DOI: https://doi.org/10.1038/s12276-023-01131-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38177294
تاريخ النشر: 2024-01-04
المؤلف: Ji Eun Yu وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات حول الكيتيناز والكيتوزاناز
نظرة عامة
بروتين شيتيناز-3 الشبيه 1 (CHI3L1) هو غليكوبروتين مُفرَز مرتبط بعمليات بيولوجية متنوعة، بما في ذلك الالتهاب، استقطاب البلعميات، موت الخلايا المبرمج، وتكون السرطان. يتم التعبير عنه بشكل ملحوظ استجابة لمجموعة من الحالات الالتهابية والمناعية، مثل السرطانات، مرض الزهايمر، وتصلب الشرايين. تشير الأبحاث إلى أن CHI3L1 يعمل كعلامة حيوية محتملة لتشخيص الأمراض، والتنبؤ، والنشاط، والشدة. من المحتمل أن تكون التأثيرات المؤيدة للالتهابات لـ CHI3L1 مُعَزَّزة من خلال التفاعلات مع عدة سيتوكينات مؤيدة للالتهابات، بما في ذلك عامل نخر الورم-α، إنترلوكين-1β، إنترلوكين-6، وإنترفيرون-γ، مما يشير إلى دوره في العديد من الأمراض الالتهابية.
على الرغم من هذه الارتباطات، فإن الأدوار الفسيولوجية المرضية والدوائية المحددة لـ CHI3L1 في تقدم الأمراض الالتهابية لا تزال غير مفهومة بشكل كافٍ. تهدف هذه المقالة إلى تجميع النتائج الحديثة حول مساهمات CHI3L1 في تطور الأمراض الالتهابية واقتراح استراتيجيات علاجية تستهدف هذا البروتين.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه المقالة الاستعراضية الضوء على الحاجة إلى تقييم منهجي لبروتين شيتيناز-3 الشبيه 1 (CHI3L1)، وهو بروتين مرتبط بمختلف الأمراض الالتهابية. على الرغم من الدراسات الموجودة، فإن تجميع شامل لميزات ووظائف CHI3L1 غائب. باستخدام منصة Open Targets وأدوات تحليل البيانات الأخرى، يقيم المؤلفون أهمية CHI3L1 كهدف علاجي عبر حالات متعددة، بما في ذلك السرطانات (خاصة سرطان الرئة، الكبد، والقولون)، الاضطرابات العصبية (مثل مرض الزهايمر والفصام)، الأمراض الرئوية، الأمراض القلبية الوعائية، والتهاب المفاصل الروماتويدي.
بالإضافة إلى ذلك، تتضمن المراجعة بيانات من أداة البحث لاسترجاع الجينات/البروتينات المتفاعلة (STRING) لتوضيح التفاعلات بين البروتينات التي تشمل CHI3L1. تؤكد النتائج على الارتباط الحاسم للبروتين مع مختلف الأمراض، بما في ذلك دوره الملحوظ في الحساسية، وهي حالة مناعية شائعة بين الأطفال الكوريين. تهدف هذه التحليل الشامل إلى تعزيز فهم الأدوار المتعددة لـ CHI3L1 في تطوير الأمراض واستراتيجيات العلاج.
نقاش
تسلط قسم النقاش في ورقة البحث الضوء على الأدوار المهمة للبروتينات الشبيهة بالشيتيناز (CLPs)، وخاصة CHI3L1، في مختلف الأمراض، وخاصة السرطانات والاضطرابات العصبية. يُعرف CHI3L1 أيضًا باسم YKL-40، وهو غليكوبروتين بوزن جزيئي 40 كيلو دالتون يظهر حفظًا عاليًا عبر الأنواع ومُرتبط بالاستجابات الالتهابية. يتم التعبير عنه بقوة في البلعميات خلال الأمراض الالتهابية ويرتبط بعدة مستقبلات، مما ينشط مسارات إشارات متنوعة مرتبطة بنمو الورم، الانبثاث، والالتهاب. من الجدير بالذكر أن CHI3L1 قد ارتبط بسرطانات الرئة، الكبد، والقولون، حيث يرتبط ارتفاع تعبيره بتوقعات سيئة وزيادة في تقدم الورم. في سرطان الرئة، على سبيل المثال، يعزز CHI3L1 غزو خلايا الورم وتجنيد خلايا المناعة، مما يساهم في بيئة ميكروية للورم مؤيدة للالتهابات.
بالإضافة إلى دوره في السرطان، يرتبط CHI3L1 بأمراض عصبية مثل مرض الزهايمر والفصام. يعمل كعلامة حيوية محتملة للالتهاب العصبي وتدهور الإدراك في مرض الزهايمر، مع ملاحظة مستويات مرتفعة في المرضى. تشير مشاركة البروتين في المسارات الالتهابية وتعبيره في الميكروغليا المنشطة إلى أهميته في العمليات التنكسية العصبية. تشير درجات استخراج النص من منصة Open Targets إلى ارتباط قوي بين CHI3L1 وهذه الأمراض، مما يبرز إمكانيته كهدف علاجي. بشكل عام، تدعو النتائج إلى مزيد من التحقيق في آليات CHI3L1 وإمكانية استخدامه كمرشح لاستراتيجيات علاجية جديدة في السرطان والاضطرابات العصبية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s12276-023-01131-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38177294
Publication Date: 2024-01-04
Author(s): Ji Eun Yu et al.
Primary Topic: Studies on Chitinases and Chitosanases
Overview
Chitinase-3-like protein 1 (CHI3L1) is a secreted glycoprotein implicated in various biological processes, including inflammation, macrophage polarization, apoptosis, and carcinogenesis. Its expression is notably elevated in response to a range of inflammatory and immunological conditions, such as cancers, Alzheimer’s disease, and atherosclerosis. Research indicates that CHI3L1 serves as a potential biomarker for disease diagnosis, prognosis, activity, and severity. The proinflammatory effects of CHI3L1 are likely mediated through interactions with several proinflammatory cytokines, including tumor necrosis factor-α, interleukin-1β, interleukin-6, and interferon-γ, suggesting its involvement in numerous inflammatory diseases.
Despite these associations, the specific pathophysiological and pharmacological roles of CHI3L1 in the progression of inflammatory diseases remain inadequately understood. This article aims to synthesize recent findings on the contributions of CHI3L1 to inflammatory disease development and to propose therapeutic strategies targeting this protein.
Introduction
The introduction of this review article highlights the need for a systematic evaluation of chitinase-3-like 1 (CHI3L1), a protein implicated in various inflammatory diseases. Despite existing studies, a comprehensive synthesis of CHI3L1’s features and functions is absent. Utilizing the Open Targets Platform and other data-analysis tools, the authors assess CHI3L1’s relevance as a therapeutic target across multiple conditions, including cancers (specifically lung, liver, and colon), neurological disorders (such as Alzheimer’s disease and schizophrenia), pulmonary diseases, cardiovascular diseases, and rheumatoid arthritis.
Additionally, the review incorporates data from the Search Tool for the Retrieval of Interacting Genes/Proteins (STRING) to elucidate the protein-protein interactions involving CHI3L1. The findings underscore the protein’s critical association with various diseases, including its notable role in atopy, a prevalent autoimmune condition among Korean children. This comprehensive analysis aims to enhance the understanding of CHI3L1’s multifaceted roles in disease development and therapeutic strategies.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant roles of chitinase-like proteins (CLPs), particularly CHI3L1, in various diseases, especially cancers and neurological disorders. CHI3L1, also known as YKL-40, is a 40-kDa glycoprotein that exhibits high conservation across species and is implicated in inflammatory responses. It is strongly expressed in macrophages during inflammatory diseases and binds to multiple receptors, activating various signaling pathways associated with tumor growth, metastasis, and inflammation. Notably, CHI3L1 has been linked to lung, liver, and colorectal cancers, where its overexpression correlates with poor prognosis and enhanced tumor progression. In lung cancer, for instance, CHI3L1 promotes tumor cell invasion and immune cell recruitment, contributing to a pro-inflammatory tumor microenvironment.
In addition to its role in cancer, CHI3L1 is associated with neurological diseases such as Alzheimer’s disease and schizophrenia. It serves as a potential biomarker for neuroinflammation and cognitive decline in Alzheimer’s, with elevated levels observed in patients. The protein’s involvement in inflammatory pathways and its expression in activated microglia suggest its relevance in neurodegenerative processes. The text-mining scores from the Open Targets Platform indicate a strong association between CHI3L1 and these diseases, underscoring its potential as a therapeutic target. Overall, the findings advocate for further investigation into CHI3L1’s mechanisms and its viability as a candidate for novel therapeutic strategies in cancer and neurological disorders.