CC BY
121
ОБЗОРЫ
УДК 612.017.1:612.62
Ю.А. Мирошниченко, А.В. Шестопалов, Л.П. Смольянинова
РОЛЬ ФАКТОРОВ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ РЕПРОДУКТИВНОГО ТРАКТА
Ростовский государственный медицинский университет, кафедра общей и клинической биохимии № 2
Слизистая оболочка женского репродуктивного тракта является сложной биосистемой, которая обеспечивает защиту от патогенных микроорганизмов. Эта ткань адаптирована к динамичным, нестерильным условиям окружающей среды. Эпителиальные клетки репродуктивного тракта экспрессируют образра-спознающие рецепторы (TLR, NOD, RIG и др.), секретируют хемокины и цитокины, которые участвуют в регулировании и связывании врожденного и адаптивного иммунного ответов.
Ключевые слова: врожденный иммунитет, женский репродуктивный тракт, Toll-подобные рецепторы, муцины, трефоиловый фактор-3.
Журнал фундаментальной медицины и биологии
J.A. Miroshnichenko, A.V. Shestopalov, L.P. Smoljaninova
THE ROLE OF THE INNATE IMMUNE FACTORS OF THE REPRODUCTIVE TRACT MUCOSA
Rostov State Medical University, Department of general and clinical biochemistry №2
The mucous membrane of the female reproductive tract is a complex biosystem, which provides protection against pathogens. This tissue is adapted to the dynamic, non-sterile environments. Epithelial cells of the reproductive tract express a specific pattern-recognition receptors(TLR, NOD, RIG, etc.) secrete hemokines and cytokines, which are involved in the regulation and linking innate and adaptive immune responses.
Key words: innate immunity, female reproductive tract, Toll-like receptors, mucins, trefoil factor-3.
Введение
Как известно, женский репродуктивный тракт является входными воротами для бактериальных, вирусных и грибковых инфекций. В связи с этим он обладает уникальной способностью регуляции иммунной защиты. Эволюционно сложилось так, что данные иммунные механизмы защищают от потенциальных патогенов без ущерба для жизни плода или здоровья женщины [1].
Эпителиальные клетки репродуктивного тракта имеют жизненно важное значение для защиты от патогенных микроорганизмов. На ряду с тем, что они являются физиологическим барьером, они экспрессируют образраспознающие рецепторы (TLR, NOD, RIG и др.), секретируют хемокины и цитокины, которые участвуют в регулировании
и связывании врожденного и адаптивного иммунного ответов, а также экспрессируют полимерные рецепторы иммуноглобулина слизистой оболочки для транспортировки 1§Д из ткани в мукозальный секрет, принимают участие в синтезе и секреции антимикробных факторов. Среди секретируемых эпителиальными клетками молекул, обладающих бактерицидным эффектом, известны дефензины, секреторный лейкоцитарный ингибитор протеаз, лизоцим.
1.1. То11—подобные рецепторы, их лиганды, пути передачи сигналов
Инфекция и воспаление могут иметь катастрофические последствия для фертильности и беременности. На сегодняшний день большинство вмеша-
тельств, направленных на профилактику и лечение инфекций,заключаются в устранении патогенного возбудителя антибактериальными препаратами. Но данные стратегии ошибочны, поскольку имеют также свои последствия в виде преждевременных родов, эктопической беременности или трубного бесплодия. Изучение многими исследователями врожденного иммунитета подчеркнули важность факторов организма, участвующих в ответе на инфекционные агенты. Генетическая изменчивость компонентов врожденного иммунитета может объяснить индивидуальные различия в ответе на инфекцию. Природные(эндогенные) антимикробные пептиды (дефензины) и образраспознающиеТо11-подобные рецепторы являются ключевыми медиаторами врожденной иммунной системы [2]. Toll-подобные (TLRs) рецепторы относятся к семейству трансмембранных образраспознающих рецепторов (ОРР), которые обнаруживаются прежде всего у клеток эпителия, моноцитов, полиморфноядерных лейкоцитов, макрофагов и клеток эндотелия. Это обусловлено тем, что данные клетки первыми распознают патоген-ассоциированные молекулярные паттерны (PAMP) [3]. После взаимодействия TLRs с чужеродными агентами происходит выработка хемокинов, интерферона, цитокинов и активных форм кислорода, что в свою очередь стимулирует активацию защитных реакций организма [4]. Ранее считалось, что TLRs не реагируют на лиганды ком-менсальной микрофлоры. Но сравнительно недавно было установлено, что в физиологических условиях также происходит распознавание сигнальных молекул представителей нормальной микрофлоры, которые формируют биопленку. Таким образом, можно выделить две функции TLRs: поддержание тканевого гомеостаза и защита от инфекций [3,4].
Идентифицировано 11 типов TLRs — это трансмембранные белки, экспрессируемые клетками первой линии защиты, обладающие специфичностью и распознающие широкий спектр PAMP инфекционных микроорганизмов. Таким образом, лигандами для TLR 2 являются ди- или триацили-рованные липопротеины бактерий, а также зимо-зан дрожжевых грибов; TLR 3 — вирусная РНК; TLR 4 — липополисахариды бактерий;TLR 5 — белок жгутиков бактерий флагеллин; TLR 7 и 8 — одноцепочечная РНК вирусов; TLR 9 — фрагменты бактериальной ДНК. У человека так же имеется TLR 11, распознающий уропатогенные штаммы E.coli, но этот тип рецептора не является функциональным, так как в начальной рамке считывания имеет стоп-кодон. Можно сделать предположение, что именно этот факт играет ключевую роль в высокой восприимчивости людей к мочеполовым инфекциям [4]. Экспрессия TLRs1,2,4,5 и 6 происходит на клеточной поверхности, а TLRs 3,7,8 и 9 — во внутриклеточных компартаментах. При связывании рецептора с лигандом происходит ди-меризация, что влечет за собой конформационные изменения рецепторного аппарата. В свою очередь это вызывает активацию адаптерного белка MyD88 (myeloid differentiation factor 88). При активации Toll-подобных рецепторов PAMP также участвуют другие TIR-содержащие адапторные белки: MAL
(MyD88-adaptor-like) /TIRAP (TIR-associated protein), TRAM (TRlF-related adaptor molecule), TRIF(TlR-domaine — containing protein — inducing IFN-P)/TICAM1 (TIR-domaine - containing molecule 1). Это обуславливает различие индивидуальных сигнальных путей. Присутствующий в ци-тозоле клетки NFkB (ядерный транскрипционный фактор) является эффектором TLR-зависимого пути. При связывании TLRs с PAMP происходит активация и транслокация NFkB в ядро клетки, где он инициирует экспрессию генов и продукцию противовоспалительных цитокинов и ферментов, таких как ИЛ 1,6,8 и 12, ФНО, интерферонов
1 типа (IFN-a и IFN-P), циклооксигеназы2 (ЦОГ-2) и индуцибельной синтетазы оксида азота (iNOS). Происходит так же активация адаптивного иммунного ответа посредством антиген-презентирующих клеток, которые экспрессируют TLRs на своей поверхности. Дендритные клетки и макрофаги мигрируют из инфекционного очага в регионарные лимфоузлы, презентируя патогенные антигены наивным CD4+ T-лимфоцитам. Происходит активация адаптивных иммунных реакций через усиление экспрессии клетками MCHII антигенов, что приводит к дифференцировке CD4+ Т-лимфоцитов в Т-хелперы (Th1 и 2), которые участвуют в элиминации патогенов. Учитывая важную роль TLRs в активации врожденного и адаптивного иммунитета, нельзя исключать, что нарушение процессов передачи сигналов является фактором патогенеза воспалительных заболеваний, а также злокачественных новообразований [4;5]. В женском репродуктивном тракте экспрессируются TLRs 1-10.Было установлено, что в вагинальном эпителии и цервикальном канале экспрессируются TLRs1-3, 5 и 6. Эпителиальные клетки эндометрия и децидуальная ткань экспрессируют TLRs 1-10, что определяет реагирование на широкий спектр патогенных микроорганизмов. В ходе исследований ряда авторов было установлено, что TLRs присутствуют в беременной матке, и выраженность экспрессии варьирует на протяжении всего срока беременности. Наиболее выраженная экспрессия была установлена у TLR
2 и 4 в первом и последнем триместрах [6]. Как показывают исследования, различная экспрессия TLRs на всем протяжении репродуктивного тракта может быть направлена на поддержание коммен-сальной популяции микроорганизмов [2,6].
Таким образом, зная, что в репродуктивном тракте экспрессируются практически все типы TLRs, были проведены исследования по изучению местной иммунореактивности у женщин с эндометритом в послеродовом периоде. В ходе исследований было установлено, что у женщин с осложненным послеродовым периодом наблюдались изменения со стороны местной иммунореактив-ности. Происходило уменьшение экспрессии TLRs 4,5 и адапторного белка MyD88, NFkB. Это позволяет сделать предположение о том, что ключевой момент в развитии послеродового эндометрита-снижение экспрессии TLR 4 и 5. Недостаточная экспрессия NFkB приводит к нарушению активации цитокинов и дефензинов на поверхностном эпителии репродуктивного тракта, что влечет за
собой внедрение возбудителя даже при малом его количестве [7,8].
Как говорилось ранее, TLRs взаимодействуют с лигандами нормальной микрофлоры. Так, например, лактобациллы активируют иммунную систему за счет взаимодействия с TLRs 2,4 и 5 типа. Также отмечается различный биологический эффект при взаимодействии TLRs с различными штаммами лак-тобацилл. Так одни штаммы (L.acidophilus, L.casei) вызывают повышение содержания интерферона и интерлейкинов 4 и 10, а также ФНО, тогда как другие влияют на повышение исключительно ин-терлейкинов 2 и 12. Путем воздействия на TLR 2 Bifidobacterium breve инициируют созревание и активацию дендритных клеток [3,7]. Таким образом, главным стимулирующим фактором экспрессии TLR является комменсальная микрофлора влагалища. Исходя из этого, можно предположить, что снижение экспрессии TLRs у родильниц является следствием нарушения нормальной микрофлоры, а именно пониженное содержание бифидо- и лакто-бактерий, что может служить стимулом для активации условно-патогенных микроорганизмов. [7].
Важную роль в изменении иммунного ответа играют полиморфизмы TLRs. Полиморфизм генов может вести к изменению функциональной активности белка за счет замены аминокислотных остатков в молекуле, а также за счет увеличения или уменьшения экспрессии самих TLRs. Наибольший интерес вызывают полиморфизмы TLR 4, поскольку он взаимодействует со множеством структурно неоднородных лигандов: F-протеином РС-вируса, белками теплового шока, фибронектином, а также с самым мощным иммуностимулятором Грам-отрицательных бактерий — липополисахаридом.
Так первым описанным полиморфизмом стала замена аспарагина-229 на глицин - TLR 4896 A/G. Данный полиморфизм ассоциирован с гиперреактивностью на липополисахарид и сепсисом. В результате такой замены происходит снижение способности к передаче иммунного сигнала, то есть подавление активации фактора NFkB. Также ассоциированы с развитием септического шока такие полиморфизмы, как TLR 2 2408 G/A и TLR 4 1196 С/Т. Таким образом, в основе предрасположенности к хроническим или агрессивным формам заболеваний лежит определенный генетический фон. Главным фактором, определяющим тяжесть инфекционного процесса, является функциональный полиморфизм генов, кодирующих образраспозна-ющие рецепторы врожденного иммунитета. [5,6,8].
1.2. Роль эндогенных антимикробных пептидов во врожденном иммунитете
В результате взаимодействия TLRs с лигандом происходит индукция синтеза хемокинов, противовоспалительных цитокинов, а также эндогенных антимикробных пептидов — дефензинов [2]. Синтез природных дефензинов является важным звеном врожденного иммунитета. Недавние исследования показали, что эти молекулы имеют гораздо больше дополнительных клеточных функций, кроме их антимикробной активности. Дефензины играют
важную роль в делении клеток, привлечении и созревании клеток иммунной системы, дифференциации и реорганизации эпителиальных тканей, заживлении ран и подавлении опухолей [9]. По своей химической природе дефензины являются цисте-ин-богатыми пептидами с р-складчатой структурой, стабилизация которой происходит за счет трех внутримолекулярных дисульфидных мостиков между остатками цистеина. У млекопитающих дефензины делятся на 3 субсемейства: а -, в - и 9 — дефензинов, которые отличаются расположением дисульфидных связей между шестью остатками цистеина. Дисульфидные связи остатков цистеина а-дефензинов находятся между Cys1-Cys6, Cys2-Cys4 и Cys3-Cys5 цистеиновыми остатками, в то время как у в-дефензинов, связи приходятся между Cys1-Cys5, Cys2-Cys4и Cys3-Cys6, у субсемейства 9-дефензинов эти связи расположены по кругу: Cys1-Cys6,Cys2-Cys5 и Cys3-Cys4. Имея данные связи, дефензины обладают повышенной устойчивостью ко многим лейкоцитарным и микробным протеиназам, и тем самым сохраняют свои антибактериальные свойства в очаге воспаления. Было отмечено, что для дефензинов свойственно большое содержание основных аминокислот, таких как гистидин, аргинин, лизин. За счет этого молекулы дефензинов обладают положительным зарядом. Отличительной чертой является то, что дефензины обладают свойством амфипатичности. Это свойство дает возможность облегченного связывания и встраивания дефензинов в фосфолипидный слой мембран патогенных микроорганизмов [9; 10].
а-дефензины получили название пептидов ней-трофилов человека, так как впервые были обнаружены и описаны в азурофильных гранулах ней-трофилов (human neutrophils peptides —HNP). Каждому был присвоен номер с 1 по 4. Позднее были обнаружены и описаны еще 2 типа дефен-зинов в клетках Паннета в криптах тонкой кишки (HD 5,6).Было установлено, что экспрессия этих пептидов снижалась у пациентов с болезнью Крона. В 1995 году были выделены в-дефензины при изучении почечной ткани. По мере их открытия, им присуждались номера, и на данный момент их насчитывается 6 типов (hBD 1-6).
Синтез дефензинов изначально происходит в виде предшественников — препропептидов, состоящих из 94 аминокислотных остатков. В составе препропептида можно выделить 3 части: сигнальный участок, состоящий в среднем из 19 аминокислот; анионный участок из 45 аминокислот и «зрелый» пептид. Под действием протеолитических ферментов, находящихся в эндоплазматическом-ретикулуме, происходит отщепление сигнального участка от препропетида с образованием проде-фензина (75 аминокислотных остатков). Дальнейшее созревание (отщепление 45 аминокислотных остатков) происходит в зрелых гранулах. Отличительная черта синтеза HNP заключается в том, что проHNP начинают синтезироваться в миелопоэзе на стадии промиелоцитов. В то время как hBD синтезируются эпителиальными клетками постоянно [9,11,12].
За счет своего электростатического взаимодействия с микроорганизмами, дефензины проявляют
свое бактерицидное действие. Сближаясь с микроорганизмом, дефензины взаимодействуют с анионными группами фосфолипидов мембраны патогена. Такое связывание происходит во многих участках мембраны-мишени. При достижении максимальной концентрации происходит разрыв мембраны, что приводит к лизису бактерий [9,13]. Молекулярный механизм и путь проникновения через мембраны могут отличаться для различных изоформ дефен-зинов в зависимости от ряда параметров, таких как последовательность аминокислот пептида, состав мембранных липидов клетки-мишени и концентрация самого пептида. Было также установлено, что антимикробная активность дефензинов является соль-зависимой. Высокая концентрация NaCl уменьшает антимикробную деятельность большинства изоформ дефензинов. Вместе с тем, hBD-3 сохраняет свою антимикробную активность вне зависимости от концентрации ионов Na [9,11,14].
Концентрация а-дефензинов в плазме крови человека при нормальных физиологических условиях составляет около 40 нг / мл. Эта концентрация увеличивается в 2 - 4 раза у больных с воспалительным синдромом и достигает микромолярных концентраций у больных с гнойно-септическими заболеваниями. В плазме а-и ß-дефензины находятся в связанном состоянии с белками плазмы крови, такими как сывороточный альбумин, а2-макроглобулин, а2-антихимотрипсин, а1- антитрипсин, что снижает их цитотоксическое действие на клетки человека [9].Также а-и ß-дефензины были обнаружены в различных биологических жидкостях организма при воспалительных заболеваниях легких, в слезном секрете у послеоперационных пациентов, а также при инфекциях мочевы-водящих путей [15]
ß-дефензины (hBD1-4) обладают выраженным бактерицидным действием в отношении Грам-положительных и Грам-отрицательных микроорганизмов, включая возбудителей заболеваний, передающихся половым путем (ЗППП), а также грибов и оболочечных вирусов [1,15]. Как показали исследования, бактерицидное действие hBD-1,2 и 4 проявляется в диапазоне 3,9-250 мкг/мл, а для hBD- 3 это величина составила 250 мкг/мл [9]. По другим данным, концентрация hBD1, hBD2 и HD5 находится в диапазоне10-40нг / мл [15]. Дефензи-ны и другие антимикробные пептиды играют важную роль в предотвращении инфекций, вызванных некоторыми специфическими микроорганизмами, которые в ряде случаев могут привести к летальному исходу. Однако такие ткани, как слизистая урогенитального тракта или полости рта, подвержены обширной бактериальной обсемененности, и именно здесь встречается много изоформ дефен-зинов. Действие дефензинов в этих тканях может быть направлено не только на уничтожение патогена, но также и на взаимодействие и поддержание нормальной микрофлоры [14,15,16,17].
Дефензины экспрессируются на всем протяжении репродуктивного тракта женщин, где выполняют ряд функций, которые играют ключевую роль в сохранении и защите плода во время беременности. Более глубокое понимание функций дефензинов и
механизмов их действия позволит рассматривать их в качестве терапевтических средств в контроле за заболеваниями женщин, включая осложнения беременности и послеродового периода [17].
Секреция дефензинов представляет основу иммунной защиты. Гипотеза о связи между врожденным и приобретенным иммунитетом за счет дефензинов является очень привлекательной. Тем не менее, функции дефензинов в регулировании адаптивной иммунной системы не были оценены в полной мере в условиях т vivo[18-22].
1.3. Роль муцинов в неспецифической защите слизистой оболочки репродуктивного тракта женщин
Мукозальный секрет, который покрывает желудочно-кишечный, дыхательный, урогенитальный тракты, выполняет роль барьера, защищающего подлежащие ткани от агрессивного воздействия факторов окружающей среды. Но вместе с тем, мукозальный слой является средой обитания различных представителей комменсальной микрофлоры.
Основным компонентом мукозального секрета является особый класс гликопротеинов — муцины, обладающие высокой молекулярной массой, содержащие в своей структуре до 50-80% углеводов, которые образуют олигосахаридные цепочки соединенные О-гликозидной связью с белком. Муцины являются основной составляющей макромоле-кулярной слизи и несут ответственность за вязкие свойства слизистого геля. В дополнение к формированию относительно непроницаемого геля, который выступает в качестве смазки, физического барьера и ловушки для микробов, слизь содержит богатый набор антимикробных молекул. Эпителиальные клетки продуцируют в мукозальный слой большое количество противомикробных веществ, таких как антитела, дефензины, протегрины, кол-лектины, каталецидин, лизоцим, гистатины и оксид азота [23,24]. Вместе эти соединения образуют физический барьер и обладают прямой антимикробной активностью, а также участвуют в опсо-низации с дальнейшей элиминацией возбудителя. Помимо этого прямое взаимодействие с муцинами может способствовать удержанию антимикробных молекул в слизистом геле, так например, в слюне МиС7 связывается с гистатином-1 и статерином и МиС5В связывается с гистатином 1,3,5 и статерином. Кроме того, муцины сами по себе могут иметь прямые антимикробные свойства, которые ограничивают рост микроорганизмов [25,26,27].
Мукозальный слой представлен такими компонентами, как вода 95%, белки и нуклеиновые кислоты около 0,5-2% и муцины 3 %. Муцины характеризуются большим содержанием пролина, серина, треонина, а также специфичным набором углеводов, которые представлены пятью типами моносахаридов: галактозой, ^ацетилгалактозамином, ^ацетилглюкозамином, галактозой, сиаловыми кислотами, образующие олигосахаридные цепи [28]. Связь углеводов с аминокислотными остатками происходит за счет О-гликозидной связи.
Доля белка в муцинах составляет 30 %. Было установлено, что углеводные цепочки связываются исключительно с серином или треонином, что обуславливает высокое содержание этих аминокислот в муцинах. Относительно пролина имеются предположения, что он необходим для формирования особой конформации остова, а также влияет на гликозилирование серина или треонина, которые располагаются рядом с ним. Вместе полипептидная основа и отходящие от нее углеводные цепочки формируют структуру, напоминающую ершик для мытья посуды («bottle-brush») [26,28].
Муцины продуцируются бокаловидными клетками эпителиальных тканей или же клетками слизистых желез. Полипептидные цепи муцинов синтезируются на полирибосомах, которые связаны с шЭПР. Транслоцируясь через мембрану рети-кулума пептид попадает в полость, где происходит N-гликозилирование муцинов.Затем в транспортных везикулах предшественники муцинов переносятся в аппарат Гольджи, где происходит О-гликозилирование. По окончанию гликозилиро-вания происходит упаковка муцинов в секреторные гранулы и последующая их секреция путем экзоцитоза. Было установлено,что важную роль в секреции муцинов играют ионы кальция. Возможно, ионы кальция позволяют экранировать отрицательный заряд муцинов, что позволяет им более компактно упаковываться в гранулах. После секреции объем муцинов увеличивается в 600 раз. Этот феномен возникает за счет гидрофильности углеводных цепей муцинов, а также сил отталкивания соседних молекул [25,27,28,29].
На сегодняшний день были определены три класса муцинов, они включают секретируемые или гелеобразующие муцины (MUCs 2, 5AC, 5В, 6), мембранные муцины (MUCs 1, 3, 4, 12 и 13) и небольшие растворимые муцины (MUCs 7 , 11, 13, 14) [27 - 30]. Секретируемые или гель-формирующие муцины - это большой класс, который является основным компонентом, образующим вязкую слизь. К ним относятся 4 муцина, которые кодируются в пределах одного региона хромосомы 11p15.5. Они обозначаются 2 MUCs, 5AC, 5В, и 6 [30].
Экспрессия на клеточной поверхности гелеобра-зующих муцинов может регулироваться воспалительными цитокинами, такими как ИЛ-1, 4,6,9,13, интерферонами, фактором некроза опухолей, оксидом азота. Реагирование на данные цитокины обеспечивает связь между муцинами и врожденным иммунитетом, а также формированием воспалительного ответа. Продукты жизнедеятельности патогенных микроорганизмов также могут стимулировать продукцию муцинов [26,29,30].
Слизь играет важную роль в репродуктивной функции и защите женского репродуктивного тракта. В верхней части репродуктивного тракта, мембран-ассоциированные муцины, находящиеся на апикальной мембране эпителиальных клеток маточных труб и эндометрия, принимают участие в имплантации и защите эпителия. Основным источником слизи в женском репродуктивном тракте является эпителий канала шейки матки. Просвет шейки матки выстлан цилиндрическим эпителием,
который складывается внутрь, чтобы сформировать железы. Выделяемая слизь формирует барьер возбудителям, препятствуя их проникновению в матку. Цервикальная слизь играет важную роль в поддержании гомеостаза и иммунитета женского репродуктивного тракта. Цервикальная слизь представляет собой сложную смесь воды (90-98%), низкомолекулярных компонентов, в том числе органических (аминокислоты, холестерин, липиды, глюкоза, аскорбиновая кислота, полисахариды) и неорганических, а также высокомолекулярных компонентов, например, ферментов, бактерицидных белков (секреторный IgA, лактоферрин, дефензины) и муцинов. Муцины являются основным структурным компонентом слизи, образующие макромолекулярный гель. Они характеризуются огромными размерами, высокой плотностью (примерно 1,4 г / мл) и высоким содержанием угле-водов.Высокая степень гликозилирования муцинов обеспечивает смазку, предотвращает обезвоживание и обеспечивает защиту от протеолиза. Муцины связывают микробные адгезины, обеспечивая тем самым защиту подлежащих тканей от микробной инвазии [30,31,32].
За эпителиальную экспрессию и секрецию муцинов ответственны несколько генов, что приводит к гетерогенности слизи. Все клонированные муцины, за исключением MUCs 3 и 7, экспрессируются эпителием канала шейки матки, появление MUC2 может быть спорадическим. Преобладающим геле-образующим муцином является MUC5B, а также два других муцина MUC5AC и MUC6, но с более низким уровнем экспрессии [30, 33]. Было установлено, что пик экспрессии приходится на середину менструального цикла. По мнению ряда авторов, увеличение экспрессии муцина в канале шейки матки связано с его способностью удерживать воду на поверхности клеток, что направленно на облегчение продвижения сперматозоидов. Также есть предположение, что увеличение экспрессии муцина в канале необходимо для защиты шейки матки и самой матки. Это происходит путем захвата патогенных компонентов семенной жидкости муцинами, что исключает их попадание в матку. Муцины являются одним из самых трудных классов молекул для изучения, их огромные размеры и высокое содержание углеводов препятствует использованию обычных биохимических методов. Функции конкретных муцинов в шейном канале еще предстоит определить [33,34].
1.4. Роль трефоилового фактора в неспецифической защите слизистой оболочки репродуктивного тракта женщин
У человека известны 3 типа трефоиловых пептидов (TFFs 1-3). Первый трефоиловый пептид был обнаружен при поиске эстроген индуцированных мРНК линий клеток карциномы молочной железы MCF7 в 1982 г. и был обозначен как pS2/TFF-1. В том же году, при подготовке свиного инсулина был очищен и экстрагирован TFF2 (ранее спазмолитический полипептид, SP) из поджелудочной железы свиньи. Вскоре было замечено, что
эти пептиды имеют общую структуру, похожую на трилистник, в связи с чем они и получили свое название. Третий пептид из этого семейства был обнаружен позже на кишечной ДНК крысы, ITF/ TFF3 (ранее кишечный трефоиловый фактор, ITF) [35,36,37].
Эти белки являются небольшими, компактными пептидами, содержащими одну или две трефоило-вые области. Эти области состоят из 42-43 аминокислотных остатков и образуют три дисульфидные связи с шестью остатками цистеина, создавая тем самым характерную структуру в виде трех листов. За счет такой структуры TFFs устойчивы к тепловому и ферментативному расщеплению. TFF2 содержит две трефоиловые области, в то время как TFF1 и TFF3 содержат только одну трефоиловую область [36,38]. Муцинпродуцирующие клетки, или бокаловидные клетки эпителия, являются преобладающим местом синтеза TFFs. Экспрессия TFF1 и TFF3 наблюдается также в дыхательных путях. В верхних дыхательных путях, белки экспрессируют-ся эпителиальными клетками слизистой оболочки носа и подслизистыми железами. TFF1 локализуется в бокаловидных клетках и субэпителиальных серозно-слизистых железах голосовых складок, в то время как TFF3 находится в столбчатых эпителиальных клетках слизистой оболочки. В нижних дыхательных путях TFF1 и TFF3 локализованы в клетках мерцательного эпителияи клетках подсли-зистой бронхов и бронхиол. Оба TFF1 и TFF3 локализуются в бокаловидных клетках конъюнктивы
[37].
Существует сильная связь между экспрессией TFFs и муцинами. TFF1 связан с экспрессией MUC6, TFF2 с MUC5AC, а TFF3 с MUC2. Было высказано предположение, что взаимодействие между TFF2 и муцином тормозит как in vitro, так и
m vivo проникновение протонов через слизистую. Действительно, добавление TFFs и очищенного муцина к препарату приводит к быстрому увеличению оптической плотности и вязкости и вместе действуют синергически в миграции клеток. Поэтому TFFs может участвовать в стабилизации слизистого геля, который покрывает желудочно-кишечный, респираторный, урогенитальный эпителий. Данные показывают, что in vitro и in vivo TFFs принимают участие в поддержании гомеоста-за и восстановлении поверхности слизистых оболочек, процессы называются реституцией и регенерацией [38].
Экспрессия TFF3 также наблюдается на поверхности эпителия канала шейки матки. Экспрессия TFF3 была также найдена во влагалище, где TFF3 показал четкую локализацию в слизистых железах. Было установлено, что экспрессия TFF3 изменяется в соответствии с менструальным циклом. Был идентифицирован ген, подавляющий экспрессиюTFF3 (в 50 раз) в эндометрии во время окна имплантации.
В опытах на клеточных линиях колоректальной карциномы было установлено, что TFF-3 участвует в транспорте хлоридов, а также связывается с мембранными белками клеток, что сопровождается фосфорилированием тирозина. Фосфорилиро-вание сопровождалось активацией межклеточной адгезии. Трефоиловые пептиды наряду с муцинами играют центральную роль в мукозальной защите и регенерации слизистых. Изучение TFFs in vitro показало, что они стимулируют эпителиальную реституцию, но клеточно-молекулярный механизм еще до конца не ясен. Дальнейшие исследования в этой области помогут более четко определить роль TFFs в механизмах реституции и репарации слизистых тканей [35,38].
ЛИТЕРАТУРА
1. Epithelial Cell Secretions from the Human Female Reproductive Tract Inhibit Sexually Transmitted Pathogens and Candidaalbicans but not Lactobacillus /C.R.Wira, M.Ghosh, J.M. Smith.et al. // Mucosal Immunology. - 2011. - Vol. 4, № 3. P. 335 - 342.
2. Innate immunity and disorders of the female reproductive tract/A.W. Horen, S.J. Stock, A.E.King // Reproduction. - 2008. -Vol. 135. P. 739 - 749.
3. Роль toll-подобных рецепторов в реализации терапевтического эффекта пробиотиков / В.М. Бондаренко, В.Г. Лиходед // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. -2010. - № 3. - C. 78-82.
4. Передача сигнала через toll-подобные рецепторы: новые возможности в медицине и роль при различных заболеваниях у человека / R. N. Bhattacharjee, S. Akira // Аллергология и иммунология. - 2009. - T. 10, №4. - C. 449-457
5. Полиморфизм рецепторов врожденного иммунитета / А.М. Иванов, А.В. Апчел, Т.А. Камилова и др. // Вестник Российской военно-медицинской академии. -2009. - 1(25). -C. 172-184.
6. Exspression of toll-like receptors in human endometrial cells and cell lines /S. L.Young, T.D..Lyddon, R. L. Jorgerson. et al. // American Journal of Reproductive Immunology. - 2004.-Vol. 52. - issue 1. - P. 67-73.
7. Роль толл-подобных рецепторов в патогенезе послеродового эндометрита / О.П. Лебедева, Н.И. Самборская.
С.П. ахомов и др. // Акушерство и гинекология. - 2012. - № 1. -C. 55-59
8. Синдром системной воспалительной реакции у родильниц с осложненным течением пуэрперия /В.В. Ананьева,
B.Н. Французов, А.Д. Подтетенев, И.М. Ордиянц // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2011. - 3(35)-
C. 49-52.
9. Дефензины - мультифункциональные катионные пептиды человека/ А.С. Будихина, Б.В. Пинегин // Иммунопатология, аллергология, инфектология. - 2008. - №2. - C. 31-40.
10. Human defensins: potential tools for clinical applications / J.Winter, M.Wenghoefer // Polymers. - 2012. - № 4. - P. 691-709.
11. Peptide antimicrobial agents / J. H. Hamill, P.Hancock // Clinical Microbiology. - 2006. - Vol. 19. - P. 491-511.
12. p-defensins: multifunctional modulators of infectoin inflammation and more / F. Semple, J.R.Dorin // Journalof Innate Immunity. - 2012. - Vol. 4: - P. 337-348.
13. Defensins in innate antiviral immunity /M. E. Klotman, T.L. Chang // Immunology. - 2006. - Vol. 6. - P. 447-456.
14. Reversible deficiency of antimicrobial polypeptides in bacterial vaginosis / E.V. Valore,D. J. Wiley, T.Ganz // Infection Immunity. -2006. - Vol.74. - № 10. - P. 5693-5702.
15. Defensins and mucosal immunity / M. Doss, M. R. White, T. Tecle, K. L. Hartshorn // Journal of Leukocyte Biology. - 2010. -Vol.8. - P. 79-92.
16. AMPed up immunity: how antimicrobial peptides have
multiple roles in immune defense / Y .Lai, R. L. Gallo//Trends Immunology. - 2009. - Vol. 30. - P. 131-141.
17. Innate immunity in the lower female mucosal tract / M. A. Farage, K.W. Miller, G. F. Gerberick. et al. // Steroids and Hormonal science. - 2011. - Vol. 2.-issu 2. - P.
18. Anitimicrobial peptides important in innate immunity / A.Cederlund, G. H. Gudmundsson, B. Agerberth // The FEBS Journal. - 2011. - Vol. 278. - P. 3942-3951.
19. Host Defense Peptides as Effector Molecules of the Innate Immune Response: A Sledgehammer for Drug Resistance? / L. Steinstraesser, U. M. Kraneburg, T. Hirsch. et al. // International Journal of Molecular Science. - 2009. - Vol.10. - P. 3951-3970.
20. Antimicrobial peptides: primeval molecules or future drugs? / B. M. Peters, M. E. Shirtliff, M. A. Jabra-Rizk // Plos Pathogens. -2010. - Vol.6.
21. Antimicrobial peptide defensin: Identification of novel isoforms and the characterization of their physiological roles and their significance in the pathogenesis of diseases / Y. Yamaguchi, Y. Ouchi // The Japan Academy. - 2012. -Vol.88. - P. 152-166.
22. Antimicrobial peptides and pregnancy /L.Frew, S. J Stock // Reproduction. - 2011. - Vol.141. - P. 725-735.
23. Collectins and ficolins: sugar pattern recognition molecules ofthe mammalian innate immune system / J. Lu, C. Teh, U. Kishore // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects. - 2002. -Vol. 1572. - issues 2-3. - P. 387 - 400.
24. Current status of defensins and their role in innate and adaptive immunity / P.A. Raj, A.R. Dentino // FEMS Microbiol.Lett. -2002. - Vol. 206. - issue 1. - P. 9 - 18.
25. Структура и функции гликопротеинов слизи муцинов / Л.А. Железная // Рос.ж. гастроэнтер., гепатол., колопрокт. -1998. - № 1. - С. 30-37.
26. Mucins in the mucosal barrier to infection / S.K. Linden, P. Sutton, N.G.Karlsson. et al. // MucosalImmunology. - 2008. -vol.1.- №3. - P. 183-197.
27. Mucin dynamics and enteric pathogens / M. A. McGuckin, S.K. Linden, P.Sutton, T.H. Florin // Microbiology. - 2011. -Vol.9. - P. 265-278.
28. Control of Mucin-Type O-Glycosylation - A Classification of the Polypeptide GalNAc-transferase Gene Family / E.P. Bennett, U. Mandel, H. Clausen. et al. // Glycobiology. - 2012. - Vol. 22. -№ 6. - P. 736-756.
29. LPS up-regulates mucin and cytokine mRNA expression and stimulates mucin and cytokine secretion in goblet cells / M.G. Smirnova, G. L.Birchall, J. P. Pearson // Cell Immunol. - 2003. -Vol. 221. - P.42 - 49.
30. Mucins of the human endocervix / I. K. Gipson // Frontiers in Bioscience. - 2001. - Vol.6. - P. 1245-1255.
31. Use of cervicovaginal fluid for the identification of biomarkers for pathologies of the female genital tract / G.Zegels, A.A. Geert,V. Raemdonck. et al. // Proteome Science. - 2010. -Vol. 63. - № 8.
32. MUC1: A mutifunctional cell surface component of reproductive tissue epithelia / M. Brayman, A. Thathiah, D. D. Carson // Reproductive Biology and Endocrinology. -2004. - Vol.2.
33. The Amount of MUC5B Mucin in Cervical Mucus Peaks at Midcycle / I. K. Gipson, R. Moccia, S.Spurr-Michaud.et al. // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. - 2001. -Vol 86, №2. - P. 594-600.
34. A new role for bicarbonate secretion in cervico-uterine mucus release/ R. W. Muchekehu, P.M. Quinton // The Journal of Physiology. - 2010. - Vol. 588. - P.2329-2342.
35. Global gene profiling in human endometrium during the window of implantation / L. C. Kao, S. Tulac, S. Loboet al. // Endocrinology. - 2002.- Vol.143: - P. 2119-2138.
36. Trefoil peptides. W.M. Wong, R Poulsom, N.A. Wright // Gut. -1999. - Vol.44. - P. 890-895.
37. Tissue Localization of Human Trefoil Factors 1, 2, and 3 / J. Madsen, O. Nielsen, I. Torne et al. // Journal of Histochemistry & Cytochemistry. - 2007. - Vol. 55(5). - P. 505-513.
38. Trefoil factors TFF (trefoil factor family)peptide-triggered signals promoting mucosal restitution. W. Hoffmann. // Cell MolLife Sci. - 2005. - Vol. 62. - P.2932-2938.
