Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1037910.32607/20758251-2017-9-3-71-80Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleChange in the Content of Immunoproteasomes and Macrophages in Rat Liver At the Induction of DonorSpecific ToleranceИзменение содержания иммунопротеасом и макрофагов в печени крыс при индукции донорспецифической толерантностиKarpovaYa. D.КарповаЯ. Д.
Russian Federation
yasiiik@gmail.comUstichenkoV. D.УстиченкоВ. Д.
Ukraine
yasiiik@gmail.comAlabedal’karimN. M.АлабедалькаримН. M.
Ukraine
yasiiik@gmail.comStepanovaA. A.СтепановаA. A.
Russian Federation
yasiiik@gmail.comLyupinaYu. V.ЛюпинаЮ. В.
Russian Federation
yasiiik@gmail.comBoguslavskiK. I.БогуславскийK. И.
Ukraine
yasiiik@gmail.comBozhokG. A.БожокГ. A.
Ukraine
yasiiik@gmail.comSharovaN. P.ШароваН. П.
Russian Federation
yasiiik@gmail.comN.K. Koltsov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of SciencesИнститут биологии развития им. Н.К. Кольцова РАНInstitute of Problems in Cryobiology and Cryomedicine, National Academy of Sciences of UkraineИнститут проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины1509201793VOL 9, NO3 (2017)ТОМ 9, №3 (2017)718017012020Copyright ©; 2017, Karpova Y.D., Ustichenko V.D., Alabedal’karim N.M., Stepanova A.A., Lyupina Y.V., Boguslavski K.I., Bozhok G.A., Sharova N.P.Copyright ©; 2017, Карпова Я.Д., Устиченко В.Д., Алабедалькарим Н.M., Степанова A.A., Люпина Ю.В., Богуславский K.И., Божок Г.A., Шарова Н.П.2017Karpova Y.D., Ustichenko V.D., Alabedal’karim N.M., Stepanova A.A., Lyupina Y.V., Boguslavski K.I., Bozhok G.A., Sharova N.P.Карпова Я.Д., Устиченко В.Д., Алабедалькарим Н.M., Степанова A.A., Люпина Ю.В., Богуславский K.И., Божок Г.A., Шарова Н.П.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10379

Induction of donor specific tolerance (DST) by the introduction of donor cells into a recipient’s portal vein is one of the approaches used to solve the problem of transplant engraftment. However, the mechanism of DST development remains unclear to this moment. In the present work, we first studied the change in the content of immunoproteasomes and macrophages of the liver at early stages of the development of allospecific portal tolerance in rats by Western blotting and flow cytofluorimetry. On the basis of the data obtained, we can conclude that the induction of DST is an active process characterized by two phases during which the level of the proteasome immune subunits LMP2 and LMP7 in liver mononuclear cells, including Kupffer cells, and the number of Kupffer cells change. The first phase lasts up to 5 days after the beginning of DST induction; the second phase - from 5 to 14 days. In both phases, the level of the subunits LMP2 and LMP7 in the total pool of mononuclear cells and Kupffer cells increases, with maximum values on days 1 and 7. In addition, the total number of Kupffer cells increases in both phases with a shift in several days. The most noticeable changes take place in the second phase. The third day is characterized by a lower content of mononuclear cells expressing immunoproteasomes compared to the control value in native animals. Presumably, at this time point a “window of opportunity” appears for subsequent filling of an empty niche with cells of different subpopulations and, depending on this fact, the development of tolerance or rejection. The results obtained raise the new tasks of finding ways to influence the cellular composition in the liver and the expression of immunoproteasomes on the third day after the beginning of DST induction to block the development of rejection.

Индукция донорспецифической толерантности (ДСТ) путем введения клеток донора в портальную вену реципиента является одним из методов решения проблемы приживления трансплантатов. Однако механизм развития ДСТ не выяснен. В представленной работе методами Вестерн-блотинга и проточной цитофлуориметрии впервые изучено изменение содержания иммунопротеасом и макрофагов в печени крыс на ранних сроках развития аллоспецифической портальной толерантности. На основании полученных данных можно заключить, что индукция ДСТ - активный процесс, состоящий из двух фаз, в ходе которых изменяется уровень иммунных субъединиц LMP2 и LMP7 протеасом в мононуклеарных клетках печени, включая клетки Купфера, а также количество клеток Купфера. Первая фаза длится до 5 сут после начала индукции ДСТ, вторая - с 5 по 14 сут. В обеих фазах уровень субъединиц LMP2 и LMP7 возрастает как в общем пуле мононуклеарных клеток, так и в клетках Купфера, с максимумами на 1-е и 7-е сут. Кроме того, со сдвигом в несколько суток в обеих фазах увеличивается общее количество клеток Купфера. При этом изменения наиболее выражены во второй фазе. На 3-и сут содержание мононуклеарных клеток, экспрессирующих иммунопротеасомы, становится ниже, чем у контрольных нативных животных. Предполагается, что в этой временной точке образуется своеобразное «окно возможностей» для последующего заполнения пустующей ниши клетками разных субпопуляций. В зависимости от этого возможно развитие либо толерантности, либо отторжения. Полученные результаты ставят новые задачи поиска способов воздействия на клеточный состав печени и экспрессию иммунопротеасом на 3-и сут после начала индукции ДСТ для блокирования развития отторжения.

immunoproteasomesdonor specific toleranceliverKupffer cellsratsflow cytofluorimetryиммунопротеасомыдонорспецифическая толерантностьпеченьклетки Купферакрысыпроточная цитофлуориметрияThis study was partially supported by the Russian Foundation for Basic Research, grant for young scientists 16-34-60083-mol_a_dk.Работа частично выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант для молодых ученых 16-34-60083-мол_а_дк.[1] Calne R.Y., Sells R.A., Pena J.R ., Davis D. R., Millard P.R., Herbertson B.M., Binns R.M., Davies D.A. // Nature. 1969. V. 2. № 223 (5205). 1969, V.2, №223(5205), P.472-476[2] Qian S., Demetris A., Murase N., Rao A.S., Fung J.J., Starzi T.E. // Hepatology 1994, V.19, P.916-924[3] Zimmermann F.A., Davies H.S., Knoll P.P. // Transplantation. 1984, V.37, P.406-410[4] Kamada N., Wight D.G.D. // Transplantation. 1984, V.38, №3, P.217-221[5] Cunningham E.C., Sharland A.F., Bishop G.A. // Clin. Dev. Immunol. 2013, 2013:419692[6] Topilsky Y., Raichlin E., Hasin T., Boilson B.A., Schriger J.A., Pereira N.L., Edwards B.C., Schriger J.A., Pereira N.L., Edwards B.S., Topilsky Y., Raichlin E., Hasin T. // Transplantation. 2013, V.95, P.859-865[7] Sun J., McCaughan G.W., Gallagher N.D., Scheil A.G., Bishop G.A. // Transplantation. 1995, V.60, P.233-236[8] Shimizu Y., Goto S., Lord R., Vari F., Edwards-Smith C., Chiba S., Schlect D., Buckley M., Kusano M., Kamada N. // Transpl. Int. 1996, V.9, P.593-595[9] Ko S., Deiwick A., Jager M.D., Dinkel A., Rohde F., Fisher R.T., Tsui T.Y., Rittmann K.L., Wonigeit K., Schlitt H.J. // Nat. Med. 1999, V.5, P.1292-1297[10] Kenick S., Lowry R.P., Forbes R.D.S., Lisbona R. // Transplant. Proc. 1987, V.19, P.478-479[11] Oko A., Idasiak-Piechocka I., Pawlaczyk K., Wruk M., Pawlaczyk E., Czekalski S. // Ann. Transplant. 2002, V.7, №2, P.51-53[12] Sheng Sun D., Iwagaki H., Ozaki M., Ogino T., Kusaka S., Fujimoto Y., Murata H., Sadamori H., Matsukawa H., Tanaka N., Yagi T. // Transpl. Immunol. 2005, V.14, №1, P.17-20[13] Diaz-Peromingo J.A., Gonzalez-Quintela A. // Eur. Surg. Res. 2005, V.37, P.45-49[14] Ikebukuro K., Adachi Y., Yamada Y., Fujimoto S., Seino Y., Oyaizu H., Hioki K., Ikehara S. // Transplantation. 2002, V.73, P.512-518[15] Chalermskulrat W., McKinnon K.P., Brickey.J. W., Neuringer I.P., Park R.C., Sterka D.C., Long B.R., McNeillie P., Noelle R.J., Ting J.P., Aris R.M. // Thorax. 2006, V.61, №1, P.61-67[16] Nakagawa K., Matsuno. T., Iwagaki H., Morimoto Y., Fujiwara T., Sadamori H., Inagaki M., Urushihara N., Yagi T., Tanaka N. // J. Int. Med. Res. 2001, V.29, P.119-130[17] Watanabe T., Kudo M., Chiba T., Wakatsuki Y. // Hepatol. Res. 2008, V.38, P.441-449[18] Gaczynska M., Rock K.L., Goldberg A.L. // Enzyme Protein. 1993, V.47, №4-6, P.354-369[19] Cong Y., Konrad A., Iqbal N., Hatton R.D., Weaver C.T., Elson C.O. // J. Immunol. 2005, V.174, №5, P.2787-2795[20] Trombetta E.S., Mellman I. // Annu. Rev. Immunol. 2005, V.23, P.975-1028[21] Basler M., Kirk C.J., Groettrup M. // Curr. Opin. Immunol. 2013, V.25, №1, P.74-80[22] Karpova Ya.D., Bozhok G.A., Lyupina Yu.V., Legach E.I., Astakhova T.M., Stepanova A.A., Bondarenko T.P., Sharova N.P. // Izvestiia Rosiiskoi Akademii nauk. Seriia biologicheskaia. 2012, №3, P.296-302[23] Stepanova A.A., Karpova Y.D., Bozhok G.A., Ustichenko V.D., Lyupina Y.V., Legach E.I., Vagida M.S., Kazansky D.B., Bondarenko T.P., Sharova N.P. // Bioorg. Khim. 2014, V.40, №1, P.42-54[24] Yunusov M.Y., Kuhr C.S., Georges G.E., Hogan W.J., Taranova A.G., Lesnikova M., Kim Y.S., Nash R.A. // Transplantation. 2006, V.82, №5, P.629-637[25] Bozhok G.A. // Problemy endokrynnoi patolohii. 2011, №1, P.60-66[26] Marti H.P., Henschkowski J., Laux G., Vogt D., Seiler C., Opelz G., Frey F.J. // Transpl. Int. 2006, V.19, P.19-26[27] Mackie F. // Nephrology (Carlton). 2010, S1, P.S101-S105[28] // Lymphocytes: A practical approach. Ed. by G.G.B. Klaus. M.: Mir. 1990. 395 p. 1990[29] Ahmad N., Gardner C.R., Yurkow E.I., Laskin D.L. // Hepatology. 1999, V.29, №3, P.728-736[30] Crispe I. N., Giannandrea M., Klein I., John B., Sampson B., Wuensch S. // Immunol. Reviews. 2006, V.213, P.101-118[31] Bishop G.A., Wang C., Sharland A.F., McCaughan G. // Immunol. Cell Biol. 2002, V.80, №1, P.93-100[32] Fast L.D. // J. Immunol. 1996, V.157, №11, P.4805-4810[33] Stevanovic S. // Transpl. Immunol. 2002, V.10, №2-3, P.133-136[34] Jin Y., Fuller L., Ciancio G., Burke G.W. 3rd., Tzakis A.G., Ricordi C., Miller J., Esquenzal V. // Hum. Immunol. 2004, V.65, №2, P.93-103[35] Polfliet M.M., Fabriek B.O., Daniels W.P., Dijkstra C.D., van den Berg T.K. // Immunobiology. 2006, V.211, №6-8, P.419-425[36] Milner J.D., Orekov T., Ward J.M., Torres-Velez F., Junttila I., Sun G., Buller M., Morris S.C., Finkelmann F.D., Paul W.E. // Blood. 2010, V.116, №14, P.2476-2483[37] Jenkins S.J., Ruckerl D., Cook P.C., Jones L.H., Finkelman F.D., van Rooijen N., MacDonald A.S., Allen J.E. // Science. 2011, V.332, №6035, P.1284-1288[38] Knolle P.A., Limmer A. // Swiss Med. Wkly. 2003, V.133, №37-38, P.501-506[39] Limmer A., Ohl J., Wingender G., Berg M., Jungerkes F., Schumak B., Djandji D., Scholz K., Klevenz A., Hegenbarth S. // Eur. J. Immunol. 2005, V.35, №10, P.2970-2981[40] Limmer A., Ohl J., Kurts C., Ljunggrens H.G., Reiss Y., Groettrup M., Momburg F., Arnold B., Knolle P.A. // Nat. Med. 2000, V.6, №12, P.1348-1354[41] Schurich A., Berg M., Stabenow D., Bottcher J., Kern M., Schild H.J., Kurts C., Schuette V., Burgdorf S., Dieh lL., Limmer A., Knolle P.A. // J. Immunol. 2010, V.184, №8, P.4107-4114[42] Niewerth D., Kaspers G.J., Assaraf Y.G., van Meerloo J., Kirk C.J., Anderl J., Blank J.L., van de Ven P.M., Zweegman S., Jansen G. // J. Hematol. Oncol. 2014, 10.1186/1756-8722-7-7[43] Khan S., van den Broek M., Schwarz K., de Giuli R., Diener P.A., Groettrup M. // J. Immunol. 2001, V.167, P.6859-6868[44] Heink S., Ludwig D., Kloetzel P.M., Kruger E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005, V.102, P.9241-9246[45] Chen S., Kammerl I.E., Vosyka O., Baumann T., Yu Y., Wu Y., Irmler M., Overkleeft H.S., Beckers J., Eickelberg O., Meiners S., Stoeger T. // Cell Death Differ. 2016, 10.1038/cdd.2016.3[46] Tcke F., Zimmermann H.W. // J. Hepatol. 2014, V.60, №5, P.1090-1096[47] Bowen D.G., Zen M., Holz L., Davis T., McCaughan G.W., Bertolino P. // J. Clin. Invest. 2004, V.114, №5, P.701-712[48] Kuniyasu Y., Marfani S.M., Inayat I.B., Sheikh S.Z., Mehal W.Z. // Hepatology. 2004, V.39, №4, P.1017-1027[49] Huang L., Soldevila G., Leeker M., Flavell R., Crispe I.N. // Immunity. 1994, V.1, №9, P.741-749[50] Lalor P.F., Shields P., Grant A., Adams D.H. // Immunol. Cell Biol. 2002, V.80, №1, P.52-64[51] Robinson M.W., Harmon C., O’Farrelly C. // Cell Mol. Immunol. 2016, V.13, №3, P.267-276[52] Perillo N.L., Pace K.E., Seilhamer J.J., Baum L.G. // Nature 1995, V.14, №378(6558), P.736-739[53] Muschen M., Warskulat U., Peters-Regehr T., Bode J.G., Kubitz R., Haussinger D. // Gastroenterology. 1999, V.116, №3, P.666-677[54] You Q., Cheng L., Kedl R.M., Ju C. // Hepatology. 2008, V.48, №3, P.978-990[55] Wan J., Benkdane M., Teixeira-Clerc F., Bonnafous S., Louvet A., Lafdil F., Pecker F., Tran A., Gual P., Mallat A. // Hepatology. 2014, V.59, №1, P.130-142[56] Dangi A., Sumpter T.L., Kimura S., Stolz D.B., Murase N., Raimondi G., Vodovotz Y., Huang C., Thomson A.W., Gandhi C.R. // J. Immunol. 2012, V.188, №8, P.3667-3677[57] Groettrup M., Standera S., Stohwasser R., Kloetzel P.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997, V.94, P.8970-8975[58] Griffin T.A., Nandi D., Cruz M., Fehling H.J., van Kaer L., Monaco J.J., Colbert A. // J. Exp. Med. 1998, V.187, P.97-104[59] Guillaume B., Chapiro J., Stroobant V., Colau D., van Holle B., Parvizi G., Bousquet-Dubouch M.P., Theate I., Parmentier N., van den Eynde B.J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010, V.107, №43, P.18599-18604[60] Dahlmann B. // Arch. Biochem. Biophys. 2016, V.591, P.132-140[61] Unno M., Mizushima T., Morimoto Yu., Tomisugi Y., Tanaka K., Yasuoka N., Tsukihara T. // Structure. 2002, V.10, P.609-618