Filaggrinin ruokinta: l-histidiinilisän vaikutukset atooppisessa ihottumassa
Johdanto
atooppinen ihottuma (AD) on yleinen, parantumaton, krooninen tulehduksellinen ihosairaus, jota esiintyy lapsilla paljon ja joka heikentää elämänlaatua huomattavasti.1-4 YLEISYYDESTÄÄN ja sairastavuudestaan huolimatta AD: lle on nykyisin tarjolla vain vähän kohdennettuja hoitoja. Hoidon tukipilari on oireenmukainen lievitys, joka perustuu epäspesifisten anti-inflammatoristen paikallisten steroidien, kalsineuriinin estäjien ja systeemisten immunosuppressanttien, kuten atsatiopriinin, siklosporiinin ja prednisolonin käyttöön.4,5 näihin hoitoihin liittyy haitallisia sivuvaikutuksia, ja on olemassa suuri täyttämätön kliininen tarve kehittää kohdennettuja AD-hoitoja, jotka ovat tehokkaita, taloudellisia ja turvallisia käytettäväksi, erityisesti nuoremmille lapsille.5
vuonna 20066 tehty seminaaliraportti osoitti, että kaikista tähän mennessä havaituista merkkiaineista epidermaalisen esteproteiinin profilaggriinin (FLG) geenin toimintakyvyttömät mutaatiot ovat voimakkaimmin yhteydessä AD: hen.7,8 Profilaggriini,jota alun perin kutsuttiin ”histidiinipitoiseksi proteiiniksi” sen erittäin korkean (~10%) histidiinipitoisuuden vuoksi, 9 on suuri (>400 kDa) polypeptidi, joka syntetisoidaan epidermaalisessa rakeisessa kerroksessa. Se kertyy keratohyaliinirakeisiin ennen defosforylaatiota ja käsittelyä alemman painon välituotteiden kautta ~37 kDa: n filaggriinimonomeereihin.10,11 Filaggriini aggregoi sytokeratiinit 1 ja 10 ja muut välifilamentit keratinosyyttien rakeisessa kerroksessa, ”romahduttaen” ne osana epidermaalista terminaalista erilaistumisprosessia muodostaen sarveissyyttejä ja litistyneitä squamentteja, jotka ovat kriittisiä ihoesteen toiminnan kannalta.12,13 filaggriini eliminoituu ja pilkkoutuu lopulta proteaasien, kuten kallikreiini 5: n, kaspaasi 14: n, elastaasi 2: n, matripaasin ja prostatiinin, vaikutuksesta hygroskooppisiksi aminohapoiksi, jotka ovat NMF: n (natural moisturizing factor) pääainesosa, joka edistää esteen toimintaa ihon nesteytyksen ja marraskeden happamuuden ylläpitämisen kautta.14-16
huolimatta FLG-mutaatioiden ja AD: n välisestä geneettisestä yhteydestä,joka on voimakkain kaikista markkereista, 6 suurin osa AD-yksilöistä on FLG: lle villiä tyyppiä.17 näillä henkilöillä taudin vakavuuteen ja tulehdukselliseen sytokiinimiljööseen liittyvät epigeneettiset vaikutukset vähentävät filaggriinin käsittelyä ja NMF-tasoja, mikä heikentää ihon nesteytystä ja esteen eheyttä.18,19 profilaggriinin poikkeavalla proteolyyttisellä prosessoinnilla funktionaalisiksi filaggriinimonomeereiksi, joka johtuu proteaasi-antiprotaasin epätasapainosta, voi myös olla merkitystä taudin kehittymiseen potilailla, joilla on villityypin FLG.20 heikentynyt ihoeste, johtuipa se FLG-mutaatioista tai epigeneettisesti heikentyneestä profilaggriinin prosessoinnista, johtaa kseroosiin, allergeenien sisäänpääsyyn ja taudin puhkeamiseen ja pahenemiseen.21
suuri osa nykyisestä tutkimustoiminnasta pyritään ymmärtämään filaggrinin osuutta AD: n etiologiassa ja kääntämään nämä oivallukset uusiksi terapeuttisiksi lähestymistavoiksi tähän krooniseen ja invalidisoivaan tilaan.7,21 Otsuka et al22 seuloi 1120-yhdistelmäkirjaston bioaktiivisia aineita ja raportoi, että jtc801, neljän aminokinoliinin johdannainen, pystyi lisäämään FLG-transkriptiota ja translaatiota ihmisen ihoa vastaavassa mallissa. Geeniterapiaa on käytetty onnistuneesti filaggrinin monomeerin koodauskonstruktion toimittamiseen FLG-puutteelliseen (hilseilevä häntä) hiirimalliin, mikä palauttaa normaalin ihoesteen fenotyypin.23
tässä asiakirjassa esitetään, että yksinkertaisemmalla, ravitsemuksellisella lisäyksellä l-histidiinillä voi olla hyödyllinen potentiaali AD: ssa.
L-histidiini on proteinogeeninen aminohappo, jota nisäkkäät eivät syntetisoi. Ihmislapsilla sitä pidetään ”välttämättömänä”, koska histidiiniä syntetisoivan suoliston mikrobisto on alhainen ja karnosinaasiaktiivisuus vähäistä, mikä auttaa vapauttamaan vapaata l-histidiiniä karnosiinista.24 useat havainnot herättivät kiinnostuksemme l-histidiinin käyttöön AD: ssa. Ensinnäkin sekä imeväisillä että aikuisilla histidiinin puutteellinen ruokavalio johtaa eksemaattiseen ihottumaan.25 jyrsijöillä 3h-histidiini sekoittuu nopeasti (1-2 tuntia) profilaggriiniin keratohyaliinirakeiden sisällä vatsaonteloon tai nahansisäiseen injektioon14,26 ja vapautuu 1-7 päivän kuluessa vapaana NMF-aminohappona ylemmässä sarveiskerroksessa.14 lisäksi vapaiden NMF-aminohappojen, mukaan lukien histidiini ja sen happamoittava metaboliitti urokaanihappo (UCA), alentuneet marraskeden pitoisuudet liittyvät AD-taudin vaikeusasteeseen ja FLG-genotyyppiin.27,28
kun otetaan huomioon tämä näyttö filaggriinin käsittelyn ja NMF: n muodostumisen riippuvuudesta sopivista l-histidiinipitoisuuksista, oletimme, että l-histidiini sekä tehostaisi filaggriinin käsittelyä in vitro, organotyyppisessä ihmisen ihomallissa että vaikuttaisi suotuisasti ravintolisänä atooppista ihottumaa sairastavilla henkilöillä.
menetelmät
In vitro-tutkimukset
ihmisen keratinosyyttiviljelmän tila
Immortalized human HaCaT keratinocytes29 of passages 35-41 (lahja tohtori J. Woodilta, Dundeen yliopisto; alkuperä-Saksan syöpätutkimuskeskus (DKFZ), Heidelberg, Saksa) kylvettiin kuuden kuopan soluviljelylevyihin (Corning Incorporated, Corning, NY, USA) D-MEM/F-12-väliaineessa Glutamaxilla (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) täydennettynä 10% sikiön naudan seerumilla ja 1% penisilliinillä/streptomysiinillä. Yksikerroksiset viljelmät olivat tyypillisesti konfluentteja 48-72 tunnin kuluttua. Päivien 15-21 välillä viljelyainetta täydennettiin 1-5 mM: n lisäaineilla (l-lysiini, l-histidiini tai D-histidiini; Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, Yhdysvallat). Solut kerättiin ja lysättiin Laemmli-puskurilla (Sigma-Aldrich Co.) päivänä 21.
SDS-PAGE ja Western-blottaus
hacat-yksikerroksista saatu Kokonaissoluproteiini hävitettiin 9-prosenttisella natriumdodekyylisulfaattipolyakryyliamidigeelielektroforeesilla (SDS-PAGE) ja Western-blottaus standardiprotokollilla. Primaarisia vasta-aineita seuraavia antigeenejä vastaan käytettiin: filaggrin (vuohen polyklonaalinen vasta-aine; Santa Cruz Biotechnology Inc., Dallas, TX, Yhdysvallat) ja keratin 10 (rabbit monoklonal; Abcam, Cambridge, UK). Densitometrinen analyysi tehtiin Versadocin Kuvantamisjärjestelmällä (Bio-Rad Laboratories Inc., Hercules, CA, USA); kaikki bändit olivat taustakorjattu ja normalisoitu keratiini 10.
Organotypic skin-equivalent models and Lucifer Yellow penetration assay
Adult human dermal fibroblasts (HDFs; Thermo Fisher Scientific) of passages 3-5 were mixed with rotan tail kollageeni I (Thermo Fisher Scientific) and left to set to set in six-well soluviljelylevyt. Kun 20-30 minuuttia, hacats kohtia 35-41 kylvettiin apical näkökohta geelit. Kun hacat-solut saavuttivat konfluenssin, koko viljelmät (mukaan lukien HDF: ää sisältävät kollageenirakenteet) asetettiin muoviristikoihin, jolloin syntyi ilma-neste–rajapinta ilmalle altistetun apikaalisen aspektin kanssa. Ihoa vastaavia viljelmiä ylläpidettiin yhteensä 19 päivän ajan, ja niitä täydennettiin 13-19 päivänä 5 mM: llä joko l-lysiiniä, l-seriiniä tai L-histidiiniä (Sigma-Aldrich Co.). Näytteet pestiin kahdesti PBS: llä, kiinnitettiin formaliiniin, upotettiin parafiiniin ja leikattiin. Hematoksyliini-ja eosiinivärjäyksessä käytettiin tavanomaisia protokollia. 19. päivänä ihomalleissa esiintyi keratiini 10: tä, involukriinia, filaggriinia ja lorikriinia (tietoja ei ole esitetty) erityisesti suprabaskaalikerroksissa, mikä osoitti epidermaalisen kaltaista erilaistumista.
penetraatiomäärityksessä 50 µL 5 mM Luciferin keltaista Ch-dikaliumväriä (Sigma-Aldrich Co.) levitettiin kunkin ihomallin apikaaliselle pinnalle keskelle 5 minuutin välein yhteensä 10 minuutin ajan, ennen kuin se pestiin PBS: llä, kiinnitettiin formaliiniin ja upotettiin parafiiniin. Vahat poistettu ja hydratoitu 3 µm: n poikittaisosa visualisoitiin fluoresenssilla 455-495/505-555 nm: ssä. Lucifer Yellow on vesiliukoinen fluoresoiva disulfonihappoanioninen väriaine, jota käytetään usein neuronien morfologian tutkimiseen. Sitä on käytetty hiirten läpäisevyysesteen ja ihoa vastaavien mallien arvioinnissa.30-33
vaikka ihomallissamme ei havaittu vakiintunutta epidermaalista sarveiskerrosta hematoksyliini-ja eosiinivärjäyksessä, 5 minuutin kohdalla havaittiin Vähäinen väriaineen tunkeutuminen ihomallin läpi, mikä viittaa ihmisen orvaskeden estoon. Väriaineen penetraatio ei ollut yhtäpitävä koko näytteessä. Tämän vuoksi keskimääräinen väriaineen levinneisyysprosentti laskettiin kolmella peräkkäisellä mikroskooppikentällä kustakin osasta (yhteensä viisi jaksoa pisteytettiin kustakin ihomallista).
kliinisen ravitsemuslisäyksen pilottitutkimus
koehenkilöt
Aikuiset (>18-vuotiaat) koehenkilöt, joilla oli diagnosoitu AD ”the UK Working Party’ s Diagnostic Criteria for Atopic Dermatitis” 34. Poissulkukriteereinä olivat raskaus tai imetys, maksasairaus, altistuminen luonnolliselle tai keinotekoiselle ultraviolettisäteilylle, sairaudesta tai lääkityksestä johtuva immunosuppressio tai kiinalaisen Rohdosvalmisteen käyttö tutkimusta edeltäneiden kolmen kuukauden aikana. Tutkittavat saivat jatkaa ei-lääkkeiden pehmentävien aineiden ja ajoittaisen ajankohtaisten steroidivoiteiden pelastushoidon käyttöä, jotka kirjattiin tapausraporttilomakkeisiin jokaisella käynnillä.
tutkimusrakenne
Tämä oli satunnaistettu, kaksoissokkoutettu, lumekontrolloitu, crossover-ravintolisätutkimus, jossa tutkittiin l-histidiinin vaikutuksia aikuispotilailla, joilla oli AD. Koehenkilöt satunnaistettiin käyttäen Research Randomizeria (www.randomizer.org) joko A-tai B-ryhmään.ensimmäisen AD-taudin vaikeusasteen arvioi koulutettu ihotautien tutkimushoitaja validoidulla atooppisen ihottuman Pisteytysmenetelmällä (scorad).35 koehenkilöt koulutettiin myös tekemään ensimmäinen viikoittainen itsearviointi sairautensa vaikeusasteesta käyttäen validoitua potilaslähtöistä ekseeman mittausta (Poem).35 kun tutkittavia pyydettiin olemaan käyttämättä mitään lääkettä Alzheimerin tautiin, samat toimenpiteet toistettiin ja potilaille annettiin samanlaiset annospussit, jotka sisälsivät joko 4 g l-histidiiniä (ryhmä A) tai 4 g lumelääkettä (erytritolia); ryhmä B), joka otettiin kerran päivässä ja liuotettiin aamun hedelmäjuomaan. Potilaat palasivat 4 ja 8 viikkoa myöhemmin, ja SCORADIN suoritti jokaisella käynnillä yksi koulutettu ihotautien tutkimushoitaja. A-ryhmän potilaat siirtyivät sitten lumelääkkeeseen ja B-ryhmän potilaat ottivat l-histidiiniä seuraavan 8 viikon ajan; koulutettu ihotautien tutkimushoitaja suoritti SCORADIN 4 viikon välein ja RUNOKYSELYT täytettiin viikon välein.
Regulatory and ethics approval
UK Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency vahvisti, että tätä aminohappojen vaikutuksia koskevaa ravintolisätutkimusta Ei luokiteltu ”tutkimuslääkkeen kliiniseksi tutkimukseksi”. Bolton Research Ethics Committee antoi luvan tutkimukselle (#08 / H1009 / 52), joka tehtiin Helsingin julistuksen 1964 ja EMEA Note for Guidance on Good Clinical Practice mukaisesti kaikkien tutkittavien kirjallisella, tietoon perustuvalla suostumuksella.
tilastotiedot
varianssi – analyysi (yksi-tai kaksisuuntainen, dunnettin ja Bonferronin post hoc-testit suoritettu) ja yksinkertainen lineaarinen regressioanalyysi in vitro-tutkimuksissa. Nämä tehtiin käyttäen GraphPad Prism versio 4.00 Windows (GraphPad software, San Diego, CA, USA). Tiedot esitetään keskiarvoina ± keskihajonta.
tilastollisen analyysin kliinisestä pilottitutkimuksesta teki riippumaton tilastoanalyytikko (StatSol, Sereetz, Saksa) käyttäen SPSS: n versiota 15. Tiedot on esitetty keskiarvoina ± keskivirheinä ja keskiarvojen erojen merkitys on ilmaistu Wilcoxon rank-sum-testien kaksipuolisena eksaktina P-arvona. Sekä kliinisissä että in vitro-tutkimuksissa P-arvoja <0, 05 pidettiin merkittävinä.
tulokset
L-histidiini vaikutukset profilaggriinin prosessointiin ja ihoesteiden toimintaan in vitro
l-histidiinin lisääminen hacat-keratinosyyttien (n=6) monokerroksisiin viljelmiin aiheutti suuren 120 kDa: n profilaggriinivälitteisen välituotteen vähenemisen 11 ja samanaikaisen 37 kDa: n filaggriinimonomeerien lisääntymisen (Kuva 1). Tämä 37 kDa:120 kDa: n suhdeluvun nousu (keskiarvo 1, 69, SD 0, 46) oli riippuvainen l-histidiiniannoksesta (0-5 mM) (p<0, 01), mutta sitä ei havaittu, kun keratinosyyttejä inkuboitiin 5 mM: n d-histidiinillä (keskiarvo 0, 68, SD 0, 13) tai l-lysiinillä (keskiarvo 1, 02, SD 0).37) (Kuva 1).
|
kuva 1 L-histidiini lisää filaggriinia proteiinin muodostuminen ihmisen (hacat) keratinosyyttien yksikerroksissa. (A) edustavat läntiset blotit, joissa näkyy 120 kDa: n filaggriinin väheneminen ja 37 kDa: n filaggriinin muodostumisen lisääntyminen L-histidiinihoidon jälkeen. (B) l-lysiinillä ja D-histidiinillä ei ollut merkittävää vaikutusta filaggriiniproteiinin ilmentymiseen, kun taas L-histidiini lisäsi filaggriinisuhdetta 37 kDa: sta 120 kDa: han (p<0, 01) verrokkeihin verrattuna. (C) L-histidiini suurensi 37 kDa:120 kDa: n filaggriinisuhdetta annosriippuvaisesti (R2=0, 54, p<0, 01). Virhetangot edustavat keskiarvoa ± SD, missä n=6. Kaikki bändit standardoitiin housekeeping protein keratin 10-lastausohjaukseen. ** p<0, 01. lyhenteet: OD, optinen tiheys; WB, Western blot. |
tutkittaessa l-histidiinin vaikutusta epidermaalisen esteen toimintaan organotyyppisiä ihoa vastaavia viljelmiä (Kuva 2a) inkuboitiin 5 mM l-histidiinillä (keskiarvo 3, 60, SD 0, 88), mikä johti Luciferin penetraation merkittävään vähenemiseen keltainen fluoresoiva väriaine (N=5, p<0, 01) verrattuna kontrolliin (keskiarvo 7, 67, SD 0, 37). Samalla l-lysiinipitoisuudella (keskiarvo 8, 78, SD 1, 55) tai L-seriinillä (keskiarvo 7, 64, SD 2, 00) ei ollut vaikutusta väriaineen tunkeutumiseen (Kuva 2b).
|
kuva 2 L-histidiini tehostaa estefunktiota organotyyppinen ihomalli Luciferin keltaisen fluoresoivan väriaineen tunkeutumisen perusteella. A) edustava kuva organotyyppisestä ihomallista, jossa on Lucifer-keltaista väriainetta fluoresenssissa ja H&e-värjäyksessä. B) Ihomalleissa, joissa kasvatettiin 5 mM L-histidiiniä, väriaineen penetraatio oli vähentynyt (N=5; p<0, 01), kun taas L-lysiinillä ja L-seriinillä ei ollut vaikutusta esteen toimintaan. Huom: **p<0, 01, n=5. lyhenne: H&E, hematoksyliini ja eosiini. |
kliinisen ravitsemuslisän pilottitutkimus
koehenkilöiden väestötiedot ja AD: n vaikeusaste
kaksikymmentäneljä AD: tä sairastavaa aikuista seulottiin ja satunnaistettiin kahteen hoitoryhmään. A-ryhmän potilaat saivat l-histidiiniä hoitojaksolla 1 8 viikosta ja sen jälkeen lumelääkettä hoitojaksolla 2, Kun taas B-ryhmän potilaat saivat lumelääkettä ja sen jälkeen L-histidiiniä (Kuva 3a). Tutkimuksessa hävisi kolme potilasta (yksi ryhmässä A ja kaksi ryhmässä B) poistumisjakson jälkeen (kuva 3B). Muiden tutkimukseen osallistuneiden potilaiden keski-ikä (keskiarvon keskivirhe ) oli 25, 9 (1, 6) vuotta ryhmässä A ja 27, 6 (1, 6) vuotta ryhmässä B; 55% ryhmän A potilaista ja 70% ryhmän B potilaista oli naisia. Suurin osa potilaista oli valkoihoisia, A-ryhmässä yksi aasialainen ja B-ryhmässä yksi aasialainen/Valkoihoinen.
  |
sekä kliinikon PISTEYTETTYÄ SCORADIA että potilaan pisteytettyä runoa käytettiin AD-taudin vakavuuden validoituina mittoina.35 viikolla 0 ryhmien A (N=11) ja B (N=10 ) pistekeskiarvoissa (sem ) ei ollut merkitsevää eroa. Kaikilla potilailla SCORADIN ja POEM-pisteiden välillä oli vahva korrelaatio viikolla 0 (R2=0, 62) (Kuva 3C).
l-histidiinin ravintolisän vaikutukset AD: n vaikeusasteeseen
l-histidiinin (periodi 1) lisäyksen jälkeen scoradin (34%, P= 0, 0029 ja 32%, P=0, 0029; Kuva 4A) ja POEMIN (39%, P=0, 0020 ja 39%, P=0, 0010; Kuva 4B) pisteet ryhmässä A viikoilla 4 ja 8, vastaavasti. Merkitsevää taudin vaikeusasteen vähenemistä ei havaittu ryhmässä B, joka sai lumelääkettä jakson 1 aikana viikoilla 4 tai 8 (SCORAD: – 16%, P= 0, 3223 ja 6%, P=0, 5391; POEM: 2%, P=0, 8438 ja 16%, P=0, 2695) (Kuva 4A ja B). Tutkimusjaksolla 2 havaittiin näyttöä siitä, että B-ryhmän koehenkilöt, jotka siirtyivät lumelääkkeestä l-histidiiniin, osoittivat AD-taudin vaikeusasteen paranevan, vaikka A-ryhmän l-histidiinin siirtovaikutus tänä aikana esti tutkimuksen mielekkään analysoinnin siirtymisen jälkeen.
|
kuva 4 L-histidiinin ravintolisän vaikutukset ad-taudin vakavuudesta. A) SCORAD ja B) POEM-pisteet (keskiarvo ± sem) vähenivät merkitsevästi A-ryhmän (kd) potilailla viikolla 4 ja 8 (SCORAD, P=0, 0029 ja P=0, 0029; POEM, P=0, 0020 ja P=0, 0010) kaudella 1, kun taas lumelääkkeellä ei ollut vaikutusta B-ryhmän (kd) potilailla kaudella 1 (SCORAD, P=0, 3223 ja P=0, 5391; POEM, P=0, 8438 ja P=0, 2695). Ryhmässä a l-histidiinillä on selvä”carry-over” – vaikutus viikoilla 8-12, mikä estää merkityksellisen tilastollisen analyysin tutkimusjakson 2 aikana. lyhenteet: AD, atooppinen ihottuma; runo, potilaslähtöinen ekseeman mitta; SCORAD, pisteytys atooppinen ihottuma; SEM, keskiarvon keskivirhe; WO, elimistöstä poistumisaika. |
haittatapahtumia
mahdollisia haittatapahtumia seurattiin ja kirjattiin koko tutkimuksen ajan. L-histidiinin tai lumelääkkeen antoon ei liittynyt suoraan haittavaikutuksia.
keskustelu
nykyinen AD-hoito perustuu pehmentävien aineiden ja tulehduskipulääkkeiden, kuten paikallisesti käytettävien kortikosteroidien tai kalsineuriinin estäjien, palliatiiviseen käyttöön superinfektion, erityisesti Staphylococcus aureus-bakteerin ja Herpes simplex-bakteerin, yhteydessä, kun se ilmaantuu. Jos paikallinen hoito ei onnistu, tarvitaan systeemistä hoitoa, joka perustuu voimakkaisiin lääkkeisiin, kuten kortikosteroideihin, metotreksaattiin, atsatiopriiniin, siklosporiini A: han tai mykofenolaattimofetiiliin. Systeemisten kortikosteroidien pitkäaikaisen käytön tunnettuja vaikutuksia ovat osteoporoosi, kaihi, hypertensio ja hyperglykemia. Immunosuppressiivisilla lääkkeillä, kuten siklosporiini A: lla ja atsatiopriinilla, on myös vakavia mahdollisia haittavaikutuksia, kuten hematologisia poikkeavuuksia, alttiutta hengenvaarallisille infektioille, maksan ja munuaisten vajaatoimintaa, minkä vuoksi ne vaativat valvovan lääkärin tiivistä seurantaa.5-36 kun otetaan huomioon Alzheimerin taudin suuri esiintyvyys (jopa 16 prosenttia lapsista1 ja 10 prosenttia aikuisista2 maailmanlaajuisesti), nämä haittavaikutukset aiheuttavat huomattavan taakan yksittäiselle potilaalle ja korkeat taloudelliset kustannukset terveydenhuoltojärjestelmille ja yhteiskunnalle. Kliinisiä tutkimuksia tehdään parhaillaan immuunijärjestelmään vaikuttavilla biologisilla aineilla, mutta jos ne ovat tehokkaita, ne ovat kalliita ja ne rajoittuvat todennäköisesti vaikeimpaan ja hoitoresistenttisimpään haittavaikutukseen. Huoli tämän lääkeaineryhmän turvallisuudesta jatkuu, erityisesti lisääntynyt infektioriski ja maligniteetti.5,36 suuri hoitamaton kliininen tarve on siis edelleen olemassa turvallisille, käteville ja kohdennetuille ei-steroidisille toimenpiteille, jotka soveltuvat pitkäaikaiseen käyttöön Alzheimerin taudin hoidossa erityisesti lapsilla.
l-histidiinillä rikastetussa väliaineessa kasvatettuihin HaCaT-monolyrooneihin liittyi 37 kDa: n filaggriinimonomeerien merkitsevästi lisääntynyt ilmentyminen verrattuna 120 kDa: n filaggriiniväliaineeseen. Filaggriinin monomeerien ilmentymisessä ei havaittu kasvua väliaineilla, jotka on rikastettu l-lysiinillä ja D-histidiinillä, jotka ovat rakenteellisesti samanlaisia mutta biologisesti inaktiivisia l-histidiinin isomeerejä. Mekanismi, jolla l-histidiini tehosti filaggriinin käsittelyä enantiomeerispesifisellä tavalla, on epäselvä, vaikka L-histidiini on sen imidatsolin sivuketjun amfoteerisuuden vuoksi yleinen osallistuja entsymaattisiin reaktioihin37.
37 kDa: n filaggriinimonomeerit ovat filaggriinin proteolyysin välituotteita, jotka proteaasit, mukaan lukien kalpain-1 ja kaspaasi-14, hajottavat edelleen pienemmiksi filaggriinipeptidifragmenteiksi ja lopuksi vapaiksi aminohapoiksi bleomysiinihydrolaasin vaikutuksesta.38 lisääntynyt 37 kDa: n filaggriinimonomeerien muodostuminen l-histidiinin avulla parantaisi keratiinin aggregaatiota ja johtaisi lisääntyneisiin vapaiden aminohappojen NMF-komponentteihin. l-histidiini on hygroskooppinen, ja tämä kyky kaapata ja pidättää vettä tekee siitä tärkeän NMF: n komponentin.14 L-histidiinin kykyä lisätä filaggriinin käsittelyä ja siten parantaa ihoesteen toimintaa tukee havaintomme, että L-histidiinillä rikastetussa väliaineessa kasvatetut ihovastineet olivat vastustuskykyisempiä Lucifer Yellow-fluoresoivan väriaineen tunkeutumiselle. Havaittu vaikutus voi johtua joko keratiinin aggregaation paranemisesta tai NMF: n lisääntyneestä määrästä ihomalleissa johtuen kasvualustan (eli enemmän filaggriinimonomeerejä) saatavuudesta proteolyyttiseen hajoamiseen tai molemmista. Henkilöillä, joilla on villityypin FLG tai heterotsygoottisia toimintakyvyttömiä FLG-mutaatioita, l-histidiini voi parantaa taudin oireita tehostamalla filaggriinin muodostumista ja täydentämällä NMF: n tuotantoa, kun taas potilailla, joilla on homotsygoottisia FLG-mutaatioita, L-histidiini voi lisätä NMF: n määrää ihossa. Kaikissa tapauksissa filaggriinin muodostumisen lisääntymisen ja / tai NMF: n täydentämisen odotetaan tehostavan ihoesteen toimintaa ja vähentävän AD: n aiheuttamaa tautitaakkaa.
ihmisen primaaristen keratinosyyttien käyttöä barrierifunktiokokeessa hacat-solujen sijaan voidaan pitää ”fysiologisempana”. Oma ihon ekvivalenttimallimme on kuitenkin muunnos Schoop et al, 39, demonstroimasta tekniikasta, joka on osoittanut, että hacat–soluja, joita viljellään ilman ja nesteen rajapinnassa eri matriiseilla, jotka toimivat ihon ekvivalentteina, voidaan käyttää tuottamaan hyvin erilaistuneita organotyyppisiä ihoa vastaavia rakenteita in vitro. Toisin kuin primaariset keratinosyytit, jotka yleensä saadaan ihmisen esinahkanäytteistä, Hacatin solulinja on laadultaan standardoitu, koska se on riippumaton luovuttajamuunnoksista.
kliinistä ravintolisää koskeva pilottitutkimus viittaa siihen, että kerran päivässä 4 viikon ajan suun kautta annettu l-histidiini on yhteydessä aikuisten Alzheimer-potilaiden kliinisten merkkien ja oireiden paranemiseen. Sekä kliinisellä pisteytyksellä (SCORAD) että potilaan pisteytyksellä (POEM) mitatuissa taudin vakavuuden mittauksissa havaittiin 4 viikon hoidon aikana noin 40%: n lasku AD-aktiivisuudessa, mikä on samaa luokkaa kuin keskivahvuisten (ryhmä III) paikallisesti käytettävien kortikosteroidien käytön yhteydessä.A-ryhmän potilailla havaitut suotuisat vaikutukset kestivät useita viikkoja sen jälkeen, kun l-histidiinistä siirryttiin lumelääkkeeseen, mikä viittaa l-histidiinihoidon pitkittyneeseen hyötyyn. Tärkeää on, että L-histidiinilisästä johtuvia haittavaikutuksia ei raportoitu.
olemme osoittaneet in vitro l-histidiinipitoisuudesta riippuvan 37 kDa: n filaggriinimonomeerin muodostumisen lisääntymisen ja L-histidiiniin liittyvän estotoiminnan paranemisen ihoa vastaavassa mallissa. Tämä havainto korreloi kliinisen ravitsemuksellinen pilottitutkimuksen antaman näytön kanssa siitä, että suun kautta otettavalla l-histidiinillä voi olla terapeuttista hyötyä AD-hoidossa. Vaikka pilottitutkimuksemme otoskokoon liittyy rajoituksia, tulokset viittaavat siihen, että kerran päivässä suun kautta otettavalla l-histidiinillä on AD: ssa samanlaisia vaikutuksia kuin keskivahvuisilla (ryhmä III) paikallisesti käytettävillä kortikosteroideilla.40
nämä havainnot yhdistettynä sen vakiintuneeseen turvallisuusprofiiliin viittaavat siihen, että L-histidiinin ravintolisä voi olla turvallinen, kätevä, ei-steroidinen interventio, joka soveltuu pitkäaikaiseen käyttöön Alzheimerin taudin hoidossa erityisesti lapsilla.
tunnustukset
tätä tutkimusta tukivat Scottish Overseas Research Student Award, University of Edinburgh College of Medicine and Veterinary Medicine PhD Scholarship ja Manchesterin yliopisto. CEMG on erikoistutkija National Institute for Health Research-tutkimuslaitoksessa. Kiitämme Manchesterin Dermatology Centre research nurses-hoitajia tämän projektin kliinisen osuuden johtamisesta ja kiitämme myös kaikkia potilasvapaaehtoisia tutkimukseen osallistumisesta.
tekijän kannanotot
kaikki kirjoittajat osallistuivat aineiston analysointiin, laatimiseen ja kriittiseen tarkistamiseen, antoivat lopullisen hyväksynnän julkaistavalle versiolle ja sopivat olevansa vastuussa kaikista työn osa-alueista.
Disclosure
cemg raportoi apurahoja zymogeneticsiltä, Stiefeliltä ja Regeneronilta, apurahoja ja henkilökohtaisia palkkioita Novartisilta ja Pfizeriltä. NKG on perustamassa Curapelia, Manchesterin yliopiston spin-out-yritystä, joka omistaa alan patentteja. Muiden tekijöiden mukaan teoksessa ei ole eturistiriitoja.
|
Rönnmark EP, Ekerljung L, Lötvall J, et al. Ekseema aikuisilla: esiintyvyys, riskitekijät ja suhde Hengitystiesairauksiin. Tulokset laajasta väestötutkimuksesta Ruotsissa. BRJ Dermatol. 2012;166:1301–1308. |
|||
|
Weidinger s, Novak N. atooppinen ihottuma. Lancet. 2016;387:1109–1122. |
|||
|
Katoh N. Future perspectives in the treatment of atopic dermatitis. J Dermatol. 2009;36:367–376. |
|||
|
Brown SJ, McLean WHI. Ekseema genetiikka: nykyinen tiedon tila ja tulevaisuuden tavoitteet. J Invest Dermatol. 129:543–552. |
|||
|
Voorhees JJ, Chakrabarti SG, Bernstein IA. ”Histidiinirikkaan” proteiinin aineenvaihdunta normaalissa ja psoriaattisessa keratinisaatiossa. J Invest Dermatol. 1968;51:344–354. |
|||
|
Brown SJ, McLean WHI. Yksi merkittävä molekyyli: filaggriini. J Invest Dermatol. 2012;132:751–762. |
|||
|
Robertson ED, Weir L, Romanowska M, Leigh IM, Pantelejev AA. ARNT ohjaa epidermaalisten erilaistumisgeenien ilmentymistä HDAC – ja EGFR-riippuvaisten reittien kautta. J Cell Sci. 2012;125:3320–3332. |
|||
|
Lynley AM, Dale BA. The characterization of human epidermal filaggrin. A histidine-rich, keratin filament-aggregating protein. Biochim Biophys Acta. 1983;744:28–35. |
|||
|
Gruber R, Elias PM, Crumrine D, et al. Filaggrin genotype in ichthyosis vulgaris predicts abnormalities in epidermal structure and function. Am J Pathol. 2011;178:2252–2263. |
|||
|
Scott IR, Harding CR, Barrett JG. Histidine-rich protein of the keratohyalin granules. Vapaiden aminohappojen, urokaanihapon ja pyrrolidonikarboksyylihapon lähde marraskedessa. Biochim Biophys Acta. 1982;719:110–117. |
|||
|
McAleer MA, Irvine AD. Filaggrinin monitoiminen rooli allergisessa ihosairaudessa. J Allergia Clin Immunol. 2013;131:280–291. |
|||
|
Brown SJ, Relton CL, Liao H, et al. Filaggrin null mutations and childhood atopic exeema: a population-based case-control study. J Allergia Clin Immunol. 2008;121:940–946.e3. |
|||
|
Tan SP, Abdul-Ghaffar S, Weller RB, Brown SB. Protease-antiprotease imbalance may be linked to potential defects in profilaggrin proteolysis in atopic dermatitis. Br J Dermatol. 2012;166:1137–1140. |
|||
|
Cabanillas B, Novak N. Atopic dermatitis and filaggrin. Curr Opin Immunol. 2016;42:1–8. |
|||
|
Otsuka A, Doi H, Egawa G, et al. Mahdollinen uusi terapeuttinen strategia atooppisen ihottuman säätelemiseksi filaggrinin ilmentymistä säätelemällä. J Allergia Clin Immunol. 2014;133:139–146.e1-10. |
|||
| Kopple JD, Swendseid ME. Todisteet siitä, että histidiini on välttämätön aminohappo normaalissa ja kroonisesti ureemisessa ihmisessä. J Clin Invest. 1975;55:881–891. | |||
|
Fukuyama K, Nakamura T, Benstein IA. Aminohappojen paikallinen inkorporaatio vastasyntyneen rotan epidermaaliseen keratinisaatioon nähden eroaa toisistaan. Anat Rec. 1965;152:525–535. |
|||
|
Tanaka M, Okada M, Zhen YX, et al. Marraskeden nesteytystilan väheneminen ja ihon pinnan aminohappopitoisuuden väheneminen kausiluonteista allergista nuhaa sairastavilla potilailla. BRJ Dermatol. 1998;139:618–621. |
|||
|
Boukamp P, Petrussevska R, Breitkreutz D, Hornung J, Markham A, Fusenig N. Normal keratinization in a spontaneously immortalized aneuploid human keratinocyte cell line. J Cell Biol. 1988;106:761–771. |
|||
|
McMahon A, Butovich IA, Kedzierski W. Epidermal expression of an Elovl4 transgene rescues neonatal lethality of homozygous Stargardt disease-3 mice. J Lipid Res. 2011;52:1128–1138. |
|||
|
Herrmann T, Gröne H-J, Langbein L, et al. Häiriintynyt epidermaalinen rakenne hiirillä, joilla on tilapäinen fatp4-puutos. J Invest Dermatol. 2005;125:1228-1235. |
|||
|
Jennemann R, Sandhoff R, Langbein L, et al. Orvaskeden eheys ja estofunktio riippuvat kriittisesti glukosyyliseramidisynteesistä. J Biol Chem. 2007;282:3083-3094. |
|||
|
Epp N, Fürstenberger G, Müller K, et al. 12R-lipoksigenaasin puutos häiritsee epidermaalisen esteen toimintaa. J-Solu Biol. 2007;177:173-182. |
|||
|
Schmitt J, Langan S, Williams HC. Mitkä ovat parhaat tulokset mittaukset atooppisen ekseeman? Järjestelmällinen tarkastelu. J Allergia Clin Immunol. 2007;120:1389–1398. |
|||
| Walling HW, Swick BL. Päivitys hallintaan kroonisen ekseeman: uudet lähestymistavat ja kehittyvät hoitovaihtoehdot. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2010;3:99. | |||
|
Meth-Cohn O, Barton D, Nakanishi K. Comprehensive Natural Products Chemistry. Lontoo: Elsevier Science Ltd; 1999: 459. |
|||
|
Kamata Y, Taniguchi A, Yamamoto M, et al. Neutraali kysteiiniproteaasi bleomysiinihydrolaasi on välttämätön iminoidun filaggriinin hajottamiseksi aminohapoiksi. J Biol Chem. 2009;284:12829–12836. |
|||
|
Kirkup ME, Birchall NM, Weinberg EG, Helm K, Kennedy CTC. Acute and maintenance treatment of atopic dermatitis in children – two comparative studies with fluticasone propionate (0.05%) cream. J Dermatolog Treat. 2003;14:141–148. |