CC BY
27УДК 616.43: 632.938
Митрейкин Владимир Филиппович
Д.м.н., профессор,
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова, Санкт-Петербург, Россия,
Луговая Анна Владимировна К.м.н., Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова, Санкт-Петербург, Россия, DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10560 ИЗУЧЕНИЕ ПРОДУКЦИИ РАСТВОРИМЫХ ФОРМ FAS-РЕЦЕПТОРА и fas-лиганда ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫМИ КЛЕТКАМИ БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1 ТИПА
Mitreikin Vladimir Phylippovich
PhD, MD (Medicine), Professor, Pavlov First Saint Petersburg State Medical University
Saint Petersburg, Russia,
Lugovaya А nna Vladimirovna PhD (Medicine), Pavlov First Saint Petersburg State Medical University,
Saint Petersburg, Russia
STUDY OF PRODUCTION OF SOLUBLE FORMS OF FAS RECEPTOR AND FAS LIGAND BY IMMUNO-COMPETENT CELLS OF PATIENTS WITH TYPE 1 DIABETES MELLITUS
Аннотация
Известно, что система Fas/FasL играет центральную роль в поддержании периферической аутото-лерантности и тканевого гомеостаза организма. Fas-опосредованный апоптоз индуцируется при связывании Fas(CD95/APO-l/TNFRSF6)-рецептора с Fas(CD95L/CD178/TNFSF6)-лигандом на соответствующих клетках. Триггирование экспрессии поверхностных клеточных Fas-рецепторов (Fas) регулирует элиминацию аутореактивных Т- и В-лимфоцитов путём апоптоза. Ключевым моментом в инициации сахарного диабета 1 типа (СД-1) является устойчивость к Fas-опосредованному апоптозу активированных аутореактивных Т-лимфоцитов, которые мигрируют из кровяного русла в поджелудочную железу и принимают активное участие в деструкции Р-клеток. В связи с этим представляется актуальной оценка эффективности Fas-опосредованного апоптоза лимфоцитов периферической крови больных СД-1 в зависимости от состояния компенсации и длительности течения заболевания. В статье изучены особенности продукции растворимой формы Fas-лиганда и Fas-рецептора иммуннокомпетентными клетками у больных СД-1 и у лиц с высоким риском развития СД-1. Установлено, что у больных в состоянии декомпенсации СД-1 происходит ингибирование Fas-опосредованного апоптоза аутореактивных CD95+-клеток при участии растворимой формы Fas (sFas-soluble Fas). При компенсации углеводного обмена наблюдается реализация апоптоза лимфоцитов по Fas-пути с помощью растворимого Fas-лиганда (sFasL- soluble FasL). В фазе компенсации СД-1 и у лиц группы риска выявлено увеличение содержания sFasL. Вероятно, это имеет протективное значение, поскольку sFasL принимает участие в удалении аутореактивных CD95+-клеток в периферической крови.
Аbstract
The Fas/FasL system is known to play a central role in maintaining peripheral self-tolerance and tissue homeostasis of the organism. Fas-mediated apoptosis is induced by binding of the Fas(CD95/APO-l/TNFRSF6) receptor to the Fas (CD95L/CD178/TNFSF6) ligand on the respective cells. Triggering of the expression of cell surface Fas receptors (Fas) regulates the elimination of autoreactive T and B lymphocytes by apoptosis. The main key point in the development of type 1 diabetes mellitus (T1DM) is resistance to apoptosis of activated autoreactive T-lymphocytes, which migrate from the bloodstream to the pancreas and take an active part in p cells destruction. nereby, it seems relevant to evaluate the efficiency of Fas-mediated apoptosis of lymphocytes in the blood of patients with T1DM, depending on the compensation phase and the duration of the disease. In the article the features of the production of the soluble form of the Fas ligand and the Fas receptor by immunocompetent cells in patients with T1DM and in individuals with a high risk of T1DM developing were studied. The inhibition of Fasmediated apoptosis of autoreactive CD95+-cells by soluble Fas-receptor was detected in patients with decompensation of T1DM. In compensation phase of T1DMFas-mediated apoptosis of lymphocyte was successfully realized via the soluble Fas ligand (sFasL). The increased level of soluble FasL was revealed in compensation phase of T1DM and in individuals with high risk of T1DM development. This probably has a protective value, since the soluble FasL is involved in the removal of the peripheral blood autoreactive CD95+-cells
Ключевые слова: апоптоз, рецепторы смерти, Fas-рецептор, Fas-лиганд, Т-лимфоциты, сахарный диабет 1 типа, Р-клетки.
Key words: apoptosis, death receptors, Fas-receptor, Fas-ligand, T lymphocytes, type 1 diabetes mellitus, Р-
cells.
«C@yL@qyiym-J©yrMaL»#17î41),2©19 / EARTH SCIENCES
Введение. Fas-опосредованный апоптоз представляет собой инициаторную фазу трансдукции апоптотического сигнала и относится к внешнему (рецепторному) пути запуска гибели клетки. Fas (CD95/APO-1/TNFRSF6)-антиген представляет собой мембранный белок, который является членом суперсемейства рецепторов фактора некроза опухоли (TNFRSF-Tumor Necrosis Factor Receptor Super Family) и относится группе рецепторов смерти DR (Death Receptor) [4, с. 1344]. Fas/APO-l-лиганд (FasL/CD178/TNFSF6) представляет собой мембранный белок и является членом суперсемейства лигандов фактора некроза опухоли (TNF-Tumor Necrosis Factor), которые относятся к цитокинам [4, с. 1344]. Подобно TNF-лиганду, FasL может освобождаться с клеточной поверхности и быть физиологически активным в растворимой форме [1, с. 1; 3, с. 2847]. Fas-опсредованный апоптоз обеспечивает элиминацию нежелательных для организма клеток иммунной системы, а также участвует в регулятор-ном подавлении иммунных реакций и цитотоксич-ности Т-лимфоцитов [2, 379]. В современной литературе широко обсуждается роль рецепторов смерти в деструкции р-клеток при сахарном диабете 1 типа (СД-1) [2, с. 379; 5, с. 2]. В исследованиях с использованием изолированных островков поджелудочный железы человека показано, что воздействие стрессовых факторов (гипергликемия, избыточное количество свободных радикалов, активные формы кислорода, продукция IL-1P клетками микроокружения) усиливает экспрессию Fas на р-клетках, что приводит к их гибели по механизму Fas-опосредованного апоптоза [2, 380]. В патогенезе сахарного диабета 1 типа (СД-1) нарушения Fas-опосредованного апоптоза имеют бивалентную природу. Так, если в отношении р-клеток развитие апоптоза сопряжено с прогрессированием заболевания, то с точки зрения элиминации активированных аутореактивных лимфоцитов апоптоз желателен и может замедлить деструкцию р-клеток поджелудочной железы. Двойственная роль рецеп-торного (внешнего) пути запуска апоптоза в патогенезе СД-1 обусловлена экспрессией опосредующих его молекул (Fas и FasL) как клетками-эффекторами (аутореактивные Т-клетки), так и клетками-мишенями (р-клетки поджелудочной железы). Выявление взаимосвязей между особенностями Fas-опосредованного апоптоза лимфоцитов периферической крови и состоянием компенсации углеводного обмена, длительностью аутоиммунной деструкции инсулярного аппарата поджелудочной железы у больных СД-1 может способствовать более глубокому пониманию патогенеза заболевания, что и определило цель настоящего исследования. Для оценки роли нарушений апоптоза мононукле-аров периферической крови в прогрессировании аутоиммунного процесса на доклинической стадии диабета представляет интерес обследование группы лиц с высоким риском развития СД-1.
Цель исследования: изучить особенности продукции растворимых форм Fas-рецептора и Fas-лиганда мононуклеарами периферической крови
41_
больных СД-1 в зависимости от состояния компенсации и длительности течения заболевания, а также у лиц с высоким риском развития СД-1.
Материалы и методы. Было обследовано 63 больных с достоверно установленным диагнозом СД-1 и 15 человек с высоким риском развития СД-1. Контрольную группу (I группа) составили 30 здоровых лиц, по полу и возрасту сопоставимых с больными СД-1. Распределение пациентов по группам проводилось в зависимости от фазы компенсации и длительности течения заболевания. II группу (декомпенсированный СД-1) составили 17 больных с впервые выявленным СД-1 (Па группа) и 19 пациентов (Пб группа) с длительностью течения СД-1 в среднем 15,3±5,1 года. В III группу (состояние компенсации СД-1) были включены 13 больных с длительностью заболевания до 1 года (IIIa группа) и 14 человек с продолжительностью СД-1 в среднем 15,1±5,4 года (Шб группа). IV группу составили 15 человек с высоким риском развития СД-1, которые являлись близкими родственниками обследованных больных СД-1. В группу риска были отобраны лица с повышенным титром (>1/20) аутоантител к цитоплазматическим антигенам островковых клеток - ICA (Islet Cell Autoantibodies) в сыворотке и нарушением толерантности к глюкозе. Определение растворимых форм Fas-рецептора (sFas) и Fas-лиганда (sFasL) в сыворотке крови проводили методом непрямого твёрдофазного иммунофермент-ного анализа (ИФА) с использованием тест-систем «Human sFas Ligand ELISA» фирмы Bender MedSystems (Австрия) и «Human Fas ELISA» фирмы BD Biosciences (США). Для статистической обработки полученных данных использовали непараметрический критерий Вилкоксона-Манна-Уитни для сравнения средних. Обработка материала проведена с использованием пакета программ «Statistica 10.0» (StatSoft, USA, Windous XP). Критический уровень достоверности нулевой гипотезы (об отсутствии значимых различий) принимали равным 0,05.
Результаты исследования. Исследованием установлено, что содержание растворимых форм Fas (sFas-soluble Fas) и FasL (sFasL-soluble FasL) в сыворотке крови больных СД-1 не зависело от продолжительности заболевания, а изменялось в зависимости от состояния компенсации углеводного обмена (таблица 1). У больных СД-1 в фазе декомпенсации заболевания (II группа) наблюдалось достоверное увеличение содержания sFas по сравнению с группой контроля (I группа) и остальными обследуемыми группами пациентов. Полученные результаты согласуются с данными литературы о взаимосвязи между повышением концентрации sFas в сыворотке больных и ухудшением течения заболевания [1, с. 1; 3, с. 2847]. Сообщалось, что высокий уровень сывороточного sFas коррелирует с тяжестью септического процесса [1, с. 1]. Показано, что содержание sFas в крови увеличивалось по мере нарастания почечной дисфункции у больных с острым повреждением почек [1, с. 1; 3, с. 2847]. Согласно данным литературы, растворимая форма Fas
конкурирует с мембранным Fas-рецептором за связывание лиганда, чем препятствует «физиологическому» апоптозу клеток, подлежащих элиминации. При увеличении в циркуляции содержания sFas не все «дефектные» клетки могут реализовать свою
Таблица 1.
Содержание растворимой формы Fas-рецептора и Fas-лиганда в сыворотке крови больных СД-1
апоптотическую программу. В результате происходит их аккумуляция в периферической крови, что приводит к усугублению патологического процесса.
Контроль (n=30) Больные СД-1 Группа риска СД-1 (n=15)
Показатель Состояние декомпенсации СД-1 (n=36) Состояние компенсации СД-1 (n=27)
I II III IV
sFas (пг/мл) 778 1501* 789 864
sFasL (нг/мл) 0,102 0,118 0,243* 0,403**
Примечания: 1. *Различия по изучаемому показателю с контрольной группой (I) достоверны (р<0,05); 2. **различия по изучаемому показателю с контрольной группой (I) достоверны (р<0,01).
Содержание sFasL при компенсации СД-1 было достоверно выше, чем в группе декомпенсации и достоверно ниже, чем в группе риска (таблица 2). Следует отметить значительное увеличение содержания sFasL в группе риска, что согласуется с данными литературы [6, с. 230]. По мнению авторов, повышение sFasL в латентной стадии СД-1 имеет протективное значение и направлено на элиминацию аутоагрессивных клонов лимфоцитов путём Fas-опосредованного апоптоза.
Выводы. Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о выраженной дисрегуля-ции в системе Fas/FasL, которая наблюдается на всех этапах развития СД-1. Полученные данные указывают на то, что регуляция системы FasL/Fas влияет на тропность аутореактивных Т-клеток к островковым антигенам больных СД-1, и что Fas-индуцированная гибель р-клеток, опосредованная Т-лимфоцитами, играет существенную роль в развитии и прогрессировании СД-1, как в латентной стадии, так и на этапе развернутых клинических проявлений заболевания.
Список литературы
1. Bhatraju P.K., Robinson-Cohen C., Mikacenic C. et al. Circulating levels of soluble Fas (sCD95) are associated with risk for development of a nonresolving acute kidney injury subphenotype. - Crit. Care. - 2017.
- Vol.21, no.217, pp. - 1-9. [Doi: 10.1186/s13054-017-1807-x].
2. Joglekar M.V., Trivedi P.M., Kay T.W. et al. Human islet cells are killed by BID-independent mechanisms in response to FAS ligand. - Apoptosis. - 2016.
- Vol.21, no.4, pp. - 379-389.
3. Liphaus B.L., Kiss M.H.B., Carrasco S. et al. Increased serum sFas, sTRAIL, and reduced sFasL in juvenile-onset systemic lupus erythematosus. - Clin. Rheumatol. - 2017. - Vol.36, no.12, pp. - 2847-2852.
4. Rossin A., Lounnas N., Jérôme Durivault J. et al. The Btk-dependent PIP5K1y lipid kinase activation by Fas counteracts FasL-induced cell death. - Apopto-sis. - 2017. - Vol.22, no.11, pp. - 1344-1352.
5. Shukla V., Shakya A.K., Perez-Pinzon M.A. et al. Cerebral ischemic damage in diabetes: an inflammatory perspective. - Journal of Neuroinflammation. -2017. - Vol.14, no.21, pp. - 1-22. [Doi: 10.1186/s12974-016-0774-5].
6. Tchorzewski H., Glowacka M., Banasik P. et al. Activated T lymphocytes from patients with high risk of type I diabetes mellitus have different ability to produce interferon-y, interleukin-6 and interleukin-10 and undergo anti-CD95 induced apoptosis after insulin stimulation. - Immunology Letters. - 2001. - Vol.75, pp.
- 225-234.
