HGF, HOXB3, nestīns, Tgf-b1, Shh, VEGF bronhos un plaušās jaundzimušajiem ar bronhopulmonālo displāziju

Abstract

Bronhopulmonālā displāzija (BPD) ir hroniska plaušu slimība, kas raksturojas ar traucēto alveoloģenēzes procesu. Homeobox proteīna B3 (HOXB3) gēns kodē transkripcijas faktorus, kuri piedalās embrioģenēzē. Hepatocītu augšanas faktors (HGF) un transformējošais augšanas faktors beta 1 (TGF-β1) ir multifunkcionālie citokīni ar daudzveidīgām funkcijām. Nestīns un sonic hedgehog (Shh) ir proteīni ar nozīmīgo regulācijas lomu organoģenēzes procesā. Vaskulārais endoteliālais augšanas faktors (VEGF) ir signālu proteīns, kuru producē endoteliālās un epiteliālās šūnas. VEGF regulē vaskuloģenēzi un angioģenēzi. Pētījuma mērķis bija izpētīt HGF, HOXB3, nestīna, TGF-β1, Shh, VEGF ekspresiju bronhos un plaušās jaundzimušajiem ar BPD. Darbā izmantojām bronhu un plaušu paraugus, kuri tika paņemti autopsijas laikā no 9 bērniem vecumā no 1 dienas līdz 261 dienām. Audu materiāls iegūts no Rīgas Stradiņa universitātes (RSU) Anatomijas un antropoloģijas institūta (AAI) audu vēsturiskās audu materiālu kolekcijas. Audu griezumu histoloģisko krāsošanu veica ar hematoksilīnu un eozīnu. HGF, HOXB3, nestīns, TGF-β1, Shh un VEGF tika noteikti, izmantojot biotīna-streptavidīna imūnhistoķīmisko metodi. Imūnreaktīvo šūnu daudzums tika skaitīts, izmantojot puskvantitatīvo skaitīšanas metodi. Mēs atradām daudz (+++) imūnreaktīvo šūnu bronhu un bronhiolu epitēlijā, saistaudos un skrimšļos, bet plaušu alveolās – maz (+). Savukārt cieša statistiski nozīmīga pozitīva korelācija (p < 0,05, rS ≥ 0,7) tika noteikta starp HGF imūnreaktīvo šūnu skaitu neatkarīgi no lokalizācijas. Mēs novērojām ciešu statistiski nozīmīgu (p < 0,05) pozitīvu korelāciju starp HOXB3 (rS ≥ 0,7), nestīna (rS ≥ 0,7) and Shh (0,9 ˃ rS ≥ 0,7) pozitīvo šūnu atradnēm bronho-alveolārā kokā. Statistiski nozīmīga pozītīva (p < 0,05, rS ≥ 0,7) korelācija tika atrasta starp pozītīvo epiteliālo un endotēliālo šūnu skaitu bronhos, bronhiolās un alveolās. Kopumā galvenais HGF, HOXB3, nestīna, TGF-β1, Shh un VEGF avots ir bronho-alveolārā koka epitēlijs. Jādomā, ka vismazākā HGF, HOXB3, Nestin, TGF-β1, Shh, VEGF imūnreaktīvo šūnu atradne plaušu alveolās norāda uz šo faktoru trūkumu BPD gadījumā, tādējādi pierādot minēto faktoru iesaistīšanos plaušu augšanas un nobriešanas procesos.

Bronchopulmonary dysplasia (BPD) is a form of chronic lung disease with impaired final alveolarization and alveolar growth. Homeobox protein B3 (HOXB3) gene encodes transcription factors in embryogenesis. Hepatocyte growth factor (HGF) and transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) are multifunctional signaling cytokines with wide spectrum of functions. Nestin and sonic hedgehog (Shh) are proteins with extensive regulatory role in organogenesis. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a signal protein produced by epithelial and endothelial cells that regulates angiogenesis. The aim of our study was to evaluate HGF, HOXB3, Nestin, TGF-β1, Shh, VEGF in the lung tissue of infants with BPD. Lung tissue material was acquired during the autopsy from 9 infants aged 1 day to 261 days with BPD. Tissue specimens were obtained from historical tissue material collection of the Institute of Anatomy and Anthropology (IAA) at Rīga Stradiņš University (RSU). Routine histological staining with hematoxylin and eosin was performed. HGF, HOXB3, Nestin, TGF-β1, Shh and VEGF were detected in lung tissue sections by use of biotin-streptavidin immunohistochemistry method. The numbers of immunoreactive cells were evaluated semi-quantitatively. In summary, mostly numerous (+++) immunoreactive cells were detected in epithelium, connective tissue and cartilage of bronchi and bronchioles; however, mostly few (+) immunoreactive cells were found in lung alveoli. We determined multiple statistically significant strong positive correlations (p < 0,05, rS ≥ 0,7) between the numbers of HGF immunoreactive cells regardless of certain location; moreover, wide codependency was discerned. Statistically significant (p < 0,05) strong positive correlations between the findings of HOXB3 (rS ≥ 0,7), Nestin (rS ≥ 0,7) and Shh (0,9 ˃ rS ≥ 0,7) positive cells in epithelium of bronchial and alveolar tree were calculated. Furthermore, we determined strong positive (p < 0,05, rS ≥ 0,7) correlations between the numbers of positive endothelial cells and epithelium in bronchi, bronchioles and alveoli. In conclusion, the main source of HGF, HOXB3, Nestin, TGF-β1, Shh, and VEGF is bronchial and alveolar tree epithelium. Overall, less HGF, HOXB3, Nestin, TGF-β1, Shh, VEGF immunoreactive cells in pulmonary alveoli suggest deficiency of these factors in BPD, thus indicating their involvement in the growth and maturation of the lungs.