Administration of recombinant growth arrest-specific protein 6 (rGas6) attenuates pulmonary inflammation and apoptosis in a mouse model of bleomycin-induced acute lung injury

Abstract

Pulmonary fibrosis is an inflammatory interstitial lung disease with high morbidity and mortality. The present study investigated whether in vivo treatment with recombinant growth arrest-specific protein 6 (rGas6) plays a protective role with anti-inflammatory and anti-apoptotic activities during bleomycin (BLM)-induced acute lung injury in mice. Administration of rGas6 reduced secretion and mRNA expression of pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1 beta (IL-1β), and macrophage inflammatory protein-2 (MIP-2), while enhanced secretion of an anti-inflammation cytokine, hepatocyte growth factor (HGF) compared with the BLM only treated group. The reduction of TNF-α and MIP-2 production or increase of HGF production by rGas6 treatment was also found in BLM-stimulated bone marrow derived-macrophages (BMDM) in vitro. In addition, rGas6 reduced BLM-induced neutrophils recruitment into the lungs and total protein levels in bronchoalveolar lavage fluid. Importantly, efferocytotic ability of alveolar macrophages was further enhanced following administration of rGas6. The present study also confirmed using lung histological assay that administration of rGas6 reversed BLM-induced alveolar structure destruction as well as increases of inflammatory cells in alveoli areas and lung parenchyma. Furthermore, administration of rGas6 exerts an anti-apoptotic effect. Administration of rGas6 significantly reduced the apoptotic cell death level in BLM-stimulated lung as compared with the BLM only treated group, showing that rGas6 also inhibited BLM-induced apoptosis of alveolar epithelial cells in vitro. These findings suggest that anti-inflammatory actions and a protective role of rGas6 in BLM-induced lung injury.;폐 섬유증은 높은 이환율과 사망률을 보이는 염증 간질성 폐 질환이다. 본 연구에서는 블레오마이신에 의해 유도되는 폐 손상에서 growth arrest-specific protein 6 (Gas6)의 생체 내 처리가 항염증 활성과 함께 보호 역할을 하는지 여부를 조사하였다. rGas6 투여는 종양 괴사 인자 (TNF-α), 인터루킨-1 (IL-1β) 및 대식세포 염증 단백질-2 (MIP-2)와 같은 전염증성 사이토카인의 분비 및 mRNA 발현을 감소시켰지만, HGF 생성 및 IL-10 mRNA 발현은 블레오마이신군과 비교하여 증가시켰다. HGF 생성은 블레오마이신 처리 후 7일까지 지속적으로 증가하였다. in vivo 연구 결과와 유사하게, 시험관 내에서 블레오마이신에 의해 자극된 골수 유래 대식세포 (BMDM)에 rGas6의 처리는 TNF-α와 MIP-2의 생성은 감소시키고, HGF 생성은 증가시키는 것을 확인하였다. 게다가, rGas6는 블레오마이신에 의해 유도되는 호중구의 폐로의 모집과 기관지폐포 세척액에서의 총 단백질 수준을 감소시켰다. 우리는 또한 rGas6의 투여가 폐포 공간 및 폐 실질에서 블레오마이신에 의한 폐포 구조의 파괴 뿐만 아니라 염증세포의 증가를 억제시킨다는 것을 확인하였다. 더 나아가, 본 연구의 in vivo 및 in vitro 연구에서 블레오마이신에 의해 자극된 폐포상피세포에 rGas6의 투여가 사멸세포의 자멸 수준을 낮추는 항세포사멸 활성을 발휘하는지 여부를 조사했다. 그 결과, rGas6는 블레오마이신 단독 처리군과 비교하여 블레오마이신에 의해 자극된 폐 상피세포에서 사멸세포의 자멸 수준을 상당하게 억제했다. 흥미롭게도, 폐포 대식세포의 efferocytosis 능력은 rGas6 투여 후 7일째에 더욱 향상되었다. 이러한 발견은 블레오마이신에 의해 유도되는 폐 손상에서 rGas6의 항염증반응의 활성 및 보호 역할을 시사한다.