CC BY
2
Экология человека - 855
DOI: https://doi.org/10.17816/humeco109363
Оценка метаболической активности и энергетической обеспеченности лимфоцитов периферической крови
О.В. Зубаткина, Л.К. Добродеева, А.В. Самодова, С.Д. Круглов
Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова, Архангельск, Российская Федерация
АННОТАЦИЯ
Обоснование. Т-клетки способны изменять свой метаболизм в ответ на активационные сигналы. В состоянии покоя Т-клетки преимущественно используют для своих энергетических нужд окисление высших жирных кислот и окислительное фосфорилирование в митохондриях, а после активации переходят на аэробный гликолиз и глутаминолиз, используя в качестве субстратов глюкозу и глутамин соответственно.
Цель. Определение метаболической активности и энергообеспеченности лимфоцитов периферической крови у практически здоровых северян путём установления внутриклеточного содержания HIF-1a (гипоксией индуцируемого фактора 1-a), SIRT3 (сиртуина 3) и АТФ (аденозинтрифосфата).
Материалы и методы. Обследованы 39 волонтёров — жителей Архангельской области (23 женщины и 16 мужчин, возраст от 23 до 62 лет), у которых определяли общее количество лимфоцитов в периферической крови с проведением CD-типирования лимфоцитов (CD3+, CD4+, CD8+, CD71+) методом непрямой иммунопероксидазной реакции, в лизате лимфоцитов определяли содержание HIF-1a и SIRT3 методом иммуноферментного анализа, концентрацию АТФ методом люминесцентного анализа с использованием люциферин-люциферазной реакции. Статистическую обработку результатов исследования проводили в программе Statistica 10.0, применяли кластерный анализ с использованием метода k-средних, вычисляли средние значения (M), стандартное отклонение (SD); нормальность распределения оценивали по критерию Колмогорова-Смирнова и Лиллиефорса, вычисляли t-критерий Стьюдента, различия считали статистически значимыми при p <0,05.
Результаты. Установлено, что у обследованных волонтёров метаболическая активность лимфоцитов, связанная с HIF-Ы-регуляцией, статистически значимо различается, при этом в группе с более низким общим количеством лимфоцитов и их субпопуляций (CD3+, CD4+, CD8+, CD71+) наблюдается преимущественная гликолитическая направленность метаболизма и более высокий уровень энергообеспеченности клеток.
Заключение. Метаболическая активность, о которой можно судить по соотношению HIF-1a/SIRT3, и энергетическая обеспеченность лимфоцитов оказывают существенное влияние на их дифференцировку, пролиферацию и функционирование.
Ключевые слова: лимфоциты; иммунометаболизм; сиртуин 3; гипоксией индуцируемый фактор 1a; аденозинтрифосфат.
Как цитировать:
Зубаткина О.В., Добродеева Л.К., Самодова А.В., Круглов С.Д. Оценка метаболической активности и энергетической обеспеченности лимфоцитов периферической крови // Экология человека. 2022. Т. 29, № 12. С. 855-863. DOI: https://doi.org/10.17816/humeco109363
Рукопись получена: 15.07.2022 Рукопись одобрена: 25.1 1.2022 Опубликована online: 16.12.2022
эко* вектор Распространяется на условиях лицензии CC BY-NC-ND 40
© Эко-Вектор, 2022
ORIGINAL STUDY ARTICLE 856 -
DOI: https://doi.org/10.17816/humeco109363
Assessment of metabolic activity and energy supply of peripheral blood lymphocytes
Ol'ga V. Zubatkina, Lilija K. Dobrodeeva, Anna V. Samodova, Sergej D. Kruglov
N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research, Arkhangelsk, Russian Federation
ABSTRACT
BACKGROUND: T-cells have the capability to change their metabolism in response to activation signals. Resting T-cells primarily use the oxidation of higher fatty acids and oxidative phosphorylation in mitochondria for their energy needs, whereas activated T-cells switch to aerobic glycolysis and glutaminolysis, using glucose, and glutamine as substrates, respectively.
AIM: To determine the metabolic activity and energy supply of peripheral blood lymphocytes in predominantly healthy northerners by measuring the intracellular content of HIF-1a (hypoxia-induced factor 1a), SIRT3 (sirtuin 3), and ATP (adenosine triphosphate).
MATERIALS AND METHODS: 39 volunteers, residents of the Arkhangelsk region (23 women and 16 men, 23-62 years old), were selected, and examined for this experiment. We established the total number of peripheral blood lymphocytes with CD-typing of lymphocytes (CD3+, CD4+, CD8+, CD71+) by indirect immunoperoxidase reactions, the content of HIF-1a and SIRT3 in the lymphocyte lysate employing enzyme immunoassay, the concentration of ATP by luminescent analysis through luciferin-luciferase reaction. Statistical analysis was conducted in "Statistica 10.0", cluster analysis was applied using the k-means method. Mean values (M) and standard deviations (SD) were calculated, the normal distribution was tested by the Kolmogorov-Smirnov and Lilliefors criterion. Student's t-test was calculated, and the differences were considered statistically significant at p <0.05.
RESULTS: The study revealed that the metabolic activity of lymphocytes associated with HIF-1 a regulation differs significantly in the examined volunteers,, while in the group with a lower total number of lymphocytes and their subpopulations (CD3+, CD4+, CD8+, CD71+) there is a predominant glycolytic orientation of metabolism with proliferated cells energy supply.
CONCLUSION: Metabolic activity which can be determined by the HIF-1a/SIRT3 ratio, and the energy supply of lymphocytes have a substantial impact on their differentiation, proliferation, and functioning.
Keywords: lymphocytes; immunometabolism; sirtuin 3; hypoxia-induced factor 1a; adenosine triphosphate. To cite this article:
Zubatkina OV, Dobrodeeva LK, Samodova AV, Kruglov SD. Assessment of metabolic activity and energy supply of peripheral blood lymphocytes. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2022;29(12):855-863. DOI: https://doi.org/10.17816/humeco109363
Received: 15.07.2022
eco'vector
Accepted: 25.11.2022
Published online: 16.12.2022
The article can be used under the CC BY-NC-ND 40 License
© Eco-Vector, 2022
ВВЕДЕНИЕ
Метаболическая активность с превалированием тех или иных путей наработки аденозинтрифосфата (АТФ) — аэробного гликолиза, глутаминолиза, окислительного фосфорилирования — определяет функционирование Т-клеток, обеспечивает развитие всех этапов Т-клеточного адаптивного ответа: от реагирования до формирования клеток памяти и исчерпания клеточного пула. В период дифференцировки и активной пролиферации Т-клеток для удовлетворения их возросших энергетических потребностей происходит так называемое метаболическое перепрограммирование [1], которое характеризуется повышенным поглощением нутриентов, высоким уровнем аэробного гликолиза, увеличением глутаминолиза, делением и слиянием митохондрий [2-4]. В процессе Т-клеточной экспансии наблюдается перераспределение митохондрий в иммунные синапсы и локальное увеличение концентрации АТФ [5]. Известно, что находящиеся в метаболическом покое наивные Т-клетки для поддержания своего функционального состояния при минимальном поглощении нутриентов преимущественно используют высокоэффективный по продукции АТФ путь окислительного фосфорилирования (ОХРНОБ, oxidative phosphorylation) в митохондриях [3]. В противоположность этому антиген-активированные клетки переходят на максимальное поглощение нутриентов с активацией аэробного гликолиза [6], который является более быстрым, но менее эффективным по сравнению с ОХРНОБ путём продукции АТФ. Несмотря на сокращение участия в производстве энергии, роль митохондрий в активированных Т-клетках остаётся значимой для обеспечения критически важных в период роста и пролиферации процессов синтеза липидов, белков, формирования одноуглеродных группировок, поддержания внутриклеточного гомеоста-за кальция и других [7, 8]. Кроме того, митохондрии вовлечены в метаболическую перестройку и координируют дифференцировку Т-клеток посредством ключевых метаболитов и побочных продуктов обмена. Так, пролифе-ративная активность Т-клеток стимулируется активными формами кислорода (ROS, reactive oxygen species), образующимися в процессе тканевого дыхания [9]. Нарастание митохондриального пула характерно для Т-клеток памяти, которым для функционирования требуется высокая активность митохондрий [10, 11].
Контроль метаболической активности Т-клеток осуществляется с помощью механизмов внутриклеточного сигналинга. К ним относятся регуляция гликолиза с помощью гипоксией индуцируемого фактора 1 (HIF-1, hypoxia inducible factor 1) и контроль работы митохондрий с участием белка с деацетилазной активностью сиртуина 3 (sirtuin 3, SIRT3). Так, SIRT3 влияет на проницаемость митохондриальной мембраны, стимулирует работу цикла трикарбоновых кислот и цепи переноса электронов (ЕТС, electron transport chain), повышает эффективность
ОХРНОБ [12]. Путь HIF-1-сигналинга способствует повышению экспрессии генов белков-участников гликолиза: мембранных транспортёров глюкозы (Glutl, 4) [13], многих гликолитических ферментов [14], монокарбокси-латного переносчика 4 [15], что ведёт к повышению интенсивности гликолитического потока за счёт увеличения поступления глюкозы в клетку, скорости её окисления до пирувата, превращения пирувата в лактат и, наконец, выхода лактата из клетки. Интересно, что при негативном влиянии на митохондриальную продукцию АТФ в процессе ОХРНОБ HIF-1 оказывает позитивный эффект в отношении пластической роли митохондрий в период пролифератив-ной активности Т-клеток [16, 17]. Механизмы регулирования и варианты взаимодействия путей внутриклеточного сигналинга, роль ключевых метаболитов и молекулярных сенсоров в функционировании лимфоцитов периферической крови в настоящее время активно изучаются.
Целью исследования стало определение метаболической активности и энергообеспеченности лимфоцитов периферической крови у практически здоровых северян путем установления внутриклеточного содержания HIF-1a, SIRT3 и АТФ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Участниками исследования стали 39 волонтёров — практически здоровых жителей Архангельска и области, среди которых было 16 мужчин и 23 женщины (возраст — от 23 до 62 лет). Все волонтёры дали добровольное информированное согласие на участие в обследовании, которое проводилось в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации об этических принципах проведения медицинских исследований (2013). У волонтёров утром натощак забирали венозную кровь, далее выделяли лимфоцитарную фракцию крови, в которой определяли исследуемые параметры.
CD-типирование лимфоцитов (CD3+, CD4+, CD8+, CD71+) проводили методом непрямой иммунопероксидазной реакции (реактивы производства ООО «Сорбент», Россия). В лизате лимфоцитов определяли содержание H IF-1 a и SIRT3 методом твёрдофазного иммуноферментного анализа на автоматическом иммуноферментном анализаторе Evolis (BioRad, Германия) с использованием реагентов фирмы Cloud-Clone (США). Перед лизированием предварительно определяли концентрацию лимфоцитов во взвеси на автоматическом анализаторе ХБ 500i (Sysmex Corporation, Япония). Лизис проводили с помощью лизи-рующего раствора производства Cloud-Clone (США) согласно прилагаемой к набору инструкции. Концентрацию АТФ измеряли на люминометре с использованием люци-ферин-люциферазной реакции (набор реагентов производства «Люмтек», Россия).
Статистическую обработку результатов исследования выполняли в программе Statistica 10.0 (StatSoft Inc., США). В модуле «многомерный разведочный анализ»
ORIGINAL STUDY ARTICLE 858 -
выделяли кластерные группы с использованием метода k-средних. В модуле «описательные статистики» вычисляли средние значения (M), стандартное отклонение (SD), для проверки данных на нормальность распределения использовали критерий нормальности Колмогорова-Смирнова и Лиллиефорса. При распределении, близком к нормальному, для сравнения результатов вычисляли t-критерий Стьюдента, различия считали статистически значимыми при p <0,05. В модуле «графика» вычерчивали ЗМ-графики поверхностей (в осях XYZ) и последовательные 2М-графики для нескольких показателей.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Был установлен характер флуктуаций значений определяемых показателей с помощью построенных последовательно и без перекрытия 2М-графиков, которые включали все определяемые случаи (рис. 1). Отображённый результат наложения графиков отражает однонаправленность колебаний содержания клеток CD3+, CD4+, CD8+, CD71+ и концентраций внутриклеточных регуляторов (HIF-1a, SIRT3). Визуализация зависимости от уровня регуляторов метаболизма изменений количества лимфоцитов с рецепторами CD3, CD4, CD8, CD71 была получена с помощью статистических 3М-графиков поверхностей,
построенных в осях ХУ1, где Х — концентрация БЮТЗ, У — концентрация Н!Р-1а и 1 — содержание лимфоцитов (рис. 2). Как видно из графиков, наибольшие количества лимфоцитов с каждым из определяемых дифференциро-вочных антигенов наблюдаются на высоте концентраций регуляторов метаболизма, при этом график, отражающий содержание клеток СЭ4+ (рис. 2, Ь), имеет сдвиг высоты площади поверхности в сторону оси У (Н!Р-1а), что указывает на выраженную зависимость от гликолитического пути метаболизма.
Проведённый кластерный анализ с использованием метода к-средних позволил выделить две группы из числа обследуемых, которые имели статистически значимые различия по всем изучаемым иммунным показателям и Н!Р-1а, в то время как в отношении БЮТЗ таких различий выявлено не было (табл. 1). Следует отметить, что в группе 1 (п=15) при статистически более низких по сравнению с группой 2 (п=24) количественных показателях лимфоцитарного пула рассчитанное отношение Н!Р-1а к БЮТЗ было в 1,9 раза больше, как и концентрация внутриклеточного АТФ. Последняя в среднем составила 3,71 (1,319) и 1,25 (0,387) мкмоль/106 клеток (р <0,0001) в группах 1 и 2 соответственно. Зависимость между соотношением Н!Р-1а/Б!РТ3 и АТФ отображена в виде пропорций на круговой диаграмме с выносом
Рис. 1. Последовательные/наложенные графики переменных HIF-1a, SIRT3, CD3+, CD4+, CD8+, CD71+. Fig. 1. Sequential/overlayed plots of variables HIF-1a, SIRT3, CD3+, CD4+, CD8+, CD71+.
а
CD3
30 i'
>3,2 <3,2 §■ <2,8
<2,0 <1,6 <1,2 ■ <0,8
CD4
<2,4 <2,2 <1,8 О <1,4 <1,0 <0,6 <0,2
CD8+
20 г
>1,6 <1,6 <1,4 <1,2 <1,0
<0,6 <0,4
CD71 1? is
>1,6
<1,4 :—I <1,2 — <1,0 <0,8
<0,4 <0,2
Рис. 2. XYZ-графики зависимости содержания лимфоцитов с рецепторами (CD) от уровня метаболических регуляторов, где X ■ SIRT3, Y — HIF-1a, Z — CD3+(o), CD4+(b), CD8+(c), CD71+(d).
Fig. 2. XYZ-graphs of the dependence of the lymphocytes with receptors (CD) content on the level of metabolic regulators, where X ■ SIRT3, Y — HIF-1a, Z — CD3+(a), CD4+(b), CD8+(c), CD71+(d).
Таблица 1. Значения определяемых показателей в выделенных кластерным анализом группах Table 1. Values of determined indicators in groups identified by cluster analysis
Показатель Parameter Группа 1 (n=15), M (SD) Group 1 (n=15), M (SD) Группа 2 (n=24), M (SD) Group 2 (n=24), M (SD) P
Лимфоциты, x109 кл./л | Lymphocytes, x109 cells/L 1,45 (0,228) 2,26 (0,367) <0,0001
CD3, x109 кл./л | cells/L 0,93 (0,121) 1,54 (0,293) <0,0001
CD4, x109 кл./л | cells/L 0,48 (0,129) 0,81 (0,234) <0,0001
CD8, x109 кл./л | cells/L 0,49 (0,087) 0,85 (0,221) <0,0001
CD71, x109 кл./л | cells/L 0,49 (0,123) 0,87 (0,241) <0,0001
HIF-1a, нг/106 кл. | cells/L 1,64 (0,714) 1,13 (0,221) 0,0046
SIRT3, нг/106 кл. | cells/L 0,22 (0,169) 0,28 (0,314) 0,5234
b
d
с
Группа 1 АТФ Group 1 ATP
(23%)
Группа 1 HIF-1a/SIRT3 Group 1 HIF-1a/SIRT3=7,4
Группа 2 HIF-1a/SIRT3 ГРУппа 2 АТФ Group 2 ATP
(8%)
Group 2
HIF-1a/SIRT3=4,0
Рис. 3. Количественные изменения АТФ (%) в зависимости от соотношения HIF-1a/SIRT3. Fig. 3. Quantitative changes in ATP (%) depending on the ratio of HIF-1a/SIRT3.
анализируемых значений на вторую диаграмму для акцентированной визуализации полученных между группами различий (рис. 3). Эта зависимость иллюстрирует, что с изменением соотношения HIF-1 a/SIRT3 согласованно меняется количество АТФ (повышается или снижается).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Транскрипционный фактор HIF-1 — центральный регулятор метаболической перестройки, лежащей в основе программы формирования Т-клеточных субпопуляций [18]. HIF-1a является зависящей от кислорода субъединицей HIF-1, которая активно экспрессируется и остаётся стабильной при гипоксии. В условиях нормоксии происходит разрушение HIF-1a в протеасомах, так как при достаточности кислорода аминокислотные остатки пролина в полипептидной цепи HIF-1a гидроксилируются под действием кислород-чувствительной пролил-4-гидроксилазы (PHD, prolyl-4-hydroxylase domain) и это способствует убиквитин-опосредованной протеасомной деградации HIF-1a [19]. Однако для иммунных клеток из-за специфики их метаболизма возможна гипоксия-независимая наработка и стабилизация HIF-1 a, или так называемая псевдогипоксия [16]. В разной степени экспрессии HIF-1a способствуют стимуляция Т-клеточного рецептора (T-cell receptor, TCR), активация киназного каскада PI-3K/ Akt/mTOR, STAT3-сигналинга, транскрипционных факторов NF-kB, AP-4, с-Мус [20-22]. Так, mTOR, например, регулирует трансляцию HIF-1a mRNA [23]. Стабилизация HIF-1a в активированных Т-клетках может осуществляться через метаболическую регуляцию PHD с помощью сукцината [24] и ROS [25]. В частности, в ответ на TCR-стимуляцию повышается активность анаплеротического пути образования сукцината, который служит ингибитором PHD. Сукцинат также может продуцироваться в катализируемой PHD реакции с использованием a-кетоглутарата и по принципу отрицательной обратной связи ингибиро-вать PHD [19]. ROS могут приводить к инактивации PHD, окисляя атом железа в его активном центре [26]. Кроме того, ROS весьма значимы для перепрограммирования активированных Т-клеток. Снижение ROS или нарушение передачи ROS-сигналинга ослабляет активацию и кло-нальную экспансию Т-клеток [27], в то время как продукция ROS стимулирует Т-клеточную пролиферацию [9]. Установлено, что согласованно с увеличением уровня ROS повышается экспрессия HIF-1a, который крайне важен для метаболически активных эффекторных Т-клеток, интенсивно использующих аэробный гликолиз [18, 28].
Ферментативное ацетилирование/деацетилирование белков является одним из общих путей посттрансляционной модификации и влияния на клеточный метаболизм. Деацетилазы семейства сиртуинов (SIRTs) участвуют в регуляции метаболизма, способствуют функционированию и выживаемости клеток [29]. SIRT3 положительно
регулирует митохондриальный биогенез через активацию факторов пролиферации PPAR-a и PGC-1a; стимулирует цикл трикарбоновых кислот, повышая ферментативную активность ацетил-СоА синтетазы 2 и изоцитратдегидро-геназы; увеличивает OXPHOS, активируя работу комплексов I, II, III ЕТС; способствует глутаминолизу, позитивно влияя на глутаматдегидрогеназу [12, 29]. В то же время SIRT3 действует как супрессор фактора транскрипции HIF-1 a, подавляя ROS-опосредованную стабилизацию HIF-1a [12].
Полученные нами данные показывают, что в выделенных с помощью кластерного анализа группах концентрация SIRT3 в лимфоцитах периферической крови не имела статистически значимых различий, в то время как содержание HIF-1 a статистически значимо различалось. Это отражает различие в метаболической активности лимфоцитов, а именно в выраженности гликолиза. Интересен тот факт, что более высокий уровень HIF-1a наблюдался в группе с более низкими значениями показателей лимфо-цитарного пула, в частности клеток с поверхностными антигенами CD3, CD4, CD8, CD71 (CD3 — общий Т-клеточный маркёр активации, связанный с антигенраспознающим рецептором, CD4 — маркёр клеток хелперов, CD8 — маркёр цитотоксических клеток, CD71 — маркёр активированных клеток, рецептор трансферрина, обеспечивающий поступление в клетку ионов железа, без которого невозможна пролиферация Т-клеток). Повышение уровня HIF-1a можно рассматривать как вариант ответа на снижение количества Т-клеток, для которых HIF-1 выступает основным модератором метаболического сдвига при их активации. О выраженности гликолитической активности можно судить по увеличению соотношения HIF-1a/SIRT3, что ведёт к росту количества АТФ, обеспечивая Т-клеткам необходимый энергетический уровень.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведённого исследования установлено, что в группе практически здоровых людей могут наблюдаться внутригрупповые статистически значимые различия в концентрации взаимосвязанных показателей лимфоци-тарного пула и метаболической активности лимфоцитов. В частности, группа обследованных, имеющих более низкое общее количество лимфоцитов и содержание лимфоцитов с рецепторами CD3, CD4, CD8, CD71, характеризовалась статистически значимым более высоким уровнем регулятора гликолиза HIF-1a относительно группы сравнения и не имела статистически значимых различий по содержанию SIRT3, контролирующего работу митохондрий. Фактор транскрипции HIF-1 играет весьма значимую роль для отдельных субпопуляций Т-клеток, в особенности эффектор-ных, способствуя метаболизму с преобладанием гликолиза. Важным в оценке направленности метаболизма является изменение соотношения HIF-1 a/SIRT3, по возрастанию которого можно судить о повышении гликолитической активности. Доминирование гликолиза в метаболизме
лимфоцитов отражается на их энергообеспеченности, оказывая существенное влияние на функционирование и развитие субклеточных линий.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ / ADDITIONAL INFORMATION
Вклад авторов: О.В. Зубаткина — концепция, анализ и интерпретация данных, подготовка окончательного варианта статьи; Л.К. Добродеева — концепция и дизайн исследования, окончательное утверждение присланной в редакцию рукописи; А.В. Са-модова — получение, анализ и интерпретация данных, подготовка первого варианта статьи; С.Д. Круглов — получение и анализ данных, статистическая обработка результатов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Authors' contribution: O.V. Zubatkina — conception, anaiysis and interprétation of data, consolidation and final drafting of article;
L.K. Dobrodeeva — the concept and design of the study, the final approval of the manuscript sanded to the editors; A.V. Samodova — obtaining, analyzing and interpretation of data preparation of the first version of the article; S.D. Kruglov — obtaining and analyzing of data, statistical processing of results. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication).
Финансирование. Исследование выполнено в рамках темы НИР лаборатории экологической иммунологии института физиологии природных адаптаций ФИЦКИА имени академика Н.П. Лавёрова Уро РАН, № гос. регистрации 12201 1300377-5. Funding sources. The study was carried out under the theme of the scientific research of ecological immunology laboratory of Institute of Physiology of Natural Adaptations of N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. State registration number 12201 1300377-5. Конфликт интересов. Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов.
Competing interests. The authors declare no competing interests.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Almeida L., Lochner M., Berod L., Sparwasser T. Metabolic pathways in T cell activation and lineage differentiation // Semin Immunol. 2016. Vol. 28, N 5. P. 514-524.
doi: 10.1016/j.smim.2016.10.009
2. Baixauli F., Martin-Cöfreces N.B., Morlino G., et al. The mitochondrial fission factor dynamin-related protein 1 modulates T-cell receptor signalling at the immune synapse // EMBO J. 2011. Vol. 30, N 7. P. 1238-1250. doi: 10.1038/emboj.2011.25
3. Chandel N.S., McClintock D.S., Feliciano C.E., et al. Reactive oxygen species generated at mitochondrial complex III stabilize hypoxia inducible factor-1alpha during hypoxia: a mechanism of 02 sensing // J Biol Chem. 2000. Vol. 275, N 33. P. 25130-25138. doi: 10.1074/jbc.M001914200
4. Chapman N.M., Chi H. Hallmarks of T-cell exit from quiescence // Cancer Immunol Res. 2018. Vol. 6, N 5. P. 502-508. doi: 10.1 158/2326-6066.CIR-17-0605
5. Chua Y.L., Dufour E., Dassa E.P., et al. Stabilization of hypoxia-in-ducible factor-1alpha protein in hypoxia occurs independently of mitochondrial reactive oxygen species production // J Biol Chem. 2010. Vol. 285, N 41. P. 31277-31284.
doi: 10.1074/jbc.M1 10.158485
6. Desdin-Micö G., Soto-Heredero G., Mittelbrunn M. Mitochondrial activity in T cell // Mitochondrion. 2018. Vol. 41. P. 51-57.
doi: 10.1016/j.mito.2017.10.006
7. Diebold L., Chandel N.S. Mitochondrial ROS regulation of proliferating cells // Free Radic Biol Med. 2016. Vol. 100. P. 86-93. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2016.04.198
8. Dimeloe S., Burgener A.V., Grehlert J., Hess C. T-cell metabolism governing activation, proliferation and differentiation; a modular view // Immunology. 2017. Vol. 150, N 1. P. 35-44.
doi: 10.1111/imm.12655
9. Giralt A., Villarroya F. SIRT3, a pivotal actor in mitochondrial functions: metabolism, cell death and aging // Biochem J. 2012. Vol. 444, N 1. P. 1-10. doi: 10.1042/BJ20120030
10. Gnanaprakasam J.N.R., Sherman J.W., Wang R. MYC and HIF in shaping immune response and immune metabolism // Cytokine Growth Factor Rev. 2017. Vol. 35. P. 63-67.
doi: 10.1016/j.cytogfr.2017.03.004
11. Houtkooper R.H., Pirinen E., Auwerx J. Sirtuins as regulators of metabolism and healthspan // Nat Rev Mol Cell Biol. 2016. Vol. 13, N 4. P. 225-238. doi: 10.1038/nrm3293
12. Jaakkola P., Mole D.R., Tian Y.M., et al. Targeting of HIF-alpha to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by Deregulated prolyl hydroxylation // Science. 2001. Vol. 292, N 5516. P. 468-472. doi: 10.1126/science.1059796
13. Kim J.W., Tchernyshyov I., Semenza G.L., Dang C.V. HIF-1 -mediated expression of pyruvate dehydrogenase kinase: a metabolic switch required for cellular adaptation to hypoxia // Cell Metab. 2006. Vol. 3, N 3. P. 177-185.
doi: 10.1016/j.cmet.2006.02.002
14. Liesa M., Shirihai D.S. Mitochondrial networking in T cell memory // Cell. 2016. Vol. 166, N 1. P. 9-10.
doi: 10.1016/j.cell.2016.06.035
15. Maciolek J.A., Pasternak J.A., Wilson H.L. Metabolism of activated T lymphocytes // Curr Dpin Immunol. 2014. Vol. 27. P. 60-74. doi: 10.1016/j.coi.2014.01.006
16. Mills E., O'Neill L.A. Succinate: a metabolic signal in inflammation // Trends Cell Biol. 2014. Vol. 24, N 5. P. 313-320.
doi: 10.1016/j.tcb.2013.1 1.008
17. Palmer C.S., Hussain T., Duette G. Regulators of glucose metabolism in CD4+ and CD8+ T cells // Int Rev Immunol. 2016. Vol. 35, N 6. P. 477-488. doi: 10.3109/08830185.2015.1082178
18. Palmer C.S., Ostrowski M., Balderson B., et al. Glucose metabolism regulates T cell activation, differentiation, and functions // Front Immunol. 2015. Vol. 6. P. 1. doi: 10.3389/fimmu.2015.00001
19. Pugha C.W., Ratcliffe P.J. New horizons in hypoxia signaling pathways // Exp Cell Research. 2017. Vol. 356, N 2. P. 116-121. doi: 10.1016/j.yexcr.2017.03.008
20. Ron-Harei N., Santos D., Ghergurovich J.M., et ai. Mitochondrial biogenesis and proteome remodeling promote one-carbon metabolism for T ceii activation // Ceii Metab. 2016. Voi. 24, N 1. P. 104-117. doi: 10.1016/j.cmet.2016.06.007
21. Saimond R.J. mTOR reguiation of giycoiytic metaboiism in T ceiis // Front Ceii Dev Bioi. 2018. Voi. 6. P. 122.
doi: 10.3389/fceii.2018.00122
22. Saravia J., Raynor J.L., Chapman N.M., et ai. Signaiing networks in immunometaboiism // Ceii Res. 2020. Voi. 30, N 4. P. 328342. doi: 10.1038/s41422-020-0301-1
23. Sena L.A., Li S., Jairaman A., et ai. Mitochondria are required for antigen-specific T ceii activation through reactive oxygen species signaiing // Immunity. 2013. Voi. 38, N 2. P. 225-236.
doi: 10.1016/j.immuni.2012.10.020
24. Shi L.Z., Wang R., Huang G., et ai. HIF-1aipha dependent giycoiytic pathway orchestrates a metaboiic checkpoint for the differentiation of TH17 and Treg ceiis // J Exp Med. 2011. Voi. 208, N 7. P. 1367-1376. doi: 10.1084/jem.201 10278
25. Tan H., Yang K., Li Y., et ai. Integrative proteomics and phos-phoproteomics profiiing reveais dynamic signaiing networks and
REFERENCES
1. Chapman NM, Chi H. Haiimarks of T-ceii exit from quiescence. Cancer Immunol Res. 2018;6(5):502-508.
doi: 10.1 158/2326-6066.CIR-17-0605
2. Aimeida L, Lochner M, Berod L, Sparwasser T. Metaboiic pathways in T ceii activation and iineage differentiation. Semin Immunol. 2016;28(5):514-524. doi: 10.1016/j.smim.2016.10.009
3. Dimeioe S, Burgener AV, Grehiert J, Hess C. T-ceii metaboiism governing activation, proiiferation and differentiation; a moduiar view. Immunology. 2017;150(1):35-44.
doi: 10.1111/imm.12655
4. Macioiek JA, Pasternak JA, Wiison HL. Metaboiism of activated T iymphocytes. Curr Opin Immunol. 2014;27:60-74.
doi: 10.1016/j.coi.2014.01.006
5. Baixauii F, Martfn-Cöfreces NB, Moriino G, et ai. The mito-chondriai fission factor dynamin-reiated protein 1 moduiates T-ceii receptor signaiiing at the immune synapse. EMBO J. 2011;30(7):1238-1250. doi: 10.1038/emboj.2011.25
6. Paimer CS, Ostrowski M, Baiderson B, et ai. Giucose metaboiism reguiates T ceii activation, differentiation, and functions. Front Immunol. 2015;6:1. doi: 10.3389/fimmu.2015.00001
7. Desdfn-Micö G, Soto-Heredero G, Mitteibrunn M. Mitochondriai activity in T ceii. Mitochondrion. 2018;41:51-57.
doi: 10.1016/j.mito.2017.10.006
8. Ron-Harei N, Santos D, Ghergurovich JM, et ai. Mitochondriai biogenesis and proteome remodeiing promote one-carbon me-taboiism for T ceii activation. Cell Metab. 2016;24(1):104-117. doi: 10.1016/j.cmet.2016.06.007
9. Dieboid L, Chandei NS. Mitochondriai ROS reguiation of proiifer-ating ceiis. Free Radic Biol Med. 2016;100:86-93.
doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2016.04.198
10. Liesa M, Shirihai OS. Mitochondriai networking in T ceii memory. Cell. 2016;166(1):9—10. doi: 10.1016/j.ceii.2016.06.035
11. van der Windt GJ, Everts B, Chang CH, et ai. Mitochondriai respiratory capacity is a criticai reguiator of CD8+T ceii memory deveiopment. Immunity. 2012;36(1):68-78.
doi: 10.1016/j.immuni.201 1.12.007
bioenergetics pathways underiying T ceii activation // Immunity. 2017. Voi. 46, N 3. P. 488-503. doi: 10.1016/j.immuni.2017.02.010
26. Tao J.H., Barbi J., Pan F. Hypoxia-inducibie factors in T iympho-cyte differentiation and function // Am J Physioi Ceii Physioi. 2015. Voi. 309, N 9. P. C580-C589.
doi: 10.1152/ajpceii.00204.2015
27. Thomas L.W., Ashcroft M. Expioring the moiecuiar interface between hypoxia-inducibie factor signaiiing and mitochondria // Ceii Moi Life Sci. 2019. Voi. 76, N 9. P. 1759-1777.
doi: 10.1007/s00018-019-03039-y
28. Uiiah M.S., Davies A.J., Haiestrap A.P. The piasma membrane iactate transporter MCT4, but not MCT1, is up-reguiated by hy-poxia through a HIF-1aipha-dependent mechanism // J Bioi Chem. 2006. Voi. 281, N 14. P. 9030-9037.
doi: 10.1074/jbc.M51 1397200
29. van der Windt G.J., Everts B., Chang C.H, et ai. Mitochondriai respiratory capacity is a criticai reguiator of CD8+T ceii memory deveiopment // Immunity. 2012. Voi. 36, N 1. P. 68-78.
doi: 10.1016/j.immuni.201 1.12.007
12. Girait A, Viiiarroya F. SIRT3, a pivotai actor in mitochondri-ai functions: metaboiism, ceii death and aging. Biochem J. 2012;444(1):1-10. doi: 10.1042/BJ20120030
13. Shi LZ, Wang R, Huang G, et ai. HIF-1aipha dependent giycoiytic pathway orchestrates a metaboiic checkpoint for the differentiation of TH17 and Treg ceiis. J Exp Med. 2011;208(7):1367-1376. doi: 10.1084/jem.201 10278
14. Kim JW, Tchernyshyov I, Semenza GL, Dang CV. HIF-1-mediat-ed expression of pyruvate dehydrogenase kinase: a metaboiic switch required for ceiiuiar adaptation to hypoxia. Cell Metab. 2006;3(3):177-185. doi: 10.1016/j.cmet.2006.02.002
15. Uiiah MS, Davies AJ, Haiestrap AP. The piasma membrane iactate transporter MCT4, but not MCT1, is up-reguiated by hypoxia through a HIF-1aipha-dependent mechanism. J Biol Chem. 2006;281(14):9030-9037. doi: 10.1074/jbc.M51 1397200
16. Pugha CW, Ratciiffe PJ. New horizons in hypoxia signaiing pathways. Exp Cell Res. 2017;356(2):1 16-121.
doi: 10.1016/j.yexcr.2017.03.008
17. Thomas LW, Ashcroft M. Expioring the moiecuiar interface between hypoxia-inducibie factor signaiiing and mitochondria. Cell Mol Life Sci. 2019;76(9):1759-1777.
doi: 10.1007/s00018-019-03039-y
18. Tao JH, Barbi J, Pan F. Hypoxia-inducibie factors in T iym-phocyte differentiation and function. Am J Physiol Cell Physiol. 2015;309(9):C580-C589. doi: 10.1152/ajpceii.00204.2015
19. Jaakkoia P, Moie DR, Tian YM, et ai. Targeting of HIF-aipha to the von Hippei-Lindau ubiquityiation compiex by O2-reguiated proiyi hydroxyiation. Science. 2001;292(5516):468-4722.
doi: 10.1126/science.1059796
20. Gnanaprakasam JNR, Sherman JW, Wang R. MYC and HIF in shaping immune response and immune metaboiism. Cytokine Growth Factor Rev. 2017;35:63-67.
doi: 10.1016/j.cytogfr.2017.03.004
21. Saravia J, Raynor JL, Chapman NM, et ai. Signaiing networks in immunometaboiism. Cell Res. 2020;30(4):328-342.
doi: 10.1038/s41422-020-0301-1
22. Tan H, Yang K, Li Y, et al. Integrative proteomics and phosphopro-teomics profiling reveals dynamic signaling networks and bio-energetics pathways underlying T cell activation. Immunity. 2017;46(3):488-503.
doi: 10.1016/j.immuni.2017.02.010
23. Salmond RJ. mTOR regulation of glycolytic metabolism in T cells. Front Cell Dev Biol. 2018:6;122. doi: 10.3389/fcell.2018.00122
24. Mills E, O'Neill LA. Succinate: a metabolic signal in inflammation. Trends Cell Biol. 2014;24(5):313-320.
doi: 10.1016/j.tcb.2013.1 1.008
25. Chua YL, Dufour E, Dassa EP, et al. Stabilization of hypoxia-in-ducible factor-1alpha protein in hypoxia occurs independently of mitochondrial reactive oxygen species production. J Biol Chem. 2010;285(41):31277-31284.
doi: 10.1074/jbc.M1 10.158485
ОБ АВТОРАХ
*Зубаткина Ольга Владимировна, д.б.н., профессор; адрес: Россия, 163000, Архангельск, набережная Северной Двины, 23;
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5039-2220;
eLibrary SPIN: 1581-5178;
e-mail: [email protected]
Добродеева Лилия Константиновна;
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5080-6502;
eLibrary SPIN: 4518-6925;
e-mail: [email protected]
Самодова Анна Васильевна;
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9835-8083;
eLibrary SPIN: 6469-0408;
e-mail: [email protected]
Круглов Сергей Дмитриевич;
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4085-409X;
eLibrary SPIN: 2532-9912;
e-mail: [email protected]
*Автор, ответственный за переписку / Corresponding author
26. Chandel NS, McClintock DS, Feliciano CE, et al. Reactive oxygen species generated at mitochondrial complex III stabilize hypo-xia inducible factor-1alpha during hypoxia: a mechanism of D2 sensing. J Biol Chem. 2000;275(33):25130-25138.
doi: 10.1074/jbc.M001914200
27. Sena LA, Li S, Jairaman A, et al. Mitochondria are required for antigen-specific T cell activation through reactive oxygen species signaling. Immunity. 2013;38(2):225-236.
doi: 10.1016/j.immuni.2012.10.020
28. Palmer CS, Hussain T, Duette G. Regulators of glucose metabolism in CD4+ and CD8+ T Cells. Int Rev Immunol. 2016;35(6):477-488. doi: 10.3109/08830185.2015.1082178
29. Houtkooper RH, Pirinen E, Auwerx J. Sirtuins as regulators of metabolism and healthspan. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016;13(4):225-238. doi: 10.1038/nrm3293
AUTHORS INFO
*Ol'ga V. Zubatkina, MD, Dr. Sci. (Biol.), professor; address: 23 Severnoj Dviny embankment, 163000, Arhangel'sk, Russia;
DRCID: https://orcid.org/0000-0002-5039-2220; eLibrary SPIN: 1581-5178; e-mail: [email protected] Lilija K. Dobrodeeva;
DRCID: https://orcid.org/0000-0001-5080-6502; eLibrary SPIN: 4518-6925; e-mail: [email protected]
Anna V. Samodova;
DRCID: https://orcid.org/0000-0001-9835-8083; eLibrary SPIN: 6469-0408; e-mail: [email protected] Sergej D. Kruglov;
DRCID: https://orcid.org/0000-0002-4085-409X; eLibrary SPIN: 2532-9912; e-mail: [email protected]
