CC BY
136
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
КЛЕТОЧНАЯ ИММУНОЛОГИЯ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 616.24-002-022-092:612.112.95
Никонова А.А.1'2, Атауллаханов Р.И.1, Хаитов Р.М.1, Хаитов М.Р.1
ОСОБЕННОСТИ ПРОТИВОВИРУСНОЙ АКТИВНОСТИ РАЗНЫХ ТИПОВ ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ МАКРОФАГОВ
1ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России, 115478, г. Москва; 2ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, 115088, г Москва
Макрофаги присутствуют в секретах дыхательных путей человека и могут играть ключевую роль в развитии острых и хронических заболеваний легких человека, в том числе инфекционной природы. В данной работе мы исследовали противовирусную активность разных типов макрофагов в ответ на заражение респираторными вирусами. Для этого макрофаги дифференцировали из моноцитов крови человека, поляризовали их в М1 тип посредством ФНО-альфа и ИФН-гамма, в М2 тип — IL-4 или не обрабатывали ничем (М0-тип). Дифференцированные и поляризованные клетки заражали различными дозами риновирусов (16 и 1B) и через определенные промежутки времени отбирали материал, который исследовали методом ПЦР, ИФА или проточной цитометрии. В результате проведенных исследований продемонстрирован дефицитный иммунный ответ у альтернативно активированных макрофагов при заражении вирусами, который был вызван пониженным производством интерферонов 1-го и 3-го типов. М2 макрофаги характеризовались конститутивной продукцией хемокинов MDC и TARC. Также методом проточной цитометрии установлены поверхностные маркеры поляризации М1-клеток. Эти данные можно использовать в дальнейшем для определения роли различных популяций Мф в патогенезе острых и хронических заболеваний легких.
Ключевые слова: макрофаги; респираторный вирусы; бронхиальная астма; поляризация; маркеры. Для цитирования: Никонова А.А., Атауллаханов Р.И., Хаитов Р.М., Хаитов М.Р. Особенности противовирусной активности разных типов человеческих макрофагов. Иммунология. 2016; 37(6): 300-305. DOI: 10.18821/0206-49522016-37-6-300-305
Nikonova A.A.1-2, Ataullakhanov R.I.1, Khaitov R.M.1, Khaitov M.R.1
ANTIVIRAL ACTIVITY OF DIFFERENT TYPES OF HUMAN MACROPHAGES
'NRc Institute of Immunology FMBA, 115478, Moscow, Russia
2I.I. Mechnikov Research Institute for vaccines and Sera, 115088, Moscow, Russia
Macrophages are the prominent cells in the airway mucosa and undoubtedly play an important role in disease pathogenesis. In this project we investigate antiviral capacity of different subset of macrophages in response to infections with respiratory viruses. The deficient immune response of the infected alternatively activated macrophages has been observed.
Keywords: macrophages; respiratory viruses; bronchial asthma; polarization; markers.
For correspondence: Musa Khaitov PhD, DSc, Professor of Immunology, Director NRc Institute of Immunology FMBA. E-mail: [email protected]
For citation: Nikonova A.A., Ataullakhanov R.I., Khaitov R.M., Khaitov M.R. Antiviral activity of different types of human
macrophages. Immunologiya.2016; 37(6): 300-305. DOI: 10.18821/0206-4952-2016-37-6-300-305
Information about authors:
Nikonova A.A., http://orcid.org/0000-0001-9610-0935.
Ataullakhanov R.I., http://orcid.org/0000-0002-4767-6409.
Khaitov R.M., http://orcid.org/0000-0003-3064-8871.
KhaitovM.R., http://orcid.org/0000-0003-4961-9640.
Acknowledgments. The work was performed with financial support from grant RSF16-14-10188.
conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Received 09.07.16 Accepted 16.08.16
введение
По определению ВОЗ, бронхиальная астма (БА) — «хроническое заболевание, основой которого является воспалительный процесс в дыхательных путях с участием разнообразных клеточных элементов, включая тучные клетки,
Для корреспонденции: Хаитов Муса Рахимович, д-р мед. наук, проф., и.о. директора ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России, E-mail: [email protected]
эозинофилы и Т-лимфоциты» [1]. Воспаление, обусловливающее гиперреактивность бронхов, развивается под влиянием T-хелперов 2-го типа (1Ъ2-ответ). Доминирующим при БА служит эозинофильный тип воспаления, характеризующийся ростом уровня интерлейкинов (IL)-4, -5 и -13-го типов [1]. Подавляющее число случаев обострения БА связано с респираторными вирусными инфекциями, при этом 60% из них представлены риновирусами человека (РВ) [2]. В работе corne J. и соавт. показано, что течение респираторной инфекции, вызванной РВ, было более тяжелым и продолжитель-
ным у пациентов с диагностированной БА, чем у здоровых людей [3].
Макрофаги (Мф) присутствуют в секретах дыхательных путей человека и, бесспорно, могут играть ключевую роль в развитии БА [4]. Существует два основных типа Мф: М1 и М2, активированных и поляризованных Th1 (ИФН-гамма) и Th2 (IL-4, -13) сигналом соответственно [5]. Кроме классических М1- и М2-стимуляторов поляризацию и активацию Мф могут запускать другие факторы, такие как гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ), фактор некроза опухолей (ФНО), липосахариды (ЛПС), IL-10 и иммунные комплексы [6]. Идентификация М1 и М2 основана на определении уровня экспрессии мембранных рецепторов, продукции различных цитокинов, хемокинов и эффекторных медиаторов (например, синтетазы оксида азота и аргиназы) [6, 7]. Теория активации Мф сформулирована на основании данных, полученных в системе in vitro, и в большинстве случаев с использованием клеток грызунов. Предполагают, что М2 участвуют в патогенезе некоторых заболеваний, в том числе БА, а М1 — в противовирусном иммунитете. Однако еще не получено достаточно экспериментальных данных in vivo, для того чтобы сделать окончательные выводы о роли М1 и М2 в патогенезе тех или иных заболеваний.
Цель нашей работы заключалась в изучении противовирусной активности поляризованных человеческих Мф in vitro. Мы установили, что для М1 характерна повышенная экспрессия CD80, CD14, CD54 и CD197 на клеточной поверхности. Кроме того, М1 служат продуцентами противовирусных интерферонов и более устойчивы к заражению риновирусами 16-го и IB-типа. Мы не выявили специфических поверхностных маркеров М2 человека. Оказалось, что в отличие от Мф мыши CD36, CD206, HLA-DR и CD163 не являются специфическими поверхностными маркерами М2 человека. М2 отличаются от М1 производством хемокинов TARC и MDC, а также цитокина IL-10. Противовирусная активность М2 в отношении риновирусов существенно ниже таковой у М1 человека.
Материал и методы
Вирусы. В работе использованы РВ16-го и 1В-типов, полученные из Medical Research Council Common Cold Unit (Великобритания). Вирусы культивировали в культуре клеток Hela Ohio с использованием питательной среды ДМЕМ (PAA) и 2% фетальной сыворотки коров (ФСК). Титрование вируса осуществляли в культуре клеток Hela H1. Титр используемых вирусов (РВ16-го и 1В-типов) составлял 6,32 • 106 и 1,5 • 107 ТЦД50/мл (тканевых цитотоксических доз в 1 мл) соответственно.
Изоляция моноцитов крови, их дифференциация в макрофаги и заражение РВ. Моноциты периферической крови (МПК) выделяли из цельной кровиздоровых доноров центрифугированием в одноступенчатом градиенте фиколл-урографина. Выделенные клетки ресуспендировали в макрофагальной бес-сыворточной среде (MCSF, Invitrogen) и инкубировали в течение 2 ч при 37 °C. После инкубации неприкрепленные клетки удаляли, к монослою добавляли среду MCSF, содержащую 10 нг/мл гранулоцитарно-макрофагального колониестимули-рующего фактора (GM-CSF, Invitrogen) и смесь антибиотиков пенициллин/стрептомицин (Invitrogen). Клетки инкубировали в этих условиях в течение 7 дней. После дифференциации моноцитов в макрофаги проводили поляризацию последних. Для этого клетки инкубировали 18 ч в среде MCSF, содержащей 2 нг/мл ФНО-альфа и 20 нг/мл ИФН-гамма (R&D Systems) или 20 нг/мл IL-4 (Invitrogen) для получения М1- или М2-фенотипов соответственно. Неполяризованные Мф (М0) инкубировали в среде MCSF. Далее в поляризованные и не-поляризованные клетки добавляли инфекционные или инакти-вированные ультрафиолетовым излучением вирусы (РВ16 или РВ1В) в дозах 0,1; 0,5; 1; 2 MOI (множественность инфекции
ORIGINAL ARTICLE
— количество тканевых цитотоксических доз, приходящихся на 1 клетку). После часа инкубации вирус удаляли, клетки три раза промывали бессывороточной средой и добавляли среду MCSF (сразу после этого проводили первый отбор образцов
— эта точка на графиках обозначена как нулевая). Через 0, 4. 8, 24, 48 и 72 ч после заражения образцы супернатантов и ли-заты клеток отбирали, замораживали при - 80 °C и хранили до момента исследования.
Исследование образцов методом проточной цитоме-трии. Поляризованные в экспериментах in vitro Мф исследовали методом проточной цитометрии. Макрофаги, дифференцированные и поляризованные in vitro, отделяли от подложки после инкубации клеток в течение 20 мин при 37 °C в среде RPMI 1640 (PAA), содержащей 5 мМ ЭДТА. Для того чтобы исключить мертвые клетки из анализа, использовали набор The LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain Kit (Invitrogen). Неспецифическое связывание антител предотвращали инкубацией клеток (15 мин, 4 °C) в среде, содержащей 10% человеческой сыворотки. Далее каждый образец инкубировали в течение 30 мин при 4 °C в 100 мкл буфера для проточной ци-тометрии (фосфатно-солевой буфер, содержащий 2% ФСК и 10 мМ EDTA) с флуоресцентно-меченными антителами к поверхностным антигенам. Мы использовали следующие антитела: анти-CD14-Pacific-Blue (clone M5E2, BD Biosciences); анти-HLA-DR-Qdot 605 (clone ТЬ36, Invitrogen): анти^206-APC/Cy7 (clone 15-2, BioLegend); анти^197-РЕ-Су 7 (clone 3D12, BD Biosciences); анти^36-РГГС (clone CB38, BD Biosciences); анти-CD80-PE (clone L307.4, BD Biosciences); анти-CD54-APC (clone HA58, BD Biosciences). После инкубации с антителами клетки фиксировали 2% раствором па-рафольмадегида. Для анализа клеток использовали прибор BD LSR II (BD Biosciences). Анализ полученных данных выполняли при помощи программного обеспечения FlowJo software version 7.6.3 (Tree Star). Результаты выражали в виде процента положительных клеток или как интенсивность флуоресценции (mean fluorescence intensity (MFI)).
Экстракция РНК, проведение реакций обратной транскрипции и ПЦР с детекцией в режиме реального времени. Экстракцию РНК проводили при помощи набора RNeasy Mini Kit (Qiagen) согласно инструкции производителя. Для синтеза кДНК в реакции обратной транскрипции использовали набор Omniscript RT (Qiagen). Последовательности использованных в реакции ПЦР праймеров и зондов, а также условия проведения реакции описаны в статье Хаито-ва М.Р. и соавт. [8].
Иммуноферментный анализ. Уровень экспрессии различных цитокинов и хемокинов определяли с помощью коммерческих наборов для иммуноферментного анализа (ИФА), следуя инструкциям производителей. В данной работе использовали следующие наборы для ИФА: IFN-a human Ver-iKine ELISA kit (Interferon Source); IFN-ß ELISA kit (FUJIRE-BIO INC.); human IL-10 ELISA Ready-Set-Go! (eBioscience); human CCL22/MDC, IL-29/IL-28B (IFN-X1/3), CCL17/TARC и CCL18/PARC DuoSets ELISA kits (R&D Systems).
Статистический анализ. Статистическую обработку данных проводили при помощи программного обеспечения GraphPad Prism version 4.0. Данные считали достоверными при p < 0,05.
Результаты
Классически активированные макрофаги более устойчивы к заражениюриновирусами из-за повышенной продукции интерферонов 1-го и 3-го типов. В экспериментах in vitro мы исследовали индукцию интерферонов 1-го и 3-го типов различными типами Мф в ответ на заражение риновирусами РВ16 и 1B. Продукция интерферонов а, ß и X 1/3 была детектирована во всех видах Мф, однако уровень ИФН-а и -ß оказался достоверно выше в обработанных РВ16 М1 через 4, 8, 24, 48 и 72 ч после заражения (p < 0,05;p < 0,01;p < 0,001) и ИФН-Х1/3
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ИФН-а
ед/мл 800 п
600-
4 8 24 48 72 Время после заражения
ИФН-р
400-
200"
4 8 24 48 72 Время после заражения
4 8 24 48 Время после заражения
-я- M1+PB16MOI1 -о- М1
М2+РВ16 MOI 1 М2
-•- MO+PB16MOI1 -О- МО
Рис. 1. Кинетика уровня экспрессии ИФН-а, -Р, -Х1/3 (а, б, в) в зараженных и незараженных РВ16 (1 MOI) М1, М2 и М0 макрофагах. ИФН — интерферон; М0 — неполяризованные макрофаги; М1 — классически активированные макрофаги; М2 — альтернативно активированные макрофаги. По оси X уровень продукции разных типов интерферо-нов, измерянный посредством ИФА. По оси Y — время после заражения вирусом.
через 24, 48 и 72 ч (p < 0,05; p < 0,01) по сравнению с М0 и М2 (рис. 1). Чтобы определить, является ли индукция интер-феронов в Мф дозозависимой, мы обработали клетки разными дозами РВ16 (0,1; 0,5 и 2 MOI). Через 24 ч после заражения мы
измеряли уровень ИФН-Х 1/3 посредством ИФА. Выявили достоверную зависимость между дозой заражения РВ16 и уровнем продукции ИФН-Х 1/3 в М1 (рис. 2) (р < 0,05; р < 0,01; р < 0,001). Аналогичную зависимость мы наблюдали в клетках, обработанных разными дозами РВ1В (данные не представлены). Это наблюдение свидетельствует о том, что продукция ИФН-Х 1/3 в М1 дозозависима, но рецепторнезависима. Кроме того, мы не обнаружили продукцию интерферонов в клетках, обработанных УФ-инактивированными РВ16 и РВ1В (данные не представлены). Таким образом, можно сделать вывод о том, что продукция интерферонов 1-го и 3-го типов в М1 зависит от репликации вируса, а не от присутствия его белков.
Для того чтобы определить, с какой эффективностью происходит репликация вируса в разных фенотипах Мф, мы измеряли титр вируса в супернатантах зараженных клеток. Титрование проводили в культуре чувствительных клеток HeLa Н1, результаты выражали в ТЦД50/мл (тканевых цито-токсических дозах, вызывающих гибель 50% клеток). Показано, что М2 и М0 характеризуются более эффективной репликацией РВ16 (рис. 3) и РВ 1В (данные не представлены) с максимальным титром через 24 ч после заражения (р < 0,05; р < 0,01) по сравнению с М1, в которых наблюдали полную элиминацию вируса.
Альтернативно активированные макрофаги продуцируют повышенный уровень II,-10, хемокинов TARC и MDC. Показано, что продукция ГЬ-10 была повышена в М2, зараженных РВ16, через 72 ч после заражения (р < 0,05;р < 0,01) по сравнению с М1 и М0 (рис. 4, а). Продукция хемокинов ТАКС и МОС была повышена как в зараженных, так и незараженных М2. Увеличенную продукцию ТАКС наблюдали в М2 через 24, 48 и 72 ч после обработки (р < 0,05; р < 0,01), МОС — через 24 и 48 ч (р < 0,05; р < 0,001) по сравнению с М0 и М1 (см. рис. 4, б, в). Таким образом, выявлена конститутивная продукция ТАКС и МОС в М2 Мф.
Специфический поверхностный маркер классически активированных макрофагов, определенный посредством проточной цитометрии. Активация М1 фенотипа индуцируется ИФН-у, ФНОа или бактериальными компонентами, такими как ЛПС [6]. В наших экспериментах поляризация в М1 посредством ИФН-у и ФНОа индуцирует повышенную
нг/мл
40 -. ***
ИФН-А. 1/3 ***
30
20
10
***
ооооооооо
■>- ю см
о" о"
■>- ю см
о" о"
т- ю см
о" о"
М1
М2
МО
см о 2 2
К-
Рис. 2. Дозозависимый эффект индукции интерферона 3-го типа в М1-макрофагах в ответ на заражение риновирусом 16-го типа. Измерение уровня продукции белка проводили в ИФА через 24 ч после заражения разными дозами вирусов всех типов макрофагов (ось X). В качестве отрицательного контроля (К-) использовали незараженные макрофаги.
ORIGINAL ARTICLE
PB16
IL-10
S 4n г
-üs
3 ЗН
о о
л &
О.
2-
1 -
4 8 24 48 Время после поражения
72
M1+PB16MO11 М0+РВ16 MO11
М2+РВ16 MOI 1
Рис. 3. Титр РВ16 в разных типах макрофагов.
Уровень репродукции вируса определяли в супернатантах зараженных макрофагов посредством титрования в культуре чувствительных клеток. По оси X — титр вируса, выраженный в ТЦД50/мл. По оси У — время сбора образцов после заражения РВ16.
экспрессию CD14, CD80, CD197 и CD54 (рис. 5) (p < 0,05; p < 0,01; p < 0,001) на поверхности клеток. Экспрессия CD14 повышена и в М0 Мф (p < 0,001). Мы провели анализ поверхностных антигенов как в зараженных РВ16, так и неза-раженных клетках (данные не представлены). Показано, что через 24 ч после заражения уровень экспрессии поверхностных белков у М1 Мф не меняется, тогда как у М0 и М2 наблюдают достоверное увеличение уровня cD80 на поверхности клеток (p < 0,05; p < 0,01) в сравнении с незараженными клетками. Также было показано, что М1 Мф характеризуются повышенным уровнем ICAM-1 (p < 0,05) по сравнению с М0 и М2 (см. рис. 5, г).
М2 поляризация развивается в присутствии IL-4 или IL-13 (M2a), иммунных комплексов (M2b), IL-10, TGFp или глюкокортикоидов (M2c) [6]. Мы использовали IL-4 для М2-поляризации. Посредством проточной цитометрии оценили уровень экспрессии CD206, CD163, CD36 и HLA-DR на поверхности поляризованных Мф. Мы не выявили достоверных различий в уровне перечисленных маркеров на поверхности различных типов Мф (данные не представлены). Таким образом, мы не обнаружили поверхностных антигенов, продукция которых увеличивается под действием IL-4 в Мф.
Обсуждение
Макрофаги наряду с другими клетками иммунной системы служат инициаторами иммунного ответа на инфекцию. Мф активируются после взаимодействия с вирусными или бактериальными агентами и секретируют широкий спектр антивирусных, провоспалительных и/или иммуномодули-рующих цитокинов [9]. В работе Laza-Stanca V. и соавт. в системе in vitro показано, что репликация РВ имеет место в Мф, дифференцированных из моноцитов крови человека, и в ответ на заражение эти клетки секретируют ИФН-а, в и у [10]. Предполагают, что легочные макрофаги также могут быть источником интерферонов 1-го и 3-го типа при заражении РВ in vivo. В литературе встречается относительно небольшое количество публикаций, посвященных исследованию взаимодействий различных фенотипов Мф с вирусами [11, 12].
В ходе проведенных нами исследований показано, что М1 в отличие от М2 и М0 характеризуются более высоким уровнем продукции антивирусных интерферонов 1-го и 3-го типов (см. рис. 1, 2) и более устойчивы к заражению РВ16
нг/мл 6 -
5 -
4
3 -2 -
1 -0
нг/мл 400
4 8 24 48 72 Время после заражения
TARC
4 8 24 48 72 Время после заражения
MDC
8 24
Время после заражения
-я- M1+PB16MOI1 -о- М1
М2+РВ16 MOI 1 М2
-•- М0+РВ16 MOI 1 -о- МО
Рис. 4. Кинетика уровня экспрессии белков IL-10, TARC и MDC (а, в, б) в зараженных и незараженных РВ16 (1 MOI) М1, М2 и М0 макрофагах.
По оси X уровень продукции IL-10, TARC и MDC, измерянный посредством ИФА. По оси Y — время после заражения вирусом.
(см. рис. 3) и РВ1В. Согласно имеющимся в литературе данным, М1-поляризация ассоциируется с наиболее значительными изменениями транскриптома, в частности с активацией факторов регуляции активности интерферона IRF-1, IRF-7 [13] и IRF-5 [14]. Активация указанных факторов обусловливает повышенную продукцию интерферонов в М1 в ответ на
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
a
- 5000 и
X
x 2 I
л
S
h §
= 5
□ о
20 15 10 5 0
S **
M1
M2 МО
30 0001
i te 20 000 -
к -
Bin Dû 10 ооо-
Я "
m о-
М1 М2 МО
г *
М1
М2 МО
Рис. 5. Экспрессия CD80, CD14, CD197 и CD54 (а, б, в, г) на поверхности М1, М2 и М0-макрофагов.
Уровень CD80, CD14, CD197 и CD54 определяли посредством проточной цитометрии. Для CD80, CD14 и CD54 он выражен в единицах MFI (уровень флуоресценции), для CD197 — как процент позитивных клеток.
заражение РВ. В работе Wark P.A. показано, что первичные клетки бронхиального эпителия астматиков отличаются пониженной продукцией ИФН-ß [15]. Интересно, что подобная дефицитная продукция ИФН 1-го и 3-го типов выявлена в альвеолярных Мф астматиков, зараженных РВ16 in vitro [16]. Согласно полученным нами данным, М2 Мф характеризуются повышенной продукцией супрессорного цитокина IL-10 в ответ на заражение РВ (см. рис. 4, а). IL-10 — самый известный маркер М2 [17], так же как и экспрессия некоторых хемокинов (TARC, PARC и MDC) [18, 19]. В наших экспериментах мы выявили индукцию TARc и MDc только в зараженных и незараженных М2 (см. рис. 4, б, в). Согласно литературным данным, эти два хемокина — ключевые при миграции активированных ТЬ2-клеток, экспрессирующих рецептор CCR4 к месту аллергического воспаления [20]. Вследствие повышенной продукции IL-4 и IL-13 активированными ТЬ2-лимфоцитами поляризация Мф в М2-фенотип может увеличиваться [6]. Повышенное содержание TARC обнаружено в плазме крови у детей с хронической астмой [21], а также в сыворотке и слюне у астматиков [22, 23]. Эти факты опосредованно могут указывать на повышенное содержание М2-фенотипа Мф у пациентов с диагностированной БА.
Спорным остается вопрос, касающийся разницы между Мф человека и грызунов. Некоторые исследователи полагают, что эта разница существенна. Так, например, IL-4 не вызывает индукцию человеческих гомологов мышиных М2-маркеров — arginase 1, Fizz1, MMP1, Ym1 [13] и iNOS [24]. В нашей работе методом проточной цитометрии в незараженных и зараженных РВ16, in vitro дифференцированных М1, М2 и М0 Мф, мы исследовали экспрессию некоторых поверхностных антигенов, для того чтобы выявить специфические маркеры для идентификации различных фенотипов Мф. Основываясь на литературных данных, мы выбрали М1 маркеры (CD14, CD197, CD80, CD54/ICAM-1) и М2 маркеры (CD36, CD206, HLA-DR и CD163) [6, 13]. Мы обнаружили, что М1 характери-
зуются повышенной экспрессией CD197, CD14, CD80 и CD54 (см. рис. 5). Из литературных данных известно, что CD14 участвует в распознавании вирусных белков и нуклеиновых кислот некоторых вирусов [25], CD80 обеспечивает необходимый сигнал для активации Т-клеток [26], CD197 участвует в миграции клеток иммунной системы к вторичным лимфо-идным органам [27], а CD54 обеспечивает миграцию нейтро-филов, моноцитов и лимфоцитов к очагу воспаления и также участвует в контактных взаимодействиях клеток в иммунных реакциях [28]. Таким образом, наши экспериментальные данные свидетельствуют о том, что М1 Мф по сравнению с М2 и М0 обладают более повышенным потенциалом при распознавании патогена и антигенпрезентации.
Полученные нами данные свидетельствуют о том, что в отличие от мышиных Мф CD36, CD206, HLA-DR и CD163 не являются специфическими маркерами М2-активации в человеческих клетках. Поэтому для оценки фенотипа популяции альвеолярных Мф (АМф) можно использовать уровень экспрессии CD197, CD14, CD80 и CD54. В литературе встречаются работы, в которых исследователи пытались определить фенотип популяции АМф при различных заболеваниях легких человека (астме, хронической обструктивной болезни легких и саркоидозе) [29—32]. Однако четких доказательств роли М1 и М2 в патогенезе перечисленных заболеваний выявлено не было.
Быводы
1. М1 служат потенциальными продуцентами противовирусных интерферонов и более устойчивы к заражению рино-вирусами 16-го и 1В-типа.
2. Экспрессия CD80, CD14, CD54 и CD197 повышена на поверхности М1-макрофагов. Не выявлено специфических М2 маркеров.
Эти данные можно использовать в дальнейшем для определения роли различных популяций Мф в патогенезе острых и хронических заболеваний легких.
Финансирование. Работа была выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ 16-14-10188.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ЛИТЕРАТУРА (REFERENCES)
1. Busse W.W., Lemanske R.F., Jr. Asthma. N. Engl. J. Med; 2001; 344(5): 350—62.
2. Johnston S.L. Innate immunity in the pathogenesis of virus-induced asthma exacerbations; Proc. Am. Thorac. Soc. 2007; 4(3): 267—70.
3. Corne J.M. et al.; Frequency, severity, and duration of rhinovirus infections in asthmatic and non-asthmatic individuals: a longitudinal cohort study. Lancet. 2002; 359(9309): 831—4.
4. Holgate S.T. Pathogenesis of asthma. Clin. Exp. Allergy. 2008; 38(6): 872—97.
5. Biswas S.K., Mantovani A. Macrophage plasticity and interaction with lymphocyte subsets: cancer as a paradigm. Nat. Immunol. 2010; 11(10): 889—96.
6. Mantovani A. et al. The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization. Trends Immunol. 2004; 25(12): 677—86.
7. Mege J.L., Mehraj V., Capo C. Macrophage polarization and bacterial infections; Curr. OpinInfect. Dis; 2011; 24(3): 230—4.
8. Khaitov M.R. et al. Respiratory virus induction of alpha-, beta- and lambda-interferons in bronchial epithelial cells and peripheral blood mononuclear cells. Allergy. 2009; 64(3): 375—86.
9. Porcheray F. et al. Macrophage activation switching: an asset for the resolution of inflammation. Clin. Exp. Immunol. 2005; 142(3): 481—9.
10. Laza-Stanca V. et al. Rhinovirus replication in human macrophages induces NF-kappaB-dependent tumor necrosis factor alpha production. J. Virol. 2006; 80(16): 8248—58.
11. Cassol E. et al. M1 and M2a polarization of human monocyte-derived macrophages inhibits HIV-1 replication by distinct mechanisms. J. Immunol. 2009; 182(10): 6237—46.
12. Briggs C.M. et al. Activation of human macrophages by bacterial components relieves the restriction on replication of an interferon-inducing parainfluenza virus 5 (PIV5) P/V mutant. Microbes Infect. 2011; 13(4): 359—68.
13. Martinez F.O. et al. Transcriptional profiling of the human monocyte-to-macrophage differentiation and polarization: new molecules and patterns of gene expression. J. Immunol. 2006; 177(10): 7303—11.
14. Krausgruber T. et al. IRF5 promotes inflammatory macrophage polarization and TH1—TH17 responses. Nat. Immunol. 2011; 12(3): 231—8.
15. Wark P.A. et al. Asthmatic bronchial epithelial cells have a deficient innate immune response to infection with rhinovirus J. Exp. Med. 2005; 201(6): 937—47.
16. Contoli M. et al. Role of deficient type III interferon-lambda production in asthma exacerbations. Nat. Med. 2006; 12(9): 1023—6.
17. Mosser D.M., Edwards J.P. Exploring the full spectrum of macrophage activation. Nat. Rev. Immunol. 2008; 8(12): 958—69.
18. Gordon S. Alternative activation of macrophages. Nat. Rev. Immunol. 2003; 3(1): 23—35.
19. Varin A. et al. Alternative activation of macrophages by IL-4 impairs phagocytosis of pathogens but potentiates microbial-induced signalling and cytokine secretion. Blood. 2010; 115(2): 353—62.
20. Goebeler M. et al. Differential and sequential expression of multiple chemokines during elicitation of allergic contact hypersensitivity. Am. J. Pathol. 2001; 158(2): 431—40.
21. Leung T.F. et al. Plasma concentration of thymus and activation-regulated chemokine is elevated in childhood asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2002; 110(3): 404—9.
22. Sugawara N. et al. TARC in allergic disease. Allergy. 2002; 57(2): 180—1.
ORIGINAL ARTICLE
23. Sekiya T. et al. Increased levels of a TH2-type CC chemokine thymus and activation-regulated chemokine (TARC) in serum and induced sputum of asthmatics. Allergy. 2002; 57(2): 173—7.
24. Schneemann M., Schoeden G. Macrophage biology and immunology: man is not a mouse. J. Leukoc. Biol. 2007; 81(3): 579; discussion 580.
25. Xagorari A., Chlichlia K. Toll-like receptors and viruses: induction of innate antiviral immune responses. Open Microbiol. J. 2008; 2: 49—59.
26. Chen L. Co-inhibitory molecules of the B7-CD28 family in the control of T-cell immunity. Nat. Rev. Immunol. 2004; 4(5): 336—47.
27. Forster R., Davalos-Misslitz A.C., Rot A. CCR7 and its ligands: balancing immunity and tolerance. Nat. Rev. Immunol. 2008; 8(5): 362—71.
28. Roebuck K.A., Finnegan A. Regulation of intercellular adhesion molecule-1 (CD54) gene expression. J. Leukoc. Biol. 1999; 66(6): 876—88.
29. Wiken M. et al. No evidence of altered alveolar macrophage polarization, but reduced expression of TLR2, in bronchoalveolar lavage cells in sarcoidosis. Respir. Res. 2010; 11: 121.
30. St-Laurent J. et al. Alveolar macrophage subpopulations in bronchoalveolar lavage and induced sputum of asthmatic and control subjects. J. Asthma. 2009; 46(1): 1—8.
31. Pons A.R. et al. Phenotypic characterisation of alveolar macrophages and peripheral blood monocytes in COPD. Eur. Respir. J. 2005; 25(4): 647—52.
32. Subrata L.S. et al. Interactions between innate antiviral and atopic immunoinflammatory pathways precipitate and sustain asthma exacerbations in children. J. Immunol. 2009; 183(4): 2793—800.
Поступила 09.07.16 Принята в печать 16.08.16
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016
УДК 616.127-005.8-06:616-002]-092:612.112.95
Рябов В.В.1-3, Гомбожапова А.Э.1-2, Розовская Ю.В.1-2, Иванюк Е.Э.2, Кжышковская Ю.Г.2-4, Карпов Р. С.1-3
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ МОНОЦИТОВ/МАКРОФАГОВ В ПРОЦЕССАХ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ И ОСТИНФАРКТНОГО РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ СЕРДЦА
1ФГБНУ «Научно-исследовательский институт кардиологии», 634012, г. Томск;
2ФГАОУ высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет», 634050, г Томск;
3ГБОУ высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 634055, г. Томск; 4Гейдельбергский университет им. Рупрехта и Карла, 68167, г Мангейм, Германия
В последние годы предметом научного интереса стали моноциты/макрофаги как в здоровых тканях, так и при различной патологии. Моноциты/макрофаги, которые участвуют в процессах воспаления — воспалительные М1 макрофаги, — обладают бактерицидной активностью и экспрессируют провоспалительные цитокины. Выявлено, что чрезмерное воспаление, опосредованное активностью моноцитов/макрофагов, приводит к нарушению процесса заживления миокарда. Вместе с тем установлены новые функции, свойственные этим клеткам: противовоспалительная, адаптивная и обновления ткани. Макрофаги, которые выполняют эти недавно открытые новые функции, называют альтернативно активированными М2-макрофагами, обладающими противовоспалительными свойствами. Таким образом, при инфаркте миокарда воспаление развивается в ответ на некроз кардиомиоцитов и является универсальной биологической реакцией — типовым патологическим процессом, который завершается фазой репарации/регенерации. Моноциты/макрофаги и резидентные макрофаги — ключевые участники воспалительной реакции. Они секретируют про- и противовоспалительные факторы, фагоцитируют погибшие клетки, способствуют формированию соединительной ткани, выделяют факторы ангиогенеза и фиброгенеза, во многом могут определять ремоделирование сердца, выделяя эластазу, коллагеназу и гиалуронидазу, а также воздействуя на процессы апоптоза и пролиферации кардиомиоцитов.
Ключевые слова: инфаркт миокарда; воспаление; моноциты; макрофаги; ремоделирование.
Д ля корреспонденции: Гомбожапова Александра Энхэевна, аспирант и врач-кардиолог отделения неотложной кардиологии НИИ кардиологии, г. Томск; младший научный сотрудник лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ, E-mail: [email protected]
