敗血症におけるB1受容体の好中球機能への影響
研究によると、B1受容体が敗血症時の好中球反応において重要な役割を果たしてるって。
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敗血症は、体が感染に強く反応することで起こる深刻な医療状態だよ。この反応は臓器不全につながる可能性があり、命に関わることもある。敗血症の初期段階の一つは全身性炎症反応症候群(SIRS)として知られている。SIRSでは、体の免疫システムが過剰に活性化され、大事な臓器に炎症を引き起こす。これが適切に治療されないと、組織の損傷や死に至ることもある。
好中球の役割
好中球は白血球の一種で、感染と戦う重要な役割を果たしている。感染の場所に最初に到着することが多いんだ。好中球が効果的に働くためには、感染が起きているエリアに移動する必要がある。そのために特別な受容体、CXCR2受容体を使って移動するんだ。
敗血症の場合、体は炎症物質を過剰に生成する。このため、いろんな受容体、特にCXCR2が過剰に刺激されることになって、好中球の変化を引き起こし、感染エリアにたどり着くのが難しくなる。これが感染部位での好中球の数を減らし、いわゆる多臓器不全症候群の状態を助長する。
ブラジキニン関連ペプチドって何?
ブラジキニン関連ペプチドは血管や炎症に影響を与える分子なんだ。これらはキニノゲンという大きなタンパク質に作用する酵素によって生成される。このペプチドは、BDKRB1とBDKRB2という2種類の受容体を活性化することで働く。
BDKRB2はいろんな組織に存在して多くの体の機能を調整するのに対し、BDKRB1は通常、健康な組織には存在しないけど、炎症の際に活性化される。敗血症におけるBDKRB1の正確な役割や好中球への影響はまだ完全には理解されていないんだ。研究者たちは、この受容体を活性化することで、好中球が感染したエリアに移動しにくくなるかどうかを調べようとしている。
研究の目標
この研究の目的は、キニンB1受容体を活性化することが、敗血症の間に好中球が感染部位に到達する能力にどんな影響を与えるのかを調べることだよ。結果は、B1が活性化されると、好中球が必要な場所に集まりにくくなり、臓器不全や敗血症による死亡リスクが高まる可能性があることを示唆している。
研究方法
使用した動物モデル
研究者たちは、敗血症の間のB1とB2受容体の影響を調べるために特定のマウスモデルを使用した。B1またはB2受容体が欠損したマウスと、比較用に正常なマウスを生成したんだ。マウスは制御条件下で飼育され、食事と水が与えられた。
敗血症の誘導
重度の敗血症モデルを作るために、研究者たちはマウスに盲腸結紮穿孔(CLP)と呼ばれる手法を行った。この手法は腹腔内の感染をシミュレートするものだ。手術後、研究者たちは数日間マウスを観察して、どれだけ生存したかを見たり、分析用のサンプルを集めたりした。
データ収集
研究者たちは、白血球が感染部位に移動する様子を調べたり、サンプル内の細菌を数えたり、肺での好中球の活動をテストした。免疫応答を調整するためのシグナル物質であるさまざまなサイトカインのレベルも測定した。肺の組織損傷を見るために組織病理学的分析も行った。
好中球の分析
好中球は血液から抽出され、感染に向かって移動する様子を模擬する方法を使ってテストされた。研究者たちは、好中球の移動と機能における異なるタンパク質や受容体の役割も調べた。
治療と介入
研究の別の部分では、研究者たちは特定のB1拮抗薬をマウスの一部に適用した。この治療は、敗血症の手術の前後に行われ、マウスの生存率や免疫応答が改善されるかどうかを見た。
研究結果
B1とB2受容体の役割
結果は、B1受容体が敗血症の進行に重要な役割を果たすことを示した。B1受容体のないマウスは、正常なマウスやB2受容体が欠損したマウスと比べて生存する可能性が高かった。これは、敗血症の間にB1の活性化が有害であることを示しているよ。
免疫応答と細菌負荷
B1受容体がないマウスは、感染部位への好中球の移動がより効果的で、体内の細菌数が少なかった。これは、B1受容体の影響が好中球の感染への応答を妨げていることを示唆している。
サイトカインレベルの変化
敗血症のマウスでは、サイトカインレベルが測定され、B1受容体がないマウスはTNFや他の炎症物質の濃度が低いことが示された。これは、B1の活性化が過剰な炎症を引き起こし、状態を悪化させる可能性があることを示している。
肺の損傷と炎症
敗血症はマウスに深刻な肺の損傷を引き起こし、炎症や液体の蓄積が特徴的だった。B1がないマウスは、正常なマウスに比べて肺の損傷が少ない兆候を示し、敗血症中のB1の活性化が肺の炎症に貢献することを示している。
骨髄系細胞の重要性
研究はまた、好中球を含む骨髄系細胞におけるB1受容体の役割を強調した。B1受容体が欠損したマウスの骨髄を用いて治療されたマウスは、免疫応答が良好だった。これは、これらの免疫細胞におけるB1受容体の存在が重要であることを示しているよ。
働いているメカニズム
研究者たちは、B1が敗血症の間に好中球の応答にどう影響するかを調べた。B1の活性化が、好中球の移動に重要なCXCR2受容体に変化をもたらすことを発見した。B1受容体はCXCR2の機能を低下させるシグナル伝達カスケードを引き起こしているようで、好中球がその仕事をするのが難しくなる。
潜在的治療戦略
今回の研究結果を受けて、B1受容体を特定の拮抗薬でターゲットにすることが、敗血症治療の有望な戦略になる可能性があることを示唆しているよ。この受容体をブロックすることで、好中球の移動や細菌の排除が促進され、最終的には患者の予後が改善されるかもしれない。
治療の組み合わせの利点
研究では、B1拮抗薬と抗生物質の組み合わせも探求された。その結果、この組み合わせが敗血症マウスの生存率を向上させる可能性があることが示された。このことは、治療の新たなアプローチを提供して、敗血症の管理に新しい戦略を提案する。
まとめ
敗血症は依然として重要な健康課題であり、関与するメカニズムを理解することは効果的な治療法を見つけるために重要だよ。この研究は、敗血症の間の免疫応答におけるB1受容体の重要性を強調している。研究者たちはこの受容体をブロックすることによって、好中球の機能を改善し、炎症を減少させ、マウスの生存率を向上させることを示した。
免疫システムと敗血症の相互作用に焦点を当てることで、新しい治療法が開発される可能性がある。研究結果は、B1拮抗薬を敗血症治療の重要な一部として探求する価値があることを示しており、現在の治療法を強化し、患者の予後を改善する可能性があるよ。
タイトル: Activation of bradykinin receptor B1 promotes desensitization of CXCR2 in neutrophils during severe sepsis and contributes to disease progression in mice.
概要: Sepsis is one of the most common causes of death in intensive care units. The overproduction of proinflammatory mediators during severe sepsis leads to desensitization of CXCR2 on neutrophil, compromising their migration capacity. During early sepsis, kinins are released and bind to bradykinin 1 (BDKRB1) and bradykinin 2 (BDKRB2) receptors, however the involvement of these receptors in sepsis is not yet fully understood. This study demonstrated that the absence of BDKRB2 had no major effects compared to WT mice upon sepsis induction by CLP, suggesting that this receptor plays a minor role under these experimental conditions. In contrast, B1-/- mice showed lower mortality and bacterial recovery compared to WT-CLP mice, which was associated with an increased influx of neutrophils into the peritoneal cavity of CLP-B1-/- mice. WT-CLP mice exhibited increased expression of P110{gamma} and decreased expression of CXCR2 in neutrophils, which was partially reversed in CLP-B1-/- mice. Interestingly, local CXCL1 production was not affected by the absence of BDKRB1. In human neutrophils, LPS induced expression of BDKRB1, and antagonism of this receptor was associated with the restoration of neutrophil recruitment capacity upon stimulation with CXCL8. Furthermore, treatment with a BDKRB1 antagonist in combination with imipenem resulted in a significant improvement in mortality compared to animals treated with the antimicrobial agent alone. Our findings demonstrate that BDKRB1 plays an essential role in exacerbating the inflammatory response and CXCR2 desensitization in neutrophils during CLP-induced severe sepsis, highlighting BDKRB1 as a potential target for sepsis treatment. ImportanceSepsis is a life-threatening organ dysfunction caused by a dysregulated host response to infection. Despite advances in understanding its pathophysiology, sepsis remains a leading cause of mortality in intensive care units nowadays. Here we found that B1 receptor contributes to neutrophil migration failure during severe sepsis. Inhibition of B1 improves neutrophil migration and bacterial clearance, making it a valuable therapeutic candidate for the treatment of sepsis. More importantly, treatment with a BDKRB1 antagonist in combination with imipenem resulted in a significant improvement in mortality compared to animals treated with the antimicrobial agent alone. These results highlight B1 as a potential treatment target for sepsis, offering improved modulation of the inflammatory response and synergy with antibiotics. Graphical Abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=120 SRC="FIGDIR/small/590213v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (37K): [email protected]@[email protected]@176b5aa_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG BDKRB1 activation contributes to sepsis-induced hyperinflammation: (A) BDKRB1 activation contributes to sepsis-induced hyperinflammation: (A) BDKRB1 plays an essential role in the pathogenesis of sepsis, partly by mediating impaired neutrophil migration during the disease. It exerts its effects in myeloid cells by controlling the activation of P13K{gamma} and the expression of CXCR2. (B) BDKRB1 antagonist decreases cytokine production and increases neutrophil influx into the peritoneal cavity, resulting in a reduction in bacterial recovery, highlighting DALBK as a potential adjuvant treatment for sepsis C_FIG
著者: Daniele G. Souza, R. D. d. N. Arifa, C. B. R. Mascarenhas, L. C. R. Rossi, M. E. F. Silva, B. Resende, L. D. Tavares, A. C. Reis, V. Pinho, F. A. Amaral, C. T. Fagundes, C. X. Lima, M. M. Teixeira
最終更新: 2024-04-19 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.19.590213
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.19.590213.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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