La pléiotrophine dérivée des cellules de Schwann stimule la prolifération des fibroblastes et la déposition excessive de collagène dans le neurofibrome plexiforme

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Cellules de Schwann pleiotrophine fibroblastes neurofibrome plexiforme déposition de collagène voie de signalisation

Cette étude étudie l’interaction entre les cellules de Schwann et les fibroblastes dans le neurofibrome plexus (PNF) associé à la neurofibromatose de type 1 (NF1). Le contexte de l’étude tient à la forte incidence de la NF1, qui touche environ 1 nouveau-né sur 3000 dans le monde et qui s’accompagne d’une série de manifestations cliniques uniques. Le FPN est un schwangome périphérique fréquent chez les patients atteints de NF1. Environ 50% des patients souffrent de cette maladie, qui affecte gravement leur qualité de vie. Malgré des décennies de recherche, la FNP est incurable. Les traitements disponibles ciblent principalement les cellules de Schwann associées au NF1 et ont obtenu une certaine efficacité clinique. Cependant, de nombreux traitements, tels que l’inhibiteur sélectif du MEK, le Selumetinib, ne sont efficaces que chez certains patients et une utilisation prolongée peut entraîner une résistance. Cela a incité les chercheurs à se tourner vers les fibroblastes dans le FPN et leur rôle dans la prolifération anormaux et le dépôt de collagène dans les tumeurs.

Research Origins

This study was conducted by the following authors and institutions: Zhu Weitian, Zhong Du, Guo Bai, Gong Qiyu, You Yuanhe, Xu Guisong, Liu Jialiang, Xiao Meng, Wang Yanan, and He Yue. The research units include the Department of Oral and Maxillofacial-Head and Neck Oncology, Ninth People’s Hospital Affiliated with Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai Stomatology Hospital, and other institutions. The study was published in Volume 31 of Cancer Gene Therapy in 2024.

Processus de Recherche

Méthodes de Recherche

  1. Collecte et Traitement des Échantillons de Tumeurs: Obtention d’échantillons frais de trois patients atteints de PNF liés à la NF1, dispersion cellulaire et suspension en cellules unique.

  2. Séquençage de l’ARN de Cellules Uniques: Utilisation de la plateforme 10x Genomics pour le séquençage de l’ARN de cellules uniques et du logiciel Cell Ranger pour l’alignement et le traitement des données. Les étapes de contrôle de qualité incluent la détection du nombre de caractéristiques de chaque cellule et la proportion de gènes mitochondriaux.

  3. Regroupement et Annotation: Analyses principales de composants et algorithmes de regroupement non supervisé utilisant le package Seurat pour diviser les cellules échantillons en environ 10 clusters primitifs et annotation de leurs types cellulaires. Vérification des résultats de regroupement en utilisant des gènes marqueurs spécifiques aux types cellulaires connus.

  4. Comparaison Fonctionnelle et Analyse de Trajectoire: Regroupement non supervisé de Schwann cells et fibroblasts, obtention de gènes exprimés différemment à l’aide du package MAST et analyse d’enrichissement GO. De plus, l’analyse de trajectoire en pseudo temps avec le package Monocle et typage et prédiction utilisant les données du package Seurat.

  5. Annotation des Interactions Cellulaires: Utilisation des outils Nichenet et CellChat pour analyser les interactions ligands-récepteurs entre Schwann cells et fibroblasts.

Méthodes Expérimentales

  1. Coloration Immunohistochimique: Utilisation d’anticorps contre le collagène de type I et de type VI humain et une deuxième anticorps biotinilé et kit DAB pour la détection.

  2. Culture et Séparation Cellulaire: Culture des lignées de Schwann cells et séparation et culture des fibroblasts (NFAFs) liés à la NF en utilisant la méthode de croissance d’explants.

  3. RT-PCR Quantitative en Temps Réel (qRT-PCR) et Analyse Western Blot: Extraction de l’ARN total et détection des niveaux d’expression des protéines par Western blot.

  4. ELISA et Test de Prolifération Cellulaire: Collecte et test de la supernatan des milieux de culture par ELISA et détecter la capacité de prolifération cellulaire en utilisant les kits CCK-8 et EdU.

  5. Détection du Cycle Cellulaire et Synthèse du Collagène: Détection du cycle cellulaire via cytométrie en flux et détection de la synthèse de collagène à l’aide d’un kit de détection de l’hydroxyproline.

Traitement des Données et Analyse Statistique

Toutes les analyses statistiques sont effectuées à l’aide des logiciels SPSS et GraphPad Prism, utilisant le test t de Student pour déterminer la significativité des différences entre les groupes et exprimant les données en moyenne±écart-type.

Résultats de la Recherche

Le séquençage de l’ARN de cellules uniques des échantillons obtenus de trois patients atteints de NF1 a révélé que le PNF contient divers types cellulaires, dont les fibroblasts qui constituent la principale composante, tandis que les Schwann cells sont minoritaires. Une analyse plus poussee indicae que les Schwann cells peuvent être divisées en cinq sous-groupes avec des différences significatives en termes d’expression génique et de fonction. Parmi les sous-groupes de Schwann cells, une certaine catégorie de cellules est associée à la matrice extracellulaire ou au dépôt de collagène.

Ptn facilite la prolifération des fibroblasts et la synthèse du collagène

L’étude montre que le Ptn sécrété par les Schwann cells favorise la prolifération et la synthèse de collagène des NFAFs via la paire ligand-récepteur spécifique PtN/Ncl, incluant le collagène types I, III et VI. Interrompre Ptn ou Ncl peut significativement inverser la synthèse de collagène des fibroblasts, la ramenant à des niveaux normaux, ce qui démontre l’importance de cette voie dans le PNF et son potentiel en tant que cible thérapeutique future.

Conclusion

Cette étude révèle le mécanisme moléculaire par lequel la protéine multifonctionnelle sécrétée par les Schwann cells favorise la prolifération des fibroblasts et le dépôt de collagène dans le PNF via l’axe Ptn/Ncl/Pras40. De nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant cette voie pourraient fournir des moyens efficaces pour traiter les patients atteints de PNF dans le futur.

Points Forts de la Recherche

  1. Nouvelle Découverte des Interactions Ligand-Récepteur : Identification et validation du rôle central de l’axe Ptn/NCL dans les interactions entre Schwann cells et NFAFs.
  2. Typage et État Fonctionnel des Sous-Groupes de Fibroblasts : Révélation des différences d’expression génique et de fonction parmi les fibroblasts et Schwann cells dans le PNF.
  3. Rôle Clé de la Protéine Multifonctionnelle PTN : PTN peut non seulement favoriser la prolifération des fibroblasts et la synthèse de collagène indépendamment mais aussi collaborer avec TGF-β1.

Signification Clinique et Valeur de la Recherche

Les résultats de cette recherche fournissent de nouvelles perspectives sur les mécanismes pathologiques du PNF, révélant les interactions entre Schwann cells et NFAFs et leur régulation du dépôt de collagène. En particulier, la voie Ptn/NCL/Pras40, en tant que mécanisme de régulation clé dans l’occurrence et le développement du PNF, fournit une base théorique importante pour le développement futur de stratégies thérapeutiques ciblant cette voie.

Cette étude enrichit non seulement les connaissances sur les mécanismes moléculaires du PNF, mais elle propose également de nouvelles cibles potentielles pour le traitement de cette maladie, offrant une valeur clinique significative.