CC BY
16
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
DOI: 10.23868/201811034
изменение количества макрофагов и их stabilin-1+ м2-субпопуляции в миокарде у пациентов в раннем постинфарктном периоде
М.С. Ребенкова1, 2, А.Э. Гомбожапова1, 2, Ю.В. Роговская1, 2, В.В. Рябов1-3, Е.Г. Чурина2, 3, Ю.Г. Кжышковска2, 4
1 Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН, Томск, Россия
2 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
3 Сибирский государственный медицинский университет, Томск, Россия
4 Гейдельбергский университет имени Рупрехта и Карла, Мангейм, Германия
the change in the quantity of macrophages and their stabilin-1+ m2 subpopulation in the myocardium in patients during early postinfarction period
M.S. Rebenkova1 2, A.E. Gombozhapova1 2, Y.V. Rogovskaya1 2, V.V. Ryabov1-3, E.G. Churina2, 3, J.G. Kzhyshkowska2,4
1 Cardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the RAS, Tomsk, Russia
2 National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia;
3 Siberian State Medical University, Tomsk, Russia
4 Ruprecht-Karls University of Heidelberg, Mannheim, Germany
e-mail: mariambf@mail.ru
Исследование роли макрофагов и их функциональной пластичности в репаративных процессах при инфаркте миокарда и постинфарктном ремоделировании сердца является актуальной задачей современной медицинской науки.
Цель настоящей работы: изучение CD68+ и stabilin-1 + макро-фагальной инфильтрации и ее динамики в миокарде у пациентов с инфарктом миокарда в сравнении с интактным миокардом.
В исследование были включены пациенты с фатальным инфарктом миокарда I типа (n=41). В зависимости от срока наступления смерти пациентов после инфаркта было сформировано 4 группы (1 группа, n=13, пациенты, умершие в течение 24 ч.; 2 группа, n=11, умершие в течение 24-72 ч.; 3 группа, n=9, умершие в течение 4-10 сут.; 4 группа, n=8, умершие в течение 11-28 сут.). Контрольную группу (n=9) составили лица в возрасте от 18 до 40 лет, умершие от травм, несовместимых с жизнью, не имеющие сердечно-сосудистых заболеваний. Для оценки функционального иммунофенотипа макрофагов методом имму-ногистохимии определяли количество клеток, экспрессирующих на поверхности общий маркер макрофагов CD68 и специфический маркер регуляторных м2-макрофагов stabilin-1 с противовоспалительной активностью в зоне инфаркта, периинфарктной зоне и отдалённых от зоны инфаркта участках миокарда.
Количество CD68+-макрофагов в инфарктной, периинфарктной и неинфарктной зонах по сравнению с их количеством в ин-тактном миокарде (контрольная группа) увеличивалось с первых суток заболевания и достигало максимальных значений на 4-10 сут. Количество stabilin-1+-макрофагов в острую стадию инфаркта, по сравнению с аналогичным показателем в ин-тактном миокарде, было ниже во всех трёх исследованных зонах, увеличиваясь к 4-10 сут. лишь в зоне инфаркта. При этом в неинфарктной зоне количество stabilin-1 + макрофагов было ниже контрольных значений как в острую фазу, так и в период формирования постинфарктного рубца.
Полученные данные доказывают участие stabilin-1+-макрофагов в процессе постинфарктной репарации миокарда, свидетельствуют о развитии воспалительного иммунного ответа в миокарде в острый период инфаркта и его поддержании на поздних сроках заболевания.
ключевые слова: макрофаги, stabilin-1, CD68, инфаркт миокарда, воспаление, ремоделирование сердца.
Введение
Ишемическая болезнь сердца становится ведущей причиной заболеваемости и смертности во всём мире.
Investigation of the role of macrophages and their functional plasticity in reparative process accompanying myocardial infarction (MI) and postinfarction cardiac remodeling is the relevant issue of current medical science.
The purpose of the study: to investigate CD68+ and stabilin-1 +-macrophage infiltration and its dynamics in patients with MI in comparison with intact myocardium.
The study included patients with fatal MI type 1 (n=41). All patients were divided into 4 groups depending on the onset of death (group 1, n=13, patients who died during the first 24 hours of MI; group 2, n=11, patients who died within 24-72 hours of MI; group 3, n=9, patients who died on days 4-10; and group 4, n=8, patients who died 11-28 days after MI). The control group included patients (n=9) who died due to fatal trauma and who did not suffer from cardiovascular pathology. For evaluation of functional immunopheno-type of macrophages we used immunohistochemistry. We counted cells expressing on their surface a common macrophages marker — CD68 and specific marker of regulatory M2 macrophages that demonstrates an anti-inflammatory activity — stabilin-1 in the infarct area, peri-infarct area, and non-infarct area.
In comparison with the intact myocardium (control group) the number of CD68+-macrophages in the infarct area, peri-infarct area, and non-infarct area increased from the first day of disease and peaked on day 4-10. The quantity of stabilin-1 + macrophages in all zones investigated during the acute phase of MI was lower than in the intact myocardium and increased on day 4-10 in the infarct area. Furthermore, in the non-infarct zone the quantity of stabilin-1 +-macrophages was lower than its quantity in the control group both during the acute phase and the regenerative phase of MI.
The data obtained indicate the participation of stabilin-1 + macrophages in process of postinfarction myocardial healing and the development of the inflammatory immune response in the myocardium during the acute phase of MI and its maintaining at late stages of the disease.
Keywords: macrophages, stabilin-1, CD68, myocardial infarction, inflammation, cardiac remodeling.
Современные методы лечения позволили снизить смертность в остром периоде инфаркта миокарда. В то же время число летальных исходов от застойной сердечной
недостаточности, развивающейся вследствие неблагоприятного постинфарктного ремоделирования, неуклонно растёт [1, 2], а имеющиеся в арсенале врачей лекарственные препараты помогают лишь на какое-то время добиться компенсации. Считается, что одним из механизмов развития сердечной недостаточности является воспаление, приводящее к гибели кардиомио-цитов и развитию фиброза миокарда. Обнаружено, что у пациентов с застойной сердечной недостаточностью, перенесших инфаркт миокарда, в сыворотке крови повышена концентрация маркеров воспаления и их высокие уровни коррелируют с неблагоприятным прогнозом. В то же время, процессы воспаления в самой сердечной мышце при инфаркте миокарда и постинфарктном ремо-делировании сердца у человека изучены недостаточно. Исследования в данном направлении позволят разработать новые методы и подходы к изучению регенерации и репарации инфарцированного миокарда [3].
Основными клетками, участвующими в развитии воспаления — эффекторного механизма врожденного иммунитета, являются макрофаги [3, 4]. В нормальных физиологических условиях в миокарде, как и в других тканях, присутствуют в небольшом количестве резидентные макрофаги [5], выполняющие витальные функции. Обладая пластичностью, макрофаги способны менять свой фенотип и функциональную активность в зависимости от клеточного и цитокинового микроокружения, а также от природы антигена [6-8]. Субпопуляции М1-и М2-макрофагов фенотипически и функционально ге-терогенны, кроме того, существуют переходные формы макрофагов. При ишемическом повреждении и (или) некрозе кардиомиоцитов количество и фенотип мио-кардиальных макрофагов изменяются. Исследование на модели инфаркта миокарда у мышей продемонстрировало наличие двухфазной реакции в миокарде в ответ на ишемию [9]. Провоспалительные М1-макрофаги преобладали в ранней фазе постинфарктного ремоделиро-вания сердца (с 1 по 4 сут. ИМ), в то время как противовоспалительные М2-макрофаги преобладали в фазе разрешения воспаления (с 4 по 10 сут. ИМ). Нужно отметить, в литературе есть данные о том, что у пациентов с инфарктом миокарда наблюдался похожий двухфазный ответ моноцитов периферической крови [10]. Известно, что макрофаги обладают различными биологическими функциями и играют неоднозначную роль в процессе восстановительной регенерации миокарда. Мы предполагаем, что изменение количества макрофагов и конверсия их функционального фенотипа происходят не только в зоне инфаркта и периинфарктной зоне миокарда, но и в отдалённых от зон инфаркта участках. Персистенция воспаления после формирования постинфарктного рубца и развитие воспаления в неинфарциро-ванном миокарде способствуют неблагоприятному ремо-делированию сердца. Установлено, что М2-макрофаги участвуют в регенераторных механизмах восстановления тканей после повреждения, в процессе ремодели-рования ткани, неоангиогенезе, атерогенезе [11-14]. Доминирующее влияние М2-макрофагов благоприятствует переходу острой воспалительной реакции в хроническую, стимулирует генерацию в очаге воспаления регуляторных Т-клеток и, таким образом, приводит к формированию пролиферативного воспаления с последующей активацией фиброгенеза. Молекулярные биомаркеры позволяют наиболее точно определить фенотип макрофагов, а также являются перспективными диагностическими и терапевтическими мишенями для прогнозирования течения инфаркта миокарда и постинфарктного ремоделирования сердца [15-18]. Один
из биомаркеров М2-макрофагов stabilin-1 — скавен-джер-рецептор — трансмембранный белок с молекулярной массой 280 кДа, с небольшим цитоплазматическим доменом на С-конце, единым трансмембранным доменом и большой внеклеточной частью [19]. Основными функциями рецептора stabilin-1 + являются захват цито-кинов, модифицированных липопротеидов, факторов роста, фагоцитоз апоптозных телец, компонентов экс-трацеллюлярного матрикса без индуцирования провос-палительных реакций. В ряде работ было показано, что stabilin-1 обладает противовоспалительной активностью и препятствует развитию фиброза при хроническом воспалении [20-23]. Последние исследования доказали, что моноцитарный маркер stabilin-1 представляет собой рецептор-иммуномодулятор, который опосредует развитие адаптивного иммунного ответа в направлении Th2 и Treg. Блокирование данного рецептора приводит к активации Th1-зависимого воспалительного иммунного ответа [20]. Кроме того, stabilin-1 был предложен в качестве одного из маркеров для диагностики хронического субклинического воспаления, лежащего в основе патогенеза кардиометаболических заболеваний [24]. В нашей предыдущей работе мы констатировали факт наличия CD68+ и stabilin-1 + макрофагов в инфарктной, периинфарткной и неинфарктной зонах на разных сроках инфаркта миокарда [25]. Цель настоящей работы: изучение CD68+ и stabilin-1 + макрофагальной инфильтрации и ее динамики в миокарде у пациентов с инфарктом миокарда в сравнении с интактным миокардом.
Материал и методы
Материалом для исследования послужили фрагменты миокарда, взятые из зоны инфаркта, периинфарктной зоны и отдаленных от зоны инфаркта участков во время аутопсии пациентов, умерших от инфаркта миокарда I типа (n=41, средний возраст пациентов — 74±10 лет). Критериями исключения являлись наличие инфекционных болезней и осложнений, онкологических заболеваний, клапанных пороков, требующих хирургического лечения, смерть, которая не была обусловлена инфарктом миокарда I типа. Исследование было выполнено в соответствии с принципами Хельсинской декларации («информированное согласие», пункт 32).
Аутопсию проводили в течение 24 ч. после смерти пациента, материал фиксировали в 10 % забуферен-ном формалине в течение 1 сут. и после стандартной гистологической проводки заливали в парафин в аппарате Thermo Scientific Excelsiop ES (Тайвань). Материал хранился в архиве патологоанатомического отделения НИИ кардиологии Томского НИМЦ в виде парафиновых блоков и окрашенных гематоксилином и эозином гистологических препаратов от 1 до 5 лет. Для определения срока и локализации инфаркта миокарда проводилось микроскопическое исследование окрашенных гематоксилином и эозином срезов миокарда на микроскопе Axio Imager M2 (Zeiss, Германия) в светлом поле и в поляризованном свете.
В зависимости от срока наступления смерти пациентов после инфаркта было сформировано 4 группы:
1 группа — пациенты, умершие в течение 1 сут. (n=13),
2 группа — умершие в течение 24-72 ч. (n=11), 3 группа — умершие на 4-10 сут. (n=9), 4 группа — умершие на 11-28 сут. (n=8). Контролем (5 группа) служили фрагменты миокарда здоровых людей в возрасте 18-40 лет, умерших от несовместимой с жизнью травмы (n=9).
Макрофагальную инфильтрацию оценивали при помощи иммуногистохимического метода. Для имму-нофенотипирования макрофагов были использованы
мышиные моноклональные антитела к общему маркеру макрофагов CD68 (Cell Marque, 168M-95, США) и кроличьи поликлональные антитела к маркеру М2-макрофагов stabilin-1 (не коммерческие антитела). Для детекции маркеров применяли визуализационную систему HRP-DAB (пероксидаза хрена-3,3'-диаминобензидин). Количество CD68+ и stabilin-1+-макрофагов в зоне инфаркта (ИЗ), периинфарктной зоне (ПЗ), отдалённых от зоны инфаркта участках миокарда (неинфарктная зона — НЗ) (рис. 1) и контрольных образцах считали при увеличении х630 в 20 случайных полях зрения.
Полученные данные обрабатывали с помощью пакета программ «Statistica 10.0». Применяли методы описательной статистики, ранговый анализ вариаций по Краскелу-Уоллису, корреляционный анализ по Спирмену. Для статистического анализа брали результаты с достоверностью различий при р<0,05.
Результаты
Основные клинико-анамнестические характеристики пациентов, включенных в исследование, представлены в табл. 1. Наиболее часто встречался циркулярный инфаркт миокарда (44 %). Причиной смерти большинства пациентов являлся истинный кардиогенный шок (78 %).
Результаты иммуногистохимического анализа фрагментов миокарда пациентов с ИМ, полученные в предыдущей работе [25], и группы контроля представлены в табл. 2.
Иммуногистохимическое исследование показало, что в миокарде контрольной группы присутствовали в небольшом количестве как CD68+(19,88±8,36), так и stabilin-1 + (17,77±12,84) макрофаги (рис. 2).
С первых суток ИМ инфильтрация миокарда CD68+-макрофагами статистически значимо увеличивалась по сравнению с контрольной группой. При этом увеличение числа CD68+ клеток происходило не только в инфарктной (р1-5=0,04) и периинфарктной зонах (р1-5=0,041), но и в участках, отдалённых от зоны инфаркта (р1-5=0,034) (рис. 2).
Подобная закономерность изменения количества CD68+ макрофагов наблюдалась и на 2-3 сут. инфаркта миокарда (2 группа). Количество СD68+ клеток в инфарктной (р2-5<0,001 ), периинфарктной (р2-5=0,002) и неинфарктной зонах (р2-5=0,001) было статистически значимо больше, чем в группе контроля.
Количество CD68+ макрофагов при инфаркте миокарда на 4-10 сут. (3 группа) достигало максимального значения во всех трёх исследованных зонах, и значительно превышало соответствующие значения в первой (ИЗ р1-3=0,003; ПЗ р1-3=0,009; НЗ р1-3=0,04), второй (ИЗ р2-3=0,01) и контрольной группах (ИЗ р3-5=0,003; ПЗ р3-5<0,001; НЗ р3-5=0,001).
На 11-28 сут. инфаркта (4 группа) происходило незначительное снижение инфильтрации CD68+-макрофагами миокарда по сравнению с 4-10 сут. (3 группа). Во всех исследованных зонах выраженность макрофагальной инфильтрации была выше, чем в интактном миокарде (ИЗ р4-5<0,001; ПЗ р4-5<0,001; НЗ р4-5<0,001).
Количество stabilin-1 + макрофагов в 1 группе (1сут.) и в 2 группе (2-3 сут.) во всех трёх зонах было значительно меньше, чем в контрольной группе (ИЗ р1-5=0,02; ПЗ р1-5=0,001 ; НЗ р1-5=0,001; ИЗ р2-5<0,001; ПЗ р2-5<0,001; НЗ р2-5=0,001), и достоверных различий между группами не было.
На 4-10 сут. (3 группа) в инфарктной зоне происходило резкое увеличение количества stabilin-1 + макрофагов по сравнению с группами 1, 2 и контролем (ИЗ р3-1=0,004; ИЗ р3-2=0,008; ИЗ р3-5=0,017) и продолжало-
Зона инфаркта миокарда
Периинфарктная
Неинфарктная зона
Рис. 1. Исследуемые зоны сердца у пациентов с инфарктом миокарда
» - * t г
1 »ti <Vi ' *»» 41 tV . < 1 1 "S 1 v ■ 1 • • 1 * , У / (а) Б ♦ / ... • » v \ * • * • ■ . ; - -v (b) Б.-'4- ' ^
*' ' . J** « V " f * * «m »m •• (а) В . * »v.- _ * v* * - • * - /*■ ^ ' ■ » • "«tf * ч ■ Л (Л « * » 'j • ^ ф V, » W-% ♦ .-* * lv* лч*' . > (b) В . ^
ч ; \ V, .
* HfeLÎ . . 4
Рис. 2. Динамика изменения количества БйЬШгИ + (а) и Сй68+ (Ь) макрофагов миокарда в зоне инфаркта миокарда: А — группа 1, Б — группа 2, В — группа 3, Г — группа 4, Д — группа контроля. Иммуногистохимическое исследование
таблица 1. Клинико-анамнестические характеристики пациентов, включенных в исследование
Параметры Все пациенты Группа 1 Группа 2 Группа 3 Группа 4
Количество пациентов, п 41 13 (32 %) 11 (27 %) 9 (21 %) 8 (20 %)
Возраст, лет 74±10 73±10 72±9 74±11 78±11
Мужской пол 17 (41 %) 5 (38 %) 4 (36 %) 5 (55 %) 3 (37 %)
ИМпБТ 36 (89 %) 12 (92 %) 11 (100 %) 8 (89 %) 5 (62 %)*
Локализация инфаркта
Передний ИМ 13 (32 %) 5 (39 %) 6 (55 %) 1 (11 %)+ 1 (12,5 %)
Задний ИМ 10 (24 %) 2 (15 %) 4 (36 %) 3 (33 %) 1 (12,5 %)
Циркулярный ИМ 18 (44 %) 6 (46 %) 1 (9 %)§ 5 (56 %Р 6 (75 %)*
Факторы риска ИБС
Сахарный диабет 10 (24 %) 3 (23 %) 2 (18 %) 2 (22 %) 3 (38 %)
Гипертоническая болезнь 38 (93 %) 13 (100 %) 10 (91%) 7 (78 %) 8 (38 %)
Наличие в анамнезе
Нарушения ритма сердца 6 (15 %) 0 1 (9 %) 1 (11 %) 4 (50 %)"
ХСН 21 (51%) 2 (15 %)" 7 (64 %) 6 (67 %) 6 (75 %)
Поражение коронарного русла, стенозы более 70%
Ствол ЛКА 5 (12 %) 2 (15 %) 1 (9 %) 0 2 (25 %)
ПНА 16 (39 %) 3 (23 %) 4 (36 %) 4 (44 %) 5 (62,5 %)
ОА 14 (34 %) 2 (15 %) 3 (27 %) 4 (44 %) 5 (62,5 %)#
ПКА 12 (29 %) 3 (23 %) 1 (8 %) 3 (33 %) 5 (62,5 %)*
Осложнения ИМ
ОСН при поступлении 29 (71%) 12 (92 %) 6 (55 %)§ 7 (78 %) 4 (50 %)#
Острая аневризма ЛЖ 11 (27 %) 1 (8 %) 4 (36 %) 3 (33 %) 3 (37,5 %)
Рецидив ИМ 11 (27 %) 1 (8 %) 2 (18 %) 3 (33 %) 5 (62,5 %)"
Постинфарктная стенокардия 11 (27 %) 1 (8 %) 2 (18 %) 2 (22 %) 6 (75 %)
Причина смерти
Истинный кардиогенный шок 32 (78 %) 10 (77 %) 6 (55 %) 9 (100 %Г 7 88 %)
Разрыв миокарда 6 (15 %) 2 (15 %) 4 (36 %) 0* 0*
Аритмогенный шок (ФЖ) 3 (7 %) 1 (4 %) 1 (9 %) 0 1 (12,5 %)
Примечание: данные представлены в количественном, процентном выражении или в абсолютных значениях в виде М±БО. ИБС — ишемическая болезнь сердца, ИМ — инфаркт миокарда, ИМпБТ — ИМ с подъемом сегмента БТ, ЛЖ — левый желудочек, ЛКА — левая коронарная артерия, ОА — огибающая артерия, ОСН — острая сердечная недостаточность, ПНА — передняя нисходящая артерия, ПКА — правая коронарная артерия, ФЖ — фибрилляция желудочков, ХСН — хроническая сердечная недостаточность. *р<0,05 — различие между второй и четвертой группами; +р<0,05 — различие между второй и третьей группами; §р<0,05 — различие между первой и второй группами; "р<0,05 — отличие от других групп; #<0,05 — различие между первой и четвертой группами.
Таблица 2. Иммуногистохимический анализ макрофагов миокарда у пациентов с ИМ
Показатель
Группа 1 n=13
Группа 2 n=11
зона инфаркта
периинфарктная не инфарктная зона зона
зона инфаркта
периинфарктная не инфарктная зона зона
CD68+ Stabilin-1 +
102,69±31,17 4,31±3,22
58,92±14,69 2,38±1,25
60,84±14,77 2,54±1,46
154,90±66,64 1,0±0,79
95,0±19,34* z 0,64±0,27* z
65,45±10,60 z 1,63±0,95 z
Группа 3 n=9
Группа 4 n=8
зона инфаркта
периинфарктная не инфарктная зона зона
зона инфаркта
периинфарктная не инфарктная зона зона
CD68+ 505,78±139,14tN " 179,89±36,73+ " 127,89±27,68 "t 465,50±99,67§ч° 158,25±36,67" 88,17±13,57"
Stabilin-1 + 232,0±105,49 tN " 51,11±19,91t 17,0±7,92N t 236,0±104,03 40,38±15,95§ 6,0±2,56°
Группа 5 п=9
С068+ 19,88±2,79
БЪаЬШп-Я + 17,77±4,281
Примечание: данные представлены в виде М±БЕ.
*р<0,05 — различие между группами 1 и 2; +р<0,05 — различие между группами 1 и 3; §р<0,05 — различие между группами 1 и 4; "р<0,05 — различие между группами 2 и 3; чр<0,05 — различие между группами 2 и 4; 1 р<0,05 — различие между группами 5 и 1; ? р<0,05 — различие между группами 2 и 5; 10 р<0,05 — различие между группами 3 и 5; ° р<0,05 — различия между группами 4 и 5.
увеличиваться до 11-28 сут. (группа 4) (ИЗ р4-1=0,009; ИЗ р4-2=0,016; ИЗ р4-3=0,827; ИЗ р4-5=0,032). В пе-риинфарктной зоне на 4-10 сут. количество stabilin-1+-макрофагов равнялось количеству stabilin-1 +-макрофагов в контрольной группе, а к 1 1 -28 сут. (4 группа) происходило их незначительное снижение. Однако количество stabilin-1+-макрофагов в неинфарктной зоне на 4-10 сут. становилось значительно меньше, чем в контрольной группе (НЗ р4-5=0,03).
Корреляционный анализ показал наличие прямой зависимости выраженности CD68+ макрофагальной инфильтрации в инфарктной (R=0,67; p=0,001) и пери-инфарктной (R=0,55; p<0,001) зонах от сроков давности инфаркта миокарда. Аналогичная взаимосвязь наблюдалась в динамике stabilin-1 + макрофагальной инфильтрации (ИЗ R=0,6, p<0,001; ПЗ R=0,42, p=0,007) (рис 3.).
Обсуждение
Молекулярные биомаркеры моноцитов/макрофагов, известные на сегодняшний день, продемонстрировали широкие диагностические возможности. Одним из перспективных маркеров М2-макрофагов является stabilin-1 [22]. М2-макрофаги, экспрессируя stabilin-1, принимают участие в процессе деградации ацетилиро-ванных липопротеинов низкой плотности и гликопроте-ина SPARC (secreted protein acidic and rich in cysteine), являющегося универсальным регулятором процессов репарации, ангиогенеза и тканевого ремоделирования. Экспрессия stabilin-1 была обнаружена на опухоль-ассо-циированных макрофагах у мышей и больных мелано-мой, лимфомой, глиобластомой, инсулиномой и раком молочной железы [20]. Известно, что stabilin-1 + макрофаги способны подавлять провоспалительные реакции in vivo [18]. Однако исследования, посвященные роли рецептора stabilin-1 в патогенезе сердечно-сосудистой патологии, а также особенностям его экспрессии на имму-нокомпетентных клетках в миокарде, немногочисленны.
В настоящей работе мы доказали наличие stabilin-1 + М2-макрофагов в миокарде здоровых людей, при этом общее количество CD68+ и stabilin-1 + М2-макрофагов
было практически одинаковым. Субпопуляция М2-макрофагов в физиологических условиях выполняет защитную и иммунорегуляторную функции, участвует в поддержании иммунологической толерантности к антигенам различной природы, что принципиально важно для сохранения иммунного гомеостаза. Ранее в наших исследованиях была показана динамика изменения ма-крофагальной инфильтрации в зависимости от срока давности инфаркта миокарда и продемонстрированы различия в выраженности макрофагальной инфильтрации в инфарктной, периинфарктной и неинфарктной зонах на разных сроках инфаркта миокарда [7, 25, 26]. Определение количества 0068+ и эЪаЬШп-1 +-макрофагов в интактном миокарде дало нам возможность оценить степень выраженности макрофагальной инфильтрации в разные сроки инфаркта миокарда относительно контрольных значений. Интересен тот факт, что общее количество макрофагов в инфарцирован-ном миокарде, периинфарктной и неинфарктной зонах по сравнению с контрольными цифрами значительно увеличивалось уже в первые сутки инфаркта миокарда, а количество stabilin-1+-макрофагов в острейшую стадию инфаркта миокарда было ниже контрольных значений. Это может косвенно свидетельствовать о том, что stabilin-1 + М2-макрофаги меняют свой фенотип при острой ишемии миокарда еще до развития некроза ми-оцитов. В то же время реакция миокардиальных макрофагов является общей для всего миокарда. В некротическую стадию инфаркта (2-3 сут.) сохранялась такая же закономерность. С началом резорбции и формирования грануляционной ткани (4-10 сут.) общее число макрофагов (0068+) достигало максимальных значений во всех трёх исследованных зонах, со значительным преобладанием указанных клеток в зоне инфаркта и пе-риинфарктной зоне над участками, удалёнными от зоны инфаркта. Тем не менее, в неинфарктной зоне количество макрофагов значительно превышало нормальные значения, свидетельствуя о наличии воспаления и в не-инфарцированных участках миокарда. Количество stabilin-1+ макрофагов, наоборот, увеличивалось лишь
ЭсаНегрМ
СОБ8+ макрофаги е инфарктной зоне и давность инфаркта миокарда
400 200 ООО •
800 600 ■
400
200 0 200 •
1 • •
10 12 14 16 18 Давность инфаркта (сутки)
20 22 24 26 28 30
Рис. 3. Зависимость количества 0068+ и Б1аЫНп-1 + клеток от срока давности инфаркта миокарда. Корреляционный анализ Спирмена
в зоне инфаркта. Таким образом, можно предположить, что макрофаги в процессе репарации приобретают противовоспалительный фенотип. На 11-28 сут. происходило незначительное уменьшение воспалительной реакции в инфарктной и периинфарктной зонах; в неинфарктной зоне общее количество макрофагов тоже снижалось, но не достигало контрольных значений. В то же время количество stabilin-1+ М2-макрофагов в неинфарктной зоне становилось ниже, чем в миокарде здоровых людей. Следовательно, воспаление в неинфарцированных участках миокарда сохраняется и на поздних сроках инфаркта миокарда.
Выявленная нами двухфазная реакция макрофагов миокарда в ответ на ишемический некроз сходна с двухфазной реакцией в миокарде мышей с экспериментальным инфарктом миокарда [9], а также с двухфазной реакцией моноцитов периферической крови, отмеченной у пациентов с инфарктом миокарда [10]. Однако наблюдаемая нами в миокарде человека макрофагальная би-фазная реакция не была идентичной реакции, описанной на модели инфаркта миокарда у мышей. Различие заключалось в выраженной продолжительной 0068+ и stabilin-1+-макрофагальной инфильтрации на поздних сроках ИМ (4-28 сут.), в то время как в экспериментальной
модели количество репаративных Ly-6Clow макрофагов уменьшалось к 9-10 сут. инфаркта миокарда [9, 10]. Данный факт можно объяснить различием между экспериментальной моделью ИМ на животных и клиническим инфарктом миокарда.
М-2-макрофаги выполняют противовоспалительные функции и создают условия для процессов заживления повреждений и регенерации [27]. При исследовании печени было обнаружено, что при пониженной экспрессии stabilin-1 + на резидентных макрофагах при некоторых хронических заболеваниях печени прогрессирует воспаление и фиброгенез [21]. У больных хронической сердечной недостаточностью, напротив, отмечалось повышенное количество stabilin-1 + макрофагов, которое ассоциировалось с выраженным интерстициальным фиброзом [20]. Нами было установлено увеличение количества stabilin-1+-макрофагов в инфарцированном миокарде лишь в фазу регенерации, а в ответ на острую ишемию и в некротическую стадию инфаркта их количество было ниже контрольных значений, при этом низкое количество stabilin-1 +-макрофагов сохранялось в отдалённых от зоны инфаркта миокарда участках и на поздних сроках инфаркта миокарда. Полученные данные свидетельствуют об участии stabilin-1 + макрофагов в репарации инфарцированного миокарда. В то же время в неинфарктной зоне их количество оказалось, вопреки нашим ожиданиям, ниже, чем в интактном миокарде.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Montecucco F., Carbone F., Schindler T.H. Pathophysiology of ST-segment elevation myocardial infarction: novel mechanisms and treatment. Eur. Heart J. 2016; 37: 1268-83.
2. Rafatian N., Westcott K.V., White R.A. et al. Cardiac macrophages and apoptosis after myocardial infarction: effects of central MR blockade. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2014; 307(7): 79-87.
3. Рябов В.В., Гомбожапова А.Э., Роговская Ю.В. и др. Функциональная пластичность моноцитов/макрофагов в процессах восстановительной регенерации и постинфарктного ремоделирования сердца. Иммунология 2016; 37(6): 305-12.
4. Ismahil M.A., Hamid T., Bansal S.S. et al. Remodeling of the mono-nuclear phagocyte network underlies chronic inflammation and disease progression in heart failure: critical importance of the cardiosplenic axis. Circ. Res. 2014; 114(2): 266-82.
5. de Couto G., Liu W., Tseliou E. et al. Macrophages mediate cardio-protective cellular postconditioning in acute myocardial infarction. J. Clin. Invest. 2015; 125(8): 3147-62.
6. Troidl C., Mollmann H., Nef H. et al. Classically and alternatively activated macrophages contribute to tissue remodelling after myocardial infarction. J. Cell. Mol. Med. 2009; 13: 3485-96.
7. Gombozhapova A., Rogovskaya Y., Shurupov V. et al. Macrophage activation and polarization in post-infarction cardiac remodeling. Journal of Biomedical Science 2017; 24: 13.
8. Ben-Mordechai T., Palevski D., Glucksam-Galnoy Y. et al. Targeting macrophage subsets for infarct repair. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 2015; 20(1): 36-51.
9. Nahrendorf M., Swirski F.K., Aikawa E. et al. The healing myocardium sequentially mobilizes two monocyte subsets with divergent and complementary functions. J. Exp. Med. 2007; 204: 3037-47.
10. Tsujioka H., Imanishi T., Ikejima H. et al. Impact of heterogeneity of human peripheral blood monocyte subsets on myocardial salvage in patients with primary acute myocardial infarction. J. Am. Coll. Cardiol. 2009; 54: 130-8.
11. Zajac Е., Schweighofer B., Kupriyanova T.A. et al. Angiogenic capacity of M1- and M2-polarized macrophages is determined by the levels of TIMP-1 complexed with their secreted proMMP-9. Blood 2013; 122(25): 4054-67.
12. Yu X., Xu M., Li N. et al. p-elemene inhibits tumor-promoting effect of M2 macrophages in lung cancer. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2017; 490(2): 514-20.
13. Chinetti-Gbaguidi G., Staels B. PPARbeta in macrophages and atherosclerosis. Biochimie 2017; 136: 59-64.
Можно предположить, что макрофаги в неинфарктной зоне имеют иной функциональный фенотип. Однако это предположение, которое требует проведения дальнейших исследований субпопуляционного состава макрофагов миокарда.
Заключение
В настоящем исследовании мы доказали наличие субпопуляции stabilin-1+ М2-макрофагов в интактном миокарде. Описанная нами временная динамика макрофа-гальной инфильтрации в инфарктной, периинфарктной и неинфарктной зонах свидетельствует не только об участии макрофагов вообще и stabilin-1+-макрофагов в частности в процессах постинфарктной репарации миокарда, но и о развитии воспалительного иммунного ответа в не-инфарцированном миокарде в острый период инфаркта и его поддержании в течение всего периода формирования постинфарктного рубца. Полученные данные могут быть использованы для поиска новых молекулярных диагностических и терапевтических мишеней при разработке методов иммунобиотерапии, способствующих восстановлению инфарцированного миокарда и предотвращению неблагоприятного ремоделирования левого желудочка.
Благодарности
Исследование проведено при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант№ 16-04-01268/16).
14. Heidt T., Courties G., Dutta P. et al. Differential contribution of monocytes to heart macrophages in steady-state and after myocardial infarction. Circ. Res. 2014; 115(2): 284-95.
15. Gratchev A., Sobenin I., Orekhov A. et al. Monocytes as a diagnostic marker of cardiovascular diseases. Immunobiology 2012; 5: 476-82.
16. Kzhyshkowska J., Gudima A., Mogantia K. et al. Perspectives for monocyte/macrophage-based diagnostics of chronic inflammation. Trans-fus. Med. Hemother. 2016; 43: 66-77.
17. Biswas S.K., Mantovani A. Macrophage plasticity and interaction with lymphocyte subsets: cancer as a paradigm. Nat. Immunol. 2010; 11: 889-96.
18. Murray P.J., Allen J.E., Biswas S.K. et al. Macrophage activation and polarization: nomenclature and experimental guidelines. Immunity 2014; 41: 14-20.
19. Schönhaar K., Schledzewski K., Michel J. et al. Expression of stabi-lin-1 in M2 macrophages in human granulomatous disease and melanocytic lesions. International journal of clinical and experimental pathology 2014; 7(4): 1625-34.
20. Kzhyshkowska J., Gudima A., Moganti K. et al. Perspectives for Monocyte/Macrophage-Based Diagnostics of Chronic Inflammation. Trans-fus. Med. Hemother. 2016; 43: 66-77.
21. Palani S., Elima K., Ekholm E. et al. Monocyte Stabilin-1 suppresses the activation of Th1 lymphocytes. J. Immunol. 2016; 196(1): 115-23.
22. Rantakari P., Patten D.A., Valtonen J. et al. Stabilin-1 expression defines a subset of macrophages that mediate tissue homeostasis and prevent fibrosis in chronic liver injury. PNAS USA 2016; 113(33): 9298-303.
23. Kzhyshkowska J. Multifunctional receptor stabilin-1 in homeostasis and disease. Scientific World Journal 2010; 10: 2039-53.
24. Miller C.M., Donner A.J., Blank E.E. et al. Stabilin-1 and Stabilin-2 are specific receptors for the cellular internalization of phosphorothioate-modi-fied antisense oligonucleotides (ASOs) in the liver. Nucleic Acids Res. 2016; 44(6): 2782-94.
25. Гомбожапова А.Э., Роговская Ю.В., Ребенкова М.С. и др. CD68 и стабилин-1 позитивные макрофаги в постинфарктной регенерации миокарда. Российский кардиологический журнал 2017; 11(151): 56-61.
26. Gombozhapova A.E., Rogovskaya Y.V., Rebenkova M.S. et al. Myocardial stabilin-1-positive macrophages in patients with fatal myocardial infarction. The Siberian Medical Journal 2016; 31:100-3.
27. Courties G., Heidt T., Sebas M. et al. In vivo silencing of the transcription factor IRF5 reprograms the macrophage phenotype and improves infarct healing. J. Am. Coll. Cardiol. 2014; 63(15): 1556-66.
Поступила: 19.122017
