Neutrophil elastase-initiated EGFR/MEK/ERK signaling counteracts stabilizing effect of autocrine TGF-β on tropoelastin mRNA in lung fibroblasts
Neutrophil elastase-initiated EGFR/MEK/ERK signaling counteracts stabilizing effect of autocrine TGF-β on tropoelastin mRNA in lung fibroblasts
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DOI：
10.1152/ajplung.00530.2005
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发表时间：
2006-08-01
影响因子：
4.9
通讯作者：
Panchenko, Mikhail P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
DiCamillo, Sandra J.;Yang, Shenghong;Panchenko, Mikhail P.
中性粒细胞弹性蛋白酶 (NE) 在肺气肿中发挥着重要作用，肺气肿是一种与弹性蛋白过度溶解和间质弹性蛋白修复无效相关的肺部疾病。除了其直接的弹性蛋白溶解活性外，NE 还释放可溶性表皮生长因子受体 (EGFR) 配体并启动 EGFR/MEK/ERK 信号转导，下调新生大鼠肺成纤维细胞中的原弹性蛋白 mRNA（DiCamillo SJ、Carreras I、Panchenko MV、Stone PJ、Nugent MA、Foster JA 和 Panchenko MP。 J Biol Chem 277： 18938-18946，2002）。我们现在报道 NE 下调大鼠胎肺成纤维细胞系 RFL-6 中弹性蛋白原 mRNA。原弹性蛋白 mRNA 下调先于 EGF 样和 TGF-α 样多肽的释放，并且需要 EGFR/MEK/ERK 信号传导，因为它被 EGFR 抑制剂 AG1478 和 MEK/ERK 解偶联剂 U0126 阻止。 RFL-6 成纤维细胞中的弹性蛋白原表达受自分泌 TGF-β 信号传导控制，因为 TGF-β I 型受体激酶抑制剂或 TGF-β 中和抗体可显着降低弹性蛋白原 mRNA 和蛋白水平。 RFL-6 细胞中原弹性蛋白 mRNA 的半衰期 > 24 小时，但通过添加 TGF-β 中和抗体、EGF、TGF-α 或 NE 将半衰期缩短至大约 8 小时。 AG1478 或 U0126 消除了 NE、EGF 或 TGF-α 导致的原弹性蛋白 mRNA 不稳定。 EGF 依赖性弹性蛋白原 mRNA 下调在配体撤除后会逆转，而长期 EGF 治疗会导致弹性蛋白原 mRNA 和蛋白质水平持续下调，并减少不溶性弹性蛋白沉积。我们得出的结论是，NE 启动的 EGFR/MEK/ERK 信号级联覆盖了对弹性蛋白原 mRNA 稳定性的自分泌 TGF-β 信号，因此降低了 RFL-6 成纤维细胞的弹性生成反应。我们假设，持续的 EGFR/MEK/ERK 信号传导可能会阻碍肺气肿中慢性发炎、弹性蛋白酶/抗弹性蛋白酶失衡的肺中 TGF-β 诱导的弹性生成/弹性蛋白修复。
Neutrophil elastase (NE) plays an important role in emphysema, a pulmonary disease associated with excessive elastolysis and ineffective repair of interstitial elastin. Besides its direct elastolytic activity, NE releases soluble epidermal growth factor receptor (EGFR) ligands and initiates EGFR/MEK/ERK signaling to downregulate tropoelastin mRNA in neonatal rat lung fibroblasts (DiCamillo SJ, Carreras I, Panchenko MV, Stone PJ, Nugent MA, Foster JA, and Panchenko MP. J Biol Chem 277: 18938-18946, 2002). We now report that NE downregulates tropoelastin mRNA in the rat fetal lung fibroblast line RFL-6. The tropoelastin mRNA downregulation is preceded by release of EGF-like and TGF-alpha-like polypeptides and requires EGFR/MEK/ERK signaling, because it is prevented by the EGFR inhibitor AG1478 and the MEK/ERK uncoupler U0126. Tropoelastin expression in RFL-6 fibroblasts is governed by autocrine TGF-beta signaling, because TGF-beta type I receptor kinase inhibitor or TGF-beta neutralizing antibody dramatically decreases tropoelastin mRNA and protein levels. Halflife of tropoelastin mRNA in RFL-6 cells is > 24 h, but it is decreased to similar to 8 h by addition of TGF-beta neutralizing antibody, EGF, TGF-alpha, or NE. Tropoelastin mRNA destabilization by NE, EGF, or TGF-alpha is abolished by AG1478 or U0126. EGF-dependent tropoelastin mRNA downregulation is reversed upon ligand withdrawal, whereas chronic EGF treatment leads to persistent downregulation of tropoelastin mRNA and protein levels and decreases insoluble elastin deposition. We conclude that NE-initiated EGFR/MEK/ERK signaling cascade overrides the autocrine TGF-beta signaling on tropoelastin mRNA stability and, therefore, decreases the elastogenic response in RFL-6 fibroblasts. We hypothesize that persistent EGFR/MEK/ERK signaling could impede the TGF-beta-induced elastogenesis/elastin repair in the chronically inflamed, elastase/anti-elastase imbalanced lung in emphysema.