Published August 9, 2018 | Version v1
Publication Open

Diabetes induces fibrotic changes in the lung through the activation of TGF-β signaling pathways

Creators

  • 1. Houston Methodist
  • 2. Indian Institute of Science Bangalore
  • 3. Central Food Technological Research Institute
  • 4. JSS Academy of Higher Education and Research

Description

Abstract In the long term, diabetes profoundly affects multiple organs, such as the kidney, heart, brain, liver, and eyes. The gradual loss of function in these vital organs contributes to mortality. Nonetheless, the effects of diabetes on the lung tissue are not well understood. Clinical and experimental data from our studies revealed that diabetes induces inflammatory and fibrotic changes in the lung. These changes were mediated by TGF-β-activated epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) signaling pathways. Our studies also found that glucose restriction promoted mesenchymal-to-epithelial transition (MET) and substantially reversed inflammatory and fibrotic changes, suggesting that diabetes-induced EMT was mediated in part by the effects of hyperglycemia. Additionally, the persistent exposure of diabetic cells to high glucose concentrations (25 mM) promoted the upregulation of caveolin-1, N-cadherin, SIRT3, SIRT7 and lactate levels, suggesting that long-term diabetes may promote cell proliferation. Taken together, our results demonstrate for the first time that diabetes induces fibrotic changes in the lung via TGF-β1-activated EMT pathways and that elevated SMAD7 partially protects the lung during the initial stages of diabetes. These findings have implications for the management of patients with diabetes.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة على المدى الطويل، يؤثر مرض السكري بعمق على أعضاء متعددة، مثل الكلى والقلب والدماغ والكبد والعينين. ويساهم الفقدان التدريجي للوظيفة في هذه الأعضاء الحيوية في الوفيات. ومع ذلك، فإن آثار مرض السكري على أنسجة الرئة ليست مفهومة جيدًا. كشفت البيانات السريرية والتجريبية من دراساتنا أن مرض السكري يسبب تغيرات التهابية وتليفية في الرئة. تم التوسط في هذه التغييرات من خلال مسارات إشارات الانتقال الظهاري إلى المتوسط (EMT) التي تم تنشيطها بواسطة TGF - β. وجدت دراساتنا أيضًا أن تقييد الجلوكوز عزز الانتقال من اللحمة الوسيطة إلى الظهارة (MET) وعكس بشكل كبير التغيرات الالتهابية والتليفية، مما يشير إلى أن EMT الناجم عن مرض السكري كان بوساطة جزئية من آثار ارتفاع السكر في الدم. بالإضافة إلى ذلك، شجع التعرض المستمر لخلايا السكري لتركيزات عالية من الجلوكوز (25 مللي مولار) على زيادة تنظيم مستويات كافيولين-1 و N - cadherin و SIRT3 و SIRT7 واللاكتات، مما يشير إلى أن مرض السكري على المدى الطويل قد يعزز تكاثر الخلايا. توضح نتائجنا مجتمعة لأول مرة أن مرض السكري يحفز التغيرات الليفية في الرئة عبر مسارات EMT المنشطة بـ TGF - β 1 وأن ارتفاع SMAD7 يحمي الرئة جزئيًا خلال المراحل الأولى من مرض السكري. هذه النتائج لها آثار على إدارة مرضى السكري.

Translated Description (French)

Résumé À long terme, le diabète affecte profondément plusieurs organes, tels que les reins, le cœur, le cerveau, le foie et les yeux. La perte progressive de la fonction de ces organes vitaux contribue à la mortalité. Néanmoins, les effets du diabète sur le tissu pulmonaire ne sont pas bien compris. Les données cliniques et expérimentales de nos études ont révélé que le diabète induit des changements inflammatoires et fibrotiques dans les poumons. Ces changements ont été médiés par les voies de signalisation de la transition épithéliale-mésenchymateuse (TEM) activée par le TGF-β. Nos études ont également révélé que la restriction de la glycémie favorisait la transition mésenchymateuse-épithéliale (MET) et inversait considérablement les changements inflammatoires et fibrotiques, suggérant que le TEM induit par le diabète était en partie médié par les effets de l'hyperglycémie. De plus, l'exposition persistante des cellules diabétiques à des concentrations élevées de glucose (25 mM) a favorisé la régulation à la hausse des taux de cavéoline-1, de N-cadhérine, de SIRT3, de SIRT7 et de lactate, suggérant que le diabète à long terme peut favoriser la prolifération cellulaire. Pris ensemble, nos résultats démontrent pour la première fois que le diabète induit des changements fibrotiques dans le poumon via les voies EMT activées par le TGF-β1 et qu'une SMAD7 élevée protège partiellement le poumon pendant les premiers stades du diabète. Ces résultats ont des implications pour la prise en charge des patients diabétiques.

Translated Description (Spanish)

Resumen A largo plazo, la diabetes afecta profundamente a múltiples órganos, como el riñón, el corazón, el cerebro, el hígado y los ojos. La pérdida gradual de la función en estos órganos vitales contribuye a la mortalidad. Sin embargo, los efectos de la diabetes en el tejido pulmonar no se comprenden bien. Los datos clínicos y experimentales de nuestros estudios revelaron que la diabetes induce cambios inflamatorios y fibróticos en el pulmón. Estos cambios fueron mediados por las vías de señalización de transición epitelial a mesenquimal (EMT) activadas por TGF-β. Nuestros estudios también encontraron que la restricción de glucosa promovió la transición mesenquimal a epitelial (MET) y revirtió sustancialmente los cambios inflamatorios y fibróticos, lo que sugiere que la EMT inducida por la diabetes fue mediada en parte por los efectos de la hiperglucemia. Además, la exposición persistente de las células diabéticas a altas concentraciones de glucosa (25 mM) promovió la regulación positiva de los niveles de caveolina-1, N-cadherina, SIRT3, SIRT7 y lactato, lo que sugiere que la diabetes a largo plazo puede promover la proliferación celular. En conjunto, nuestros resultados demuestran por primera vez que la diabetes induce cambios fibróticos en el pulmón a través de las vías EMT activadas por TGF-β1 y que el SMAD7 elevado protege parcialmente el pulmón durante las etapas iniciales de la diabetes. Estos hallazgos tienen implicaciones para el tratamiento de los pacientes con diabetes.

Files

s41598-018-30449-y.pdf.pdf

Files (3.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:6defbb1a40655157d4a09565ed04637d
3.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يحفز مرض السكري التغيرات الليفية في الرئة من خلال تنشيط مسارات إشارات TGF - β
Translated title (French)
Le diabète induit des changements fibrotiques dans les poumons par l'activation des voies de signalisation du TGF-β
Translated title (Spanish)
La diabetes induce cambios fibróticos en el pulmón a través de la activación de las vías de señalización de TGF-β

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2886711020
DOI
10.1038/s41598-018-30449-y

Is supplement to
https://openalex.org/W582905479 (Other)
https://openalex.org/W4392681959 (Other)
https://openalex.org/W4327518501 (Other)
https://openalex.org/W4214698807 (Other)
https://openalex.org/W3118667519 (Other)
https://openalex.org/W3117743803 (Other)
https://openalex.org/W2996239022 (Other)
https://openalex.org/W2592007767 (Other)
https://openalex.org/W2080599553 (Other)
https://openalex.org/W2026862129 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1510319286
  • https://openalex.org/W1653800962
  • https://openalex.org/W1760215417
  • https://openalex.org/W1905813498
  • https://openalex.org/W1964847767
  • https://openalex.org/W1969891196
  • https://openalex.org/W1993487971
  • https://openalex.org/W1993689657
  • https://openalex.org/W1995340544
  • https://openalex.org/W1996626734
  • https://openalex.org/W2018094507
  • https://openalex.org/W2021041865
  • https://openalex.org/W2024886887
  • https://openalex.org/W2037358612
  • https://openalex.org/W2040773116
  • https://openalex.org/W2040972793
  • https://openalex.org/W2042372525
  • https://openalex.org/W2045142779
  • https://openalex.org/W2046583318
  • https://openalex.org/W2056873590
  • https://openalex.org/W2066368114
  • https://openalex.org/W2070956172
  • https://openalex.org/W2071603790
  • https://openalex.org/W2073366052
  • https://openalex.org/W2087530035
  • https://openalex.org/W2093010641
  • https://openalex.org/W2100235494
  • https://openalex.org/W2103096860
  • https://openalex.org/W2121831945
  • https://openalex.org/W2125904404
  • https://openalex.org/W2136005024
  • https://openalex.org/W2145063352
  • https://openalex.org/W2151151767
  • https://openalex.org/W2154570785
  • https://openalex.org/W2154589460
  • https://openalex.org/W2172262437
  • https://openalex.org/W2342604519
  • https://openalex.org/W2493523788
  • https://openalex.org/W2555567079
  • https://openalex.org/W2567256898
  • https://openalex.org/W2585079320
  • https://openalex.org/W2604675762
  • https://openalex.org/W2736528334
  • https://openalex.org/W2947020280
  • https://openalex.org/W3145105062