Готовый перевод Reverse Direction Method: A Possible Tool to Link Animal Models with Corresponding Human Diseases and Disorders / Метод "Reverse Direction": потенциальный инструмент для ассоциации животных моделей с соответствующими человеческими заболеваниями и расстройствами: Genome Wide Screenings of the Inflammation Amplifier

~~

Так как усилитель воспаления является крайне необходимым молекулярным механизмом на моделях животных, мы выдвинули гипотезу, что его непрерывная активация ответственна за хроническое воспаления не только у животных, но в той же степени и у людей.

Другими словами, места активации усилителя воспаления определяют места развития широкого диапазона хронических воспалительных заболеваний и расстройств, включая аутоиммунные заболевания, метаболические синдромы, нейродегенеративные заболевания и другие воспалительные заболевания человека.

~

Библиотеки лентивирусов, имеющих малые РНК, образующие шпильки (sh-RNA), обеспечивают действенный подход, позволяющий сделать мишенью все гены в мышиных или человеческих клетках.

Есть, по крайней мере, несколько преимуществ использования библиотек shRNA над использованием siRNA библиотек, включая эффект долговременности, удобство в использовании клеток, мутантных по определённому гену, и упрощение применения в исследованиях in vivo.

Важно, что лентивирусные векторы поражают неделящиеся клетки, что означает то, что они могут быть использованы для эффективного подавления генной экспрессии in vivo.

Кроме того, когда библиотеки лентивирусных shRNA комбинированы с большим количеством cell-based проб, то они обеспечивают уникальную возможность для высокопроизводительного обнаружения генов, отвечающих за сложные клеточные фенотипы in vitro.

Мы недавно применили эти методы, чтобы понять молекулярный механизм, который активирует усилителя воспаления.

~

Рисунок 1: Усилитель воспаления.

A) IL-17 и IL-6 функционируют вместе, чтобы индуцировать образование избыточных хемокинов и IL-6 на неимунных клетках, таких как эндотелиоциты и фибробласты.

B) IL-17 из Th17-клеток, который с годами возрастает, индуцировал образование IL-6 из неиммунных клеток, изначально имевшего низкую концентрацию, за счёт активации NFκB в начальной фазе аутоиммунных заболеваний.

Небольшое количество IL-6 вместе с IL-17 синергически активируют усилитель воспаления посредством активации транскрипционных факторов NFκB и STAT3.

Впоследствии усилитель воспаления индуцирует выработку чрезмерного количества многих провоспалительных цитокинов, включая IL-7 и хемокины, что, в конечном счёте, ведёт к локальному накоплению различных иммунных клеток, за которым следует дисрегуляция местного гомеостаза и инициируется воспаление.

Постоянная активация усилителя воспаления является главным патогенетическим механизмом для мышиных моделей ревматоидного артрита и рассеянного склероза.

~

Мы произвели систематические скрининги, используя библиотеку shRNA, которая содержит около 65500 лентивирусов, имеющих shRNA и покрывает около 16000 мышиных генов.

Каждый лентивирус был внедрён в мышиную эндотелиальную клеточную линию -- BC1 -- в присутствии IL-17 и hIL-6, которые являются стимуляторами, соответственно, NFkB и STAT3, и обнаружен с помощью измерения IL-6, который является маркером для усилителя воспаления и клеточной жизнеспособности.

В совокупности, 1289 генов были идентифицированы как позитивно-регуляторные кандидаты активации усилителя воспаления.

С тех пор как мы применили строгий критерий скрининга (который содержит значимые пороги для клеточной жизнеспособности, а также уровень подавления анализируемых цитокинов одним или более клонами shRNA), частота ложно-позитивных результатов нашего основанного на shRNA скрининга была низкой (<30%).

Таким образом, разумно предположить, что, по крайней мере, 70% кандидатных генов (около 900 генов) из функционального shRNA-скрининга участвуют в активации усилителя воспаления.

Наряду с этим скринингом, мы также произвели анализ ДНК мышиных и человеческих фибробластов на микрочипах в присутствии IL-17 и hIL-6, чтобы идентифицировать гены-мишени усилителя воспаления, найдя 576 мышиных и 885 человеческих генов-мишеней.

Несмотря на то, что мы идентифицировали различные гены, сцепленные с патологическими процессами типа усилителя воспаления с помощью животных моделей, пока ещё возможно, что геномные ответы у этих моделей могут не соответствовать патогенезу у людей.

Следовательно, мы разработали метод, который может напрямую связать результаты на животных моделях с человеческими случаями.

~

Рисунок 2: Схематическое изображение метода "reverse-direction" для усилителя воспаления.

~

На шаге 1 полногеномные скрининги были произведены посредством РНК-интерференции с использованием библиотеки shRNA лентивирусов мышей и посредством экспериментов на ДНК-микрочипах с использованием чипов мышиной ДНК, чтобы идентифицировать гены, ассоциированные с активацией усилителя воспаления.

В целом, было идентифицировано 1289 позитивных регуляторов, 576 мышиных и 885 человеческих генов-мишеней.

На шаге 2 база данных полногеномных исследований генетических ассоциаций была использована для того, чтобы связать результаты скрининга с человеческими заболеваниями и расстройствами.

Для многих генов из данных полногеномного скрининга показаны значительные ассоциации с различными человеческими заболеваниями и расстройствами кроме психических заболеваний.

На шаге 3 проверка метода "reverse direction" была осуществлена при помощи механизма эпирегулин (Ereg)-ErbB1.

Ereg-ErbB1-путь активирует усилитель воспаления с помощью повышения активности NFκB через PI3Kα-AKT.

Поскольку Ereg был идентифицирован в качестве гена-мишени усилителя воспаления, то там должна быть петля положительной обратной связи Ereg-ErbB1 (правый круг).

Наконец, сывороточные концентрации Ereg были повышены у пациентов, страдающих ревматоидным артритом, рассеянным склерозом или атеросклерозом.

~~

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/49542/204707

Переводчики: platon_work