Научная статья на тему 'Стабилин-1-позитивные макрофаги в миокарде пациентов с фатальным исходом инфаркта миокарда'

Стабилин-1-позитивные макрофаги в миокарде пациентов с фатальным исходом инфаркта миокарда Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
376
62
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНФАРКТ МИОКАРДА / МАКРОФАГ / ИММУНОГИСТОХИМИЯ / СКАВЕНДЖЕР-РЕЦЕПТОР / СТАБИЛИН-1 / MYOCARDIAL INFARCTION / MACROPHAGE / IMMUNOHISTOCHEMISTRY / SCAVENGER RECEPTOR / STABILIN-1

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Гомбожапова Александра Энхэевна, Роговская Юлия Викторовна, Ребенкова Мария Сергеевна, Шурупов Владимир Сергеевич, Кжышковская Юлия Георгиевна

Ремоделирование сердца и развивающаяся вследствие этого сердечная недостаточность по-прежнему является одной из основных причин смертности больных, перенесших инфаркт миокарда. Необходимость углубления знаний о том, какие же факторы приводят к различным исходам инфаркта миокарда, привело к смещению акцента исследований в сторону изучения процессов воспаления как клеточно-молекулярной основы постинфарктного ремоделирования. В последние годы предметом научного интереса стали клетки иммунной системы (макрофаги) как в здоровых тканях, так и при патологических состояниях. Выделяют две субпопуляции макрофагов: воспалительные М1 макрофаги и М2 макрофаги, выполняющие адаптивную, регенераторную, противовоспалительную функции. Одним из маркеров М2 макрофагов является скавенджер-рецептор стабилин-1. М2 макрофаги, экспрессируя стабилин-1, принимают участие в процессе деградации ацетилированных липопротеинов низкой плотности и гликопротеина SPARC (secreted protein acidic and rich in cysteine), являющегося универсальным регулятором процессов репарации, ангиогенеза и тканевого ремоделирования. Цель настоящей работы: показать наличие/отсутствие стабилин-1-позитивных макрофагов в миокарде пациентов с фатальным исходом инфаркта миокарда при помощи иммуногистохимического анализа. Полученные данные, подтверждающие наличие стабилин-1-позитивных М2 макрофагов, позволяют продолжить дальнейшие исследования по определению молекулярного профиля и функции этих клеток в процессах развития неблагоприятного ремоделирования сердца.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Гомбожапова Александра Энхэевна, Роговская Юлия Викторовна, Ребенкова Мария Сергеевна, Шурупов Владимир Сергеевич, Кжышковская Юлия Георгиевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MYOCARDIAL STABILIN-1-POSITIVE MACROPHAGES IN PATIENTS WITH FATAL MYOCARDIAL INFARCTION

Cardiac remodeling following myocardial infarction leads to impaired ventricular function and heart failure which remain a major cause of mortality and morbidity. The need to extend our knowledge about what factors lead to different outcomes of myocardial infarction has led to a research of immuno-inflammatory pathways and molecular activities as the basis of post-infarction remodeling. Recently, macrophages, cells of the immune system, became a subject of scientific interest both under normal and pathological conditions. There are two subpopulations of macrophages: inflammatory M1 macrophages and M2 macrophages, which perform adaptive, regenerative, and anti-inflammatory function. One of the M2 macrophage biomarkers is scavenger receptor stabilin-1. M2 macrophages, expressing stabilin-1, mediate degradation of acetylated low-density lipoproteins and glycoprotein SPARC (secreted protein acidic and rich in cysteine), a universal regulator of wound healing, angiogenesis and tissue remodeling. The aim of this study was to show the presence/absence of myocardial stabilin-1-positive macrophages in patients with fatal myocardial infarction by means of immunohistochemistry. Data confirming the presence of stabilin-1-positive macrophages M2 allow for continuing further studies to identify the molecular profile and function of these cells in the development of adverse cardiac remodeling.

Текст научной работы на тему «Стабилин-1-позитивные макрофаги в миокарде пациентов с фатальным исходом инфаркта миокарда»

ЛАБОРАТОРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

УДК 616.127-005.8

СТАБИЛИН-1-ПОЗИТИВНЫЕ МАКРОФАГИ В МИОКАРДЕ ПАЦИЕНТОВ С ФАТАЛЬНЫМ ИСХОДОМ ИНФАРКТА МИОКАРДА

А.Э. Гомбожапова1- 2, Ю.В. Роговская1- 2, М.С. Ребенкова1, В.С. Шурупов1, Ю.Г. Кжышковская2, В.В. Рябов1- 2

'Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт кардиологии", Томск Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский

Томский государственный университет" E-mail: gombozhapova@gmail.com

MYOCARDIAL STABILIN-1-POSITIVE MACROPHAGES IN PATIENTS WITH FATAL

MYOCARDIAL INFARCTION

A.E. Gombozhapova1, 2, Yu.V. Rogovskaya1, 2, M.S. Rebenkova1, V.S. Shurupov1, Yu. G. Kzhyshkowska2,

V.V. Ryabov1, 2

'Federal State Budgetary Scientific Institution "Research Institute for Cardiology", Tomsk 2National Research Tomsk State University

Ремоделирование сердца и развивающаяся вследствие этого сердечная недостаточность по-прежнему является одной из основных причин смертности больных, перенесших инфаркт миокарда. Необходимость углубления знаний о том, какие же факторы приводят к различным исходам инфаркта миокарда, привело к смещению акцента исследований в сторону изучения процессов воспаления как клеточно-молекулярной основы постинфарктного ремоделирования. В последние годы предметом научного интереса стали клетки иммунной системы (макрофаги) как в здоровых тканях, так и при патологических состояниях. Выделяют две субпопуляции макрофагов: воспалительные М1 макрофаги и М2 макрофаги, выполняющие адаптивную, регенераторную, противовоспалительную функции. Одним из маркеров М2 макрофагов является скавенджер-рецептор стабилин-1. М2 макрофаги, экспрессируя стабилин-1, принимают участие в процессе деградации ацетилированных липопротеинов низкой плотности и гликопротеина SPARC (secreted protein acidic and rich in cysteine), являющегося универсальным регулятором процессов репарации, ангиогенеза и тканевого ремоделирования. Цель настоящей работы: показать наличие/отсутствие стабилин-1-позитивных макрофагов в миокарде пациентов с фатальным исходом инфаркта миокарда при помощи иммуногистохимического анализа. Полученные данные, подтверждающие наличие стаби-лин-1-позитивных М2 макрофагов, позволяют продолжить дальнейшие исследования по определению молекулярного профиля и функции этих клеток в процессах развития неблагоприятного ремоделирования сердца. Ключевые слова: инфаркт миокарда, макрофаг, иммуногистохимия, скавенджер-рецептор, стабилин-1.

Cardiac remodeling following myocardial infarction leads to impaired ventricular function and heart failure which remain a major cause of mortality and morbidity. The need to extend our knowledge about what factors lead to different outcomes of myocardial infarction has led to a research of immuno-inflammatory pathways and molecular activities as the basis of post-infarction remodeling. Recently, macrophages, cells of the immune system, became a subject of scientific interest both under normal and pathological conditions. There are two subpopulations of macrophages: inflammatory M1 macrophages and M2 macrophages, which perform adaptive, regenerative, and anti-inflammatory function. One of the M2 macrophage biomarkers is scavenger receptor stabilin-1. M2 macrophages, expressing stabilin-1, mediate degradation of acetylated low-density lipoproteins and glycoprotein SPARC (secreted protein acidic and rich in cysteine), a universal regulator of wound healing, angiogenesis and tissue remodeling. The aim of this study was to show the presence/absence of myocardial stabilin-1-positive macrophages in patients with fatal myocardial infarction by means of immunohistochemistry. Data confirming the presence of stabilin-1-positive macrophages M2 allow for continuing further studies to identify the molecular profile and function of these cells in the development of adverse cardiac remodeling. Key words: myocardial infarction, macrophage, immunohistochemistry, scavenger receptor, stabilin-1.

А.Э. Гомбожапова и соавт.

СТАБИЛИН-1-ПОЗИТИВНЫЕ МАКРОФАГИ В МИОКАРДЕ ПАЦИЕНТОВ..

Введение

Последние данные свидетельствуют о том, что современные методики инвазивного и медикаментозного лечения полностью реализовали свой потенциал по ограничению размера некроза, снижению смертности и улучшению функции миокарда у больных во время и после инфаркта миокарда [1-3]. Ремоделирование сердца и развивающаяся вследствие этого сердечная недостаточность по-прежнему является одной из основных причин смертности больных, перенесших инфаркт миокарда [4, 5]. Необходимость углубления знаний о том, какие же факторы приводят к различным исходам инфаркта миокарда, привело к смещению акцента исследований в сторону изучения процессов воспаления как клеточно-моле-кулярной основы постинфарктного ремоделирования [6].

Механизм развития неблагоприятного ремоделирования сердца до сих пор остается во многом не ясным. В последние годы предметом научного интереса стали клетки иммунной системы (макрофаги) как в здоровых тканях, так и при различных патологических состояниях [7]. Первыми были открыты макрофаги, участвующие в процессах воспаления - так называемые воспалительные М1 или классически активируемые макрофаги. Далее были установлены новые функции этих клеток: противовоспалительная, адаптивная, регенераторная. Макрофаги, которые выполняют эти функции, получили название М2 или альтернативно активируемых макрофагов. Продемонстрирован противовоспалительный фенотип М2 макрофагов, экспрессирующий на своей поверхности такие маркеры, как макрофагальный маннозный рецептор С тип 1 или CD206, скавенджер-рецепторы - CD163 и ста-билин-1 [7, 8].

Мультифункциональный скавенджер-рецептор стаби-лин-1 был впервые идентифицирован как MS-1 антиген, экспрессированный на поверхности синусоидальных эндотелиальных клеток селезенки человека [9]. Дальнейшие исследования показали наличие экспрессии стаби-лина-1 на поверхности тканевых макрофагов при хроническом течении воспаления и туморогенезе [9]. М2 макрофаги, экспрессируя стабилин-1, принимают участие в процессе деградации ацетилированных липопро-теинов низкой плотности и гликопротеина SPARC (secreted protein acidic and rich in cysteine), являющегося универсальным регулятором процессов репарации, ан-гиогенеза и тканевого ремоделирования [9, 10].

В последние десять лет роль активно изучалась роль стабилина-1 в патогенезе злокачественных новообразований. В одном из недавних исследований, проведенных на мышах, получены данные о наличии этого маркера макрофагов на начальных стадиях развития глиомы и уменьшении его экспрессии по мере прогрессирования заболевания. Таким образом, было предположено, что изменение выраженности экспрессии стабилина-1 может помочь в оценке опухолевого роста [8]. В другом исследовании стабилин-1 рассматривался как новая иммуно-супрессивная молекула, предполагалось, что моноциты кровяного русла с выраженной экспрессией стабилина-1 могут подавлять провоспалительные реакции in vivo [10].

Таким образом, моноциты/макрофаги являются клю-

чевыми участниками воспалительной реакции, секрети-руют 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 гиалу-ронидазу, а также воздействуя на процессы апоптоза и пролиферации кардиомиоцитов. К сожалению, феноти-пические характеристики и функциональная роль этих клеток в процессе постинфарктного ремоделирования сердца остаются малоизвестными [11, 12]. Необходимо проведение исследований, направленных на изучение субпопуляций макрофагов в ткани сердца человека и определение их значения в процессах постинфарктного воспаления и заживления, результаты которых могли бы быть применены в клинической медицине, в том числе в поиске новых терапевтических мишеней для предотвращения неблагоприятного ремоделирования миокарда.

Цель работы: показать наличие/отсутствие стабилин-1-позитивных макрофагов в миокарде пациентов с фатальным исходом инфаркта миокарда при помощи им-муногистохимического анализа. Задачи исследования:

1. Изучить методику иммуногистохимического анализа и оценки клеточного состава зоны инфаркта, пери-инфарктной зоны и отдаленных от инфаркта участков миокарда.

2. Выявить наличие/отсутствие стабилин-1-позитивных макрофагов в миокарде пациентов с летальным исходом инфаркта миокарда.

Материал и методы

В настоящей работе объектом исследования являлись фрагменты миокарда больных, умерших от острого инфаркта миокарда I типа.

Аутопсия проводилась на базе патологоанатомичес-кого отделения НИИ кардиологии. С парафиновых блоков были приготовлены микротомные срезы для последующего иммуногистохимического исследования. В каждом случае проводился забор от трех до пяти парафиновых блоков. С каждого блока выполнено двадцать срезов. Срезы фиксированы на стеклах с полилизиновым покрытием (по два среза на одно стекло); при этом один из срезов в каждом стекле использовался для отрицательного контроля. Кроме того, в каждой партии окрашиваемых срезов для положительного и отрицательного контроля использовались срезы плаценты.

Иммуногистохимическое исследование фрагментов сердечной мышцы проводилось с помощью набора мышиных моноклональных антител к стабилин-1. Во всех случаях мы использовали систему визуализации HRP-DAB (horseradish peroxidase - 3,3'- diamnobenzidine, перокси-даза хрена - 3,3'-диаминобензидин). Работа проводилась на современном универсальном прямом исследовательском микроскопе. Материал исследовался по количественным (количество стабилин-1-позитивных макрофагов в 1 мм2) и качественным признакам (локализация, характер распределения клеток - единичные клетки или инфильтраты).

Рис. 1. Зона инфаркта. Инфильтрация миокарда нейтрофила- Рис. 2. Зона инфаркта. Инфильтрация миокарда стабилин-1-ми у пациента, умершего на 3-и сутки от развития инфаркта позитивными макрофагами у пациента, умершего на 16-е сут-миокарда, стабилин-1-позитивные макрофаги отсутствуют. ки от развития инфаркта миокарда. Аутопсия, иммуногисто-

Аутопсия, иммуногистохимическое исследование, х400

химическое исследование, х400

Результаты и обсуждение

Проведено иммуногистохимическое исследование парафиновых срезов миокарда от девяти пациентов с различной давностью инфаркта миокарда. На светооптичес-ком уровне были исследованы стабилин-1-позитивные макрофаги в зоне инфаркта, периинфарктной зоне и отдаленных от инфаркта участках миокарда.

Стабилин-1-позитивные макрофаги не определялись в участках некроза (рис. 1). Данная субпопуляция макрофагов появлялась в зоне инфаркта на стадии развития грануляционной ткани (рис. 2). В периинфарктной зоне стабилин-1-позитивные клетки выявлялись в виде одиночных клеток при давности инфаркта от 48 до 72 ч и более. В участках, отдаленных от зоны инфаркта, в срезе встречались единичные стабилин-1-позитивные макрофаги при площади среза 1 см2 и более.

Настоящий материал является первым этапом работы, выполняемой на базе отделения неотложной кардиологии, посвященной изучению функциональной пластичности моноцитов/макрофагов в процессах восстановительной регенерации и постинфарктного ремоделиро-вания сердца.

Выводы

В результате проведенной работы мы подтвердили наличие стабилин-1-позитивных М2 макрофагов в миокарде пациентов с фатальным исходом инфаркта миокарда, что позволяет продолжить дальнейшие исследования по определению молекулярного профиля и функции этих клеток в процессах развития неблагоприятного ремоделирования сердца.

Благодарности

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №1604-01268 и программы повышения конкурентоспособности Томского государственного университета. Работа ведется на базе Томского регионального центра коллективного пользования научным оборудованием при финан-

совой поддержке государства в лице Минобрнауки России в рамках Соглашения 14.594.21.0001

(RFMEFI59414X0001).

Литература

1. Min X., Burchfield J., Hill J. Pathological ventricular remodeling: therapies // Circulation. - 2013. - Vol. 128(4). - P. 388-400.

2. Рябов В.В., Соколов А.А., Рябова Т.Р. Структурно-функциональная перестройка сердца в условиях реперфузионной терапии инфаркта миокарда. - Томск : STT, 2010. - 252 с.

3. Марков В.А., Рябов В.В., Вышлов Е.В. и соавт. Особенности ремоделирования сердца после инфаркта миокарда при фармакоинвазивных методах реперфузии и усиленной наружной контрпульсации. - Томск: STT, 2014. - 244 с.

4. Ishii H., Amano T., Matsubara T. et al. Pharmacological intervention for prevention of left ventricular remodeling and improving prognosis in myocardial infarction // Circulation. -2008. - Vol. 118. - P. 2710-2718.

5. Федоров А.Ю., Усов В.Ю., Трубачева И.А. и соавт. Коронарная и сердечная недостаточность: Коллективная монография, посвященная 25-летию НИИ кардиологии Томского научного центра Сибирского отделения РАМН и 20-летию Филиала ГУ нИи кардиологии ТНЦ СО РАМН Тюменский кардиологический центр. - Томск : STT, 2005. - 716 с.

6. Ismahil M., Hamid T., Bansal S. et al. Remodeling of the mononuclear phagocyte network underlies chronic inflammation and disease progression in heart failure: critical importance of the cardiosplenic axis // Circulation Research. -2014. - Vol. 114. - P. 266-282.

7. Murray P., Wynn T. Protective and pathogenic functions of macrophage subsets // Nature Reviews Immunology. - 2011. -Vol. 11. - P. 723-737.

8. Clement D., Nance J. Philip, Hubbard J. et al. Stabilin-1 expression in tumor associated macrophages // Brain Research.

- 2012. - Vol. 1481. - P. 71-78.

9. Kzhyshkowska J., Gratchev A., Goerdt S. Stabilin-1, a homeostatic scavenger receptor with multiple functions // J. Cell. Mol. Med.

- 2006. - Vol. 10. - P. 635-649.

10. Palani S., Elima K., Ekhlom E. et al. Monocyte Stabilin-1 supresses the activation of Th1 lymphocytes // J. Immunol. - 2015. -Vol. 196. - P. 115-123.

11. Fujiu K., Wang J., Nagai R. Cardioprotective function of cardiac macrophages // Cardiovasc. Research. - 2014. - Vol. 102. -P. 191-193.

А.Ф. Канев и соавт.

РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА...

12. Frantz S., Bauersachs J., Ertl G. Post-infarct remodeling: contribution of wound healing and inflammation // Cardiovasc. Research. - 2009. - Vol. 81. - P. 474-481.

Поступила 17.02.2016

Сведения об авторах

Гомбожапова Александра Энхэевна, аспирант отделения неотложной кардиологии НИИ кардиологии, младший научный сотрудник Лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ.

Адреса: 634012, г. Томск, ул. Киевская, 111а; 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36. E-mail: gombozhapova@gmail.com. Роговская Юлия Викторовна, канд. мед. наук, заведующая патологоанатомическим отделением НИИ кардиологии, старший научный сотрудник Лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ.

Адреса: 634012, г. Томск, ул. Киевская, 111а; 634050, г. Томск, пр. Ленина 36. E-mail: mynga@sibmail.com. РебенковаМария Сергеевна, младший научный сотрудник клинико-диагностической лаборатории НИИ кардиологии.

Адрес: 634012, г. Томск, ул. Киевская, 111а. E-mail: mariambf@mail.ru. Шурупов Владимир Сергеевич, канд. мед. наук, врач анестезиолог-реаниматолог отделения неотложной кардиологии НИИ кардиологии. Адрес: 634012, г. Томск, ул. Киевская, 111а. E-mail: shurupov81@mail.ru. Кжышковская Юлия Георгиевна, докт. биол. наук, профессор Гейдельбергского университета, руководитель Лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ. Адрес: 68167, Mannheim, 1-3 Theodor-Kutzer Ufer. E-mail: ulia.kzhyshkowskal@gmail.com. Рябов Вячеслав Валерьевич, докт. мед. наук, ведущий научный сотрудник отделения неотложной кардиологии НИИ кардиологии, ведущий научный сотрудник Лаборатории трансляционной клеточной и молекулярной биомедицины ТГУ, профессор кафедры кардиологии ФПК и ППС ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России.

Адреса: 634012, г. Томск, ул. Киевская, 111а; 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36; 634050, г. Томск, Московский тракт, 2.

E-mail: rvvt@cardio-tomsk.ru.

УДК 616-092.18:616.12

РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА КАРДИОМИОЦИТОВ ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА, АССОЦИИРОВАННОЙ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА

А.Ф. Канев1, Д.С. Кондратьева2

'Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации, Томск Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт кардиологии", Томск

E-mail: alexkanev92@gmail.com

SARCOPLASMIC RETICULUM REMODELING IN CARDIOMYOCYTES FROM PATIENTS WITH ISCHEMIC HEART DISEASE ASSOCIATED WITH TYPE 2 DIABETES

MELLITUS

A.F. Kanev1, D.S. Kondratyeva2

1Siberian State Médical University, Tomsk 2Federal State Budgetary Scientific Institution "Research Institute for Cardiology", Tomsk

Цель: изучение функции саркоплазматического ретикулума (СР) кардиомиоцитов пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС), ассоциированной с сахарным диабетом 2-го типа (СД2). Материал и методы. Работа выполнена на трабекулах ушка правого предсердия пациентов с ИБС и больных ИБС, ассоциированной с СД2. Функцию СР оценивали по изменению показателей инотропной функции изолированных мышц в изометрическом режиме при выполнении теста с периодами покоя. Уровень Са2+-АТФ-азы (SERCA2a) определяли методом Вестерн-блоттинга. Результаты. Обнаружено, что инотропная реакция на периоды покоя может быть двух типов. I тип характеризовался тем, что после периодов покоя амплитуда сокращений либо оставалась на уровне базовых зна-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.