TGF-β介导的上皮间叶转化在桥本氏甲状腺炎IgG4亚型纤维化形成中的作用和机制研究

Hashimoto's thyroiditis (HT) is the most common inflammatory disease in human endocrine system. Our previous study indicated that a small number of HT patients show severe infiltration of IgG4-positive plasma cells. This subtype is also referred as IgG4 thyroiditis. Marked stromal fibrosis is one of the most prominent histopathological characteristics of IgG4 thyroiditis. However，the mechanisms involved in the development of fibrosis remains poorly understood. Recent studies have demonstrated a key role of type II epithelial-mesenchymal transition (EMT) in organ fibrosis, and TGF-β is proposed to be the major regulator of EMT induction. Because over-expression of TGF-β has been reported in thyroid tissue of HT recently, we speculate that TGF-β induced type II EMT may participate in the fibrotic process of HT, especially IgG4 thyroiditis subtype. In order to verify our hypothesis, we plan to demonstrate the existence of EMT from tissue level, culture cell level and experimental animal level, clarify the mechanism how TGF-β and BMP7 regulate EMT in thyroid epithelial cells, and investigate the effect of systemic administration of recombinant BMP-7 to mice with thyroid fibrosis. This study will give us a deep knowledge of IgG4 thyroiditis, and provide novel therapeutic interventions to this subtype.

桥本氏甲状腺炎（HT）是内分泌系统最常见的炎症性病变。我们的既往研究证实HT中存在一种伴有大量IgG4阳性浆细胞浸润的亚型，称为IgG4亚型。显著的间质纤维化是该亚型最重要的组织病理学特征之一，然而调控其纤维化的作用机制尚不明了。近年来研究发现II型上皮-间叶转化（EMT）在器官纤维化过程中发挥了重要作用；而TGF-β被证明是引发II型EMT最重要的调节因子。由于最新研究显示在HT甲状腺组织中存在TGF-β过度表达且与甲状腺纤维化密切相关，因此我们推测TGF-β介导的EMT可能参与了HT，特别是IgG4亚型的间质纤维化过程。为证实这一假说，本课题组拟从临床标本、培养细胞及动物模型三个层面明确EMT现象的存在，阐明TGF-β及BMP7调控甲状腺上皮细胞EMT的作用机制，并验证重组BMP7对甲状腺纤维化的逆转作用。本研究的开展将深化对桥本氏甲状腺炎IgG4亚型的认识，并有望为其防治提供新思路。

桥本氏甲状腺炎（HT）是内分泌系统最为常见的炎症性病变。 近年来其IgG4亚型的发现，为我们更加深入认识HT提供了全新的思路。显著的间质纤维化是IgG4亚型最重要的形态学特征；而我们对这种间质纤维化的发生机制却缺乏研究。本研究的主要目的在于探讨TGF-β1/Smad信号通路介导的上皮间叶转化（EMT）在桥本氏甲状腺炎IgG4亚型纤维化过程中的作用。. 首先，对47例HT进行组织学分析，并采用免疫组化法检测IgG4、IgG、EMT相关标记物及TGF-β1/Smad信号通路蛋白在组织学水平的表达，分析上述蛋白表达的相关性及与HT间质纤维化的关系。其次，培养正常甲状腺上皮细胞Nthy-ori 3-1，使用TGF-β1刺激细胞，记录形态变化，用实时定量PCR和Western Blot法检测TGF-β1/Smad信号通路关键分子和EMT标志物的表达。再次，用TGF-β1和rhBMP7同时处理细胞，观察其对TGF-β1/Smad信号传导通路及EMT现象的作用。研究结果显示47例HT中包括典型HT28例及FVHT19例。经免疫组化证实，19例FVHT中有IgG4亚型8例。免疫组化检测显示FVHT组织中TGF-β1的阳性表达率明显高于典型HT，而Smad2/3与TGF-β1的表达具有一致性。HT中E-cadherin表达明显降低，而Vimentin表达明显升高。同时，Vimentin的表达升高与TGF-β1的表达呈正相关关系。用不同浓度TGF-β1处理Nthy-ori 3-1细胞株，可诱导细胞发生EMT的形态学改变；细胞中Vimentin、α-SMA、Smad2、Smad3和Smad4的mRNA表达水平显著上调，而E-cadherin和Smad7的mRNA表达水平显著下调。用TGF-β1和rhBMP7同时处理细胞后，我们发现rhBMP7可抑制TGF-β1诱导的Vimentin、α-SMA、Smad2、Smad3和Smad4的过表达，同时促进E-cadherin和Smad7的表达。. 我们的研究提示TGF-β1的过表达及其参与的Smad信号传导通路可能参与了桥本氏甲状腺炎EMT及纤维化过程；rhBMP7细胞因子可能在细胞学水平上对上述机制存在抑制作用，有望成为治疗桥本氏甲状腺炎纤维化的新手段。