Binding of the bromodomain and extraterminal domain proteins (BETs) to acetylated histone residues is critical for gene transcription. We sought to determine the antifibrotic efficacy and potential mechanisms of BET inhibition in systemic sclerosis (SSc). Blockade of BETs was done using a pan-BET inhibitor, JQ1; BRD2 inhibitor, BIC1; or BRD4 inhibitors AZD5153 or ARV825. BET inhibition, specifically BRD4 blockade, showed antifibrotic effects in an animal model of SSc and in patient-derived diffuse cutaneous SSc (dcSSc) fibroblasts. Transcriptome analysis of JQ1-treated dcSSc fibroblasts revealed differentially expressed genes related to extracellular matrix, cell cycle, and calcium (Ca2+) signaling. The antifibrotic effect of BRD4 inhibition was mediated at least in part by downregulation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II α and reduction of intracellular Ca2+ concentrations. On the basis of these results, we propose targeting Ca2+ pathways or BRD4 as potentially novel therapeutic approaches for progressive tissue fibrosis.

Glycoprotein nonmetastatic melanoma protein B (GPNMB) is involved in various cell functions such as cell adhesion, migration, proliferation, and differentiation. In this study, we set forth to determine the role of GPNMB in systemic sclerosis (SSc) fibroblasts. Dermal fibroblasts were isolated from skin biopsies from healthy subjects and patients with diffuse cutaneous (dc)SSc. GPNMB was upregulated in dcSSc fibroblasts compared to normal fibroblasts, and correlated negatively with the modified Rodnan skin score. In addition, dcSSc fibroblasts secreted higher levels of soluble (s)GPNMB (147.4 ± 50.2 pg/ml vs. 84.8 ± 14.8 pg/ml, p<0.05), partly due to increased ADAM10. sGPNMB downregulated profibrotic genes in dcSSc fibroblasts and inhibited cell proliferation and gel contraction. The anti-fibrotic effect of sGPNMB was at least in part mediated through CD44, which is regulated by histone acetylation. TGFβ downregulated GPNMB and decreased the release of its soluble form in normal fibroblasts. In dcSSc fibroblasts, GPNMB is upregulated by its own soluble form. Our data demonstrate an anti-fibrotic role of sGPNMB in SSc and established a role for the ADAM10-sGPNMB-CD44 axis in dermal fibroblasts. Upregulating GPNMB expression might provide a novel therapeutic approach in SSc.

Abstract Binding of the bromodomain and extra-terminal domain proteins (BETs) to acetylated histone residues is critical for gene transcription. This study sought to determine the anti-fibrotic efficacy and potential mechanisms of BET inhibition in systemic sclerosis (SSc). Blockade of BETs was done using a pan BET inhibitor JQ1, BRD2 inhibitor BIC1, or BRD4 inhibitors AZD5153 or ARV825. BET inhibition, specifically BRD4 blockade, showed anti-fibrotic effects in an animal model of scleroderma and in patient-derived diffuse cutaneous (dc)SSc fibroblasts. Transcriptome analysis of JQ1-treated dcSSc fibroblasts revealed differentially expressed genes related to extracellular matrix, cell cycle, and calcium signaling. The anti-fibrotic effect of BRD4 inhibition was at least in part mediated by downregulation of Ca 2+/ calmodulin-dependent protein kinase II α (CaMKII-α) and reduction of intracellular calcium concentrations. These results suggest that targeting calcium pathways or BRD4 might be novel therapeutic approaches for progressive tissue fibrosis.