การแสดงออกมากเกินไปของปัจจัยที่เหนี่ยวนำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจน-1 ใน Hidradenitis Suppurativa: ความเชื่อมโยงระหว่างภูมิคุ้มกันที่เบี่ยงเบนและเมตาบอลิซึม

เชิงนามธรรม

Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1 ) เป็นปัจจัยหลักในการถอดความของไกลโคไลซิส การแยกเซลล์ Th17 และการยับยั้งการควบคุมทีเซลล์ ในผิวหนังและซีรั่มของผู้ป่วยสะเก็ดเงิน มีรายงานการแสดงออกของ HIF{4}} ที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่การแสดงออกของ HIF-1 ในผิวหนังและซีรั่มของผู้ป่วย hidradenitis suppurative (HS) ยังไม่ได้รับการศึกษา . วัตถุประสงค์ของการศึกษาคือเพื่อแสดงให้เห็นว่า HIF-1 มีบทบาทในการเกิดโรคของ hidradenitis suppurativa หรือไม่ และสัมพันธ์กับความรุนแรงของ HS หรือไม่ ผู้ป่วย 20 รายที่เป็นโรค hidradenitis suppurativa รวมอยู่ในการศึกษานี้ การตัดชิ้นเนื้อแบบพันช์ถูกนำมาจากผิวหนังที่เป็นรอยโรคเพื่อตรวจหาการแสดงออกของ HIF-1 โดยการย้อมสีอิมมูโนฮิสโตเคมี และการแสดงออกของยีน HIF-1 โดย PCR ตามเวลาจริงในการถอดรหัสเชิงปริมาณ การหาปริมาณของความเข้มข้นของโปรตีน HIF{10}} ทำโดยการทดสอบอิมมูโนซอร์เบนต์ที่เชื่อมโยงกับเอนไซม์ อาสาสมัครสุขภาพดีที่จับคู่ข้ามกลุ่มทางสังคมและประชากร 20 คนทำหน้าที่เป็นผู้ควบคุม

เราพบว่าระดับ HIF ในซีรั่มเพิ่มขึ้น-1 หลักฐานจากเอกสารบ่งชี้ว่าปัจจัยกระตุ้นทางคลินิกที่สำคัญของ HS โรคอ้วน และการสูบบุหรี่เกี่ยวข้องกับภาวะขาดออกซิเจนและการแสดงออกของ HIF ที่เพิ่มขึ้น-1 ไซโตไคน์ที่ก่อการอักเสบ เช่น ปัจจัยเนื้อร้ายของเนื้องอก-a ผ่านการควบคุมของปัจจัยนิวเคลียร์ 휅B ช่วยเพิ่มการแสดงออกของ HIF-1 HIF-1 มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มจำนวนเคอราติโนไซต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเคอราติโนไซต์ของรูขุมขนอะนาเจน ซึ่งต้องการไกลโคไลซิสจำนวนมากเพื่อให้โมเลกุลสารตั้งต้นเพียงพอสำหรับเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพ เมตฟอร์มินผ่านการยับยั้ง mTORC1 รวมทั้ง adalimumab ลดทอนการแสดงออกของ HIF-1 ซึ่งเป็นสื่อกลางหลักระหว่าง Th17-ภูมิคุ้มกันเบี่ยงเบนที่ขับเคลื่อนด้วยและ keratinocyte hyperproliferation จากโรคสะเก็ดเงิน การศึกษาของเราระบุว่า HS เป็น HIF-1 -ที่ทำให้เกิดโรคผิวหนังอักเสบ และเสนอเหตุผลใหม่สำหรับการป้องกันและรักษา HS โดยกำหนดเป้าหมายที่ HIF{11}}เป็นการแสดงออกที่มากเกินไป

ระดับซีรั่มที่สูงขึ้นมักหมายความว่าร่างกายกำลังสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เฉพาะเจาะจง ระบบภูมิคุ้มกันผลิตแอนติบอดีเพื่อโจมตีเชื้อโรค เช่น ไวรัสและแบคทีเรียที่บุกรุกร่างกาย เมื่อร่างกายสัมผัสกับเชื้อโรค ระบบภูมิคุ้มกันจะจดจำและสร้างแอนติบอดีที่หลั่งออกมาในเลือดและโจมตีเชื้อโรค เพื่อป้องกันไม่ให้ร่างกายติดเชื้อต่อไป

ระดับซีรั่มที่สูงขึ้นอาจบ่งชี้ว่าระบบภูมิคุ้มกันกำลังทำงานเพื่อป้องกันเชื้อโรคที่บุกรุกเข้ามา อย่างไรก็ตาม ระดับซีรั่มที่สูงเกินไปอาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น โรคแพ้ภูมิตัวเอง ดังนั้นในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างระดับซีรั่มกับภูมิคุ้มกัน จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการและควรทำการประเมินอย่างครอบคลุม ดังนั้นเราจึงต้องใส่ใจกับการปรับปรุงภูมิคุ้มกัน Cistanche สามารถปรับปรุงภูมิคุ้มกันได้อย่างมาก Cistanche อุดมไปด้วยสารต้านอนุมูลอิสระหลายชนิด เช่น วิตามินซี แคโรทีนอยด์ เป็นต้น ส่วนผสมเหล่านี้สามารถกำจัดอนุมูลอิสระ ลดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และปรับปรุงภูมิคุ้มกัน ความต้านทานของระบบ

คลิกประโยชน์ต่อสุขภาพของ cistanche

คำหลัก

Glycolysis · Hidradenitis suppurativa · Hypoxia-inducible factor 1 · Keratinocyte proliferation · Th17 เซลล์

การแนะนำ

Hidradenitis suppurative (HS) เป็นโรคผิวหนังอักเสบเรื้อรังที่ทำให้พิการได้ โดยมีลักษณะเป็นตุ่มนูน ฝี ไซนัส และแผลเป็นที่เจ็บปวดแต่ยังไม่ทราบแน่ชัด [1, 2] ผู้ป่วย HS ส่วนใหญ่เป็นกรณีประปราย ในขณะที่ HS ในครอบครัวมีสัดส่วน 3.2–35.8 เปอร์เซ็นต์ของผู้ป่วย HS ตามลำดับ [3, 4] ประสบการณ์ทางคลินิกบ่งชี้ว่า HS เกิดจากการดูถูกสิ่งแวดล้อมในบุคคลที่มีความบกพร่องทางพันธุกรรม โรคอ้วนและการสูบบุหรี่เป็นปัจจัยกระตุ้นที่สำคัญที่สุด [5] กิจกรรมที่เพิ่มขึ้นของเป้าหมายทางกลไกของราปาไมซินคอมเพล็กซ์ 1 (mTORC1) ได้รับการสังเกตในผิวหนังของ HS [6] ผิวหนังชั้นนอกสะเก็ดเงิน [7, 8] โรคอ้วน และโรคเบาหวาน [9, 10] และถือเป็นศักยภาพ ความเชื่อมโยงระหว่างการเบี่ยงเบนของเมแทบอลิซึมและภูมิคุ้มกันใน HS [11–13]

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปัจจัยที่เหนี่ยวนำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจน-1a (HIF-1a) เป็นผลต่อเนื่องของ mTORC1 [14] การเปิดใช้งาน mTORC1 มากเกินไปทำให้เกิดการแสดงออกของเซลล์ Th17 ของอินเตอร์ลิวคิน 17 (IL-17) [15, 16] เส้นทาง IL-17 มีบทบาทสำคัญในการทำให้เกิดโรคของ HS และโรคสะเก็ดเงิน [17–21] HS มีลักษณะโดยการควบคุมที่ผิดปกติของ Th17 และเซลล์ควบคุม T (Treg) [21] ซึ่งพบได้ในโรคร่วมภูมิต้านทานผิดปกติอื่นๆ ของ HS [19] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง HIF-1 ส่งเสริมการพัฒนา Th17 โดยตรงผ่านการกระตุ้นการถอดเสียงของ orphan receptor t (ROR t) ที่เกี่ยวข้องกับกรดเรติโนอิก ซึ่งเป็นปัจจัยการถอดความสำคัญที่ขับเคลื่อนการสร้างความแตกต่างของเซลล์ Th17 [22, 23] ในทางตรงกันข้าม HIF-1 จะจำกัดความแตกต่างและการทำงานของเซลล์ Treg ผ่านการผูกกับ FoxP3 ที่กำหนดเป้าหมายสำหรับการย่อยสลาย [22, 23] HIF-1 มีบทบาทสำคัญในการสร้างโปรแกรมเมแทบอลิซึมซ้ำในการอักเสบ [24] และควบคุมการกระตุ้นของแมคโครฟาจ นิวโทรฟิล และเซลล์เดนไดรต์ ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมย่อยที่มีการอักเสบภายในแผลที่เกิดจากการอักเสบอัตโนมัติ [25]

HIF-1 เป็นปัจจัยการถอดรหัสหลักของภาวะขาดออกซิเจนและไกลโคไลซิส [26, 27] ไกลโคไลซิสเป็นแหล่งพลังงานที่ต้องการและสารตั้งต้นของการสังเคราะห์ทางชีวภาพสำหรับเซลล์ที่มีการเพิ่มจำนวนสูง รวมถึงเซลล์ Th17 [28] เคราติโนไซต์สะเก็ดเงิน [29, 30] และเซลล์รากผมแบบอนาเจน [31–33] Perilesional skin ของ HS แสดง psoriasiform hyperplasia อย่างอ่อน [34] การแพร่กระจายมากเกินไปของ keratinocytes ของเปลือกรากชั้นนอกได้รับการสังเกตใน HS [35, 36]

ตรวจพบการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของ HIF-1 ในผิวหนังและซีรั่มของผู้ป่วยที่เป็นโรคสะเก็ดเงิน [37, 38] และโรคที่มีการอักเสบระยะกลางอื่นๆ Th17- [25] โดย HS โรคอ้วนและการสูบบุหรี่เป็นปัจจัยที่กระตุ้นให้เกิดโรคสะเก็ดเงิน [39, 40] ดังนั้นเราจึงสงสัยว่า HIF-1 มีการแสดงออกมากเกินไปในผิวหนังและซีรั่มของผู้ป่วยที่มี HS หรือไม่ และ HIF-1 อาจเชื่อมโยงความอ้วนและการสูบบุหรี่กับความผิดปกติของภูมิคุ้มกันที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์ Th17 และการเพิ่มจำนวนของเซลล์เคราติโนไซต์ในอวัยวะภายในหรือไม่

วัสดุและวิธีการ

ผู้ป่วย

การศึกษานี้รวมผู้ป่วย 20 รายที่ทุกข์ทรมานจาก hidradenitis suppurativa และ 20 กลุ่มควบคุมสุขภาพที่ตรงกันทางประชากรและสังคม ผู้เข้าร่วมทั้งหมดได้รับคัดเลือกจากคลินิกผู้ป่วยนอกโรคผิวหนังของโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยอเล็กซานเดรีย ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมตลอดจนได้รับความยินยอมเป็นลายลักษณ์อักษรจากผู้ป่วยและการควบคุมทั้งหมด ขั้นตอนทั้งหมดเป็นไปตามมาตรฐานทางจริยธรรมของสถาบันและ/หรือคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติและปฏิญญาเฮลซิงกิปี 1964 และจดทะเบียนกับ IRB เลขที่: 00012098, FWA เลขที่: 00018699 ผู้ป่วยที่มีรอยโรคอื่นร่วมด้วยในบริเวณที่เป็นโรค ผู้ป่วยที่เป็น ได้รับการบำบัดสำหรับ HS ในช่วง 6 เดือนที่ผ่านมา และไม่รวมสตรีมีครรภ์และให้นมบุตร ผู้ป่วยได้รับการซักประวัติและการตรวจร่างกายและผิวหนังทั่วไป ความรุนแรงของ HS แบ่งตามระบบของ Hurley: ระยะที่ 1: การก่อตัวของฝีเดี่ยวหรือหลายจุดแยกโดยไม่มีแผลเป็นหรือไซนัส ระยะที่ II: ฝีกำเริบ, แผลเดี่ยวหรือหลายแผลที่แยกจากกันอย่างกว้างขวาง, มีการก่อตัวของไซนัสทางเดิน; ระยะที่ III: การมีส่วนร่วมแบบกระจายหรือเป็นวงกว้าง โดยมีทางเดินไซนัสและฝีหลายจุดเชื่อมต่อกัน [41]

การตรวจชิ้นเนื้อผิวหนัง

มีการอธิบายขั้นตอนนี้ให้กับผู้ป่วยทุกราย ตัดชิ้นเนื้อเจาะขนาด 5 มม. หนึ่งชิ้น (สำหรับการศึกษาทางอิมมูโนฮิสโตเคมี) และชิ้นเนื้อเจาะขนาด 2.5 มม. สองชิ้น (สำหรับ ELISA และ PCR) ถูกนำมาจากผิวหนังที่เป็นแผลของผู้ป่วย การตัดชิ้นเนื้อขนาด 5 มม. ของผิวหนังปกติจำนวน 3 ชิ้นมาจากกลุ่มควบคุมซึ่งกำลังเข้ารับการผ่าตัดบริเวณขาหนีบที่ได้รับคัดเลือกจากแผนกศัลยกรรมพลาสติก

จุลพยาธิวิทยาและอิมมูโนฮิสโตเคมี

ตัวอย่างทั้งหมดถูกเตรียมสำหรับการย้อมสีอิมมูโนฮิสโตเคมีโดยใช้แอนติบอดีต่อต้านโมโนโคลนอล HIF ของหนูเมาส์-1 [42] การย้อมสีอิมมูโนฮิสโตเคมีดำเนินการโดยใช้วิธีการเชิงซ้อนสเตรปตาวิดิน-ไบโอตินที่มีป้ายกำกับ แอนติบอดีปฐมภูมิ: HIF-1 -แอนติบอดี (Affinity biosciences cat # AF1009), streptavidin–HRP conjugate (Epredia™ UltraVision Quanto Detection HRP DAB–Cat# TL-060-QHD) ถูกเตรียมขึ้นตาม ตามคำแนะนำของผู้ผลิต โซลูชันการทำงานของ DAB ถูกเตรียมจากโซลูชันสต็อค DAB ที่ส่งมา (Epredia™ UltraVision Quanto Detection HRP DAB–Cat# TL-060-QHD) ในความเข้มข้น 1 มก./มล. HIF-1 เป็นบวกเมื่อระบุทั้งการย้อมสีด้วยนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม การวิเคราะห์ภาพด้วยการคำนวณโดยใช้ Leica Application Suite 4.12.0 (Leica Microsystems CMS, GmbH) สำหรับการระบุกึ่งปริมาณของจำนวนเซลล์อักเสบที่มีคราบเป็นบวกในการตรวจชิ้นเนื้อเนื้อเยื่อทั้งหมดเกี่ยวกับจำนวนเซลล์อักเสบทั้งหมดถูกคำนวณและแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

ความเข้มของการย้อมสีโดยรวมด้วยโมโนโคลนอลแอนติบอดี HIF{{0}} คะแนนโดยใช้การวิเคราะห์ภาพดิจิทัลด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่ใช้คอมพิวเตอร์ช่วย ภาพของแต่ละสไลด์ถ่ายโดยใช้เลนส์ใกล้วัตถุ 400× ภาพถูกดูและบันทึกโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ Olympus (Olympus, Center Valley, PA, USA) พร้อมกับกล้องดิจิตอลเฉพาะจุด (Spot Imaging Solutions, Sterling Heights, MI, USA) และซอฟต์แวร์ MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA) ค่าเฉลี่ยของแต่ละปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับจำนวนพิกเซลเฉลี่ย ความสมบูรณ์ของความเข้มของสีขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็นในการเปลี่ยนระดับสีเทาในภาพดิจิทัลจากมืดเป็นสว่าง ความเข้มโดยรวมของการย้อมสีของสไลด์ที่ย้อมด้วยโมโนโคลนอลแอนติบอดี HIF-1 ถูกให้คะแนนตามการแสดงออกของนิวเคลียสหรือไซโตพลาสซึมเป็น 0 ถ้าความเข้มของการย้อมสีคือ<10%,+1 if staining intensity was 10%≤30%,+2 if 31%≤50% and+3 if>ความเข้มการย้อมสี 50 เปอร์เซ็นต์ [37]

เอนไซม์ที่เชื่อมโยงการทดสอบอิมมูโน

สำหรับการเตรียมซีรั่ม เลือดทั้งหมดจะถูกเก็บและปล่อยให้จับตัวเป็นก้อนโดยปล่อยให้ไม่ถูกรบกวนที่อุณหภูมิห้อง ใช้เวลา 10-20 นาที ก้อนเลือดออกโดยการปั่นแยกที่ 2000–3000 รอบต่อนาที เป็นเวลา 20 นาที การตรวจชิ้นเนื้อผิวหนังถูกเก็บรักษาไว้ที่ −80 องศา หลังจากกำหนดน้ำหนักตัวอย่างและเติม PBS, pH 7.4 แล้ว ตัวอย่างจะถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยมือหรือเครื่องบด และสุดท้ายปั่นแยกเป็นเวลา 3 นาทีที่ความเร็ว 10,000 รอบต่อนาทีเพื่อกำจัดส่วนที่เกินออก ชุด ELISA (Abcam, ab171571) มีไว้สำหรับหาความเข้มข้นของโปรตีน HIF-1 ในซีรัมและเนื้อเยื่อ แอนติบอดีที่ติดฉลากด้วยเอนไซม์ถูกเติมเป็นเวลา 60 นาทีที่ 37 องศา หลังจากล้างจานและเติมสารละลายโครโมเจน A และ B แล้ว ค่าความหนาแน่นของแสง (OD) จะถูกวัดเพื่อคำนวณความเข้มข้นของโปรตีน HIF-1 ของตัวอย่าง [37]

การถอดความแบบย้อนกลับเชิงปริมาณ PCR ตามเวลาจริง

Total RNA ถูกสกัดจากเนื้อเยื่อผิวหนัง 10 มก. หลังจากการสลายและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน โดยใช้เทคนิคซิลิเกตเจลที่จัดทำโดย RNeasy Mini Kit (Qiagen) [43] วัดความเข้มข้นและความบริสุทธิ์ของ RNA ที่ 260, 280 และ 230 นาโนเมตรโดยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ NanoDrop 2000c (Thermo Scientific สหรัฐอเมริกา) อัตราส่วนของ A260/A280=1.8–2.1 และ A260/A230=1.8–2.1 บ่งชี้ว่า RNA มีความบริสุทธิ์สูง RNA ทั้งหมดถูกแปลงย้อนกลับเป็น cDNA โดยใช้ชุดรีเวิร์สทรานสคริปเทสความจุสูง (Applied Biosystems™, สหรัฐอเมริกา, หมายเลขแค็ตตาล็อก 4368814) ในการตรวจจับการแสดงออกของยีน HIF-1 ในตัวอย่างเนื้อเยื่อ ไพรเมอร์ได้รับการจับคู่กับลำดับ mRNA ของยีนเป้าหมาย (ซอฟต์แวร์ NCBI Blast) GADPH ถูกใช้เป็นยีนดูแลทำความสะอาด [44] การขยาย PCR ถูกดำเนินการในปริมาตรปฏิกิริยา 25 µl รวมถึง SYBR green PCR Master Mix (Applied Biosystems) โดยใช้ตัวตรวจจับลำดับ ABI 7900 (Applied Biosystems) ปฏิกิริยาถูกดำเนินการภายใน 10 นาทีของระยะเริ่มต้นเพื่อกระตุ้น DNA โพลีเมอเรส ตามด้วย 40 รอบที่ 95 องศาเป็นเวลา 15 วินาที และ 60 องศาเป็นเวลา 1 นาที การก่อตัวของผลิตภัณฑ์เดี่ยวได้รับการยืนยันโดยการวิเคราะห์จุดหลอมเหลวและใช้วิธี CT เปรียบเทียบเพื่อคำนวณการแสดงออกของยีนสัมพัทธ์ด้วย GADPH เป็นตัวควบคุมภายนอก สำหรับการวิเคราะห์ทางสถิติของค่า CT จะใช้วิธี 2−ΔΔCT สำหรับไพรเมอร์เฉพาะแต่ละตัวและ PCR แบบเรียลไทม์ [45]

ผลลัพธ์

ข้อมูลผู้ป่วย

กลุ่มผู้ป่วย HS เป็นชาย 15 คน หญิง 5 คน อายุเฉลี่ยของพวกเขาคือ 26.10±6.10 ปี ขณะที่กลุ่มควบคุมเป็นผู้ชาย 14 คนและผู้หญิง 6 คน อายุเฉลี่ย 25.65 ± 4.59 ปี เพศและอายุไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ระยะเวลาเฉลี่ยของโรคคือ 12.0±9.86 เดือน ผู้ป่วยมีค่าดัชนีมวลกายสูงกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ค่าดัชนีมวลกายเฉลี่ยในกลุ่ม HS คือ 29.49±4.56 กก./ตร.ม. ในขณะที่ค่าดัชนีมวลกายในกลุ่มควบคุมคือ 26.74±3.10 กก./ตร.ม. (ตารางที่ 1) เกี่ยวกับระยะ Hurley ร้อยละ 25 (ผู้ป่วย 5 ราย) อยู่ในระยะที่ 1 ร้อยละ 45 (ผู้ป่วย 9 ราย) ในระยะที่ II และร้อยละ 30 (ผู้ป่วย 6 ราย) อยู่ในระยะที่ III การจัดระยะทางคลินิกของ HS พบว่ามีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับระยะเวลาของ HS และ BMI ของผู้ป่วย แต่ไม่มีความสัมพันธ์กับเพศ อายุ หรือการสูบบุหรี่อย่างมีนัยสำคัญ (ตารางที่ 2)

การตรวจจับอิมมูโนฮิสโตเคมีของ HIF-1 ในผิวหนัง HS ที่เป็นรอยโรค

ความเข้มของคราบในกลุ่ม HS (คะแนน 35 เปอร์เซ็นต์บวก 1, คะแนน 35 เปอร์เซ็นต์บวก 2, 30 เปอร์เซ็นต์คะแนนบวก 3) สูงกว่ากลุ่มควบคุม (คะแนน 20 เปอร์เซ็นต์บวก 0; คะแนน 80 เปอร์เซ็นต์บวก 1) (ตารางที่ 1). รูปที่ 1 และตารางที่ 2 แสดงตัวแทนการแสดงออกทางอิมมูโนฮิสโตเคมีของ HIF-1 เกี่ยวกับการแสดงละครของ Hurley (รูปที่ 1a–e) การย้อมสีภูมิคุ้มกัน HIF-1 ที่เพิ่มขึ้นของการแทรกซึมของการอักเสบสามารถสังเกตได้เกี่ยวกับระยะ Hurley ในขณะที่รูปที่ 1f แสดงถึงการแสดงออกทางอิมมูโนฮิสโตเคมีของ HIF-1 ในการควบคุม

ความเข้มข้นของโปรตีน HIF-1 ในผิวหนัง HS ที่เป็นรอยโรค

โปรตีน HIF ในผิวหนัง-1 ในผิวหนังที่เป็นแผลของผู้ป่วย HS (3205.4±473.2 pg/ml) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่ดีต่อสุขภาพ (1727.3±482.4 pg/ml) (p<0.001) (Table 1). There was a statistically significant correlation between grading of the staining intensity (Table 3) and Hurley staging of HS (Table 4) and HIF-1α serum level (p<0.001) (Fig. 2c).

ความเข้มข้นของ HIF-1 ในซีรั่ม

ระดับ HIF ในซีรั่มเฉลี่ย-1 ในผู้ป่วย HS (5149.1±587.6 pg/ml) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม (2580.4±562.8 pg/ml) (p< 0.001) (Table 1). There was also a positive correlation between HIF-1α serum levels with Hurley staging of HS (Table 4) as well as HIF-1α protein expression (Fig. 2c) and immunohistochemical expression in skin biopsies (Table 3).

การอภิปราย

การศึกษาของเราเป็นการตรวจสอบครั้งแรกที่แสดงการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของ HIF-1a ในผิวหนังที่เป็นแผลของผู้ป่วย HS ในผิวหนังปกติของมนุษย์ HIF-1เป็นการแสดงออกของโปรตีนในระดับต่ำและโฟกัสที่ผิวหนังชั้นนอก ตรงกันข้ามกับรูขุมขน ต่อมไขมัน และต่อมเหงื่อ ซึ่ง HIF-1 แสดงออกอย่างมากมาย [37] มีการตรวจพบการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของ HIF-1 ในโรคสะเก็ดเงิน [37, 38, 46–48] และโรค autoinflammatory อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับ Th17-การอักเสบที่เป็นสื่อกลาง [25, 49–51] HIF-1 มีบทบาทสำคัญในการแยกเซลล์ Th17 [22, 23] HS แสดงการเพิ่มจำนวนมากเกินไปของ ORS keratinocytes [35, 36] และเกี่ยวข้องกับ Th17-autoimmunity ที่เป็นสื่อกลาง [17–19, 52, 53]

HIF-1a เป็นปัจจัยการถอดความที่สำคัญของไกลโคไลซิส [54, 55] ซึ่งจำเป็นสำหรับการเพิ่มจำนวนเซลล์แบบเร่ง [26] HIF-1 -ไกลโคไลซิสที่เหนี่ยวนำให้เกิดมีความสัมพันธ์กับการแพร่กระจายของเคอราติโนไซต์ในโรคสะเก็ดเงิน (Psoriasis vulgaris) [29, 30, 47] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รูขุมขนของมนุษย์มีส่วนร่วมอย่างเข้มข้นในการสลายไกลโคไลซิสแบบใช้ออกซิเจน [32, 33] และแสดง HIF{10}}a [37] ในระดับสูง บทบาทที่ทำให้เกิดโรคของ HIF-1a ใน HS ได้รับการสนับสนุนโดยการสังเกตการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของ HIF-1a ในผิวหนังที่เป็นรอยโรคของ HS ซึ่งมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับ Hurley staging (ตารางที่ 2) เมื่อเปรียบเทียบกับโรคสะเก็ดเงิน [38] เราพบว่าระดับซีรั่มของ HIF{16}}a สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วย HS ของเราเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่ดีต่อสุขภาพ ในโรคสะเก็ดเงิน ระดับ HIF ในเลือดสูง-1 แสดงความสัมพันธ์กับ IL ที่แสดงออกมากเกินไป-6 [38] IL-6 ผ่านการส่งสัญญาณ STAT3 ปรับปรุง HIF-1a expression [22]

ในโรคสะเก็ดเงิน เซลล์บุผนังหลอดเลือดขนาดเล็กในผิวหนังของมนุษย์จะแสดงการสร้างเส้นเลือดใหม่และการย้ายถิ่นที่เพิ่มขึ้น [56] ในผิวหนังชั้นหนังแท้ของบริเวณ HS ที่เป็นรอยโรคที่มีการอักเสบเรื้อรัง พบว่ามีการสร้างหลอดเลือดใหม่เพิ่มขึ้นด้วย [57, 58] มีรายงานการแสดงออกของปัจจัยการเจริญเติบโตของหลอดเลือดบุผนังหลอดเลือดที่เพิ่มขึ้น (VEGF) ในโรคสะเก็ดเงินและ HS [59] HIF-1 เป็นตัวควบคุมหลักของการกำเนิดหลอดเลือดและมีส่วนร่วมในการสร้างหลอดเลือดโดยความสัมพันธ์ที่เสริมฤทธิ์กันกับปัจจัยที่ก่อให้เกิดเส้นเลือดใหม่อื่นๆ รวมถึง VEGF [60]

หลักฐานการแปลบ่งชี้ว่าการแสดงออกมากเกินไปของสัญญาณ HIF{{0}} เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนและการสูบบุหรี่ ซึ่งเป็นปัจจัยกระตุ้นทางคลินิกที่สำคัญของ HS การบริโภคออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นของ adipocytes ในโรคอ้วนได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มการแสดงออกของ HIF-1 [61] ตรงกันข้ามกับระดับโปรตีน HIF{3}} ที่เพิ่มขึ้นในผู้ป่วยที่มีภาวะ HS เราสังเกตเห็นระดับ mRNA ของ HIF{4}} ที่ลดลง ซึ่งเป็นการค้นพบที่คาดไม่ถึงซึ่งเข้ากันได้ดีกับการสังเกตเซลล์บุผนังหลอดเลือดของมนุษย์ที่สัมผัสกับภาวะขาดออกซิเจนเรื้อรังที่ค่อยๆ ลด HIF-1 mRNA ในขณะที่ระดับโปรตีน HIF-1 สูงสุดอย่างรวดเร็วหลังจากผ่านไปหลายชั่วโมง แล้วค่อยๆ สลายไป [62, 63] ที่น่าสังเกตคือ microRNA-21 (miR21) ถูกควบคุมในเนื้อเยื่อไขมันของอาสาสมัครที่เป็นโรคอ้วนและเป็นเบาหวาน [64–66] สังเกตการแสดงออกมากเกินไปของ miR-21, miR-155, miR-223, miR-31, miR-125b และ miR-146a ในผิวหนัง HS ที่เป็นรอยโรคเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่ดีต่อสุขภาพ [67] น่าประหลาดใจที่ miR-21 กำหนดเป้าหมายและลดทอนการแสดงออกของ VHL mRNA [68–71] MiR-146a ถูกควบคุมโดย NFκB และกำหนดเป้าหมาย 3´UTRs ของโปรตีนส่งสัญญาณของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด [72] เช่นเดียวกับ HIF-1 mRNA [73] MiR-148a เป็นอีก miR ที่มีการควบคุมที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนและโรคเบาหวาน [74–78] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง HIF1AN ซึ่งเป็นยีนที่เข้ารหัส FIH-1 เป็นเป้าหมายโดยตรงของ miR-148a, miR-31 และ miR-125 ที่ยับยั้ง HIF-1 ทั้งหมด การทำธุรกรรม (TargetScanHuman รีลีส 8.0)

การได้รับควันบุหรี่เรื้อรัง (CS) ทำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจนทั้งระบบ [79] สารสกัด CS ยังเพิ่มการแสดงออกของ miR-21 และ HIF-1a ในเซลล์เยื่อบุผิวหลอดลมของมนุษย์ (HBE) [80] เซลล์ HBE ปล่อย miR-21-exosomes ที่เสริมประสิทธิภาพหลังจากการเปิดรับ CS ที่ปรับปรุงการส่งสัญญาณ HIF-1 ผ่านการกำหนดเป้าหมาย pVHL [81, 82] หลักฐานเพิ่มเติมยืนยันว่า CS เปิดใช้งาน HIF-1a [83, 84] นิโคตินเพิ่ม HIF{11}}การแสดงออกในเซลล์มะเร็งปอดที่ไม่ใช่เซลล์ขนาดเล็ก [85] Benzo(a)pyrene ส่วนประกอบของสารสกัด CS [86] ช่วยเพิ่มความสามารถในการจับกันของโปรตีน HIF-1 กับ HIF-1 [87] CS และภาวะขาดออกซิเจนทั้งเพิ่มความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันและผลิตออกซิเจนที่มีปฏิกิริยาซึ่งกระตุ้นเซลล์ T ที่กระตุ้นการอักเสบโดยอัตโนมัติและลดกิจกรรมของเซลล์ Treg [88]

ที่น่าสนใจคือ การขาดวิตามินดีได้รับการยืนยันซ้ำแล้วซ้ำอีกในผู้ป่วย HS และเกี่ยวข้องกับความรุนแรงของโรค [89–93] วิตามินดีมีผลยับยั้ง mTORC1 [94, 95] ซึ่งส่งเสริมการสังเคราะห์ HIF-1a [14] การเสริมวิตามินดีลดการควบคุมการทำงานของ mTORC1 และลดระดับ HIF-1a mRNA ใน CD4 บวก T เซลล์ย่อยของหนูที่เป็นโรคอ้วนที่เกิดจากอาหารที่มีไขมันสูง [96] โปรดทราบว่าการส่งสัญญาณวิตามินดี/VDR ช่วยเพิ่มการถอดความของ VHL [97]

ไซโตไคน์ที่ก่อการอักเสบ เช่น IL-17A, tumor necrosis factor-a (TNF-a) และ IL ส่วนใหญ่-1 จะเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนในผิวหนังที่เป็นรอยโรค HS [98] IL-1 ควบคุมการแสดงออกของยีนที่ขึ้นกับ HIF-1a และ HIF{8}}a [99, 100] การยับยั้ง IL-1 โดย anakinra แสดงผลการรักษาใน HS ที่รุนแรง [101] ในเซลล์ HepG2 นั้น IL-1 ไม่ส่งผลกระทบต่อการแสดงออกของยีนนักข่าวในภาวะปกติ ในขณะที่ภาวะขาดออกซิเจน IL-1 จะขยายกิจกรรมของยีนนักข่าว HIF-1 ขึ้น 25 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับการขาดออกซิเจนเพียงอย่างเดียว [102] HIF-1a ได้รับการระบุว่าเป็นยีนเป้าหมายของ NF-κB ซึ่งเชื่อมโยงกับภาวะขาดออกซิเจน การอักเสบ และความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน [103–106] NF-kB ที่ควบคุมผ่าน TNFa ช่วยเพิ่มการแสดงออกของ HIF-1 mRNA และโปรตีนโดยตรงในลักษณะอนุรักษ์วิวัฒนาการ [107] เมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการแสดงให้เห็นในการทดลอง autoimmune encephalomyelitis (EAE) ว่า IL-17A รับสมัคร IL-1 -ที่หลั่งเซลล์ myeloid ซึ่งเป็นเซลล์ δT17 และ Th17 ที่ทำให้เกิดโรคที่สำคัญ [108] ในขณะที่หนูที่มี HIF-1 - ทีเซลล์ที่บกพร่องจะต้านทานการเหนี่ยวนำของ Th17-EAE ที่ขึ้นต่อกัน [23] ข้อมูลเหล่านี้เน้นย้ำถึงการพูดคุยที่ใกล้ชิดระหว่างไซโตไคน์ที่มีการอักเสบและการส่งสัญญาณ HIF{36}} ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อการเกิดโรค HS ด้วย

การจัดลำดับ RNA เซลล์เดียวเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของเซลล์และการถอดรหัสที่เกี่ยวข้องกับโพลาไรเซชันของมาโครฟาจ M1 ใน HS ที่เกี่ยวข้องกับการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของ HIF-1a [109] HIF-1a มีบทบาทสำคัญในการเหนี่ยวนำ macrophage glycolysis และการกระตุ้นโพลาไรเซชัน M1 ที่เกิดจากการอักเสบ [110] ในมาโครฟาจโพลาไรซ์ M1 HIF-1a มีหน้าที่รับผิดชอบในการผลิต IL ที่ยั่งยืน-1 [111]

หลักฐานล่าสุดระบุว่าไกลโคไลซิสประสานกันโดยทั้ง Notch และ HIF-1การส่งสัญญาณ [112] โดเมนภายในเซลล์ Notch (ICD) ปรับปรุงการรับสมัคร HIF-1 a ให้กับผู้ก่อการเป้าหมาย [113] HIF-1 ทำให้สัญญาณ Notch คงที่ [114–116] การส่งสัญญาณ Notch/PI3K/AKT [3] และ mTORC1 ที่แสดงออกมากเกินไปใน HS [6] อาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ HIF-1-การควบคุมยีนใน HS

ภาวะมีเคราตินในต่อมไขมันมากเกินไปร่วมกับการอุดตันของรูขุมขนในบริเวณผิวหนังระหว่างผิวหนัง อาจส่งผลให้เกิดภาวะขาดออกซิเจนในท่อไต ซึ่งเป็นกลไก HIF-1a ที่เกิดจากกลไกการทำให้เกิดสิวซึ่งแนะนำไว้ก่อนหน้านี้ในการเกิดสิว [117, 118] การบำบัดด้วยออกซิเจนความดันสูง (HBOT) ปรับปรุง HS และเพิ่มประสิทธิภาพของ adalimumab และ ustekinumab [119–121] ในแบบจำลองการทดลองที่เลือก HBOT ลดการแสดงออกของ HIF-1a [122–124]

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีความสนใจในยา metformin ยาต้านเบาหวานสำหรับการรักษา HS [125–130] เมตฟอร์มินไม่เพียงแต่ลดทอนกิจกรรมของ mTORC1 [131] แต่ยังลดการแสดงออกของ HIF-1a [132–137] การยับยั้ง mTORC1 โดย rapamycin (sirolimus) รวมทั้งปรับปรุงหลักสูตรทางคลินิกของ HS [138]

เมื่อนำมารวมกัน การศึกษาของเราแสดงหลักฐานสำหรับ HIF ของรอยโรคที่เพิ่มขึ้น-1การแสดงออกของโปรตีนในผู้ป่วยที่มี HS ซึ่งสัมพันธ์กับระยะ Hurley (ตารางที่ 2, 4) จากการเกิดโรคภูมิคุ้มกันทำลายตนเองของโรคสะเก็ดเงิน [37] เราสังเกตเห็น HIF ที่เพิ่มขึ้น-1การแสดงออกของโปรตีนใน HS ซึ่งทั้งสองใช้การส่งสัญญาณ HIF{5}}a และ IL ที่ปรับปรุงแล้ว-17 ร่วมกัน (รูปที่ 3) มีหลักฐานที่น่าสนใจว่า HIF-1a เป็นปัจจัยการถอดความหลักที่ควบคุมไม่ได้ของการเกิดโรค HS โดยอธิบาย (1) HIF ที่ปรับปรุงแล้ว-1ไกลโคไลซิสที่ขับเคลื่อนด้วย a โดยมีการเพิ่มจำนวนของเคอราติโนไซต์มากเกินไป (2) HIF ที่เพิ่มขึ้น-1 a/ROR t-mediated การแยกเซลล์ Th17 ด้วยการผลิต IL ที่เพิ่มขึ้น-17, (3) ลดความแตกต่างของเซลล์ Treg โดย HIF-1a-mediated การย่อยสลายของ FoxP3, (4) HS รุนแรงขึ้นจากโรคอ้วนและการสูบบุหรี่ ปัจจัยกระตุ้นที่สำคัญของ HS ที่เพิ่มการส่งสัญญาณ HIF ความไม่สมดุลของรอยโรคในการส่งสัญญาณ HIF-1 อยู่ที่ศูนย์กลางของ Keratinocyte ในฟันที่ถูกรบกวนและการเพิ่มจำนวนเซลล์ Th17 ในการเกิดโรคของ HS การกำหนดเป้าหมายทางเภสัชวิทยาของ HIF-1a อาจเป็นวิธีที่มีแนวโน้มในการจัดการ HS ตามคำแนะนำแล้วสำหรับโรคสะเก็ดเงินและโรคแพ้ภูมิตัวเองอื่นๆ [48, 50, 139, 140]

ผลงานของผู้เขียน

BM ออกแบบการศึกษาและตอบคำถามการวิจัย BM และ NA เขียนต้นฉบับ OS, RG, DM, SA, NE และ NA มีส่วนอย่างเท่าเทียมกันในการประมวลผลตัวอย่าง การติดฉลากอิมมูโนฟลูออเรสเซนต์ และการวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติ ผู้เขียนทั้งหมดอนุมัติฉบับสุดท้ายของต้นฉบับ

เงินทุน

การให้ทุนแบบเปิดนั้นจัดทำโดย The Science, Technology & Innovation Funding Authority (STDF) ร่วมกับ The Egyptian Knowledge Bank (EKB) ไม่มี.

ความพร้อมใช้งานของข้อมูล

ข้อมูลทั้งหมดที่วิเคราะห์ในการศึกษานี้จะรวมอยู่ในบทความที่ตีพิมพ์เป็นชุดข้อมูล S1 และชุดข้อมูล S2

อ้างอิง

1. Kozera EK, Frew JW (2022) การเกิดโรคของ hidradenitis suppurativa: กระบวนทัศน์ที่พัฒนาในโรคที่ซับซ้อน เดอร์มาทอล เรฟ 3:39–49

2. Wolk K, Join-Lambert O, Sabat R (2020) สาเหตุและการเกิดโรคของ hidradenitis suppurativa BrJ Dermatol 183:999–1010

3. Hessam S, Gambichler T, Skrygan M et al (2021) เพิ่มโปรไฟล์การแสดงออกของ NCSTN, Notch และ PI3K/AKT3 ใน hidradenitis suppurativa J Eur Acad เดอร์มาทอล เวเนเรออล 35:203–210

4. Vural S, Baumgartner M, Lichtner P et al (2021) การตรวจสอบการกลายพันธุ์ที่ซับซ้อนของยีน gamma-secretase ในประชากรเยอรมันที่มี Hidradenitis suppurativa กำหนดมรดกทางพันธุกรรมที่ซับซ้อน J Eur Acad Dermatol Venereol 35(6):1386–1392

5. Garg A, Zema C, Kim K et al. (2022) การพัฒนาและการตรวจสอบความถูกต้องเบื้องต้นของ HS-IGA: การประเมินทั่วโลกของผู้ตรวจโรค hidradenitis suppurativa-specifc ใหม่ เพื่อใช้ในการทดลองแบบแทรกแซง บีอาร์เจ เดอร์มาทอล https://doi.org/10.1111/bjd.21236

6. Lembo S, Fabbrocini G (2016) เป้าหมายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมของ rapamycin, การดื้อต่ออินซูลิน และ hidradenitis suppurativa: วงจรการเผาผลาญที่เป็นไปได้ J Eur Acad Dermatol Venereol 30:1631–1633

7. Balato A, Lembo S, Ayala F et al (2017) เป้าหมายกลไกของราปาไมซินคอมเพล็กซ์ 1 เกี่ยวข้องกับโรคสะเก็ดเงินและควบคุมโดยการรักษาต่อต้าน TNF Exp Dermatol 26:325–327

8. Buerger C (2018) การส่งสัญญาณ mTORC1 ทางผิวหนังมีส่วนช่วยในการเกิดโรคของโรคสะเก็ดเงินและสามารถใช้เป็นเป้าหมายในการรักษา อิมมูนอลด้านหน้า 9:2786

9. Ali M, Bukhari SA, Ali M et al (2017) การส่งสัญญาณต้นทางของ mTORC1 และการกระตุ้นมากเกินไปในเบาหวานชนิดที่ 2 (T2D) BMB Rep 50:601–609 (ข้อผิดพลาดใน: BMB Rep 51:45-53)

10. Cota D (2009) เป้าหมายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมของราปาไมซินคอมเพล็กซ์ 1 (mTORC1) ส่งสัญญาณถึงความสมดุลของพลังงานและความอ้วน ฟิสิออล พฤติกรรม 97:520–524

11. De Vita V, Melnik BC (2018) เปิดใช้งานการส่งสัญญาณ mTORC1: แรงผลักดันทั่วไปของโรคเบาหวานประเภท 2 และ hidradenitis suppurativa เจ แอม อคาเดมี เดอร์มาทอล 78:e121

12. De Vita V, Melnik BC (2019) mTORC1 ที่ทางแยกของการเผาผลาญและภูมิคุ้มกันใน hidradenitis suppurativa J Eur Acad Dermatol Venereol 33:e107

13. Linke M, Fritsch SD, Sukhbaatar N et al (2017) mTORC1 และ mTORC2 เป็นตัวควบคุมการเผาผลาญของเซลล์ในภูมิคุ้มกัน ก.พ. เลตต์ 591:3089–3103

14. Laplante M, Sabatini DM (2013) กฎระเบียบของ mTORC1 และผลกระทบต่อการแสดงออกของยีนโดยสรุป เจ เซลล์ วิทย์ 126:1713–1719

15. Nagai S, Kurebayashi Y, Koyasu S (2013) บทบาทของคอมเพล็กซ์ PI3K/Akt และ mTOR ในการสร้างความแตกต่างของเซลล์ Th17 แอน NY Acad Sci 1280:30–34

16. Ren W, Yin J, Duan J, et al (2016) การส่งสัญญาณ mTORC1 และการแสดงออกของ IL-17: การกำหนดเส้นทางและเป้าหมายการรักษาที่เป็นไปได้ เออ เจ อิมมูนอล 46:291–299

17. Fletcher JM, Moran B, Petrasca A et al (2020) IL-17 ในโรคผิวหนังอักเสบสะเก็ดเงินและ hidradenitis suppurativa คลิน เอ็กซ์พี อิมมูนอล 201:121–134

18. Frew JW (2022) การตอบสนองของแมคโครฟาจที่ใช้ autoantibody เป็นสื่อกลางให้การเชื่อมโยงที่ขาดหายไประหว่างความผิดปกติของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและการปรับตัวใน hidradenitis suppurativa เจ อินเวสท์ เดอร์มาทอล 142:747–749

19. Melnik BC, John SM, Chen W et al (2018) Helper 17 ความไม่สมดุลของเซลล์/การควบคุม T-เซลล์ใน hidradenitis suppurativa/acne inversa: การเชื่อมโยงไปยังการผ่ารูขุมขน โรคอ้วน การสูบบุหรี่ และโรคภูมิต้านทานผิดปกติ บีอาร์ เจ เดอร์มาทอล 179:260–272

20. Monfrecola G, Balato A, Caiazzo G, et al (2020) IL-17 ในโรคผิวหนังอักเสบสะเก็ดเงินและ hidradenitis suppurativa คลิน เอ็กซ์พี อิมมูนอล 201:121–134

21. Moran B, Sweeney CM, Hughes R et al (2017) Hidradenitis suppurativa มีลักษณะที่ผิดปกติของ Th17: Treg cell axis ซึ่งได้รับการแก้ไขโดยการรักษาด้วย anti-TNF เจ อินเวสท์ เดอร์มาทอล 137:2389–2395

22. Dang EV, Barbi J, Yang HY et al (2011) การควบคุมความสมดุลของ T(H)17/ T(reg) โดยปัจจัยที่เหนี่ยวนำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจน 1. เซลล์ 146:772–784

23. Shi LZ, Wang R, Huang G et al (2011) HIF1alpha-dependent glycolytic pathway จัดทำจุดตรวจสอบการเผาผลาญสำหรับความแตกต่างของเซลล์ TH17 และ Treg J Exp Med 208:1367–1376

24. Corcoran SE, O'Neill LA (2016) HIF1 และโปรแกรมเมแทบอลิซึมในการอักเสบ เจ คลิน อินเวสท์ 126:3699–3707

For more information:1950477648nn@gmail.com