Ocena stanu zapalnego i reakcji na leczenie w czasie rzeczywistym w mysim modelu alergicznego zapalenia dróg oddechowych ad

MMP zyskały większą uwagę, ponieważ są podwyższone w eksperymentalnych modelach alergicznego zapalenia dróg oddechowych oraz w drogach oddechowych astmatycznych. One także degradują macierz pozakomórkową macierzy; promowanie rekrutacji, proliferacji i przeżycia komórek zapalnych; i uczestniczyć bezpośrednio w zwężeniu oskrzeli i przebudowie dróg oddechowych (25, 37, 38). W różnym stopniu wyżej wymienione aktywności biologiczne występują nawet u pacjentów z łagodnymi objawami astmy (39), co sugeruje, że stan zapalny jest podstawową cechą patologiczną u pacjentów z objawami. Tutaj postawiliśmy hipotezę, że nieinwazyjne obrazowanie molekularne aktywności proteazy związanej z eozynofilami może informować o nasileniu choroby. Aby przetestować tę hipotezę, połączyliśmy zastosowanie specyficznych enzymatycznych czujników optycznych z różnymi metodami obrazowania molekularnego i przeprowadziliśmy nieinwazyjne i w czasie rzeczywistym badania miąższu płuc i prowadzenia dróg oddechowych w mysim modelu alergicznego zapalenia dróg oddechowych. Naszym celem było określenie, które enzymy mogą służyć jako czułe biomarkery zapalenia i czy te biomarkery mogą być stosowane do diagnozowania modulacji stanu zapalnego po interwencji terapeutycznej. Podajemy, że czujnik pan-MMP poinformował nieinwazyjnie o zakresie i jakości alergicznego zapalenia dróg oddechowych. Aktywność MMP, w której pośredniczą eozynofile, wizualizowano za pomocą mikroskopii witalnej (IVM), tomografii za pomocą fluorescencji (FMT) i bronchoskopii światłowodowej bliskiej podczerwieni (NIRF). Wyniki Eozynofile wykazują silną aktywność MMP w stanach zapalnych płuc. Początkowo badaliśmy, czy eozynofile wykazują różne aktywności enzymatyczne, które można wykryć za pomocą czujników molekularnych (40). Użyliśmy pan-MMP. oraz celowane reportery optyczne pan-katepsyny, które składają się z 3 bloków: fluorochromów bliskiej podczerwieni, specyficznych substratów peptydów proteazowych i częściowo metoksypegylowanych kopolimerów szczepionych. Fluorochromy są początkowo wygaszane, ale rozszczepienie rusztowania przez specyficzne proteinazy uwalnia fluorochromy i generuje rozległą fluorescencję. Każda aktywna cząsteczka enzymu może aktywować wiele reporterów, co prowadzi do amplifikacji sygnału. Tutaj podano myszy MMP i czujniki katepsyny u myszy z zapalnymi lub spoczynkowymi płucami i porównano aktywności enzymów, w których pośredniczą eozynofile i inne komórki (np. Makrofagi, neutrofile i limfocyty). Obejmowało to uczulenie samic myszy BALB / c OVA z jaj kurzych w obecności wodorotlenku glinu (ałunu), a następnie prowokację za pomocą OVA i iniekcji dożylnej MMP i czujników ukierunkowanych na katepsynę (Suplementowa Figura 1, materiał uzupełniający dostępny online z tym artykuł; doi: 10.1172 / JCI36335DS1). W dzień po ostatniej prowokacji antygenem płuco zgromadziło co najmniej 4 typy leukocytów, które zidentyfikowaliśmy za pomocą cytometrii przepływowej jako eozynofile (SSChiCCR3hi), monocyty / makrofagi (CD11bhiB220loDX5loCD90loNK1.1loLy6Glo), neutrofile (CD11bhiB220hiDX5hiCD90hiNK1.1hiLy6Ghi) i inne komórki (CD11blo, głównie limfocyty, Figura 1A). Badanie mikroskopowe uporządkowanych pod względem przepływu podzbiorów komórek potwierdziło ich cechy morfologiczne (ryc. 1B). Kierowanie aktywnością proteinazy w każdym typie komórek zidentyfikowało eozynofile jako główne źródło aktywności MMP w stanach zapalnych płuc (Figura 1C). Aktywność katepsyny również wzrosła w aktywowanych eozynofilach, chociaż w mniejszym stopniu (dane nie pokazane). Biorąc pod uwagę obfitość każdego typu komórek w zapalnych płucach (Figura 1D) i aktywność enzymatyczną pojedynczych komórek (Figura 1E), stwierdziliśmy, że eozynofile przyczyniły się do ponad 80% aktywności MMP płuc w stanach zapalnych płuc (Figura 1F). Zatem obrazowanie aktywności MMP powinno informować o odpowiedziach związanych z eozynofilami podczas alergicznego zapalenia dróg oddechowych. Ryc. Eozynofile w stanach zapalnych płuc wykazują silną aktywność MMP. E, eozynofile; Mf, monocyty / makrofagi; N, neutrofile, O, inne komórki. (A) Identyfikacja populacji komórek w zawiesinach pojedynczych komórek trawionych płuc od myszy leczonych OVA i kontrolnych myszy otrzymujących PBS. FSC, rozproszenie do przodu; SSC, rozrzut boczny. (B) Barwienie H & E sortowanych strumieniowo komórek uzyskanych z trawionej tkanki płucnej i zidentyfikowanych na podstawie ekspresji określonych markerów powierzchni komórki. Pasek skali: 25 .m. (C) Analiza metodą cytometrii przepływowej wykazała zwiększoną aktywność MMP w eozynofilach w stanach zapalnych płuc. Liczby oznaczają procent komórek MMP-dodatnich w płucach w porównaniu do płuc kontrolnych. (D) Całkowita liczba komórek w płucach. (E) Średnie natężenie fluorescencji MMP (MFI) w każdym typie komórek w płucach, zidentyfikowane za pomocą cytometrii przepływowej. (F) Udział typów komórek w aktywności MMP w stanach zapalnych płuc na podstawie wyników D i E
[hasła pokrewne: bromatologia i chemia toksykologiczna, vegamedica, test obciążenia glukozą 75g normy ]
[przypisy: ziaja dermatologiczna baza z tlenkiem cynku, test obciążenia glukozą 75g normy, vegamedica ]