан, экспрессируется во всех видах соединительной ткани и синтезируется в качестве предшественника, от которого N-концевой пропептид отделяется костным морфогенетическим белком (BMP) с образованием зрелой формы бигликана [74].
Секретируемый бигликан взаимодействует с многочисленными компонентами внеклеточного матрикса (ЕСМ) такими как коллаген I, II, III и VI типов и эластин [22].
Первоначально бигликан считался просто статическим структурным компонентом ECM, однако в последующем выяснилось, что бигликан регулирует процессы костеобразования и сборки коллагеновых волокон [24].
Способность бигликана взаимодействовать с трансформирующим фактором роста β(TGF-β), фактором некроза опухоли (TNF-α), костными морфогенетическими протеинами 2,4 и 6 (BMP-2, – 4, – 6) показала, что этот небольшой протеогликан, богатый лейцином (SLRP) может выступать в качестве модулятора факторов роста и функций цитокинов [18]. Также показано, что бигликан может выполнят функции сигнальной молекулы при воспалении и быть лигандом TLR-2 и TLR-4 рецепторов, что позволяет определить бигликан как агент, взаимодействующий с врожденной иммунной системой [68].
В целом последние данные свидетельствуют о решающей роли бигликана в регуляции воспаления, росте костей, развитии и регенерации мышц. Перечисленные свойства бигликана позволяют определить этот компонент ECM как многовалентную сигнальную молекулу матриксного происхождения.
Важным качеством растворимой формы бигликана является его способность действовать как сигнал опасности, свидетельствующий о повреждении соединительной ткани. После тканевого стресса и повреждения бигликан протеолитически высвобождается из внеклеточного матрикса и превращается в полученный от хозяина немикробный сигнал опасности (молекулярные паттерны, связанные с повреждением – DAMPs), который распознается рецепторами врожденного иммунитета способом, аналогичным функции молекулярных паттернов, связанных с патогеном – PAMPs [17].
Основной белок бигликана может расщепляться несколькими протеолитическими ферментами, такими как BMP1, матриксными металлопротеиназами (MMP-2, MMP-3, MMP-13) и гранзимом B [10].
Показано, что экспрессия бигликана повышена в фибробластах человека из грануляционной ткани, что позволяет предположить его роль в развитии хронических воспалительных поражений. Уровни бигликана также были повышены при экспериментальном воспалении легких слизистой оболочки бронхов у пациентов с астмой [20].
В мышиной модели односторонней обструкции мочеточника (UUO) повышение уровня бигликана в почечном интерстиции сопровождалось инфильтрацией макрофагами, что указывает на то, что бигликан может влиять на инициацию почечного воспаления. В мезангиальных клетках почечного клубочка экспрессия бигликана регулируется оксидом азота (NO). Поскольку NO является важнейшим провоспалительным медиатором при клубочковой болезни почек, наиболее вероятно участие бигликана в воспалительных процессах [64].
Бигликан как эндогенный лиганд врожденного иммунитета
В своей растворимой форме бигликан способен связываться как с TLR2, так и с TLR-4, вызывая быструю активацию клеток врождённого иммунитета с последующей продукцией провоспалительных цитокинов. Посредством TLR2/4-зависимой передачи сигналов бигликан запускает синтез различных хемоаттрактантов для нейтрофилов и макрофагов, таких как MIP-1α (воспалительный белок макрофагов–1α), MIP-2, MCP-1 (моноцитарный хемоаттрактантный белок–1) и RANTES [53].
Впоследствии вновь привлеченные макрофаги, стимулируемые провоспалительными цитокинами, в свою очередь, начинают синтезировать бигликан de novo, тем самым усиливая воспалительный ответ [54].
На рис. 30 представлена схема комплексного воздействия бигликана на клетки врождённого иммунитета. Подчеркнём, что реакционно-способный бигликан в этих случаях является продуктом системной дезорганизации рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани при ИВРЗ.
Рис. 30. Индукция растворимым бигликаном провоспалительных внутриклеточных сигналов
Примечание. Опосредованная бигликаном провоспалительная сигнализация включает мультирецепторные перекрестные процессы в макрофагах. В макрофагах растворимый бигликан взаимодействует с TLR2 и TLR4 и запускает (через MyD88, NF-κB, Erk и p38) синтез провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α и про-IL-1β, а также различных хемоаттрактантов для макрофагов и Т- и В-лимфоцитов, таких как MIP-2, MIP-1α, MCP-1, CXCL13 и RANTES. Связываясь с TLR2/4 и с пуринергическим рецептором P2X7, бигликан индуцирует активацию инфламмасомы NLRP3/ASC и каспазы-1 с последующим расщеплением pro-IL-1β и высвобождением зрелого IL-1β.
Сокращения: ASC, связанный с апоптозом спекоподобный белок, содержащий карбокси-концевую CARD; CXCL – хемокин с мотивом C–X-C; Erk – внеклеточная киназа; IL – интерлейкин; MCP- белок-хемоаттрактант моноцитов; MIP- воспалительный белок макрофагов; MyD88 – цитозольный адаптерный белок, принимающий участие в первичной миелоидной дифференцировке; NF-κB – транскрипционный ядерный фактор; NLRP3 – инфламмасома, содержащая пириновый домен NLR; p38 – активируемая митогеном протеинкиназа p38; RANTES- хемокин, секретируется нормальными Т-клетками; TNF- фактор некроза опухоли; TLR- Toll-подобный рецептор, по материалам [57].
Помимо того, что бигликан был идентифицирован как вещество, полученное из ECM, дальнейшие исследования привели к появлению дополнительных данных. Во-первых, бигликан должен присутствовать в своей растворимой форме, потому что, будучи связанным с ECM, бигликан не может действовать как DAMP. Во-вторых, величина сигнала бигликана может быть быстро увеличена путем протеолитического высвобождения из ECM без необходимости синтеза de novo. В-третьих, как инфильтрирующие макрофаги, стимулируемые провоспалительными цитокинами, так и, в более поздние моменты времени, резидентные клетки начинают de novo синтезировать бигликан в местах повреждения, чтобы стимулировать и формировать реакцию воспалительного ответа с течением времени. В-четвертых, взаимодействуя с TLR4 (TLR4 является рецептором грамотрицательной бактериальной флоры) и с TLR2 (рецептором грамположительной бактериальной флоры), бигликан выступает в качестве сигнала о повреждении тканей, действуя как усилитель TLR-индуцированного воспаления.
Эти выводы были подтверждены несколькими сообщениями, описывающими совпадение сверхэкспрессии бигликана с усилением воспаления и тяжелым повреждением тканей. Кроме этого, ряд других компонентов ECM, таких как декорин, гиалуронан, версикан, тенасцин-С, фибриноген и фрагменты гепарансульфата были идентифицированы как DAMPs, сигнализирующие врожденной иммунной системе о повреждении тканей [53,87].
Бигликан как автономный индуктор инфламмасомы NLRP3 и продукции IL1β
Дальнейшие исследования показали, что провоспалительные эффекты бигликана опосредуются не только его взаимодействием с TLR2/4, но и передачей сигналов через семейство NLR, содержащую пириновый домен 3 – NLRP3 инфламмасому. NLRP3 инфламмасома представляет собой цитоплазматический белковый комплекс, содержащий Nod-подобный рецептор (NLR), прокаспазу-1 и молекулу-адаптер ASC (связанный с апоптозом спекоподобный белок, содержащий карбокси-концевой остаток). Активация инфламмасомы приводит к созреванию каспазы-1 с последующим процессингом про-IL-1β в зрелый IL-1β [8].
Бигликан индуцирует секрецию зрелого IL-1β, провоспалительного цитокина, важного как при остром, так и при хроническом воспалении, без какой-либо необходимости в других костимулирующих факторах. Стимулированная бигликаном NLRP3-инфламасома запускает секрецию зрелого IL-1β. Для этого требуется индукция двух сигналов. Первый сигнал, обеспечиваемый взаимодействием бигликана с TLR2/4 или NOD2, с последующей активацией NF-κB и синтезом про-IL-1β и NLRP3. Второй сигнал активирует NLRP3/ASC и каспазу-1 и приводит к расщеплению про-IL-1β. Причём оба эти сигнала бигликан способен запускать автономно, что важно при прогрессировании стерильного воспаления (рисунок 1) [17,82].
Способность запускать провоспалительную сигнализацию в макрофагах и в дендритных клетках свойственно интактному бигликану. В этой ситуации возможно, что тандемные LRRs и боковые цепи ГАГ позволяют бигликану взаимодействовать с различными рецепторами клеточной поверхности и молекулами-адаптерами, чтобы группировать несколько типов рецепторов и управлять их сигнализацией [53].
Показано, что индуцируемая бигликаном активация NLRP3 инфламмасомы имеет патогенетическое значение в мышиных моделях волчаночного стерильного воспаления почек и при сепсисе, вызванном LPS [8].
Предполагается, что при стерильном воспалении растворимый бигликан действует как автономный триггер воспаления, используя кооперативное взаимодействие TLR2/TLR4 рецепторов и P2X7 рецептора. А при воспалении, опосредованном патогеном бигликан усиливает воспалительную реакцию через TLR2, который не участвует в распознавании грамотрицательного патогена. Показано, что бигликан и декорин присутствуют в их растворимой форме во внеклеточном пространстве при стерильных и опосредованных патогенами воспалительных состояниях [50,53].
Синтез бигликана de novo может быть запущен в различных типах клеток с помощью TGF-β. Было показано, что в макрофагах IL-6 и IL-1β стимулируют синтез бигликана [55]. Вполне возможно, что быстрое образование бигликана может превышать способность ECM связывать этот протеогликан, вызывая некоторое попадание бигликана в кровоток. Кроме того, изолированный бигликан может высвобождаться из ECM протеолитическими ферментами, секретируемыми инфильтрирующими или резидентными клетками в ответ на тканевой стресс или повреждение.
Роль бигликана как связующего звена между врожденным и адаптивным иммунитетом
Подчеркнём, что передача сигналов бигликана является важным связующим звеном между врожденной и адаптивной иммунными системами [77].
В макрофагах и дендритных клетках растворимый бигликан индуцирует продукцию хемокина CXCL13 путем передачи сигналов через TLR2/4. CXCL13 является основным хемоаттрактантом для В-клеток и важным биомаркером активности системной красной волчанки. У пациентов с волчаночным нефритом (LN) и в эксперименте у мышей повышенные уровни бигликана в плазме коррелируют с уровнем циркулирующего CXCL13 и степенью альбуминурии. У мышей с экспериментальной волчанкой, нокаут или сверхэкспрессия гена бигликана была связана с экспрессией CXCL13, количеством В-клеток в почках, повреждением органов и альбуминурией [53].
Можно предположить, что бигликан, привлекая В-клетки к нелимфоидным органам, способствует развитию эктопических лимфоидных структур (ELS) (см. главу 1) и обострению заболевания. Интересно, что растворимый бигликан способствовал рекрутированию В1-лимфоцитов, которые участвуют в раннем, независимом от Т-клеток иммунном ответе (Moreth et al., 2010). Таким образом, эти данные подчеркивают роль бигликана как мощного индуктора воспаления, который может быстро запускать выработку аутоантител без участия Т-клеток.
Однако бигликан-зависимая регуляция адаптивного иммунитета не ограничивается регуляцией В-лимфоцитов. Передавая сигналы через TLR2/4, растворимый бигликан также регулирует поведение Т-лимфоцитов. Он индуцирует синтез RANTES, тем самым рекрутируя Т-лимфоциты в почки. Кроме того, передавая сигналы как через TLR, так и через их адаптерные молекулы MyD88 и TRIF, бигликан играет решающую роль в МНС класса I и МНС класса II рестриктированной кросс-презентации Т-клеток. Опосредованная бигликаном стимуляция передачи сигналов TLR4 особенно важна для MHC класс II – зависимой, антигенспецифичной активации Т-клеток. Соответственно, в модели экспериментального аутоиммунного миокардита передача сигналов TLR4-зависимого бигликана усиливала презентацию кардиомиоцитарного антигена первичным Т-клеткам [53].
Принимая во внимание все эти данные, отметим очевидную перспективу применения бигликана в качестве терапевтической мишени для вмешательства при стерильном и опосредованном патогенами воспалении. Дальнейшие исследования, касающиеся сложных взаимодействий между бигликаном и рецепторами врожденного иммунитета, позволят получить важные сведения для разработки новых средств лечения ИВРЗ.
3.3. Декорин
Декорин, также как и бигликан, относится к первому классу малых богатых лейцином протеогликанов (SLRP). Другое обозначение декорина – PG40. У человека основной белок декорина состоит из 10–12 повторов, богатых лейцином, а цепь ГАГ ковалентно присоединяется к аминокислотному концу через остаток серина [13].
ГАГ часть декорина представляет собой дерматан сульфат (DS) или хондроитин сульфат (CS), в зависимости от ткани. Кожа, сухожилия и интима артерий включают в себя, в основном, DS, в то время как кости и хрящи включают в себя, в основном, CS [19].
Декорин выполняет множество функций и локализуется не только во внеклеточном матриксе и плотных соединительных тканях, таких как сухожилия и связки, но также присутствует в жидкостях организма, включая плазму крови [32,73].
Помимо взаимодействия с коллагеном, растворимый декорин также участвует в различных биологических процессах, включая воспаление, аутофагию, ангиогенез, клеточный цикл, заживление ран и фиброз [12,35,54].
Ключевой характеристикой декорина в контексте стерильного воспаления является его способность выступать в качестве молекулярного паттерна, ассоциированного с повреждением соединительной ткани – DAMP, с последующей индукцией механизмов врожденного иммунитета. Это обеспечивает декорину его участие в аутоиммунных и воспалительных заболеваниях [50,51].
В физиологических условиях декорин существует в виде димера, однако этот процесс обратим и опосредуется вогнутыми поверхностями молекулы декорина. Димеризация декорина предотвращает связывание его основной области с другими субстратами, тем самым обеспечивая взаимодействия мономерного декорина с другими субстратами ECM [34].
Декорин, в основном, находится в волокнистой соединительной ткани и в первую очередь участвует в образовании коллагеновых волокон в дерме, роговице, сухожилиях и хрящах. Декорин обычно синтезируется и секретируется фибробластами, поддерживая динамический баланс внеклеточного матрикса. Однако эпителиальные клетки и эндотелиальные клетки также могут синтезировать декорин [38].
Также синтез декорина в значительной мере усиливается в процессах ангиогенеза, сопровождающих воспаление.
Недавние исследования показали, что декорин может высвобождаться на ранних стадиях после ферроптоза и участвовать в провоспалительных реакциях [46].
Было показано, что цитокины – IL-6 и IL-10 повышают экспрессию декорина в гладкомышечных клетках и эндотелиальных клетках, в то время как фактор некроза опухоли α (TNF-α) и TGF-β ингибируют транскрипцию декорина. Кроме того, сообщалось, что иммунные клетки способны синтезировать и секретировать декорин. Стимуляция липополисахаридами (ЛПС) повышала уровни продукции декорина в перитонеальных макрофагах [50].
У пациентов с бронхиальной астмой в CD4+ T-клетках и в CD8+ T-клетках определялась повышенная экспрессия декорина [16].
Роль декорина в организации внеклеточного матрикса
Декорин участвует в образовании коллагена и может действовать как лиганд при взаимодействии с соответствующими рецепторами. Также декорин непосредственно связывается с различными коллагеновыми волокнами (коллагенами типов I, II, III, IV, V, VI, XII и XIV) [56].
Основной белок декорина связывается с коллагеновыми фибриллами на равномерном расстоянии в 65 нм, а заряженная цепь ГАГ молекулы декорина располагается перпендикулярно коллагеновым фибриллам и соединяет соседние фибриллы, регулируя расстояние между ними. Кроме того, цепь ГАГ, связанная с молекулой декорина, может присоединяться к тенасцину-X, модулируя его воздействие на коллаген и целостность ECM [52].
Этот процесс важен для точного расположения и локализации коллагеновых фибрилл в ECM. Таким образом, недостаток декорина приводит к изменениям диаметра фибрилл, а расстояние и биомеханика нарушаются. Кроме того, декорин может взаимодействовать с другими компонентами внеклеточного матрикса, такими как матрилин-1, тенасцин X, белком, ассоциированном с микрофиламентами (MFAP-2) и фибриллинами, которые участвуют в адгезии и миграции клеток ткани для поддержания механической прочности соединительной ткани [23,81,85].
Декорин также может непосредственно воздействовать с рецепторами на поверхности клетки. В частности, декорин связывается с рецептором Met, кодируемом протоонкогеном c-Met, на поверхности опухолевых клеток, что приводит к быстрому фосфорилированию этого рецептора, его деградации в эндосомах и индукции митохондриальной аутофагии [58].
Изучена способность декорина взаимодействовать с рецептором инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1R) на поверхности раковых клеток и ингибировать его последующую передачу сигналов. Также показано взаимодействие декорина с рецептором 2 фактора роста эндотелия сосудов (VEGFR2) на поверхности эндотелиальных клеток, что способствует аутофагии [60].
Декорин также может служить резервуаром для TGF-β, миостатина, фактора роста соединительной ткани (CTGF), фактора роста фибробластов (FGF), фактора роста тромбоцитов (PDGF) и TNF-α с целью регулирования тканевого гомеостаза. В этом отношении поддержание тканевого гомеостаза декорином требует сложных механизмов обратной связи и строгих регуляторных сетей [29].
Декорин и стерильное воспаление
В качестве DAMP декорин связывается с TLR2 и TLR4 на поверхности макрофагов с аффинностью, сравнимой с аффинностью лигандов патогена, вызывая острую воспалительную реакцию, приводящую к быстрой активации внутриклеточных сигнальных путей P38, ERK1/2 и NF-κB и синтезу провоспалительных факторов TNF-α и IL-12p70 [26]. Одновременно декорин может выступать в качестве конкурентного ингибитора других молекул DAMP, взаимодействующих с TLR2 и TLR4 [13].
Стимулированные декорином эпителиальные клетки слюнных желез, на которых экспрессировался TLR4, повышали уровень транскрипции провоспалительного TNF-α. Кроме того, декорин также играет провоспалительную роль при ряде заболеваний. При хроническом панкреатите декорин значительно повышает уровень макрофагального воспалительного белка-1 (MCP-1) в мононуклеарных клетках периферической крови [56]. В моделях замедленной гиперчувствительности декорин усиливал продукцию IFN-γ [42].
Необходимо отметить, что только интактный декорин, состоящий из основного белка и цепи гликозаминогликанов (ГАГ), может запускать провоспалительный сигнал. Интактный декорин чувствителен к различным ферментам, включая матриксные металлопротеиназы- (MMP-) 2, 3, 7 и 8 [16, 57, 58], которые могут разрушать основные белки, дестабилизировать матрикс и высвобождать цитокины (TGF-β или TNF-α), ранее связанные с декорином.
Декорин и аутофагия
Подробное определение и функциональные характеристики аутофагии представлены в главе 3. Отметим только, что физиологическая аутофагия необходима для нормального функционирования клеток, передачи сигналов и пролиферации, но патологическая аутофагия принимает патогенетическое участие в различных заболеваниях, прежде всего при ИВРЗ [90].
Декорин, являясь компонентом внеклеточного матрикса, влияет на клеточные метаболические процессы. Сообщалось о роли декорина в митохондриальной аутофагии в опухолях эпителиального происхождения и эндотелиальных клетках [22]. Декорин индуцировал экспрессию митостатина при раке молочной железы, что приводило к ультраструктурным изменениям митохондрий [59].
Декорин также может вызывать деполяризацию митохондрий, что приводит к убиквитинированию митохондриальных белков. Декорин стимулировал синтез полиэтиленгликоля 3 (PEG3) в эндотелиальных клетках путем взаимодействия с рецептором фактора роста эндотелия сосудов – VEGFR2. Декорин также может ингибировать активность mTOR после связывания VEGFA с VEGFR2, что приводит к усилению экспрессии транскрипционного фактора ЕВ (TFEB) и ядерной транслокации, способствуя образованию аутофагосом (см. главу 3). Предполагается, что декорин индуцирует аутофагию в эпителиальных клетках кишечника при колитах. В целом можно сделать вывод о том, что декорин может индуцировать аутофагию как при раке, так и при воспалительных состояниях.
Взаимодействие декорина с клетками врождённого иммунитета
Декорин в качестве DAMP может взаимодействовать с несколькими типами клеток врождённого иммунитета, поскольку TLR экспрессируются на многих иммунных клетках. Высвобождаемый аутокринным и паракринным путем декорин взаимодействует с TLR2 и TLR4 на поверхности макрофагов, активируя воспалительные пути P38, MAPK и NF-κB и усиливая выработку провоспалительных факторов (IL-12p70 и TNF-α) [92].
Декорин может активировать и другие рецепторы. Так внеклеточный декорин, связанный со специфическим рецептором конечного продукта расширенного гликозилирования (AGER) на макрофагах, запускает продукцию провоспалительных цитокинов зависимым от NF-κB образом. Декорин также косвенно влиял на экспрессию гена foxp3 через сигнальный путь TGF-β [46].
Декорин при иммуновоспалительных ревматических заболеваниях
Декорин – это многофункциональный белок, который играет жизненно важную роль в различных биологических процессах. Декорин может быть вовлечен в заболевания, связанные с иммунитетом, по нескольким важным причинам. Во-первых, как один из DAMPs, он может активировать рецепторы врождённого иммунитета (PRR-рецепторы) на клетках врождённого иммунитета. Во-вторых, являясь эндогенным блокатором TGF-β, он снижает уровень противовоспалительного цитокина – IL-10 и поддерживает персистенцию воспаления. Наконец, он может индуцировать продукцию аутоантитела против декорина [92].
Подтверждением сказанного являются результаты исследований взаимодействий между иммунными клетками и внеклеточным матриксом, являющимся одним из наиболее распространенных тканевых компонентов в организме. Хотя его роль в развитии заболеваний до конца не выяснена, он обладает значительным терапевтическим потенциалом.
Так при синдроме Шегрена (СС) показана повышенная активность матриксных металлопротеиназ (ММП) и усиленная деградация декорина в экзокринных железах в мышиной модели первичного синдрома Шегрена – NOD-мыши [88]. В этой же модели было показано, что декорин индуцирует выработку TNF-α и снижает выработку макрофагального хемокина – MIP-1α и моноцитарного хемокина – MCP-1 в селезенке через TLR4, но не TLR2 [40]. Это указывает на то, что декорин может оказывать различное действие на различные цитокины/хемокины и иммунные клетки при синдроме Шегрена.
Также показано, что, хотя циркулирующие уровни декорина не отличались между мышами NOD.B10 и контрольными мышами. Ауто-АТ против декорина были значительно повышены у NOD.B10 мышей. Одновременно декорин был высоко экспрессирован в тканях слюнной железы, легких и почек этих же мышей [39].
Таким образом имеющиеся данные подтверждают, что продукты распада ECM являются новым источником активации В-клеток при синдроме Шегрена.
При ревматоидном артрите (РА) в синовиальной ткани были обнаружены лимфоидные фолликулы и эктопические зародышевые центры, что позволяет предположить, что хрящевой матрикс может быть потенциальным источником ауто-АГ при РА. Показано, что частота IgM-антител против декорина была самой высокой среди всех матричных молекул. Декорин связывает C1q, ингибируя классический путь комплемента в нормальных условиях, в то время как ауто-АТ связывают декорин и активируют классический путь комплемента, который обладает потенциальным провоспалительным эффектом [28].