Labirint.ru - ваш проводник по лабиринту книг
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -ГлавнаяОб АльманахеРецензентыАрхив телеконференций- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Сборники АльманахаДругие сборникиНаучные труды- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Образец оформленияИнформационное письмоО проведении телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Материалы I телеконференцииМатериалы II телеконференцииМатериалы III телеконференцииМатериалы IV телеконференцииМатериалы V телеконференцииМатериалы VI телеконференцииМатериалы VII телеконференцииМатериалы VIII телеконференцииМатериалы IX телеконференцииМатериалы Х телеконференцииМатериалы XI телеконференцииМатериалы XII телеконференцииМатериалы XIII телеконференцииУчастники XIII телеконференцииМатериалы XIV телеконференцииУчастники XIV телеконференцииЮбилейная XV Телеконференция Октябрь 2014Участники Юбилейной XV Телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Конференция СМПиЧ-2015Участники СМПиЧ-2015- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -КонтактыФорум
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Поиск по сайту

Полезная информация

 
 

СС-ХЕМОКИНЫ И РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННЫХ КЛЕТОК В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ

Печать E-mail
Автор Грачев А. Н., Кжышковска Ю. Г., Карагодин В. П., Эдельман Е., Гаврилин М. А., Орехов А. Н.   
27.02.2012 г.

Биологический факультет Московского государственного университета  имени М.В. Ломоносова (г. Москва)

 

В материалах предыдущей телеконференции нами были рассмотрены вопросы, связанные с функционированием СС хемокинов, в частности, их роль в регуляции воспалительного ответа [1]. Отмечалось, что часто опухоли содержат значительное количество макрофагов, ассоциированных с опухолью (МАО), и что эти клетки влияют на течение заболевания [2]. Опухолевые клетки способны производить цитокины и хемокины, характерные для регенерирующей ткани, что обеспечивает эффективное привлечение моноцитов и их дифференцировку в макрофаги [3, 4, 5].

Исследования макрофагов второго типа, экспрессирующих стабилин-1, указывает на то, что этот тип макрофагов обладает уникальными функциональными особенностями, которые обеспечиваются специфичным молекулярным репертуаром. Действительно, поиск маркеров моноцитов второго типа, проведенный до 1999 года, позволил описать CC хемокин CCL18 [6, 7], маннозный рецептор [8] и CD163 [9]. Можно, однако, предположить, что функция макрофагов второго типа обеспечивается большим числом специфично экспрессирующихся генов. Обнаружение этих генов и исследование их функций позволило бы лучше понять механизм развития макрофагов второго типа и их роль в функционировании здорового организма и в патологии. Для решения этой проблемы специфичный молекулярный репертуар макрофагов второго типа был исследован Грачевым А. Н.  в различных условиях и с использованием различных экспериментальных подходов. На начальном этапе работы, который проводился до входа в широкую практику биочипов, был использован метод субтрактивной гибридизации комбинированный с методом дифференциальной гибридизации [10].

Моноциты были выделены из лейкоцитарной пленки и культивировались в присутствии ИЛ4 и ИФНгамма. На 6-й день культуры из макрофагов была выделена тотальная РНК. Субтрактивная гибридизация была проведена с использованием набора PCR select (Clontech). Секвенирование первых 10 из порядка 2000 полученных клонов показало, что большинство этих клонов содержат фрагменты кДНК фибронектина. Поэтому, прежде чем секвенировать оставшиеся клоны, дот блот мембраны были загибридизированы с зондом к фибронектину. Из всех исследованных клонов только 55 не реагировали с использованным зондом. Секвенирование 55 полученных клонов выявило, что 23 из них содержат фрагменты кДНК фибронектина, не пересекающиеся с использованным зондом, 6 представляют собой фрагменты кДНК гена CCL18, описанного ранее как маркер макрофагов второго типа [6, 7], и 2 клона содержат фрагменты кДНК гена бетаIG-H3. Большая часть оставшихся клонов содержала фрагменты генов, для которых описана активация ИЛ4, например цитохром б. Гены, для которых активация ИЛ4 не была ранее показана, были протестированы при помощи Норзерн блот гибридизации. Ни для одного из них не удалось подтвердить факт дифференциальной экспрессии. Поэтому дальнейшая работа была сконцентрирована на детальном анализе повышения экспрессии фибронектина и бетаIG-H3 [11].

Для анализа экспрессии фибронектина и бетаIG-H3 в различных популяциях макрофагов, были использованы макрофаги, стимулированные ИФНгамма, ИЛ4, дексаметазоном, и комбинацией ИЛ4 с дексаметазоном. В качестве контроля были использованы нестимулированные клетки. Макрофаги для анализа собирали на третий и шестой дни культуры. Гибридизация с зондом к фибронектину выявила существенное повышение экспрессии гена при стимуляции ИЛ4 уже на третий день культуры; полное отсутствие экспрессии наблюдалось в контрольных клетках и при стимуляции ИФНгамма или дексаметазоном. При использовании комбинации ИЛ4 и дексаметазона наблюдалась пониженная, по сравнению со стимуляцией ИЛ4, экспрессия фибронектина. Похожая картина наблюдалась и на 6 день культуры [11].

Структура экспрессии гена бетаIG-H3 отличался от структуры экспрессии фибронектина, прежде всего более существенной базальной экспрессией гена в контрольных клетках и клетках стимулированных ИФНгамма. При этом, так же как и в случае с фибронектином, наблюдалась активация экспрессии гена при стимуляции макрофагов ИЛ4 и ее подавление при стимуляции дексаметазоном.

Для дальнейшего описания различий между макрофагами, стимулированными ИЛ4 и дексаметазоном, были выбраны цитокины, продукция которых типична для макрофагов второго типа: CCL18, TARC (CCL17) и MCP-4(CCL13) [12]. Для CCL18 ранее было показано, что его продукция активируется ИЛ4, но не дексаметазоном [6, 7]. Экспрессия TARC и MCP-4 описана для дендритных клеток, полученных из первичных моноцитов при стимуляции последних ИЛ4 [13]. Кроме того, было показано, что ИЛ4 стимулирует продукцию TARC и MCP-4 в клетках гладкой мускулатуры бронхов [14] и клетках эпителия бронхов [15]. Анализ продукции цитокинов в культуральной среде показал, что ИЛ4 необходим для активации продукции всех исследованных цитокинов. В то же время дексаметазон оказался неспособен самостоятельно активировать продукцию этих цитокинов (Рисунок 1). Будучи использован в комбинации с ИЛ4, дексаметазон вызывал 5-кратное повышение продукции CCL18, незначительно снижал продукцию MCP-4 и практически полностью подавлял продукцию TARC. Ни один из цитокинов не был обнаружен в культуральной среде контрольных макрофагов, и только продукция MCP-4 активировалась также ИФНгамма (Рисунок 1). Эти результаты показывают, что дексаметазон не способен самостоятельно запустить продукцию исследованных цитокинов, но модулирует продукцию, активированную ИЛ4 \n Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script </Address><Web_URL>PM:15644118</Web_URL><ZZ_JournalStdAbbrev><f name="System">Scand.J.Immunol.</f></ZZ_JournalStdAbbrev><ZZ_WorkformID>1</ZZ_WorkformID></MDL></Cite></Refman>[12].

Таким образом, было показано, что различные стимуляторы, способные вызвать дифференцировку макрофагов второго типа не обязательно приводят к экспрессии одинаковых маркеров и одинаковой функциональной активности. Эти данные позволяют предположить, что каждый цитокин или гормон, способный воздействовать на моноциты/макрофаги, приводит к развитию специфичного для него фенотипа макрофагов.

 

Рисунок 1 - Анализ продукции цитокинов макрофагами через 6 дней культивирования

Примечания

1 Концентрации цитокинов в культуральной среде были определены при помощи ИФА.

2 AMAC-1=CCL18.

 

IL17Е (ИЛ25) принадлежит к семейству цитокинов IL17, которое включает 5 белков с уровнем белковой гомологии от 20 до 50%. В отличие от остальных членов семейства, IL17Е вызывает экспрессию Th2 ассоциированных цитокинов ИЛ4, ИЛ5 и ИЛ13 [16]. IL17E производится субпопуляцией Th2 поляризованных Т-клеток [16 64], а также тучными клетками [13]. В мышиной модели повышенная продукция IL17E приводила к развитию Th2-патологий, эозинофилии легких [17], и повышенной продукции слизи в легких и пищеварительном тракте [18, 16]. Рецептор к IL17Е был первоначально описан как рецептор к IL17В, откуда и появилось название IL17RВ. Анализ структуры экспрессии IL17BR в тканях мыши и человека выявил наиболее высокий уровень его экспрессии в печени и семенника, и несколько более низкий в почках и легких. Анализ сплайс-вариантов и белка показал наличие мембранной и растворимой изоформ рецептора [14]. Эксперименты по ко-иммунопреципитации показали, что основным лигандом для IL17RВ является IL17Е [15], в то время как IL17B показал значительно более слабое связывание [15]. Ранее было показано, что IL17Е активирует NF-kappaB и приводит к активации продукции CCL8 в клетках почечной карциномы TK-10 [15]. Несмотря на то, что физиологические эффекты IL17Е были описаны в мышиных моделях, до сих пор была неизвестна клеточная популяция, участвующая в формировании наблюдаемых эффектов [18].

Первичные данные указывали на то, что стимуляция макрофагов ИЛ4 приводит к повышению экспрессии IL17RВ. Поэтому был поставлен вопрос о спектре цитокинов, влияющих на экспрессию этого рецептора и о возможности использования его как маркера определенной популяции макрофагов, отвечающей за развитие описанных патологий. Анализ экспрессии IL17BR в М1, М2ИЛ4 и М2ИЛ4/ТФРбета проводился с использованием количественной ПЦР. Эксперименты показали, что в макрофагах стимулированных ИЛ4 экспрессия мРНК IL17BR в среднем в 10 раз выше, чем в макрофагах, стимулированных ИФНгамма (M1). Эта экспрессия усиливалась при добавлении к ИЛ4 ТФРбета (Рисунок 2) [19].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Анализ экспрессии IL17BR методом количественной ПЦР

Примечания

1 Макрофаги культивировали 6 дней при указанной стимуляции.

2 Экспрессия IL17BR в макрофагах, стимулированных ИЛ4, была взята за 100%.

 

Таким образом, можно утверждать, что предложенная ранее система дихотомии макрофагальных фенотипов не отражает реальной ситуации. А именно, стимуляция макрофагов ИЛ4 приводит к повышению их способности перестраивать внеклеточный матрикс и производить цитокины, которые влияют на инфильтрацию клеток иммунной системы. Кроме того, было показано, что глюкокортикоиды в терапевтических концентрациях приводят к подавлению способности макрофагов перестраивать внеклеточный матрикс, но стимулируют их способность фагоцитировать как опсонизированный, так и неопсонизированный материал. Это свойство макрофагов объясняется повышением экспрессии скавенджер-рецепторов. Анализ эффектов других иммуносупрессорных факторов показал, что каждый из них способен вызывать строго индивидуальный спектр реакций макрофагов. Так, маркером стимуляции макрофагов ТФРбета является повышенная экспрессия IL17BR. На основании этих данных можно утверждать, что популяция макрофагов в человеческом организме высоко гетерогенна и определяется цитокинами, ростовыми факторами и гормонами, характерными для той или иной ткани или органа.

В то время, как эффекты различных противовоспалительных цитокинов на макрофаги изучаются в различных лабораториях, эффект ТФРбета на зрелые макрофаги практически не изучен. ТФРбета - это многофункциональный фактор роста, обладающий противовоспалительным эффектом. ТФРбета действует на клетку через рецепторный комплекс, состоящий из 2 димеров, включающих рецепторы I и II типов, представляющие собой серинтреониновые протеинкиназы. Связывание ТФРбета с рецептором приводит к активации ТФРбетаRII, который фосфорилирует и активирует ТФРбетаRI [20]. Активированный ТФРбетаRI передает сигнал внутрь клетки за счет фосфорилирования рецептор-регулируемых (R-Smad) Smad2 и Smad3. Активированные R-Smad образуют гетеротример со Smad4 и транслоцируются в ядро. В ядре комплекс Smad связывается со Smad-связывающимся элементом в промоторах генов, что приводит к активации транскрипции. Способность клетки отвечать на белки из семейства трансформирующего фактора роста бета определяется спектром и количеством соответствующих рецепторов, экспрессирующихся на ее поверхности.

Основной причиной отсутствия исследований влияния ТФРбета на макрофаги явилась серия работ, указывающих на то, что макрофаги теряют рецептор к ТФРбета в процессе дифференцировки [21]. Однако, наблюдавшийся ранее эффект ТФРбета на уровень экспрессии мРНК IL17BR [11] позволил предположить, что в определенных условиях макрофаги сохранят способность отвечать на этот цитокин. Физиологическое значение этой способности макрофагов трудно переоценить, так как зрелые макрофаги подвергаются воздействию ТФРбета в таких серьезных патологических ситуациях, как злокачественные опухоли и атеросклероз. В случае опухоли макрофаги находятся в среде, содержащей комбинацию цитокинов, производимых опухолевыми клетками и инфильтрирующими клетками иммунной системы. В случае атеросклеротической бляшки цитокины, воздействующие на макрофаги, производятся клетками интимы и клетками иммунной системы, инфильтрирующими бляшку. Комбинация ИЛ4 и ТФРбета часто наблюдается как в опухолях, так и при атеросклерозе. Поэтому для исследования воздействия ТФРбета на зрелые макрофаги были выбраны макрофаги второго типа, дифференцировавшиеся в присутствии ИЛ4 (М2ИЛ4) и ИЛ4 в комбинации с глюкокортикоидом дексаметазон (М2ИЛ4/ГК).

Для изучения эффекта ТФРбета на макрофаги, эксперимент был построен следующим образом: макрофаги дифференцировались в присутствии ИЛ4 или ИЛ4 в комбинации с дексаметазоном в течение 5 дней, после чего клетки стимулировали ТФРбета1. Так как путь передачи сигнала от рецептора ТФРбета достаточно быстрый процесс [22], то экспрессия мРНК IL17BR была исследована через 3 и 24 часа после начала стимуляции (Рисунок 3). Результаты количественной ПЦР показали отсутствие эффекта ТФРбета1 на экспрессию мРНК IL17BR через 3 часа стимуляции. Через 24 часа стимуляции статистически достоверное 5-кратное увеличение экспрессии наблюдалось в случае М2ИЛ4/ГК, в то время как 2-х кратное увеличение экспрессии в случае M2ИЛ4 не было статистически достоверным. Полученные результаты указывают на то, что зрелые макрофаги сохраняют способность отвечать на стимуляцию ТФРбета1, причем М2ИЛ4/ГК обладают этой способностью в большей степени, чем M2ИЛ4.

Так как для М2ИЛ4 и М2ИЛ4/ГК была обнаружена разница в ответе на ТФРбета1, далее был исследован весь спектр генов, активируемых в этих клетках ТФРбета1. Макрофаги, полученные, так же, как и для предыдущего эксперимента, стимулировали ТФРбета1 в течение 24 часов и использовали для выделения РНК, которая была исследована при помощи биочипов фирмы Affymetrix. Для получения статистически достоверных данных в эксперименте были использованы макрофаги от 5 различных доноров. Исследование дифференциальной экспрессии генов не выявило статистически достоверных различий между M2ИЛ4 и M2ИЛ4 стимулированными ТФРбета1. Этот результат подтверждал данные, полученные при анализе эффекта ТФРбета1 на экспрессию мРНК IL17BR (Рисунок 3), а так же данные других групп, где сообщалось, что зрелые макрофаги не способны эффективно отвечать на ТФРбета1 [23]. Однако в M2ИЛ4/ГК стимуляция ТФРбета1 приводила к 4-х кратному и более повышению экспрессии более чем 90 генов (p<0,000001). Основываясь на полученных данных, дальнейшие исследования были сконцентрированы на M2ИЛ4/ГК. Для получения данных о генах, напрямую активируемых ТФРбета1, при помощи биочипов были также проанализированы M2ИЛ4/ГК стимулированные ТФРбета1 в течение 3-х часов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 - Анализ способности ТФРбета усилить экспрессию мРНК IL17BR в зрелых макрофагах

Примечания

1 Макрофаги дифференцировались в присутствии ИЛ4 или ИЛ4 в комбинации с дексаметазоном в течение 5 дней. Далее макрофаги стимулировали ТФРбета1 как указано.

2 Экспрессию мРНК IL17BR исследовали при помощи количественной ПЦР.

3 Экспрессия в М2ИЛ4 на 5 день взята за 1.

 

Анализ дифференциальной экспрессии генов в M2ИЛ4/ГК стимулированных ТФРбета1 в течение 3 и 24 часов, позволил выявить 2 группы генов, отличающихся по времени активации. Группа генов «раннего ответа» содержала 44 гена, экспрессия которых была усилена в 4 и более раз уже через 3 часа после стимуляции. Группа «позднего ответа» содержала 90 генов, экспрессия которых была усилена в 4 и более раз через 24 часа после стимуляции. 23 гена попали в обе группы (Таблица 1) [24]. Полученные данные указывают на то, что ТФРбета1 активирует сложную программу регуляции транскрипции, и наблюдаемые эффекты содержат как непосредственные эффекты ТФРбета1 на экспрессию генов, так и вторичные, включающие пути передачи сигнала, использующие факторы, экспрессия которых активировалась ТФРбета1 [21].

 

Таблица 1 - Функциональные группы генов, экспрессия которых увеличивалась при стимуляции ТФРбета1 не менее чем в 4 раза (FC≥2)

AffyID

Gene_Title

FC 3h vs. Control

FC 24h vs. Control

FC 24h vs. 3h

Регуляция транскрипции

207826_s_at

ID3: inhibitor of DNA binding 3, dominant negative helix-loop-helix protein

10.0

6.9

0.7

214445_at

ELL2: elongation factor, RNA polymerase II, 2

2.5

2.6

1.0

204253_s_at

VDR: vitamin D (1,25- dihydroxyvitamin D3) receptor

2.5

1.8

0.7

206472_s_at

TLE3: transducin-like enhancer of split 3

2.3

1.8

0.8

206127_at

ELK3: ETS-domain protein (SRF accessory protein 2)

2.3

1.6

0.7

219433_at

BCOR: BCL6 co-repressor

2.2

1.2

0.5

204197_s_at

RUNX3: runt-related transcription factor 3

2.2

1.0

0.5

208328_s_at

MEF2A: MADS box transcription enhancer factor 2, polypeptide A (myocyte enhancer factor 2A)

2.0

1.5

0.7

201473_at

JUNB: jun B proto-oncogene

2.0

1.5

0.7

209579_s_at

MBD4: methyl-CpG binding domain protein 4

1.7

2.2

1.3

1569108_a_at

ZNF589: zinc finger protein 589

1.4

2.1

1.5

AffyID

Gene_Title

FC 3h vs. Control

FC 24h vs. Control

FC 24h vs. 3h

Регуляция транскрипции

209189_at

FOS: v-fos FBJ murine osteosarcoma viral oncogene homolog

1.3

2.7

2.2

204959_at

MNDA: myeloid cell nuclear differentiation antigen

1.2

2.5

2.1

Сигнальные пути TGF- и BMP

201185_at

PRSS11: protease, serine, 11 (IGF binding)

1.3

10.1

7.7

204790_at

SMAD7: SMAD, mothers against DPP homolog 7 (Drosophila)

6.2

5.1

0.8

204948_s_at

FST: follistatin

1.2

2.7

2.2

207069_s_at

SMAD6: SMAD, mothers against DPP homolog 6 (Drosophila)

2.2

1.8

0.8

205596_s_at

SMURF2: SMAD specific E3 ubiquitin protein ligase 2

2.6

1.5

0.6

Иммунный ответ

220491_at

HAMP: hepcidin antimicrobial peptide

6.0

14.6

2.4

204174_at

ALOX5AP: arachidonate 5-lipoxygenase-activating protein

1.1

8.7

7.7

202988_s_at

RGS1: regulator of G-protein signalling 1

8.6

7.0

0.8

219434_at

TREM1: triggering receptor expressed on myeloid cells 1

1.5

4.1

2.7

219255_x_at

IL17BR: interleukin 17 receptor B

1.1

3.8

3.6

AffyID

Gene_Title

FC 3h vs. Control

FC 24h vs. Control

FC 24h vs. 3h

Иммунный ответ

206618_at

IL18R1: interleukin 18 receptor 1

1.0

2.8

2.6

1555116_s_at

SLC11A1: solute carrier family 11 (proton-coupled divalent metal ion transporters), member 1

1.3

2.7

2.0

208771_s_at

LTA4H: leukotriene A4 hydrolase

1.2

2.5

2.1

203788_s_at

SEMA3C: sema domain, immunoglobulin domain (Ig), short basic domain, secreted, (semaphorin) 3C

1.3

2.3

1.7

208071_s_at

LAIR1: leukocyte-associated Ig-like receptor 1

1.8

2.2

1.2

209201_x_at

CXCR4: chemokine (C-X-C motif) receptor 4

2.4

1.8

0.7

Метаболизм липидов

210004_at

OLR1: oxidised low density lipoprotein (lectin-like) receptor 1

6.0

20.0

3.3

204561_x_at

APOC2: apolipoprotein C-II

1.7

7.7

4.5

204416_x_at

APOC1: apolipoprotein C-I

1.4

3.1

2.2

203509_at

SORL1: sortilin-related receptor, L(DLR class) A repeats-containing

1.4

2.6

1.8

203381_s_at

APOE: apolipoprotein E

1.3

2.5

2.0

201186_at

LRPAP1: low density lipoprotein receptor-related protein associated protein 1

1.2

2.4

2.0

AffyID

Gene_Title

FC 3h vs. Control

FC 24h vs. Control

FC 24h vs. 3h

Метаболизм липидов

1570432_at

ABCG1: ATP-binding cassette, sub-family G (WHITE), member 1

1.9

2.0

1.0

Клеточная адгезия

1552806_a_at

SIGLEC10: sialic acid binding Ig-like lectin 10

1.7

4.8

2.9

1559921_at

PECAM1: platelet/endothelial cell adhesion molecule (CD31 antigen)

1.1

3.1

2.8

202351_at

ITGAV: integrin, alpha V (vitronectin receptor, alpha polypeptide, antigen CD51)

3.2

3.0

0.9

201042_at

TGM2: transglutaminase 2 (C polypeptide, protein-glutamine-gamma-glutamyltransferase)

1.1

2.7

2.4

201389_at

ITGA5: integrin, alpha 5 (fibronectin receptor, alpha polypeptide)

2.5

2.0

0.8

205204_at

NMB: neuromedin B

1.1

2.0

1.8

 

Для подтверждения данных, полученных при помощи биочипов, экспрессия мРНК Smad7, ID3, OLR1 и IL17BR была исследована при помощи количественной ПЦР. M2ИЛ4/ГК стимулировали ТФРбета1 на 5-й день культуры, после чего клетки собирали через 1, 2, 3, 6, и 24 часа. Количественная ПЦР показала, что экспрессия мРНК OLR1 повышалась непрерывно на протяжении всего исследованного периода. Повышение экспрессии мРНК OLR1 становилось статистически значимым через 3 часа стимуляции. В отличие от OLR1, увеличение экспрессии мРНК Smad7 и ID3 становилось статистически значимым уже через час после начала стимуляции клеток ТФРбета1 и сохранялась на этом уровне, на протяжении всего периода стимуляции.

В соответствии с ранее полученными данными (Рисунок 3, Таблица 1), статистически достоверное увеличение экспрессии мРНК IL17BR наблюдалось лишь через 24 часа стимуляции. Важно отметить, что степень увеличения экспрессии генов, определенная при помощи количественной ПЦР, была значительно выше, чем степень увеличения экспрессии, выявленная при помощи биочипов. Так, например, экспрессия мРНК OLR1 увеличивалась в 19,7 раз по данным биочипов, но в 180 раз по данным количественной ПЦР. Эта разница в чувствительности двух методов позволила предположить, что возможно, усиление экспрессии генов в ответ на ТФРбета1 в M2ИЛ4 не было обнаружено по причине низкой чувствительности метода. Для проверки этого предположения экспрессия генов «раннего ответа» была исследована в M2ИЛ4 при помощи количественной ПЦР [24].

Среди генов раннего ответа был обнаружен гипотетический белок CLTAP (chemokine-like TGFbeta induced protein) экспрессия которого повышалась в 8 и более раз. Для более точного определения степени активации CLTAP ТФРбета, были разработаны реагенты TaqMan для количественной ПЦР. Используя количественную ПЦР было показано, что экспрессия CLTAP в макрофагах повышается в 30 и более раз после 3-х часовой стимуляции ТФРбета1 использованным в концентрации 10 нг/мл. Поиск гомологичных нуклеотидных и белковых последовательностей в соответствующих базах данных не выявил гомологичных генов с описанной функцией. Также анализ белковой последовательности на наличие функциональных доменов не выявил таковых. Единственным структурным элементом, обнаруженным при помощи биоинформатических методов, оказался гидрофобный домен на N-конце белка, который может представлять собой как сигнальный пептид, так и трансмембранный домен. При этом поаминокислотное сравнение последовательности CLTAP с последовательностями СС хемокинов выявило наличие ключевого сходства. На N-конце CLTAP были обнаружены два характерных цистеина, а также два других цистеина, внутри белковой последовательности, на позициях типичных для СС хемокинов. Кроме того, некоторые другие особенности белковой последовательности указывали на то, что наиболее близким структурным гомологом CLTAP является CCL25.

Регуляция экспрессии CLTAP различными цитокинами была исследована в макрофагах при помощи количественной ПЦР. Макрофаги стимулировали ИЛ4, М-КСФ и ГМ-КСФ или комбинацией этих цитокинов с дексаметазоном. После 6 дней культивирования макрофаги стимулировали ТФРбета1 в течение 3-х часов. После чего клетки собирали и использовали для выделения РНК и количественной ПЦР. Результаты анализа экспрессии CLTAP представлены на Рисунке 4. Очевидно, что наиболее сильная стимуляция экспрессии достигается при обработке клеток ТФРбета1.

Рисунок 4 - Исследование регуляции экспрессии CLTAP в зрелых макрофагах человека

Примечание

Отмечается существенное увеличение экспрессии при стимуляции клеток ТФРбета1 и подавление экспрессии при стимуляции клеток дексаметазоном.

 

Проведенный анализ научно-технической литературы касался преимущественно хемокинов и их роли в нормальной физиологии и при различных патологиях. Не вызывает сомнения диагностический и терапевтический потенциал CC-хемокинов, которые являются одним из ключевых элементов системы растворимых факторов, обеспечивающих взаимодействие клеток иммунной системы со стромальными и опухолевыми клетками.

Изучение функции CLTAP позволит лучше понять механизм взаимодействия клеток иммунной системы со стромальными и опухолевыми клетками, а также позволит выявить новые перспективные терапевтические мишени.

Было показано, что различные стимуляторы, способные вызвать дифференцировку макрофагов второго типа, не обязательно приводят к экспрессии одинаковых маркеров и одинаковой функциональной активности. Эти данные позволяют предположить, что каждый цитокин или гормон, способный воздействовать на моноциты/макрофаги, приводит к развитию специфичного для него фенотипа макрофагов. Установлено, что предложенная ранее система дихотомии макрофагальных фенотипов не отражает реальной ситуации. А именно, стимуляция макрофагов ИЛ4 приводит к повышению их способности перестраивать внеклеточный матрикс и производить цитокины, которые влияют на инфильтрацию клеток иммунной системы.

Как представляется авторам, в перспективе должна быть разработана система для экспрессии рекомбинантных белков CLTAP в бактериях и клетках млекопитающих. Необходимо получить моноклональные антитела против CLTAP, изучить ассоциацию экспрессии CLTAP с патогенезом опухолей различного происхождения. Наконец, представляет интерес влияние CLTAP на функцию клеток почечноклеточного рака и механизм регуляции CLTAP различными цитокинами.           

Работа поддержана Министерством образования и науки России.

            

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.             Кжышковская, Ю.Г., Грачев А.Н., Карагодин В.П., Орехова В.А.,  Мельниченко А.А., Орехов А.Н. Роль хемокинов в регуляции воспаления и инициации опухолей. // Межвузовский сборник научных работ с материалами трудов участников VI  международной телеконференции «Фундаментальные науки и практика».Т.7,                                                  №1. – С. 13-17

2.             Mantovani, A. Tumor-associated macrophages in neoplastic progression: a paradigm for the in vivo function of chemokines. // Lab. Invest. - 1994.  - Vol. 71. - P. 5-16.

3.             Bingle, L., Brown, N. J., and Lewis, C. E. The role of tumour-associated macrophages in tumour progression: implications for new anticancer therapies. // J.Pathol. - 2002. - Vol. 196. - P. 254-265.

4.             Brigati, C., Noonan, D. M., Albini, A., and Benelli, R. Tumors and inflammatory infiltrates: friends or foes? // Clin. Exp. Metastasis. - 2002. - Vol. 19. - P. 247-258.

5.             Leek, R. D. and Harris, A. L. Tumor-associated macrophages in breast cancer. // J. Mammary. Gland. Biol. Neoplasia. - 2002.  - Vol. 7. - P. 177-189.

6.             Kodelja, V., Kraft, S., Politz, O., et al. Langerhans cells do not express alternative macrophage activation- associated CC chemokine (AMAC)-1. // Res. Immunol. - 1998. - Vol. 149. - P. 633-637.

7.             Kodelja, V., Muller, C., Politz, O., et al. Alternative macrophage activation-associated CC-chemokine-1, a novel structural homologue of macrophage inflammatory protein-1 alpha with a Th2-associated expression pattern. // J. Immunol. - 1998. - Vol. 160. - P. 1411-1418.

8.                   Stein, M., Keshav, S., Harris, N., and Gordon, S. Interleukin 4 potently enhances murine macrophage mannose receptor activity: a marker of alternative immunologic macrophage activation. // J. Exp. Med. - 1992.  - Vol. 176. - P. 287-292.

9.                   Hogger, P., Dreier, J., Droste, A., et al. Identification of the integral membrane protein RM3/1 on human monocytes as a glucocorticoid-inducible member of the scavenger receptor cysteine-rich family (CD163.  // J. Immunol. - 1998.  - Vol. 161. - P. 1883-1890.

10.               Welford, S. M., Gregg, J., Chen, E., et al. Detection of differentially expressed genes in primary tumor tissues using representational differences analysis coupled to microarray hybridization. // Nucleic Acids Res. - 1998.  - Vol. 26. - P. 3059-3065.

11.          Gratchev, A., Guillot, P., Hakiy, N., et al. Alternatively activated macrophages differentially express fibronectin and its splice variants and the extracellular matrix protein betaIG-H3. // Scand. J. Immunol. - 2001. - Vol. 53. - P. 386-392.

12.          Gratchev, A., Kzhyshkowska, J., Utikal, J., and Goerdt, S. Interleukin-4 and dexamethasone counterregulate extracellular matrix remodelling and phagocytosis in type-2 macrophages. // Scand. J. Immunol. - 2005. - Vol. 61. - P. 10-17.

13.          Ikeda, K., Nakajima, H., Suzuki,K., et al. Mast cells produce interleukin-25 upon Fc epsilon RI-mediated activation. // Blood. - 2003.  - Vol. 101. - P. 3594-3596.

14.          Tian, E., Sawyer, J. R., Largaespada, D. A., et al. Evi27 encodes a novel membrane protein with homology to the IL17 receptor. // Oncogene. - 2000.  - Vol. 19. - P. 2098-2109.

15.          Lee, J., Ho, W. H., Maruoka, M., et al. IL-17E, a novel proinflammatory ligand for the IL-17 receptor homolog IL-17Rh1. // J. Biol. Chem. - 2001.  - Vol. 276. - P. 1660-1664.

16.          Pan, G., French, D., Mao, W., et al. Forced expression of murine IL-17E induces growth retardation, jaundice, a Th2-biased response, and multiorgan inflammation in mice. // J. Immunol. - 2001.  - Vol. 167. - P. 6559-6567.

17.          Hurst, S. D., Muchamuel, T., Gorman, D. M., et al. New IL-17 family members promote Th1 or Th2 responses in the lung: in vivo function of the novel cytokine IL-25. // J. Immunol. - 2002. - Vol. 169. - P. 443-453.

18.          Osusky, R., Malik, P., and Ryan, S. J. Retinal pigment epithelium cells promote the maturation of monocytes to macrophages in vitro. //Ophthalmic. Res. - 1997.  - Vol. 29. - P. 31-36.

19.          Gratchev, A., Kzhyshkowska, J., Duperrier, K., et al. The receptor for interleukin-17E is induced by Th2 cytokines in antigen-presenting cells. // Scand. J. Immunol. - 2004. - Vol. 60. - P. 233-237.

20.          De Caestecker, M. The transforming growth factor-beta superfamily of receptors. // Cytokine Growth Factor Rev. - 2004.  - Vol. 15. - P. 1-11.

21.          Li, M. O., Wan, Y. Y., Sanjabi, S., et al. Transforming growth factor-beta regulation of immune responses. //Annu. Rev. Immunol. - 2006.  - Vol. 24. - P. 99-146.

22.          Schmierer, B. and Hill, C. S. Kinetic analysis of Smad nucleocytoplasmic shuttling reveals a mechanism for transforming growth factor beta-dependent nuclear accumulation of Smads. // Mol. Cell. Biol. - 2005.  - Vol. 25. - P. 9845-9858.

23.          Ashcroft, G. S. Bidirectional regulation of macrophage function by TGF-beta. // Microbes. Infect. - 1999.  - Vol. 1. - P. 1275-1282.

24.          Gratchev, A., Kzhyshkowska, J., Kannookadan, S., et al. Activation of a TGF-{beta}-Specific Multistep Gene Expression Program in Mature Macrophages Requires Glucocorticoid-Mediated Surface Expression of TGF-{beta} Receptor II. // J. Immunol. - 2008. - Vol. 180. - P. 6553-6565.

Последнее обновление ( 03.03.2012 г. )
 

Добавить комментарий

Правила! Запрещается ругаться матом, оскорблять участников/авторов, спамить, давать рекламу.



Защитный код
Обновить

« Пред.   След. »
 
 
Альманах Научных Открытий. Все права защищены.
Copyright (c) 2008-2024.
Копирование материалов возможно только при наличии активной ссылки на наш сайт.

Warning: require_once(/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php) [function.require-once]: failed to open stream: Нет такого файла или каталога in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99

Fatal error: require_once() [function.require]: Failed opening required '/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php' (include_path='.:/usr/local/zend-5.2/share/pear') in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99