ピルフェニドンはケラチノサイトの上皮間葉転換を阻害する

Pirfenidone inhibits epithelial-mesenchymal transition in keloid keratinocytes.

• Latha Satish
• Alexander Evdokiou
• Eleni Geletu
• Jennifer M Hahn
• Dorothy M Supp

抄録

背景:

ケロイドは良性の線維増殖性皮膚病変であり、治療が困難であり、患者にとって生涯の苦境となる。いくつかの治療法が提唱されていますが、ケロイドの予防や治療に対する満足のいくアプローチはまだ確認されていません。ケロイドケラチノサイトがEMTに似た表現型を示すことから、上皮から間葉系への移行（EMT）のプロセスがケロイドの瘢痕化に関与していると考えられています。本研究では、抗線維化剤であるピルフェニドンがケロイドケラチノサイトにおける遺伝子発現、細胞移動、増殖機能などのEMT様の変化を抑制する可能性を検討した。

Background: Keloids are benign fibroproliferative skin lesions that are difficult to treat and become a lifetime predicament for patients. Several treatment modalities have been put forth, but as yet no satisfactory approach to the prevention or treatment of keloids has been identified. The process of epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) has been implicated in keloid scarring, as keloid keratinocytes display an EMT-like phenotype. This study investigated the potential of pirfenidone, an antifibrotic agent, to counteract EMT-like alterations in keloid keratinocytes, including gene expression, cell migratory and proliferative functions.

方法:

正常ケラチノサイトは廃棄された正常皮膚組織から、ケロイドケラチノサイトは切除されたケロイド組織からそれぞれ分離した。細胞は、上皮成長因子DS-Qi1MCDigitalを使用せずに24時間静止させ、形質転換成長因子β1（TGF-β1；10ng/mL）に、ピルフェニドン（400μg/mL）の有無にかかわらず、さらに24時間曝露した。ピルフェニドンの細胞毒性、細胞遊走、細胞増殖、およびEMTに関与する遺伝子やタンパク質の発現に対する効果を測定した。統計的有意性は、Sigma Plotを用いた双方向ANOVAにより決定した。

Methods: Normal and keloid keratinocytes were isolated from discarded normal skin tissues and from resected keloid tissues, respectively. Cells were quiesced for 24 h without epidermal growth factor DS-Qi1MCDigital and were exposed to transforming growth factor-beta1 (TGF-β1; 10 ng/mL), with or without pirfenidone (400 μg/mL), for an additional 24 h. The effects of pirfenidone on cytotoxicity, cell migration, cell proliferation, and on expression of genes and proteins involved in EMT were assayed. Statistical significance was determined by two-way ANOVA using Sigma Plot.

結果:

その結果、ピルフェニドンは1000μg/mLまでの濃度では細胞毒性を示さないことがわかった。ピルフェニドンを200～1000μg/mLの濃度で投与した場合、正常ケラチノサイトおよびケロイドケラチノサイトのいずれにおいても、統計的に有意な用量依存性の基底細胞増殖率の低下が認められた。ピルフェニドンは正常ケラチノサイトとケロイドケラチノサイトの両方で基底細胞遊走を有意に減少させたが、TGF-β1誘導細胞遊走の有意な減少はケロイドケラチノサイトでのみ認められた。TGF-β1 誘導のコア EMT 遺伝子であるヒアルロナン合成酵素 2、ビメンチン、カドヘリン-11、ウイングレス型 MMTV インテグレーションサイトファミリー、メンバー 5A、フィブロネクチン-1 の発現が、ピルフェニドンで処理した正常ケラチノサイトとケロイドケラチノサイトの両方で有意な阻害が観察された。また、正常ケラチノサイトおよびケロイドケラチノサイトのいずれにおいても、ピルフェニドン（400μg/mL）投与により、ビメンチンおよびフィブロネクチンのタンパク質レベルが有意に低下した。

Results: We found that pirfenidone did not elicit any cytotoxic effect at concentrations up to 1000 μg/mL. A statistically significant dose-dependent decrease in basal cell proliferation rate was noted in both normal and keloid keratinocytes when exposed to pirfenidone at concentrations ranging from 200 to 1000 μg/mL. Pirfenidone significantly decreased basal cell migration in both normal and keloid keratinocytes, but a significant decrease in TGF-β1-induced cell migration was seen only in keloid keratinocytes. Significant inhibition of the expression of TGF-β1-induced core EMT genes, namely hyaluronan synthase 2, vimentin, cadherin-11, and wingless-type MMTV integration site family, member 5A along with fibronectin-1, was observed in both normal and keloid keratinocytes treated with pirfenidone. In addition, the protein levels of vimentin and fibronectin were significantly reduced by pirfenidone (400 μg/mL) in both normal and keloid keratinocytes.

結論:

本研究では、ケロイド由来のケラチノサイトにおけるEMT様表現型を抑制するピルフェニドンの有効性を初めて示し、ケロイドの進行と再発の重要な要因を抑制する可能性を示唆しました。

Conclusions: For the first time, this study shows the efficacy of pirfenidone in inhibiting the EMT-like phenotype in keratinocytes derived from keloids, suggesting that pirfenidone may counteract a critical contributor of keloid progression and recurrence.

Published by Oxford University Press 2020.