Λιπώδης ιστός και ανοσολογική απόκριση: έκφραση και ρόλος της ορμόνης αδιπονεκτίνης στα επιθηλιακά κύτταρα των σιελογόνων αδένων στο σύνδρομο Sjogren

Abstract

Sjogren’s syndrome (SS) is an autoimmune disorder that is characterized by chronic dysfunction and destruction of the exocrine glands, mainly the salivary and lacrimal glands, leading to persistent dryness of the mucosa. Glandular epithelial cells, which are the main target of the inflammatory reactions in SS, are thought to play a central role in the development of autoimmune reactions. Destruction of the salivary glands is commonly accompanied by the development of adipose tissue and fibrotic tissue. The presence of adipocytes only in the setting of inflammation suggests their possible involvement in the defense or repair repertoire. However, to date there are no studies concerning the replacement of destroyed epithelia and the role of the adipocytes in the tisuue injury of minor salivary gland in SS. It has been shown that adipocytes produce and secrete adipocytokines as well as the cytokines INF-γ, TNF-α, IL-1 and IL-6, and chemokines, which suggests a possible immunological role. In the present work we sought to study the expression and the possible role of the immunoregulatory adipocytokine adiponectin in minor salivary gland biopsies and in cultured non-neoplastic SGEC derived from patients with primary SS and from control donors (patients with non-specific sieladenitis). Using immunohistochemistry we detected adiponectin expression in the adipocytes as well as in the ductal epithelial cells of the gland. Then, we extended our study in cultured non-neoplastic SGEC and confirmed mRNA and protein expression of adiponectin using RT-PCR and western blotting respectively. The secretion of adiponectin in SGEC culture supernatants was examined. Adiponectin was also detected in SGEC culture supernatants derived from both patients and controls. A significantly higher amount of the protein was detected in the supernatants of SS SGECs compared with controls. In addition, our analysis revealed that all SGEC lines tested were found to express AdipoR1 and AdipoR2 mRNA molecules. As an additional step to evaluate the possible role of adiponectin in SGEC, we treated the cells with human recombinant adiponectin. Adiponectin treatment resulted in a dosage-dependent suppression of cell proliferation. Subsequently, we analyzed its effects on cell cycle distributions of SGEC. Adiponectin treatment produced an arrest of SGEC cell cycle by increasing the percentage distribution of cells into the G0/G1 phase. In addition, adiponectin rescued SGEC from spontaneous as well as from INFγ-induced apoptosis. To understand the potential molecular mechanisms underlying the anti-apoptotic effects of human adiponectin on SGEC, we evaluated the signaling event induced by adiponectin. We found that AMPK phosphorylation by adiponectin is necessary for the anti-apoptotic protection of SGEC. Thus, adiponectin suppresses SGEC proliferation by “freezing” cell cycle, while protects SGEC from spontaneous as well as from INFγ-induced apoptosis through AMPK phosphorylation. The aforementioned data likely indicate novel links between metabolic pathways and cellular events like apoptosis usually observed in the autoimmune processes.

Το σύνδρομο Sjogren (σΣ), είναι μια αυτοάνοση ασθένεια που χαρακτηρίζεται από χρόνια δυσλειτουργία και καταστροφή των εξωκρινών αδένων, κυρίως των σιελογόνων και των δακρυϊκών, οδηγώντας σε επίμονη ξηρότητα των βλεννογόνων. Τα αδενικά επιθηλιακά κύτταρα που αποτελούν τον στόχο των φλεγμονωδών αντιδράσεων στο σΣ πιστεύεται ότι παίζουν κεντρικό ρόλο στην ανάπτυξη των αυτοάνοσων αντιδράσεων. Η καταστροφή των σιελογόνων αδένων συχνά συνοδεύεται από ανάπτυξη ινώδους και λιπώδους ιστού. Η ανάπτυξη λιποκυττάρων στα σημεία της φλεγμονής υποδεικνύει έναν πιθανό ρόλο των κυττάρων αυτών στην άμυνα ή στη διαδικασία επιδιόρθωσης. Ωστόσο, μέχρι σήμερα δεν υπάρχουν μελέτες για την αντικατάσταση του κατεστραμμένου επιθηλιακού ιστού και για το ρόλο των λιποκυττάρων στην ιστική βλάβη των επικουρικών σιελογόνων αδένων του σΣ. Τα λιποκύτταρα έχει δειχθεί ότι παράγουν και εκκρίνουν λιποκυτταροκίνες, καθώς επίσης και τις κυτταροκίνες INF-γ, TNF-, IL-1 και IL-6, αλλά και χημειοκίνες, υποδηλώνοντας έτσι έναν πιθανό ανοσολογικό ρόλο. Στην παρούσα μελέτη επιδιώξαμε να μελετήσουμε την έκφραση και τον πιθανό ρόλο της ανοσορυθμιστικής λιποκυτταροκίνης αδιπονεκτίνης, τόσο σε βιοψίες επικουρικών σιελογόνων αδένων, όσο και σε καλλιεργημένα, μη-νεοπλασματικά επιθηλιακά κύτταρα σιελογόνων αδένων (ΕΚΣΑ), που προέρχονται από ασθενείς με πρωτοπαθές σύνδρομο Sjogren και από μάρτυρες (ασθενείς με μη-ειδική σιελαδενίτιδα). Με τη χρήση ανοσοϊστοχημείας ανιχνεύσαμε την έκφραση αδιπονεκτίνης τόσο στα λιποκύτταρα όσο και στα πορικά επιθηλιακά κύτταρα του αδένα. Στη συνέχεια, επεκτείναμε τη μελέτη σε καλλιεργημένα ΕΚΣΑ, και με τεχνικές RT-PCR και western blotting επιβεβαιώσαμε την έκφραση mRNA και πρωτεΐνης αδιπονεκτίνης αντίστοιχα. Η έκκριση αδιπονεκτίνης εξετάστηκε και σε καλλιεργητικό υπερκείμενο των ΕΚΣΑ. Η αδιπονεκτίνη ανιχνεύθηκε σε υπερκείμενα καλλιεργειών από ασθενείς με σΣ και από μάρτυρες. Ένα σημαντικά υψηλότερο ποσοστό πρωτεΐνης βρέθηκε σε ασθενείς με σύνδρομο Sjogren σε σχέση με τους μάρτυρες. Επιπλέον, η ανάλυσή μας αποκάλυψε την έκφραση mRNA για τους δύο υποδοχείς αδιπονεκτίνης AdipoR1 και AdipoR2 στα ΕΚΣΑ. Ως ένα επιπλέον βήμα για τη διερεύνηση του πιθανού ρόλου της αδιπονεκτίνης στα ΕΚΣΑ, επωάσαμε τα κύτταρα με ανασυνδυασμένη ανθρώπινη αδιπονεκτίνη. Η επίδραση με αδιπονεκτίνη στα καλλιεργημένα ΕΚΣΑ είχε ως αποτέλεσμα την δοσοεξαρτώμενη αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Μετά από ανάλυση του κυτταρικού κύκλου φάνηκε ότι η αδιπονεκτίνη είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του ποσοστού των ΕΚΣΑ στη φάση G0/G1 του κυτταρικού κύκλου. Επιπλέον, η αδιπονεκτίνη προστάτεψε τα ΕΚΣΑ τόσο από την αυθόρμητη απόπτωση όσο και από την απόπτωση που προκαλείται από IFNγ. Διερευνώντας το μηχανισμό μέσω του οποίου επιτυγχάνεται η αντιαποπτωτική αυτή δράση, διαπιστώσαμε ότι η φωσφορυλίωση της AMPK, του ενεργειακού αισθητήρα του κυττάρου, από την αδιπονεκτίνη, είναι θεμελιώδους σημασίας για την αντιαποπτωτική προστασία των ΕΚΣΑ. Συνεπώς, η αδιπονεκτίνη αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των ΕΚΣΑ, «παγώνοντας» τον κυτταρικό κύκλο τους, ενώ παράλληλα μέσω της άμεσης φωσφωρυλίωσης της AMPK, προστατεύει τόσο από την αυθόρμητη, όσο και από την IFNγ-προκαλούμενη απόπτωση. Τα προαναφερθέντα ευρήματα υποδηλώνουν την ύπαρξη νέων συνδέσμων μεταξύ μεταβολικών μονοπατιών και κυτταρικών γεγονότων όπως η απόπτωση, που στχνά παρατηρούνται στις αυτοάνοσες διεργασίες.