ヘッジホッグシグナル伝達は、全身性硬化症における線維芽細胞の活性化と組織線維症を制御します

目的：ヘッジホッグシグナル伝達は、人間の発達中に重要な役割を果たすだけでなく、成人のいくつかの疾患の病因にも関係しています。本研究の目的は、全身性硬化症（SSC）における線維芽細胞活性化におけるヘッジホッグ経路の役割を調査することでした。 方法：ハリネズミ経路の活性化は、免疫組織化学およびリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（PCR）によって分析されました。コラーゲン合成に対するソニックヘッジホッグ（SHH）の効果は、レポーターアッセイ、リアルタイムPCR、およびSircolアッセイによって分析されました。筋線維芽細胞の分化は、α-滑らかな筋肉アクチンとストレス繊維染色の定量化によって評価されました。in vivoにおけるヘッジホッグシグナル伝達の役割は、SHHのアデノウイルス過剰発現と、阻害受容体パッチされたホモログ1（PTCH（+/-）マウス）の遺伝子の1つの対立遺伝子を欠くマウスを使用して分析されました。 結果：SHHは過剰発現し、SSC患者のヘッジホッグシグナル伝達の活性化をもたらし、転写因子GLI-1とGLI-2の蓄積とヘッジホッグ標的遺伝子の転写の増加をもたらしました。ヘッジホッグシグナル伝達の活性化は、培養された線維芽細胞の活性化表現型を誘発し、筋線維芽細胞への静止線維芽細胞の分化とコラーゲンの放出の増加を誘発しました。マウスの皮膚におけるSHHのアデノウイルス過剰発現は、皮膚線維症を誘発するのに十分でした。さらに、ハリネズミシグナル伝達の増加を伴うPTCH（+/-）マウスは、ブレオマイシン誘発性の皮膚線維症により敏感でした。 結論：SSC患者では、ヘッジホッグ経路が活性化されることを実証しました。ヘッジホッグシグナル伝達は、in vitroでのコラーゲンと筋線維芽細胞の分化の放出を強力に刺激し、in vivoで線維症を誘導するのに十分です。これらの発見は、ヘッジホッグのカスケードをSSCのプロビブリス経路として特定しています。

OBJECTIVE: Hedgehog signaling not only plays crucial roles during human development but also has been implicated in the pathogenesis of several diseases in adults. The aim of the present study was to investigate the role of the hedgehog pathway in fibroblast activation in systemic sclerosis (SSc). METHODS: Activation of the hedgehog pathway was analyzed by immunohistochemistry and real-time polymerase chain reaction (PCR). The effects of sonic hedgehog (SHH) on collagen synthesis were analyzed by reporter assays, real-time PCR, and Sircol assays. Myofibroblast differentiation was assessed by quantification of α-smooth muscle actin and stress fiber staining. The role of hedgehog signaling in vivo was analyzed by adenoviral overexpression of SHH and using mice lacking 1 allele of the gene for inhibitory receptor Patched homolog 1 (Ptch(+/-) mice). RESULTS: SHH was overexpressed and resulted in activation of hedgehog signaling in patients with SSc, with accumulation of the transcription factors Gli-1 and Gli-2 and increased transcription of hedgehog target genes. Activation of hedgehog signaling induced an activated phenotype in cultured fibroblasts, with differentiation of resting fibroblasts into myofibroblasts and increased release of collagen. Adenoviral overexpression of SHH in the skin of mice was sufficient to induce skin fibrosis. Moreover, Ptch(+/-) mice with increased hedgehog signaling were more sensitive to bleomycin-induced dermal fibrosis. CONCLUSION: We demonstrated that the hedgehog pathway is activated in patients with SSc. Hedgehog signaling potently stimulates the release of collagen and myofibroblast differentiation in vitro and is sufficient to induce fibrosis in vivo. These findings identify the hedgehog cascade as a profibrotic pathway in SSc.