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

VSMC 和 MF 標(biāo)志物包括收縮蛋白α-SMA、肌球蛋白重鏈-11（MYH11）和結(jié)蛋白（Desmin）。MYH11是分化VSMCs zuiju特異性標(biāo)志物；結(jié)蛋白由VSMCs表達(dá)，但不由成纖維細(xì)胞表達(dá)。CD90（Thy-1）是一種糖基磷脂酰肌醇錨定的細(xì)胞表面蛋白，參與黏著斑、細(xì)胞遷移、細(xì)胞間和細(xì)胞基質(zhì)相互作用以及 T 細(xì)胞活化，它由成纖維細(xì)胞和MF表達(dá)，但不由VSMC表達(dá)。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(xì)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(guān)。這種重塑主要發(fā)生在單核細(xì)胞產(chǎn)生內(nèi)皮素-1（ET-1）和血小板衍生生長因子（PDGF）后，從而促進(jìn)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(dòng)脈壁的破壞，后者有助于血管生成，進(jìn)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(chǎn)生趨化因子（CCL2、CXCL9、CXCL10、CXCL11），從而促進(jìn)T細(xì)胞和單核細(xì)胞的募集。然而，雖然VSMC和MF在T細(xì)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(xì)胞不僅是炎癥反應(yīng)的靶點(diǎn)，也是損傷組織持續(xù)炎癥反應(yīng)的主要原因之一。

基于此，法國勃艮第弗朗什孔德大學(xué)醫(yī)院血管內(nèi)科、風(fēng)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(xué)IDIBAPS生物實(shí)驗(yàn)室在一項(xiàng)研究中，假設(shè) MFs，特別是在血管炎癥的背景下被激活時(shí)，可能在 GCA 的 T 細(xì)胞極化中發(fā)揮作用。該研究為VSMCs和MFs參與GCA的發(fā)病機(jī)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(dòng)脈的顳動(dòng)脈活檢（TAB）的分析顯示，VSMCs 存在于中膜，成纖維細(xì)胞在外膜。GCA動(dòng)脈的特征在于外膜成纖維細(xì)胞數(shù)量增加，中膜受損，特別是存在由MFs組成的新內(nèi)膜增生。與GCA患者的陽性TAB相比，健康TAB的免疫染色顯示內(nèi)膜正?；蜉p度的內(nèi)膜增生。這些結(jié)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(xì)胞（CD45+）的健康動(dòng)脈不同（圖1 A），GCA動(dòng)脈壁的三層被CD45+細(xì)胞大量浸潤（圖1 B）。在GCA動(dòng)脈的新生內(nèi)膜中，MFs（α-SMA+）和單核細(xì)胞（CD45+）密切接觸，表明這些細(xì)胞之間存在直接相互作用（圖1 C）。

在GCA動(dòng)脈中，HLA-DR抗原主要由CD45+ 細(xì)胞表達(dá)（圖1 D、E），但在新生內(nèi)膜的一些MFs中也有較小程度的表達(dá)（圖1 F）。STAT3 主要在 CD45+ 白細(xì)胞中被磷酸化，但在新生內(nèi)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(dòng)脈壁中觀察到STAT1的強(qiáng)烈磷酸化，主要是CD45+ 細(xì)胞，但也包括中膜中的VSMCs和新生內(nèi)膜中的MFs（圖1 J-L），表明這些細(xì)胞中IFN-γ通路的強(qiáng)烈激活。值得注意的是，在健康動(dòng)脈中未觀察到 HLA-DR、pSTAT1 和 pSTAT3 的顯著表達(dá)?？傊瑪?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(duì) GCA 和健康動(dòng)脈中的 CD45、HLA-DR、pSTAT1 和 pSTAT3 進(jìn)行免疫熒光分析。

接下來，通過培養(yǎng)健康顳動(dòng)脈獲得與MF表型一致的血管細(xì)胞。在基礎(chǔ)狀態(tài)下，STAT1 未被磷酸化。當(dāng)用 IFN-γ 和 TNF-α 培養(yǎng)時(shí)，MF 表達(dá)位于其細(xì)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(dòng)脈新生內(nèi)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(gè)核細(xì)胞（PBMCs）與單核細(xì)胞的接觸，進(jìn)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(dǎo) STAT1 磷酸化，從而獲得接近 GCA 動(dòng)脈新生內(nèi)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(zhuǎn)錄因子降低，因此還在隨后的實(shí)驗(yàn)中探索了 Th17 和 Tc17 細(xì)胞。MFs對(duì)T細(xì)胞極化的影響如圖2。在沒有MFs的情況下，輔助性T細(xì)胞Th1和Th17百分比非常低，可能是因?yàn)闆]有添加PMA和離子霉素。相比之下，MFs的存在導(dǎo)致Th1、Th17以及細(xì)胞毒性T細(xì)胞Tc1和 Tc17 百分比的急劇上升。這種以犧牲Th2和Tc2細(xì)胞為代價(jià)的向Th1/Tc1和Th17/Tc17表型的傾斜導(dǎo)致了Th1/Th2比率的強(qiáng)烈偏差，有利于MFs存在時(shí)Th1的免疫應(yīng)答反應(yīng)（圖2 B）。IFN-γ和TNF-α預(yù)先激活MFs后，MFs支持Th1和Tc1極化的能力進(jìn)一步增強(qiáng)，從而表明，MF 與 Th1 和 Tc1 之間的相互作用可以在 GCA 期間啟動(dòng)炎癥反應(yīng)的擴(kuò)增環(huán)路。相比之下，用 IFN-γ 和 TNF-α 預(yù)處理 MFs 對(duì) T 細(xì)胞極化為 Th17 和 Tc17 譜系沒有顯著影響（圖2 C）。

圖2    新生內(nèi)膜MFs支持Th1/Tc1和Th17/Tc17極化，IFN-γ和TNF-α刺激MFs對(duì)Th1/Tc1極化的作用增強(qiáng)。

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

圖3顯示了單獨(dú)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(yù)處理的情況下與 Th17 和 Th1 極化有關(guān)的基因的 mRNA 表達(dá)水平。數(shù)據(jù)表明，與PBMCs共培養(yǎng)可誘導(dǎo)MFs強(qiáng)烈活化，導(dǎo)致與 Th17 極化有關(guān)的基因（IL6、IL1B、IL23A 和 IL12B ）的 mRNA 表達(dá)水平的急劇上升。用IFN-γ和TNF-α預(yù)處理MFs誘導(dǎo)IL6和IL1B的表達(dá)相似，但I(xiàn)L23A、IL12A和IL12B的表達(dá)增加更強(qiáng)（圖3 B）。這表明MFs對(duì)Th1/Tc1極化的維持與MFs在共培養(yǎng)情況下合成極化細(xì)胞因子有關(guān)。

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

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

參考文獻(xiàn)：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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