Блог

May 02, 2023

Динамика воспалительных клеток контролирует неоваскуляризацию и заживление тканей после локализованного радиационного повреждения у мышей

Том коммуникативной биологии

Биология связи, том 6, Номер статьи: 571 (2023) Цитировать эту статью

187 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Локальное чрезмерное воздействие ионизирующей радиации приводит к хроническому воспалению, повреждению сосудов и кахексии. Здесь мы исследуем кинетику воспалительных клеток от дня (D) 1 до D180 после облучения задних конечностей мышей и анализируем роль субпопуляций моноцитов (Mo) в реваскуляризации тканей. В D1 мы обнаруживаем, что Мо и Т-клетки мобилизуются из селезенки и костного мозга в кровь. Формирование новых сосудов на ранней стадии, о чем свидетельствует увеличение ангиографического показателя и плотности капилляров примерно в 1,4 и 2 раза соответственно, коррелирует с увеличением циркулирующих Т-клеток, а также макрофагов Мохи и типа 1 в облученных мышцах. На Д90 наблюдаются сосудистое разрежение и кахексия, связанные со снижением количества циркулирующих Моло- и макрофагов типа 2 в облученной ткани. Более того, дефицит CCR2 и CX3CR1 отрицательно влияет на неоваскуляризацию. Однако адоптивный перенос Мохи усиливает рост сосудов. Наши данные демонстрируют радиационно-индуцированные динамические волны воспаления и важную роль воспалительных клеток в неоваскуляризации.

Острые радиационные аварии с высокими дозами происходят каждый год в результате промышленных аварий (потеря радиоактивных источников) или передозировки в результате медицинских применений (лучевая терапия и интервенционные радиологические процедуры). Лучевое поражение характеризуется последовательными и непредсказуемыми волнами воспаления в течение первых нескольких дней или лет после облучения, которые приводят к горизонтальному и вертикальному распространению повреждения тканей, включая сосудистое разрежение и мышечную кахексию1. Повреждение и разрежение сосудов считаются основной причиной отдаленной смертности пациентов, приводящей к ишемии тканей после воздействия ионизирующего излучения2. Локальное чрезмерное воздействие ионизирующего излучения имеет серьезные последствия для здоровья, особенно когда поглощенная доза превышает 25 Гр и приводит к некрозу тканей1,3. Восстановление острого повреждения скелетных мышц представляет собой жестко регулируемый процесс, который в основном состоит из трех фаз, включая воспаление, регенерацию и ангиогенез4,5. В доклинической модели общего облучения тела было показано, что количество как миоядер, так и сателлитных клеток на миоволокно уменьшалось дозозависимым образом6. Более того, однократная доза облучения 18 Гр блокирует регенерацию мышц, вызывая гибель миобластов7. Исследования мышечной патологии при дозе облучения более 25 Гр показали морфологические изменения, кровоизлияния, некроз, воспаление, фиброз и разрушение митохондрий8,9,10,11. Ишемия является распространенным процессом как при заболеваниях лучевого поражения, так и при сердечно-сосудистых заболеваниях. При ишемической болезни недостаточная перфузия органов после тромботической обструкции питающих артерий является основным фактором, определяющим постишемическое ремоделирование12. Однако воздействие ионизирующего излучения на клетки млекопитающих, такие как эндотелиальные клетки, приводит в первую очередь к гибели клеток, вызванной повреждением ДНК13. Ишемия характеризуется повреждением/разрежением сосудов и воспалением, приводящим к фиброзу, характеризующемуся рубцом на основе коллагена14. Реакция ишемической ткани основана на четырех основных процессах: васкулогенезе, ангиогенезе, артериогенезе и коллатеральном росте, которые способствуют восстановлению и ремоделированию тканей во время острых и хронических ишемических сосудистых заболеваний15. Эти процессы являются результатом изменений гемодинамических сил внутри сосудистой стенки, приводящих к модификации сосудистого гомеостаза15,16.

Инфильтрация воспалительных клеток в гипоксических областях является признаком тканевой ишемии, а соответствующая роль отдельных субпопуляций лейкоцитов в постишемической неоваскуляризации — CD4+ и CD8+ Т-клеток17,18, NK-клеток19, регуляторных Т-клеток20, тучных клеток21, моноцитов/макрофагов22 — не изучена. полностью понял. В частности, в этом процессе участвуют Т-лимфоциты, о чем свидетельствует тот факт, что голые мыши, у которых отсутствуют все субпопуляции Т-клеток, демонстрируют выраженное снижение постишемического роста сосудов23. Лейкоциты и моноциты вызывают неоваскуляризацию посредством высвобождения нескольких ангиогенных/артериогенных факторов, включая фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), провоспалительные цитокины, такие как фактор некроза опухоли-α, интерлейкин (IL)-1β и металлопротеиназы24,25. Кроме того, роль моноцитов в процессе неоваскуляризации была документирована различными группами18,26.