Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра фундаментальных основ клинической медицины

Цитокины представляют собой биологически активные вещества пептидной природы, синтезируемые всеми ядросодержащими клетками и участвующие в регуляции иммунного ответа, воспаления и гемопоэза. Интерлейкин-2 (ИЛ-2) был одним из первых открытых цитокинов, однако многие механизмы его действия до сих пор остаются неизученными. Данный цитокин обладает широким спектром биологических эффектов, участвуя в пролиферации и активации лимфоцитов в ходе иммунного ответа, а также в регуляции иммунологической аутотолерантности [1]. Апоптоз играет важную роль в процессах созревания лимфоцитов в тимусе и регуляции численности зрелых клеток во время иммунного ответа. Показано, что интерлейкин-2, являясь регулятором жизненного цикла лимфоцитов, обладает как анти-, так и проапоптотической функцией. На сегодняшний день сведения по этой проблеме носят достаточно противоречивый характер, и молекулярные механизмы регуляции апоптоза иммунокомпетентных клеток данным цитокином остаются неизвестными [2].
Целью настоящей работы явилось исследование молекулярных механизмов дозозависимого действия интерлекина-2 на программированную гибель лимфоцитов крови.
В эксперименте были использованы лимфоциты, полученные у 12 здоровых доноров (5 мужчин и 7 женщин в возрасте 22-30 лет), выделенные из венозной крови стандартным методом на градиенте плотности Ficoll-Paque («Pharmacia», Швеция) (ρ=1,077 г/см3). Клетки культивировали в течение 18 ч в чистой среде RPMI-1640 («Вектор-Бест», Новосибирск), либо в среде с добавлением рекомбинантного ИЛ-2 («Invitrogen», USA) в дозах от 0,015 до 1 нг/мл. Оценка реализации апоптоза лимфоцитов проводилась путем определения количества клеток со сниженным митохондриальным потенциалом (ΔΨm) с использованием набора «Mitoscreen» («BD Рhаrmigen», США) и в аннексиновом тесте с помощью проточного цитометра Epics XL («Beckman Coulter», Франция). Внутриклеточное содержание белков Bcl-2, Bcl-XL, Bax и Bad определялось методом иммуноблоттинга. Проверка нормальности распределения количественных показателей проводилась по критерию Колмогорова-Смирнова. Для каждой выборки вычисляли медиану, первый и третий квартили, достоверность различий между независимыми группами определяли по непараметрическому двустороннему U-критерию Манна-Уитни и критерию Краскела-Уоллиса.
При оценке интенсивности апоптотического процесса в культурах клеток с разной концентрацией ИЛ-2 было обнаружено, что процент лимфоцитов в апоптозе не изменялся при содержании цитокина 0,015 нг/мл, 0,025 нг/мл, 0,05 нг/мл и значимо не отличался от такового в интактной культуре (10,4 (9,71–11,4) %, р<0,01). Однако при концентрациях более 0,05 нг/мл наблюдалось статистически значимое увеличение процента апоптотических клеток, достигающее максимума при дозе 1 нг/мл (33,55 (11,62 – 37,82) %, р<0,01). Таким образом, было показано, что в данном эксперименте доза 0,1 нг/мл рекомбинантного ИЛ-2 является пороговой для активации апоптоза лимфоцитов крови. Вероятно, что такой дозозависимый эффект цитокина на программированную гибель лимфоцитов может быть связан с наличием необходимого порогового числа активированных рецепторов и избирательной активацией экспрессии проапоптотических и подавлением экспрессии антиапоптотических генов в клетке [3].
При культивировании лимфоцитов в присутствии пороговой проапоптотической дозы ИЛ-2 процент клеток со сниженным ΔΨm практически в два раза превышал значения аналогичного показателя в интактной культуре (р<0,01), что, вероятно, свидетельствует об активации митохондриального пути апоптоза. Вовлеченность митохондриальных факторов была подтверждена также определением внутриклеточного содержания белков семейства Bcl-2. Было зарегистрировано снижение количества белков Bcl-2 и Bcl-XL в лимфоцитах, культивируемых с проапоптотической дозой рекомбинантного ИЛ-2. В присутствии проапоптотической дозы данного цитокина было отмечено практически двукратное увеличение внутриклеточного Bad. Белки Bcl-2 и Bcl-XL выполняют антиапоптотическую функцию, блокируя действие мультидоменных проапоптотических белков семейства Bcl-2, индуцирующих митохондриальный путь программированной клеточной гибели. Bad индуцирует апоптоз, путем блокирования антиапоптотических белков Bcl-2 [4]. Вероятно, что изменение баланса Bad/Bcl-2, Bcl-XL в лимфоцитах является критическим для выполнения программы апоптоза, индуцируемого ИЛ-2.
Таким образом, в проведенном исследовании был показан проапоптотический дозозависимый эффект ИЛ-2 на лимфоциты крови. При апоптозе, индуцированном ИЛ-2, равновесие в системе Bcl-2 смещается в сторону снижения белков Bcl-2 и Bcl-XL и повышения содержания Bad.

Список литературы:
1.    Потапнев, М. П. Апоптоз клеток иммунной системы и его регуляция цитокинами / М. П. Потапнев // Иммунология. – 2002. –№ 4. – С. 237 – 243.
2.    Gustafsson, A. B. Bcl-2 family members and apoptosis, taken to heart / A. B. Gustafsson, R. A. Gottlieb // Am. J. Physiol. Cell Physiol. – 2007. – Vol. 292, N 1. – P. 45 – 51.
3.    Oppenheim, J. J. IL-2: more than a T cell growth factor / J. J. Oppenheim // J. Immunol. – 2007. – Vol. 179, N 3. – P. 1413 – 1414.
4.    Refaeli, Y. Biochemical mechanisms of IL-2-regulated Fas-mediated T cell apoptosis / Y. Refaeli, L. Van Parijs, C. A. London et al. // Immunity. – 1998. – Vol. 8, N 5. – P. 615 – 623.