Neointimal myofibroblasts contribute to maintaining Th1/Tc1 and Th17/Tc17 inflammation in giant cell arteritis

Keywords: Giant cell arteritis; Interferon-gamma; Myofibroblasts; Vascular smooth muscle cells; Vasculitis.

巨細胞動脈炎（GCA）是一種肉芽腫性血管炎，由血管重塑導致血管狹窄或閉塞引起。這一過程是由表型轉化觸發(fā)的，血管平滑肌細胞（VSMCs）轉化為肌成纖維細胞（MFs），肌成纖維細胞遷移到內膜，增殖并產生細胞外基質蛋白，如膠原蛋白-1、膠原蛋白-3 和纖連蛋白，導致內膜增生的形成并導致血管狹窄和閉塞。

VSMC 和 MF 標志物包括收縮蛋白α-SMA、肌球蛋白重鏈-11（MYH11）和結蛋白（Desmin）。MYH11是分化VSMCs zuiju特異性標志物；結蛋白由VSMCs表達，但不由成纖維細胞表達。CD90（Thy-1）是一種糖基磷脂酰肌醇錨定的細胞表面蛋白，參與黏著斑、細胞遷移、細胞間和細胞基質相互作用以及 T 細胞活化，它由成纖維細胞和MF表達，但不由VSMC表達。因此，VSMCs具有α-SMA+CD90?desmin+MYH11+ 表型、Mfs 具有α-SMA+CD90+desmin+MYH11+ 表型，成纖維細胞具有α-SMA+/?CD90+desmin?MYH11- 表型。

在GCA中，血管重塑與血管炎癥密切相關。這種重塑主要發(fā)生在單核細胞產生內皮素-1（ET-1）和血小板衍生生長因子（PDGF）后，從而促進VSMCs分化為MFs及其遷移和/或增殖。其他分子也參與其中，包括MMP9和VEGF，前者有助于動脈壁的破壞，后者有助于血管生成，進一步放大血管炎癥和重塑。除了在血管重塑過程中的直接作用外，VSMCs還被證明在干擾素-γ（IFN-γ）的刺激下產生趨化因子（CCL2、CXCL9、CXCL10、CXCL11），從而促進T細胞和單核細胞的募集。然而，雖然VSMC和MF在T細胞極化中的作用尚不清楚，但越來越多的證據(jù)表明，駐留細胞不僅是炎癥反應的靶點，也是損傷組織持續(xù)炎癥反應的主要原因之一。

基于此，法國勃艮第弗朗什孔德大學醫(yī)院血管內科、風濕病科、眼科、病理科的工作人員聯(lián)合西班牙巴塞羅那大學IDIBAPS生物實驗室在一項研究中，假設 MFs，特別是在血管炎癥的背景下被激活時，可能在 GCA 的 T 細胞極化中發(fā)揮作用。該研究為VSMCs和MFs參與GCA的發(fā)病機制提供了新的證據(jù)。具體研究成果發(fā)表在 Journal of Autoimmunity 期刊題為“Neointimal myofibroblasts contribute to maintaining Th1/Tc1 and Th17/Tc17 inflammation in giant cell arteritis"。

首先，來自 GCA 和健康顳動脈的顳動脈活檢（TAB）的分析顯示，VSMCs 存在于中膜，成纖維細胞在外膜。GCA動脈的特征在于外膜成纖維細胞數(shù)量增加，中膜受損，特別是存在由MFs組成的新內膜增生。與GCA患者的陽性TAB相比，健康TAB的免疫染色顯示內膜正常或輕度的內膜增生。這些結果表明，在GCA患者的陽性TAB中觀察到的異常是該病理秀teyou的。

與未觀察到白細胞（CD45+）的健康動脈不同（圖1 A），GCA動脈壁的三層被CD45+細胞大量浸潤（圖1 B）。在GCA動脈的新生內膜中，MFs（α-SMA+）和單核細胞（CD45+）密切接觸，表明這些細胞之間存在直接相互作用（圖1 C）。

在GCA動脈中，HLA-DR抗原主要由CD45+ 細胞表達（圖1 D、E），但在新生內膜的一些MFs中也有較小程度的表達（圖1 F）。STAT3 主要在 CD45+ 白細胞中被磷酸化，但在新生內膜的 MFs 中也有較小程度被磷酸化（圖1 G-I）。相比之下，在GCA動脈壁中觀察到STAT1的強烈磷酸化，主要是CD45+ 細胞，但也包括中膜中的VSMCs和新生內膜中的MFs（圖1 J-L），表明這些細胞中IFN-γ通路的強烈激活。值得注意的是，在健康動脈中未觀察到 HLA-DR、pSTAT1 和 pSTAT3 的顯著表達?？傊?，數(shù)據(jù)表明了IFN-γ/STAT1通路在GCA病理生理中的重要性，并且也影響VSMCs和MFs。

圖1    通過共聚焦顯微鏡對 GCA 和健康動脈中的 CD45、HLA-DR、pSTAT1 和 pSTAT3 進行免疫熒光分析。

接下來，通過培養(yǎng)健康顳動脈獲得與MF表型一致的血管細胞。在基礎狀態(tài)下，STAT1 未被磷酸化。當用 IFN-γ 和 TNF-α 培養(yǎng)時，MF 表達位于其細胞核中的磷酸化形式的 STAT1，這表明 IFN-γ 通路的激活，其表型類似于在 GCA 動脈新生內膜中觀察到的表型。研究人員為了在體外重現(xiàn)外周血單個核細胞（PBMCs）與單核細胞的接觸，進行了MF與異體PBMC的共培養(yǎng)，使用相同的 IFN-γ 和 TNF-α 刺激MFs 以誘導 STAT1 磷酸化，從而獲得接近 GCA 動脈新生內膜中觀察到的MFs 的激活狀態(tài)。

由于 STAT3 磷酸化可能已被先前的 GC 處理和其他轉錄因子降低，因此還在隨后的實驗中探索了 Th17 和 Tc17 細胞。MFs對T細胞極化的影響如圖2。在沒有MFs的情況下，輔助性T細胞Th1和Th17百分比非常低，可能是因為沒有添加PMA和離子霉素。相比之下，MFs的存在導致Th1、Th17以及細胞毒性T細胞Tc1和 Tc17 百分比的急劇上升。這種以犧牲Th2和Tc2細胞為代價的向Th1/Tc1和Th17/Tc17表型的傾斜導致了Th1/Th2比率的強烈偏差，有利于MFs存在時Th1的免疫應答反應（圖2 B）。IFN-γ和TNF-α預先激活MFs后，MFs支持Th1和Tc1極化的能力進一步增強，從而表明，MF 與 Th1 和 Tc1 之間的相互作用可以在 GCA 期間啟動炎癥反應的擴增環(huán)路。相比之下，用 IFN-γ 和 TNF-α 預處理 MFs 對 T 細胞極化為 Th17 和 Tc17 譜系沒有顯著影響（圖2 C）。

圖2    新生內膜MFs支持Th1/Tc1和Th17/Tc17極化，IFN-γ和TNF-α刺激MFs對Th1/Tc1極化的作用增強。

最后，為了確認MFs在與PBMCs共培養(yǎng)時獲得的體外結果，研究人員通過免疫熒光分析了GCA患者的3個陽性TABs。結果顯示，在整個動脈壁中存在表達IFN-γ 和/或 IL-17的CD3+ T淋巴細胞，偏向于Th1、Tc1和Th17、Tc17表型。值得注意的是，許多 T 淋巴細胞在與 MFs 直接接觸的新生內膜中共表達 IL-17 和 IFN-γ，支持這些細胞類型在動脈壁內的直接相互作用。

圖3顯示了單獨培養(yǎng)的 MFs 或用同種異體 PBMC 共培養(yǎng)的 MFs，在有或沒有 IFN-γ 和 TNF-α 預處理的情況下與 Th17 和 Th1 極化有關的基因的 mRNA 表達水平。數(shù)據(jù)表明，與PBMCs共培養(yǎng)可誘導MFs強烈活化，導致與 Th17 極化有關的基因（IL6、IL1B、IL23A 和 IL12B ）的 mRNA 表達水平的急劇上升。用IFN-γ和TNF-α預處理MFs誘導IL6和IL1B的表達相似，但IL23A、IL12A和IL12B的表達增加更強（圖3 B）。這表明MFs對Th1/Tc1極化的維持與MFs在共培養(yǎng)情況下合成極化細胞因子有關。

圖3     MFs對Th1/Tc1極化的維持與MFs在共培養(yǎng)情況下合成極化細胞因子有關。

總之，該研究結果表明，MFs不僅參與血管重塑或單核細胞募集，而且還在支持Th1和Th17極化以及動脈炎癥方面發(fā)揮作用。此外，由于其對IFN-y的敏感性，MFs可能在維持Th1炎癥反應中發(fā)揮作用，Th1炎癥反應被認為在GCA的發(fā)病機制中起重要作用。因此，這些細胞本身就應該被視為治療靶點，該研究還表明，JAK抑制劑可以抵消它們在GCA發(fā)病機制中的一些重要功能。

參考文獻：Greigert H, Ramon A, Genet C, Cladière C, Gerard C, Cuidad M, Corbera-Bellalta M, Alba-Rovira R, Arnould L, Creuzot-Garcher C, Martin L, Tarris G, Ghesquière T, Ouandji S, Audia S, Cid MC, Bonnotte B, Samson M. Neointimal myofibroblasts contribute to maintaining Th1/Tc1 and Th17/Tc17 inflammation in giant cell arteritis. J Autoimmun. 2024 Jan;142:103151. doi: 10.1016/j.jaut.2023.103151. Epub 2023 Dec 1. PMID: 38039746.

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