CC BY
14
УЧАСТИЕ ABCA1 ТРАНСПОРТЁРА В РАЗВИТИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ
© С.Н. Котляров, А.А. Котлярова
ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России, Рязань, Россия
Несмотря на все достижения современной медицины, проблема хронической об-структивной болезни легких (ХОБЛ) не теряет своей актуальности. Существующая парадигма предполагает ключевую роль макрофагов в воспалении при ХОБЛ. Известно, что макрофаги гетерогенны в своих функциях. Эта гетерогенность определяется их иммуноме-таболическим профилем, а также особенностями липидного гомеостаза клеток.
Цель. Анализ роли АВСА1 транспортера, члена А-подсемейства ABC, в патогенезе ХОБЛ. Экспрессия ABCA1 в тканях лёгких занимает второе место после печени, что свидетельствует о важной роли переносчика и липидного гомеостаза в функции легких. Анализ литературных данных свидетельствует о том, что участие транспортера в воспалении заключается регулировании содержания холестерина в «липидных рафтах» мембран, в фагоцитозе и апоптозе.
Заключение. ABCA1, регулируя процесс обратного транспорта холестерина в макрофагах легких, может менять их воспалительный ответ, что вносит существенный вклад в патогенез ХОБЛ.
Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких; ХОБЛ; воспаление; обратный транспорт холестерина; АВСА1.
PARTICIPATION OF ABCA1 TRANSPORTER IN DEVELOPMENT OF CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE
S.N. Kotlyarov, A.A. Kotlyarova Ryazan State Medical University, Ryazan, Russia
Despite all achievements of the modern medicine, the problem of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) does not lose its relevance. The current paradigm suggests a key role of macrophages in inflammation in COPD. Macrophages are known to be heterogeneous in their functions. This heterogeneity is determined by their immunometabolic profile and also by peculiarities of lipid homeostasis of cells.
Aim. To analyze the role of the ABCA1 transporter, a member of the ABC A subfamily, in the pathogenesis of COPD. The expression of ABCA1 in lung tissues is on the second place after the liver, which shows the important role of the carrier and of lipid homeostasis in the function of lungs. Analysis of the literature shows that participation of the transporter in inflammation consists in regulation of the content of cholesterol in the «lipid rafts» of the membranes, in phagocytosis and apoptosis.
Conclusion. Through regulation of the process of reverse transport of cholesterol in macrophages of lungs, ABCA1 can change their inflammatory response, which makes a significant contribution to the pathogenesis of COPD.
РОССИЙСКИЙ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК I.P. PAVLOV RUSSIAN MEDICAL
имени академика И.П. Павлова. 2020. Т. 28. №3. С. 360-370 360 BIOLOGICAL HERALD. 2020;28(3):360-70
Keywords: chronic obstructive pulmonary disease; COPD; inflammation; reverse cholesterol transport; ABCA1.
Органы дыхания имеют постоянный контакт с агрессивными факторами внешней среды. Этим обусловлено широкое развитие защитных механизмов, в том числе населенность легких иммунными клетками. Воздействие компонентов табачного дыма, пылевого загрязнения и газов считаются ключевыми этиологическими факторами развития хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Заболевание занимает ключевые позиции в структуре временной и стойкой нетрудоспособности и смертности населения во все мире, причем социальное и экономическое бремя болезни становится все более ощутимым как для систем здравоохранения, так и для самих пациентов [1]. Основным патофизиологическим механизмом ХОБЛ является воспаление в бронхах с привлечением макрофагов и нейтрофилов, продукцией интерлей-кинов, хемокинов и т.д. Макрофаги играют одну из ключевых ролей в патогенезе ХОБЛ, на что указывает значительное увеличение их количества в легких.
В последние годы значительно усилился интерес исследователей к участию транспортных систем в патогенезе различных заболеваний, в т.ч. к большой группе АТФ-связывающих (АВС) транспортёров, облегчающих перемещение широкого спектра субстратов по клеточным мембранам [2].
Цель - анализ роли АВСА1 транспортера, члена А-подсемейства ABC, в патогенезе ХОБЛ.
После открытия и описания ABCA1 в 1994 г. [3,4] в течение достаточно долгого времени было немного известно о его биологической функции. ABCA1 демонстрирует наивысшую гомологию аминокислот с ABCA7 (54%) [4,5] и специфичным для сетчатки ABCA4 (52%) [4,6,7]. ABCA1 широко экспрессируется по всему организму и способствует обратному транспорту холестерина, экспортируя холестерин и фосфо-
липиды из клеток во внеклеточные акцепторы. Обратный транспорт холестерина является гомеостатическим путем, благодаря которому тканевые макрофаги и другие клетки защищены от токсической перегрузки холестерином. Интересно, что обратный транспорт холестерина регулирует не только гомеостаз клеточного холестерина, но и врожденный иммунитет.
АВСА1 локализуется на плазматической мембране клеток, и его количество в макрофагах повышается под воздействием холестерина [4,8]. Тот факт, что АВСА1 также обнаруживается в комплексе Голь-джи и в лизосомах [4,8-10] подтверждает мнение, что это мобильная молекула, которая может перемещаться между плазматической мембраной, комплексом Гольджи и лизосомным компартментом в качестве составляющей везикулярного транспорта. Первоначальные исследования биологической роли АВСА1 показали, что он функционирует как транспортер липидов между внутренней и наружной плазматической мембраной [4,11]. Это было основано на экспериментах, показывающих увеличение экспорта холестерина и фосфолипидов в условиях повышенной экспрессии АВСА1 и в клетках с дефицитом АВСА1, которые демонстрируют противоположный результат [4,8]. Более того, эксперименты по сверхэкспрессии доказали, что АВСА1 может активно участвовать во внутриклеточном транспорте холестерина [4,12].
Контроль экспрессии АВСА1 сложен и строго регулируется множественными транскрипционными и посттранскрипционными процессами, включая те, которые влияют на активность и стабильность белка.
Известна роль АВСА1 в патогенезе атеросклероза. Нарушение обратного транспорта холестерина в макрофагах способствует образованию «пенистых клеток» в артериальной стенке. Гомозиготные и ге-
sei
REVIEW
терозиготные мутации аллелей АВСА1 приводят к болезни Танжера и семейной гипо-альфа-липопротеинемии соответственно. Фенотипически у этих больных заметно снижен уровень липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), что приводит к накоплению липидов в разных тканях и последующему повышению риска атеросклероза и сердечно-сосудистых осложнений.
Основные д(
Следует отметить, что экспрессия в ABCA1 в тканях лёгких занимает второе место после печени, что свидетельствует о важной роли переносчика и липидного го-меостаза в функции легких. Иммуногисто-химические данные определили наличие ABCA1 в альвеолярных пневмоцитах I (ATI) и II (ATII) типов и альвеолярных макрофагах (табл. 1, рис. 1) [13].
Таблица 1
е по ABCA1
Транспортер Экспрессия в ткани легкого Перемещаемые субстраты
ABCA1 Альвеолярные макрофаги, гладкомышечные клетки дыхательных путей, пневмоциты I типа, пневмоциты II типа Холестерин, фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, сфинголипид 1-фосфат, сфингомиелин
Рис. 1. Экспрессия АВСА1 в легких [13]
Активность АВСА1 влияет на воспалительные процессы в легких. Предполагается, что избыток внутриклеточного холестерина сам по себе является провоспа-лительным и действует как триггер для клеточного воспалительного ответа, и, следовательно, активность АВСА1 может быть противовоспалительной, через уда-
ление избытка холестерина.
Кроме того, участие АВСА1 в воспалении заключается в регуляции содержания холестерина в «липидных рафтах» мембран, в фагоцитозе и апоптозе. Липид-ные рафты - это специализированные мембранные микродомены, обогащенные холестерином и сфинголипидами, которые,
как считается, действуют в качестве динамических сигнальных и сортировочных платформ. Они играют фундаментальную роль в клеточной регуляции, в том числе посредством изменения их липидного состава. Структура липидных рафтов динамична, что приводит к постоянно меняющемуся содержанию как липидов, так и белков. Холестерин, как главный компонент липидных рафтов, критически необходим для образования и конфигурации микродоменов, которые обеспечивают сигнальные платформы, способные активировать провоспалительные, проапоптотиче-ские, антиапоптотические сигнальные пути. Изменение уровня холестерина в липидных рафтах регулируется ABCA1 транспортером и приводит к активации или деактивации связанных с ними белков, например, толл-подобного рецептора 4 (TLR 4), регулирующего воспалительный ответ на липо-полисахарид (ЛПС) клеточной стенки грамм-отрицательных бактерий. Таким образом, ABCA1 также обладает противовоспалительными функциями. Следует отметить, что компоненты табачного дыма обладают способностью к активации TLR4 рецептора альвеолярных макрофагов. Экспрессия ABCA1 значительно снижается в легких при воздействии сигаретного дыма. Макрофаги, подверженные воздействию сигаретного дыма in vivo и in vitro, демонстрируют снижение обратного транспорта холестерина, коррелирующее со значительно уменьшенной экспрессией ABCA1, активацией пути TLR4/Myd88 (Myeloid differentiation primary response gene (88)) и последующей экспрессией матриксных ме-таллопротеиназ MMP-9 и MMP-13.
Обратный транспорт холестерина, опосредованный ABCA1, является физиологическим следствием фагоцитоза и обеспечивает защиту клеток от перегрузки холестерином. Фагоцитоз - самый древний механизм защиты от микроорганизмов. Он уже присутствует в одноклеточных амебах, где является основным, если не единственным, механизмом поглощения питательных веществ [14,15]. Амебы форми-
REVIEW
руются вскоре после расхождения растений и животных и образуют базальную группу эукариот. В многоклеточных организмах с развитой иммунной системой фагоцитоз интегрируется в эту систему и осуществляется профессиональными фагоцитами, такими как макрофаги, которые способны поглощать и убивать большое разнообразие микроорганизмов [15-17]. Некоторые амёбы по многим деталям поведения похожи на макрофаги, что указывает на то, что фагоциты появились на ранних этапах эволюции. Дополнительной функцией фагоцитоза в многоклеточных организмах является не воспалительное удаление апоптотических клеток. Молекулярные механизмы фагоцитоза сохраняются на протяжении всей эволюции.
Интересны сведения о роли АВС транспортера в фагоцитозе у социальной амебы Dictyostelium discoideum. Dictyoste-lium discoideum живет в почве и питается бактериями, поэтому он должен защищаться от токсинов и патогенов окружающей среды. Амебы живут как одиночные клетки при достаточном количестве пищи и начинают многоклеточное развитие, когда пищи не хватает. При голодании около 105 клеток собираются путем хемотаксиса, превращаясь в мигрирующий псевдоплазмодий, который в конечном итоге становится плодовым телом со спорами. Амебы являются фагоцитарными клетками, которые находятся в постоянном контакте с бактериями и осуществляют фагоцитоз в основном с помощью Toll-подобных рецепторов. Интересная особенность амеб при формировании многоклеточной структуры заключается в выделении так называемых s-клеток (Sentinel cell), которые выполняют роль иммунных клеток многоклеточного организма, осуществляя фагоцитоз и удаление патогенов из слизнякового «тела» социальной амебы. Исследования показали, что в s-клетках повышается экспрессия генов TirA и АВС - транспортеров abcA2 и abcG10 [18].
Более глубокое понимание специфических компонентов механизма фагоцито-
REVIEW
за макрофагами млекопитающих пришло из генетического анализа нематоды Caeno-rhabditis elegans. Считается, в полностью сформировавшихся взрослых организмах апоптозом каждый час удаляется около 50 млн. клеток, обеспечивая механизм гомео-статического самообновления [19,20]. Апоптоз также играет важную роль в ответах на повреждение или инфекцию, контролируя количество воспалительных клеток, присутствующих в воспаленных участках [20,21]. Эффективное выведение апоптотических клеток из тканей требует, чтобы данные клетки специфически распознавались и разрушались либо соседними клетками, либо специализированными фагоцитами [20,22]. Хотя апоптотические клетки сохраняют целостность плазматической мембраны, изменения в составе мембранных липидов, углеводов и белков обеспечивают молекулярные сигналы, которые маркируют их для распознавания другими клетками. В частности, транслокация анионных фосфолипидов (фосфатидил-серин и фосфатидилэтаноламин) из внутреннего листка в наружный листок плазматической мембраны представляет собой один из признаков апоптоза [20,21]. Хорошо известно, что локализация фосфатидил-серина на поверхности апоптотических клеток представляет собой почти универсальный сигнал для распознавания фагоцитами [20,23]. Воздействие фосфатидилсе-рина на внешнюю пластинку плазматической мембраны может быть обнаружено непосредственно через специфические рецепторы фосфатидилсерина.
У нематоды Caenorhabditis elegans (О. elegans) белок CED-7 (гомологичный АВСА1) уникален тем, что, по-видимому, функционирует как в фагоцитирующих, так и в апоптотических клетках во время фагоцитоза и необходим для кластеризации СЕБ-1, являющимся трансмембранным рецептором и инициирующим сигналы поглощения. CED-7 и АВСА1 млекопитающих, вероятно, участвуют в экспозиции фосфолипидных лигандов на поверхности апоптотических клеток [24]. Эксперименты
на клеточных культурах показали, что ABCA1 может действовать как транслоказа для перемещения фосфотидилсерина на наружную поверхность клеточных мембран для представления его фагоцитам как «eat-me signal» [23,24]. Мутации, которые нарушают АТФ-связывающую функцию CED-7 или ABCA1, вызывают дефекты захвата, которые приводят к накоплению погибших клеток in vivo [26,27].
Как уже было отмечено, у C. elegans CED-7 требуется как в фагоцитарной клетке, так и в умирающей клетке для эффективного поглощения погибших клеток [27,28], в то время как исследования в млекопитающих показали, что экспрессия ABCA1 в фагоцитарных клетках достаточна для поглощения [24,28], но не определено, требуется ли белок в умирающих клетках in vivo. Известно, что ABCA1-дефицитные клетки являются менее эффективными фагоцитами [20,24].
Учитывая участие АВСА1 транспортера в механизмах иммунной защиты, представляют интерес сведения о его роли в регулировании симбиотических взаимоотношениях с микроорганизмами через регуляцию фагоцитоза. Мидии Bathymodiolus являются одним из видов, представленных в уникальных глубоководных местообитаниях, холодных течениях и гидротермальных жерлах, которые характеризуются обильными редуцированными соединениями (CH4, H2S). Интересной особенностью глубоководных мидий Bathymodiolus является обилие хемосинтетических симбионтов в жабрах. Жабры глубоководных мидий более интенсивно заселены симбионтами и этому соответствует более высокая экспрессия АВСА1 транспортера, по сравнению с более мелководными особями. Это может свидетельствовать о роли транспортера в регулировании взаимоотношений клеток хозяина и симбиотических микроорганизмов посредством фагоцитоза и усилении его экспрессии при увеличении количества микроорганизмов. Взаимодействие организма с микрофлорой бронхов имеет важнейшее значение в патогенезе ХОБЛ и
наглядно демонстрируется на примере обострений, которые вносят существенный вклад в прогрессирование заболевания и нередко определяют прогноз.
Критическая роль АВСА1 в легочном воспалении показана на моделях мышей. У мышей, нокаутированных по АВСА1, наблюдается нарушение экспорта липидов и 70% снижение уровня холестерина и фосфолипидов в плазме из-за практически не обнаруживаемых уровней ЛПВП и аполипопротеина А1 (ароА-1) по сравнению с диким типом. Нокаутные по АВСА1 мыши демонстрируют повышенные концентрации предшественников холестерина в легких, плазме и кишечнике
[29.30]. Было продемонстрировано, что у этих мышей наблюдались морфологические изменения в легких, нарастающие с возрастом. У 30% мышей в возрасте 18 мес. поражалась паренхима легких. Поражения характеризовались пенистыми пневмоцитами II типа с аберрантными пластинчатыми телами, внутриальвеоляр-ными макрофагами с накоплением холестерина [30,31]. Альвеолярные перегородки утолщены лимфоидными агрегатами, скудно увеличенной стромой и гипертрофией пневмоцитов II типа. При более поздних поражениях альвеолярная архитектура разрушалась, а оставшиеся альвеолы эпителизировались из-за выраженной гипертрофии и гиперплазии пневмоцитов II типа. Пенистые альвеолярные макрофаги содержали переменное количество липидов и клеточных остатков. Физиологически у этих мышей наблюдалось снижение дыхательного объема и гипервентиляция, хотя было неясно, был ли этот респираторный дистресс напрямую связан с аномалиями в легких или других органах [13,32]. Тем не менее, эти результаты в сочетании с аналогичными, прогрессирующими поражениями у мышей в возрасте 7, 12 и 18 мес.
[13.31], указывают на то, что отсутствие АВСА1 приводит к возрастному прогрессирующему заболеванию легких. Подтверждением важности этого АВСА1-опосредованного пути в нормальной фи-
REVIEW
зиологии легких является обнаружение того факта, что у мышей с нокаутом ароА! наблюдается повышенная инфильтрация воспалительных клеток (особенно нейтро-филов и лейкоцитов), отложение коллагена и гиперреактивность дыхательных путей, а также нарушение вазодилатации легких [13,33]. Эти наблюдения указывают на роль ABCA1-опосредованного обратного транспорта холестерина в воспалительных заболеваниях легких.
Кроме того, было обнаружено, что АВСА7, близкий гомолог АВСА1, также высоко экспрессируется в легочной ткани мыши [30,34]. В тканях, таких как легкие, где альвеолярные макрофаги участвуют в поглощении и клиренсе поверхностно-активных фосфолипидов и холестерина [31,35], отсутствие АВСА1 приводит к накоплению большого количества липидов в цитозоле, придавая клеткам «пенистый» вид. Это накопление, скорее всего представляет собой защитный фагоцитарный ответ, но также вызывает хронический стресс и ухудшает клеточные функции, приводя к производству цитокинов и внеклеточных ферментов, например матрикс-ных металлопротеиназ, которые повреждают клетки и матрикс легких [31,36]. При этом, АВСА1 может быть вовлечен в созревание, дифференцировку и миграцию циркулирующих моноцитов в различные органы, такие как легкие.
Результаты исследований также свидетельствуют о том, что АВСА1 участвует во внутриклеточном обороте фосфолипидов и может играть роль в производстве и высвобождении легочного сурфактанта из пневмоцитов II типа [31,37]. Накопление вакуолей в пневмоцитах II типа у мышей с нокаутом гена ABCA1 свидетельствует о недостаточной секреции сурфактанта. Кроме того, наличие аномальных пластинчатых тел предполагает либо аномальное включение нейтральных липидов, либо изменение состава насыщенных фосфолипидов.
Анализ данных литературы показал, что АВСА1 принимает активное участие и в противовоспалительных реакциях через
REVIEW
регуляцию ТЬИ-рецепторов. Так, повышенная экспрессия TLR4 в макрофагах с отсутствием АВСА1 увеличивает воспалительный ответ к ЛПС [38]. Результаты исследований показывают, что экспрессия АВСА1 в макрофагах может играть физиологически значимую роль у животных, удаляя ЛПС из макрофагов и помогая восстановить нормальную врожденную иммунную реакцию.
Другим изменением клеточных липи-дов, которое может ингибировать АВСА1, является присутствие ненасыщенных жирных кислот [39,40]; их присутствие приводит к фосфорилированию сериновых остатков и дестабилизации транспортера. Примером внеклеточного фактора, который ин-гибирует активность АВСА1, являются кислотные условия: при рН 5,5 отток свободного холестерина к апоА-1 снижается в течение 1 ч после подкисления, предположи-
Литература
1. Низов А.А., Ермачкова А.Н., Абросимов В.Н., и др. Ведение больных ХОБЛ: роль оценки заболевания в реальной клинической практике (обзор литературы) // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2018. Т. 6, №3. С. 429-438. doi:10. 23888/HMJ201863429-438
2. Черных И.В., Щулькин А.В., Мыльников П.Ю., и др. Функциональная активность гликопротеина-P в гематоэнцефалическом барьере на фоне экспериментального паркинсонического синдрома // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2019. Т. 27, №2. С. 150159. doi:10.23888/PAVLOVJ2019272150-159
3. Luciani M.F., Denizot F., Savary S., et al. Cloning of 2 Novel Abc Transporters Mapping on Human-Chromosome-9 // Genomics. 1994. Vol. 21, №1. P. 150-159. doi:10.1006/geno.1994.1237
4. Kaminski W.E., Piehler A., Wenzel J.J. ABC A-subfamily transporters: Structure, function and disease // Biochimica et Biophysica Acta. 2006. Vol. 1762, №5. P. 510-524. doi:10.1016/j.bbadis.2006.01.011
5. Kaminski W.E., Orso E., Diederich W., et al. Identification of a novel human sterol-sensitive ATP-bin-ding cassette transporter (ABCA7) // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2000. Vol. 273, №2. P. 532-538. doi:10.1006/bbrc.2000.2954
6. Allikmets R., Singh N., Sun H., et al. A photoreceptor cell-specific ATP-binding transporter gene (ABCR) is mutated in recessive Stargardt macular
тельно из-за вызванных рН изменений в конформации АВСА1 [40,41]. Такое инги-бирование АВСА1 может происходить как в прогрессирующей атеросклеротической бляшке, где интимальная жидкость является кислой, так и в бронхиальном дереве вследствие лактатного (вследствие глико-литической активности М1 макрофагов) и респираторного (повышение активности цикла трикарбоновых кислот М1 макрофагов) подкисления.
Заключение Таким образом, АВСА1, регулируя процесс обратного транспорта холестерина в макрофагах легких, может менять их воспалительный ответ. Участие транспортера в патогенезе ХОБЛ требует дальнейшего изучения, в том числе и с целью исследования патофизиологических связей в развитии ХОБЛ и атеросклероза, для которого участие транспортера известно.
dystrophy // Nature Genetics. 1997. Vol. 15, №3. P. 236-246. doi:10.1038/ng0397-236
7. Allikmets R., Shroyer N.F., Singh N., et al. Mutation of the Stargardt disease gene (ABCR) in age-related macular degeneration // Science. 1997. Vol. 277(5333). P. 1805-1807. doi: 10.1126/science.277. 5333.1805
8. Orso E., Broccardo C., Kaminski W.E., et al. Transport of lipids from Golgi to plasma membrane is defective in Tangier disease patients and Abc1-deficient mice // Nature Genetics. 2000. Vol. 24, №2. P. 192-196. doi:10.1038/72869
9. Neufeld E.B., O'Brien K., Walts A.D., et al. Cellular Localization and Trafficking of the Human ABCA1 Transporter // Biology. 2014. Vol. 3, №4. P. 781-800. doi:10.3390/biology3040781
10. Tanaka A.R., Abe-Dohmae S., Ohnishi T., et al. Effects of mutations of ABCA1 in the first extracellular domain on subcellular trafficking and ATP binding/hydrolysis // Journal of Biological Chemistry. 2003. Vol. 278, №10. P. 8815-8819. doi:10.1074/ jbc.M206885200
11. Lawn R.M., Wade D.P., Garvin M.R., et al. The Tangier disease gene product ABC1 controls the cellular apolipoprotein-mediated lipid removal pathway // The Journal of Clinical Investigation. 1999. Vol. 104, №8. P. R25-R31. doi:10.1172/JCI8119
12. Vaughan A.M., Oram J.F. ABCA1 redistributes membrane cholesterol independent of apolipopro-tein interactions // Journal of Lipid Research. 2003. Vol. 44, №7. P. 1373-1380. doi:10.1194/jlr.M
300078-JLR200
13. Chai A.B., Ammit A.J., Gelissen I.C. Examining the role of ABC lipid transportersin pulmonary lipid homeostasis and inflammation // Respiratory Research. 2017. Vol. 18, №1. P. 41. doi:10.1186/ s12931-017-0526-9
14. Cardelli J. Phagocytosis and macropinocytosis in Dictyostelium: phosphoinositide-based processes, biochemically distinct // Traffic. 2001. Vol. 2, №5. P. 311-320. doi:10.1034/j. 1600-0854.2001.002005311.x
15. Sillo A., Bloomfield G., Balest A., et al. Genome-wide transcriptional changes induced by phagocytosis or growth on bacteria in Dictyostelium // BMC Genomics. 2008. Vol. 9. Article 291. doi:10.1186/ 1471-2164-9-291
16. Botelho R.J., Scott C.C., Grinstein S. Phosphoino-sitide involvement in phagocytosis and phagosome maturation // Current Topics in Microbiology and Immunology. 2004. Vol. 282. P. 1-30. doi:10.1007/ 978-3-642-18805-3_1
17. Desjardins M., Houde M., Gagnon E. Phagocytosis: the convoluted way from nutrition to adaptive immunity // Immunological Reviews. 2005. Vol. 207. P. 158-165. doi:10.1111/j.0105-2896.2005.00319.x
18. Anjard C., Loomis W.F. Evolutionary analyses of ABC transporters of Dictyostelium discoideum // Eukaryotic Cell. 2002. Vol. 1, №4. P. 643-652. doi:10.1128/EC.1.4.643-652.2002
19. Nakahashi-Oda C., Tahara-Hanaoka S., Honda S., et al. Identification of phosphatidylserine as a ligand for the CD300a immunoreceptor // Biochemical and Biophysical Research Communications. 2012. Vol. 417, №1. P. 646-650. doi:10.1016/j.bbrc.2011.12.025
20. Arienti S., Barth N.D., Dorward D.A., et al. Regulation of Apoptotic Cell Clearance During Resolution of Inflammation // Frontiers in Pharmacology. 2019. Vol. 10. P. 1-12. doi:10.3389/fphar.2019.00891
21. Poon I.K., Lucas C.D., Rossi A.G., et al. Apoptotic cell clearance: basic biology and therapeutic potential // Nature Reviews Immunology. 2014. Vol. 14, №3. P. 166-180. doi: 10.1038/nri3607
22. Fond A.M., Ravichandran K.S. Clearance of Dying Cells by Phagocytes: Mechanisms and Implications for Disease Pathogenesis // Advances in Experimental Medicine and Biology. 2016. Vol. 930. P. 25-49. doi:10.1007/978-3-319-39406-0_2
23. Segawa K., Nagata S. An Apoptotic 'Eat Me' Signal: Phosphatidylserine Exposure // Trends in Cell Biology. 2015. Vol. 25, №11. P. 639-650. doi:10. 1016/j.tcb.2015.08.003
24. Hamon Y., Broccardo C., Chambenoit O., et al. ABC1 promotes engulfment of apoptotic cells and transbilayer redistribution of phosphatidylserine // Nature Cell Biology. 2000. Vol. 2, №7. P. 399-406. doi:10.1038/35017029
25. Albrecht C., McVey J. H., Elliott J. I., et al. A novel missense mutation in ABCA1 results in altered
REVIEW
protein trafficking and reduced phosphatidylserine translocation in a patient with Scott syndrome // Blood. 2005. Vol. 106, №2. P. 542-549. doi:10. 1182/blood-2004-05-2056
26. Luciani M.F., Chimini G. The ATP binding cassette transporter ABC1, is required for the engulfment of corpses generated by apoptotic cell death // The EMBO Journal. 1996. Vol. 15, №2. P. 226-235.
27. Wu Y.C., Horvitz H.R. The elegans cell corpse engulfment gene ced-7 encodes a protein similar to ABC transporters // Cell. 1998. Vol. 93, №6. P. 951-960. doi:10.1016/s0092-8674(00)81201-5
28. Santoso C.S., Meehan T.L., Peterson J.S., et al. The ABC Transporter Eato Promotes Cell Clearance in the Drosophila melanogaster // Genes, Genomes, Genetics. 2018. Vol. 8, №3. P. 833-843. doi:10. 1534/g3.117.300427
29. Drobnik W., Lindenthal B., Lieser B., et al. ATP-binding cassette transporter A1 (ABCA1) affects total body sterol metabolism // Gastroenterology. 2001. Vol. 120, №5. P. 1203-1211. doi:10.1053/ gast.2001.23250
30. Van der Deen M., de Vries E.G., Timens W., et al. ATP-binding cassette (ABC) transporters in normal and pathological lung // Respiratory Research. 2005. Vol. 6. P. 59. doi:10.1186/1465-9921-6-59
31. McNeish J., Aiello R.J., Guyot D., et al. High density lipoprotein deficiency and foam cell accumulation in mice with targeted disruption of ATP-binding cassette transporter-1 // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2000. Vol. 97, №8. P. 4245-4250. doi:10.1073/ pnas.97.8.4245
32. Bates S.R., Tao J.Q., Collins H.L., et al. Pulmonary abnormalities due to ABCA1 deficiency in mice // American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 2005. Vol. 289, №6. P. 980989. doi:10.1152/ajplung.00234.2005
33. Wang W., Xu H., Shi Y., et al. Genetic deletion of apolipoprotein A-I increases airway hyperrespon-siveness, inflammation, and collagen deposition in the lung // Journal of Lipid Research. 2010. Vol. 51, №9. P. 2560-2570. doi:10.1194/jlr.M004549
34. Wang N., Lan D., Gerbod-Giannone M., et al. ATP-binding cassette transporter A7 (ABCA7) binds apolipoprotein A-I and mediates cellular phospholipid but not cholesterol efflux // The Journal of Bio-logical Chemistry. 2003. Vol. 278, №44. P. 42906-42912. doi:10. 1074/jbc.M307831200
35. Wright J.R., Youmans D.C. Degradation of surfactant lipids and surfactant protein A by alveolar macrophages in vitro // The American Journal of Physiology. 1995. Vol. 268, №5 (Part 1). P. L772-780. doi:10.1152/ajplung.1995.268.5.L772
36. Wright J.R. Immunomodulatory functions of surfactant // Physiological Reviews. 1997. Vol. 77, №4. P. 931-962. doi: 10.1152/physrev.1997.77.4.931
REVIEW
37. Dobbs L.G. Pulmonary surfactant // Annual Review of Medicine. 1989. Vol. 40. P. 431-446. doi:10.1146/ annurev.me.40.020189.002243
38. Yvan-Charvet L., Pagler T., Gautier E.L., et al. ATP-binding cassette transporters and HDL suppress hematopoietic stem cell proliferation // Science. 2010. Vol. 328, №5986. P. 1689-1693. doi:10.1126/ science. 1189731
39. Wang Y., Oram J.F. Unsaturated fatty acids phos-phorylate and destabilize ABCA1 through a phos-pholipase D2 pathway // The Journal of Biological Chemistry. 2005. Vol. 280, №43. P. 35896-35903. doi:10.1074/jbc.M506210200
40. Phillips M.C. Is ABCA1 a lipid transfer protein? // Journal of Lipid Research. 2018. Vol. 59, №5. P. 749-763. doi:10.1194/jlr.R082313
41. Lee-Rueckert M., Lappalainen J., Leinonen H., et al. Acidic extracellular environments strongly impair ABCA1-mediated cholesterol efflux from human macrophage foam cells // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2010. Vol. 30, №9. P. 1766-1772. doi: 10.1161/ATVBAHA. 110.211276
References
1. Nizov AA, Ermachkova AN, Abrosimov VN, et al. Management of patients with COPD: role of evaluation of disease in real clinical practice (literature review). Nauka Molodykh (Eruditio Juvenium). 2018;6(3):429-38. (In Russ). doi:10.23888/HMJ 201863429-438
2. Chernykh IV, Shchulkin AV, Mylnikov PYu, et al. Functional activity of P-glycoprotein in blood-brain barrier during experimental parkinson's syndrome. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2019; 27(2):150-59. (In Russ). doi:10.23888/PAVL0VJ 2019272150-159
3. Luciani MF, Denizot F, Savary S, et al. Cloning of 2 Novel Abc Transporters Mapping on Human-Chromosome-9. Genomics. 1994;21(1):150-9. doi:10. 1006/geno.1994.1237
4. Kaminski WE, Piehler A, Wenzel JJ. ABC A-subfamily transporters: Structure, function and disease. Biochimica et Biophysica Acta. 2006; 1762(5):510-24. doi:10.1016/j.bbadis.2006.01.011
5. Kaminski WE, Orsó E, Diederich W, et al. Identification of a novel human sterol-sensitive ATP-binding cassette transporter (ABCA7). Biochemical and Biophysical Research Communications. 2000;273 (2):532-8. doi:10.1006/bbrc.2000.2954
6. Allikmets R, Singh N, Sun H, et al. A photorecep-tor cell-specific ATP-binding transporter gene (ABCR) is mutated in recessive Stargardt macular dystrophy. Nature Genetics. 1997;15(3):236-46. doi:10.1038/ ng0397-236
7. Allikmets R, Shroyer NF, Singh N, et al. Mutation of the Stargardt disease gene (ABCR) in age-related macular degeneration. Science. 1997;277 (5333): 1805-7. doi:10.1126/science.277.5333.1805
8. Orso E, Broccardo C, Kaminski WE, et al. Transport of lipids from Golgi to plasma membrane is defective in Tangier disease patients and Abcl-deficient mice. Nature Genetics. 2000;24(2):192-6. doi:10.1038/72869
9. Neufeld EB, O'Brien K, Walts AD, et al. Cellular Localization and Trafficking of the Human ABCA1 Transporter. Biology. 2014;3(4):781-800. doi:10. 3390/biology3040781
10. Tanaka AR, Abe-Dohmae S, Ohnishi T, et al. Effects of mutations of ABCA1 in the first extracellular domain on subcellular trafficking and ATP binding/hydrolysis. Journal of Biological Chemistry. 2003;278 (10):8815-9. doi:10.1074/jbc.M206885200
11. Lawn RM, Wade DP, Garvin MR, et al. The Tangier disease gene product ABC1 controls the cellular apolipoprotein-mediated lipid removal pathway. The Journal of Clinical Investigation. 1999;104(8):R25-31. doi:10.1172/JCI8119
12. Vaughan AM, Oram JF. ABCA1 redistributes membrane cholesterol independent of apolipoprotein interactions. Journal of Lipid Research. 2003;44(7): 1373-80. doi: 10.1194/jlr.M300078-JLR200
13. Chai AB, Ammit AJ, Gelissen IC. Examining the role of ABC lipid transportersin pulmonary lipid homeostasis and inflammation. Respiratory Research. 2017;18(1):41. doi:10.1186/s12931-017-0526-9
14. Cardelli J. Phagocytosis and macropinocytosis in Dictyostelium: phosphoinositide-based processes, biochemically distinct. Traffic. 2001;2(5):311-20. doi:10.1034/j.1600-0854.2001.002005311.x
15. Sillo A, Bloomfield G, Balest A, et al. Genome-wide transcriptional changes induced by phagocytosis or growth on bacteria in Dictyostelium. BMC Genomics. 2008;9:291. doi:10.1186/1471-2164-9-291
16. Botelho RJ, Scott CC, Grinstein S. Phosphoinositide involvement in phagocytosis and phagosome maturation. Current Topics in Microbiology and Immunology. 2004;282:1-30. doi:10.1007/978-3-642-18805-3_1
17. Desjardins M, Houde M, Gagnon E. Phagocytosis: the convoluted way from nutrition to adaptive immunity. Immunological Reviews. 2005;207:158-65. doi:10.1111/j.0105-2896.2005.00319.x
18. Anjard C, Loomis WF. Evolutionary analyses of ABC transporters of Dictyostelium discoideum. Eukaryotic Cell. 2002;1:643. doi:10.1128/EC.1.4. 643-652.2002
19. Nakahashi-Oda C, Tahara-Hanaoka S, Honda S, et al. Identification of phosphatidylserine as a ligand for the CD300a immunoreceptor. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2012;417 (1):646-50. doi:10.1016/j.bbrc.2011.12.025
20. Arienti S, Barth ND, Dorward DA, et al. Regulation of Apoptotic Cell Clearance During Resolution of Inflammation. Frontiers in Pharmacology. 2019; 10:1-12. doi:10.3389/fphar.2019.00891
21. Poon IK, Lucas CD, Rossi AG, et al. Apoptotic cell
clearance: basic biology and therapeutic potential. Nature Reviews Immunology. 2014;14(3):166-80. doi:10.1038/nri3607
22. Fond AM, Ravichandran KS. Clearance of Dying Cells by Phagocytes: Mechanisms and Implications for Disease Pathogenesis. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2016;930:25-49. doi:10.1007/ 978-3 -319-39406-0_2
23. Segawa K, Nagata S. An Apoptotic 'Eat Me' Signal: Phosphatidylserine Exposure. Trends in Cell Biology. 2015;25(11):639-50. doi:10.1016/j.tcb. 2015.08.003
24. Hamon Y, Broccardo C, Chambenoit O, et al. ABC1 promotes engulfment of apoptotic cells and transbilayer redistribution of phosphatidylserine. Nature Cell Biology. 2000;2(7):399-406. doi:10. 1038/35017029
25. Albrecht C, McVey JH, Elliott JI, et al. A novel missense mutation in ABCA1 results in altered protein trafficking and reduced phosphatidylserine translocation in a patient with Scott syndrome. Blood. 2005;106(2):542-9. doi:10.1182/blood-2004-05-2056
26. Luciani MF, Chimini G. The ATP binding cassette transporter ABC1, is required for the engulfment of corpses generated by apoptotic cell death. The EMBO Journal. 1996;15(2):226-35.
27. Wu YC, Horvitz HR. The elegans cell corpse en-gulfment gene ced-7 encodes a protein similar to ABC transporters. Cell. 1998;93(6):951-60. doi: 10.1016/ s0092-8674(00)81201 -5
28. Santoso CS, Meehan TL, Peterson JS, et al. The ABC Transporter Eato Promotes Cell Clearance in the Dro-sophila melanogaster Ovary. Genes, Genomes, Genetics. 2018;8(3):833-43. doi:10.1534/g3.117.300427
29. Drobnik W, Lindenthal B, Lieser B, et al. ATP-binding cassette transporter A1 (ABCA1) affects total body sterol metabolism. Gastroenterology. 2001; 120(5):1203-11. doi: 10.1053/gast.2001.23250
30. Van der Deen M, de Vries EG, Timens W, et al. ATP-binding cassette (ABC) transporters in normal and pathological lung. Respiratory Research. 2005; 6:59. doi:10.1186/1465-9921-6-59
31. McNeish J, Aiello RJ, Guyot D, et al. High density lipoprotein deficiency and foam cell accumulation in mice with targeted disruption of ATP-binding cassette transporter-1. Proceedings of the National
REVIEW
Academy of Sciences of the United States of America. 2000;97(8):4245-50. doi:10.1073/pnas.97.8.4245
32. Bates SR, Tao JQ, Collins HL, et al. Pulmonary abnormalities due to ABCA1 deficiency in mice. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 2005;289(6):980-9. doi:10. 1152/ajplung.00234.2005
33. Wang W, Xu H, Shi Y, et al. Genetic deletion of apolipoprotein A-I increases airway hyperrespon-siveness, inflammation, and collagen deposition in the lung. Journal of Lipid Research. 2010;51(9): 2560-70. doi:10.1194/jlr.M004549
34. Wang N, Lan D, Gerbod-Giannone M, et al. ATP-binding cassette transporter A7 (ABCA7) binds apolipoprotein A-I and mediates cellular phospho-lipid but not cholesterol efflux. The Journal of Biological Chemistry. 2003;278(44):42906-12. doi:10. 1074/jbc. M307831200
35. Wright JR, Youmans DC. Degradation of surfactant lipids and surfactant protein A by alveolar macrophages in vitro. The American Journal of Physiology. 1995;268(5 Pt 1):L772-80. doi:10.1152/ ajplung.1995.268.5.L772
36. Wright JR. Immunomodulatory functions of surfactant. Physiological Reviews. 1997;77(4):931-62. doi: 10.1152/physrev.1997.77.4.931
37. Dobbs LG. Pulmonary surfactant. Annual Review of Medicine. 1989;40:431-46. doi:10.1146/annurev.me. 40.020189.002243
38. Yvan-Charvet L, Pagler T, Gautier EL, et al. ATP-binding cassette transporters and HDL suppress hematopoietic stem cell proliferation. Science. 2010; 328(5986):1689-93. doi: 10.1126/science. 1189731
39. Wang Y, Oram JF. Unsaturated fatty acids phos-phorylate and destabilize ABCA1 through a phos-pholipase D2 pathway. The Journal of Biological Chemistry. 2005;280(43):35896-903. doi:10.1074/ jbc.M506210200
40. Phillips MC. Is ABCA1 a lipid transfer protein? Journal of Lipid Research. 2018;59(5):749-63. doi:10.1194/jlr.R082313
41. Lee-Rueckert M, Lappalainen J, Leinonen H, et al. Acidic extracellular environments strongly impair ABCA1-mediated cholesterol efflux from human macrophage foam cells. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2010;30(9):1766-72. doi:10.1161/ATVBAHA.110.211276
Дополнительная информация [Additional Info]
Источник финансирования. Бюджет ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России. [Financing of study. Budget of Ryazan State Medical University.]
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, о которых необходимо сообщить, в связи с публикацией данной статьи. [Conflict of interests. The authors declare no actual and potential conflict of interests which should be stated in connection with publication of the article.]
REVIEW
Участие авторов. Котляров С.Н. - концепция, сбор и перевод материала, написание текста, редактирование, Котлярова А.А. - сбор и перевод материала, редактирование. [Participation of authors. S.N. Kotlyarov - concept, collection and translation of material, writing the text, editing, A.A. Kotlyarova - collection and translation of material, editing.]
*Котляров Станислав Николаевич - к.м.н., доцент, зав. кафедрой сестринского дела, ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России, Рязань, Россия. [Stanislav N. Kotlyarov - MD, PhD, Associate Professor, Head of the Department of Nursing, Ryazan State Medical University, Ryazan, Russia.]
SPIN: 3341-9391, ORCID ID: 0000-0002-7083-2692, Researcher ID: Q-3633-2017. E-mail: [email protected]
Котлярова Анна Анатольевна - к.б.н., ассистент кафедры фармакологии с курсом фармации ФДПО, ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России, Рязань, Россия. [Anna A. Kotlyarova - PhD in Biological Science, Assistant of the Department of Pharmacology with Pharmacy Course of the Faculty of Additional Professional Education, Ryazan State Medical University, Ryazan, Russia.]
SPIN: 9353-0139, ORCID ID: 0000-0002-0676-7558, Researcher ID: K-7882-2018.
Цитировать: Котляров С.Н., Котлярова А.А. Участие ABCA1 транспортёра в развитии хронической обструктивной болезни легких // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2020. Т. 28, №3. С. 360-370. doi:10.23888/PAVLOVJ2020 283360-370
To cite this article: Kotlyarov SN, Kotlyarova AA. Participation of ABCA1 transporter in development of chronic obstructive pulmonary disease. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2020;28(3):360-70. doi: 10.23888/PAVL0VJ2020283360-370
Информация об авторах [Authors Info]
Поступила/Received: 09.01.2020 Принята в печать/Accepted: 01.09.2020
