Изменение содержания иммунопротеасом и макрофагов в печени крыс при индукции донорспецифической толерантности
- Авторы: Карпова Я.Д.1, Устиченко В.Д.2, Алабедалькарим Н.M.2, Степанова A.A.1, Люпина Ю.В.1, Богуславский K.И.2, Божок Г.A.2, Шарова Н.П.1
-
Учреждения:
- Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
- Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины
- Выпуск: Том 9, № 3 (2017)
- Страницы: 71-80
- Раздел: Экспериментальные статьи
- Дата подачи: 17.01.2020
- Дата публикации: 15.09.2017
- URL: https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10379
- DOI: https://doi.org/10.32607/20758251-2017-9-3-71-80
- ID: 10379
Цитировать
Аннотация
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.
Ключевые слова
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ Проблема приживления органов до сих пор остает ся одной из самых актуальных в трансплантологии. Трансплантация применяется на терминальных ста диях заболевания органа, когда иные методы лече ния оказываются неэффективными. При аллогенной трансплантации активируется иммунный ответ, ко торый приводит к отторжению. Современные про токолы иммуносупрессии не всегда способны пре дотвратить отторжение, поэтому необходим поиск способов индукции толерантности к трансплантату в организме реципиента. Критическая роль печени в развитии транс плантационной толерантности известна давно. Спонтанное приживление печеночного аллотран сплантата у реципиентов, отличающихся от доноров по главному комплексу гистосовместимости (ГКГ), выявлено у аутбредных свиней [1], инбредных ли ний мышей [2] и крыс [3]. Сочетанная транспланта ция печени и других органов приводила к лучшей приживляемости, чем использование одиночных аллографтов [4-6]. Еще один ключевой фактор, участвующий в ин дукции толерантности к трансплантату, - наличие в печени иммунокомпетентных клеток донорского происхождения. Это подтверждается исследовани ями, в которых показано, что при элиминации из до норской печени «пассажирных» лейкоцитов не раз вивается толерантность к аллографту [7-9]. Метод индукции донорспецифической толе рантности (ДСТ) основан на соблюдении этих двух условий. Он реализуется путем трансфузии до норских клеток (спленоцитов, лимфоцитов, клеток костного мозга) в печень через портальную вену. Использование этого метода приводит к значитель ному увеличению срока жизни аллотрансплантатов сердца [10], почек [11], кишечника [12], кожи [13], островков поджелудочной железы [14], трахеи [15] у экспериментальных моделей. Однако молекулярно клеточные механизмы индукции и поддержания ДСТ остаются невыясненными, хотя многие исследовате ли подчеркивают значительный вклад макрофагов печени (клеток Купфера) [16, 17]. Возможными кандидатами на роль «менеджеров» иммунного ответа, способных направить его по пути принятия или отторжения аллографта, считаются множественные формы иммунопротеасом, содержа щие протеолитически активные иммунные субъеди ницы LMP2, LMP10 и/или LMP7. Иммунопротеасомы участвуют в образовании антигенных эпитопов для молекул ГКГ, регуляции экспрессии костиму ляторных молекул на антигенпредставляющих клетках (АПК) и дифференцировке субпопуляций Т-лимфоцитов [18-21]. Ранее мы обнаружили изменение соотноше ния субъединиц иммунопротеасом LMP2 и LMP7 в печени и аллографтах яичника и щитовидной железы при индукции ДСТ [22, 23]. Приживление аллографтов сопровождалось значительным уве личением количества мононуклеарных клеток в печени, экспрессирующих иммунопротеасомы с субъединицей LMP2, на 30-е сут после индукции ДСТ. Предыдущие экспериментальные и клинические исследования показали, что индукция ДСТ насту пает не во всех случаях [24, 25]. Более того, у 7-15% реципиентов развивается сенсибилизация к донор ским антигенам [26, 27]. Поскольку пока не известен конкретный механизм индукции ДСТ, заранее опре делить вектор иммунного ответа в сторону принятия трансплантата либо его отторжения не представля ется возможным. Это снижает ценность данного ме тода и ограничивает его использование в клиниче ской трансплантологии. Очевидно, что иммунологические события, про исходящие в печени реципиента сразу после введе ния донорских клеток и связанные с распознаванием и презентацией антигена, могут определять развитие толерантности. В связи с этим исследование каскада клеточно-опосредованных реакций и изменения пула протеасом на ранних сроках после введения донор ского антигена представляется актуальным для по нимания механизма индукции ДСТ. Цель нашей работы состояла в определении уров ня иммунопротеасом и количества резидентных ма крофагов в печени крыс в первые 2 недели после на чала индукции ДСТ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Реактивы В работе использованы среда ДМЕМ, коллагеназа и ДНКаза I (все Sigma, США), перколл (Pharmacia, Швеция), сапонин (Calbiochem, США), pAb кроли ка к субъединице LMP7, mAb мыши к субъединице LMP2 (все Biomol International, Великобритания), mAb мыши к макрофагам, конъюгированные с фикоэритрином (Anti-Rat Macrophage Marker, eBioscience, США), mAb мыши к β-актину (Santa Cruz Biotechnology, США), антитела к IgG кроли ка, меченные Alexa 488 (Invitrogen, США), антите ла к IgG мыши, конъюгированные с фикоэритрином (eBioscience, США). Животные Эксперименты были проведены на 5-6-месячных самках крыс линий Вистар и Август. Донорами были крысы линии Вистар, реципиентами - крысы линии Август. Все манипуляции с животными проводили в соответствии с положениями «Европейской кон венции защиты позвоночных животных, использу емых с экспериментальной и иной научной целью» (Страсбург, 1985). В экспериментах использовали следующие группы животных: группа 1 (n = 12) - интактный контроль; группа 2 (n = 48) - ложноопе рированные животные (интрапортальное введение физиологического раствора); группа 3 (n = 48) - жи вотные с индукцией ДСТ (интрапортальное введение спленоцитов); группа 4 (n = 30) - животные со «сры вом» ДСТ (внутрибрюшинная инъекция хлорида га долиния GdCl3 (1 мг/100 г массы тела) и интрапор тальное введение спленоцитов через 1 сут). Получение спленоцитов и индукция ДСТ Все процедуры проводили в стерильных услови ях. Спленоциты получали из селезенки крыс линии Вистар по стандартному протоколу [28]. От эри троцитов избавлялись путем трехкратной обработки клеточной суспензии раствором, содержащим 154 мМ хлорида аммония, 10 мМ бикарбоната на трия, 0.082 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA). Полученные клетки отмывали 2 раза сре дой ДМЕМ. Жизнеспособность спленоцитов, которую проверяли методом окрашивания трипановым синим, составляла в среднем 90%. ДСТ индуцировали путем введения в портальную вену печени 1 мл стерильно го физиологического раствора, содержащего 1 × 107 спленоцитов. Исследование печени проводили на 1, 3, 5, 7, 10, 14-е сут после индукции. Получение мононуклеарных клеток печени Печень крыс перфузировали через воротную вену бескальциевым буфером (5 мМ EDTA на 0.1 М фос фатно-солевом буфере, pH 7.4) в течение 5 мин. Затем печень выделяли и перфузировали 0.1 М фос фатно-солевым буфером, содержащим 0.4 мг/мл коллагеназы, 3.7 М CaCl2, 25 нг/мл ДНКазы I, 5 мМ MgCl2 (pH 7.4), при 37°С в течение 10 мин. После этого ткань измельчали ножницами и дополнительно ин кубировали в буфере с коллагеназой при 37°С в тече ние 30 мин, дезинтегрировали путем пипетирования, фильтровали через нейлоновое сито и центрифуги ровали при 20 g и 4°С в течение 2 мин. Отбирали су пернатант и центрифугировали его при 400 g в те чение 3 мин. Осадок клеток ресуспендировали в 30% перколле и центрифугировали при 400 g в течение 30 мин при 4°С. Отбирали клетки с границы раздела и отмывали 2 раза в 0.1 М фосфатно-солевом буфере при 4°С. Фенотипический анализ клеток методом проточной цитофлуориметрии Для идентификации субъединиц иммунопротеасом выделенные мононуклеарные клетки печени фик сировали в 4% параформальдегиде в течение 15 мин, пермеабилизировали в течение 15 мин в 1% растворе сапонина, приготовленном на 0.1 М фосфатно-соле вом буфере. Обработку pAb кролика к субъединице LMP7 и mAb мыши к субъединице LMP2 проводили в течение ночи при 4°С в пробе, содержащей 1 × 106 клеток и соответствующие антитела (разведение 1 : 600 на 0.1 М фосфатно-солевом буфере с 1% бы чьего сывороточного альбумина). После отмывки клетки инкубировали с вторичными антителами: к IgG кролика, меченными Alexa 488, или антитела ми к IgG мыши, меченными фикоэритрином, в раз ведении 1 : 500 в течение 30 мин при комнатной тем пературе. Для идентификации клеток Купфера 1 × 106 кле ток ресуспендировали в 0.25 мл фосфатно-солевого буфера, содержащего 10% фетальной телячьей сыво ротки, и инкубировали в течение 30 мин с mAb мыши Anti-Rat Macrophage Marker (разведение 1 : 50), конъюгированными с фикоэритрином. Клетки анализировали на проточном цитофлу ориметре BD FACSCalibur (BD Bioscience, США) с использованием программного обеспечения CellQuestPro. Вестерн-блотинг Относительное содержание субъединиц протеасом и β-актина определяли в осветленных гомогенатах печени с использованием mAb мыши к субъединице LMP7, субъединице LMP2 и β-актину как описано ранее [23]. Статистический анализ проводили с помощью про граммного приложения Excel и Statistica 7.0. Данные представлены в виде медианы, значимость различий между выборками оценивали с помощью непараме трического критерия Манна-Уитни с уровнем значи мости 0.05. При множественных сравнениях исполь зовали поправку Бонферрони. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Содержание иммунных субъединиц LMP2 и LMP7 протеасом в клетках печени крыс после интрапортального введения спленоцитов С помощью Вестерн-блотинга в осветленных гомоге натах печени крыс с индукцией ДСТ (группа 3) был выявлен повышенный уровень иммунных субъеди ниц протеасом на 7-е сут после начала индукции ДСТ у пяти животных из шести в сравнении с ложноопе рированным контролем (рис. 1). Очевидно, у одного животного механизмы развития ДСТ были наруше ны. У ложнооперированных животных не выявле но различий в содержании иммунных субъединиц на всех исследованных сроках после введения фи зиологического раствора. Не обнаружено также раз личий в содержании иммунных субъединиц в печени у животных 4-й группы, которым вводили хлорид гадолиния. Чтобы понять, связаны ли обнаруженные изменения в пуле иммунопротеасом с мононуклеар ными клетками печени, эти клетки изучали методом проточной цитофлуориметрии. На рис. 2А представлены гистограммы, полу ченные при анализе окрашенных антителами к им мунным субъединицам LMP2 и LMP7 мононукле арных клеток печени крыс. Выявлено изменение количества клеток, экспрессирующих субъеди ницы LMP2 и LMP7 после начала индукции ДСТ (рис. 2Б). Установлено, что уже на 1-е сут в пе чени животных обеих групп с интрапортальным введением спленоцитов (группы 3 и 4) количество LMP7-позитивных клеток увеличивается в 1.8 раза, а LMP2-позитивных - в 3 раза по сравнению с лож нооперированным контролем (группа 2). Хлорид гадолиния широко применяется в качестве специфического ингибитора антигенпредставляющей функции клеток Купфера [29]. Как показано ранее, введение этого соединения экспериментальным жи вотным за сутки до интрапортальной инфузии спле ноцитов отменяет феномен индукции ДСТ [13, 16]. Нами установлено, что у обработанных GdCl3 жи вотных (группа 4) количество клеток, содержащих субъединицы LMP2 и LMP7, не отличалось значимо на 1-е сут от количества клеток у животных группы 3 (без обработки), но повышено по сравнению с лож нооперированными (группа 2) (рис. 2Б). Учитывая богатый состав АПК печени, к которым помимо клеток Купфера и клеток эндотелия сину соидов (LSEC) относятся дендритные и звездчатые клетки [30], логично было бы заключить, что увели чение числа клеток, экспрессирующих иммунные субъединицы LMP2 и LMP7, может происходить и на фоне ингибирования функции макрофагов. Однако в этом случае количество клеток, содержа щих LMP2 и LMP7, должно различаться в группах 3 и 4: в группе 4 таких клеток должно быть мень ше, чем в группе 3. Отсутствие значимых различий свидетельствует о том, что увеличение количества клеток, экспрессирующих LMP2 и LMP7, на 1-е сут обусловлено главным образом притоком в печень до норских спленоцитов, содержащих иммунные проте асомы. Макрофаги, если они и вносят вклад в общее число обогащенных иммунопротеасомами монону клеарных клеток печени в этот период, то он минима лен и не влияет на полученный результат. На 3-и сут количество мононуклеарных клеток, содержащих иммунопротеасомы, в печени живот ных группы 3 снижалось по сравнению с первыми сутками (рис. 3). Это могло быть следствием того, что спленоциты донора покинули печень реципиента, мигрируя к регионарным лимфоузлам [31]. Возможно также, что они были элиминированы в результате активации цитотоксических CD8+ Т-лимфоцитов ре ципиента [32]. Интересен факт уменьшения количества монону клеарных клеток, содержащих иммунные протеасо мы, на 3-и сут не только в сравнении с первыми сут ками после начала индукции ДСТ, но и относительно их базального уровня у контрольных животных груп пы 1. Если учесть, что иммунопротеасомы экспрес сируются в основном в АПК и иммунокомпетентных клетках, то это косвенно указывает на уменьшение их количества в печени на 3-и сут после начала ин дукции. Это может быть связано с апоптозом акти вированных Т-лимфоцитов, наблюдаемым в печени при инициации и поддержании толерогенного стату са [31]. Однако независимо от того, какие механизмы были задействованы, количество мононуклеарных клеток, обогащенных иммунопротеасомами, в пече ни в это время минимально, что может быть своеобразным «окном возможностей» для последующего заполнения пустующей ниши клетками разных суб популяций, и в зависимости от этого развития алло специфической толерантности либо отторжения. На 7-е сут после введения спленоцитов наблюдал ся максимальный подъем содержания мононуклеар ных клеток, экспрессирующих иммунопротеасомы, в печени животных группы 3, который превышал показатели контрольной группы почти в 100 раз для LMP2 и в 200 - для LMP7 (рис. 3). Такой масси рованный ответ мог быть вызван, с одной стороны, притоком в печень иммунокомпетентных клеток в ответ на введение донорских спленоцитов, а с другой, активацией резидентного пула АПК в самой печени, которая сопровождается повышением содержания иммунных субъединиц [33, 34]. В последующие сут ки количество клеток, экспрессирующих иммунные субъединицы, постепенно снижалось. В целом, результаты, полученные методом про точной цитофлуориметрии, совпадают с данными Вестерн-блотинга, указывающими на всплеск экс прессии иммунопротеасом в печени на 7-е сут после индукции ДСТ. Кроме того, обнаружение этого эф фекта не у всех животных подтверждает предполо жение о разных возможностях заполнения ниши по сле 3 сут, что критично для развития толерантности или отторжения. У обработанных GdCl3 животных не наблюдали такого выраженного увеличения уровня клеток, обо гащенных иммунопротеасомами. Количество LMP7 позитивных клеток не отличалось от их количества у ложнооперированных животных, а число LMP2 позитивных клеток на 7-е сут превышало значения в контроле всего в 4 раза. Разница между группами 3 и 4 косвенно свидетельствует о том, что ингибиро вание клеток Купфера влияет на зависимые от им мунопротеасом процессы, происходящие на ранних этапах индукции ДСТ. Взаимосвязь между содержанием клеток Купфера и изменением экспрессии иммунопротеасом при индукции ДСТ Полученные результаты продиктовали необходи мость прямого определения содержания клеток Купфера в разные сроки после введения спленоци тов. Использовали моноклональные антитела, рас познающие ED2-подобные антигены на мембранах резидентных макрофагов крыс, в том числе клеток Купфера [35]. Профиль динамики ED2-позитивных клеток тоже имел два максимума (рис. 4), причем первый пик выявлялся на двое, а второй - на трое суток позже по сравнению с пиками содержания суммарного пула мононуклеарных клеток, экспрессирующих имму нопротеасомы (рис. 3 и 4). Такой сдвиг можно объяс нить тем, что сначала АПК презентируют с участи ем иммунопротеасом чужеродный аллоантиген. Этот процесс сопровождается выбросом медиаторов им мунного ответа, которые служат сигналом для про лиферации клеток Купфера [36, 37]. У животных группы 4 всплесков количества ма крофагов в печени не наблюдалось, вероятно, в связи с тем, что этап презентации антигена на фоне введе ния GdCl3 отсутствовал или был дефектным. Полученные результаты дают основание утверж дать, что индукция портальной толерантности - это активный процесс, затрагивающий несколько субпо пуляций АПК печени и вовлекающий перестройки внутриклеточного протеасомного пула в механиз мы процессинга и презентации антигенов. При этом на ранних стадиях развития ДСТ наблюдаются две «волны»: первая (1-3 сут) связана с притоком до норских клеток иммунной системы в печень, вторая (7-10 сут) - с активацией ответа в печени реципиен та, в котором задействованы и клетки Купфера. Изменяется ли профиль экспрессии индуцибель ных субъединиц LMP2 и LMP7 в клетках Купфера после интрапортального введения аллоантигена? Для ответа на этот вопрос были изучены изме нения, происходящие в протеасомном пуле ED2 позитивных клеток в печени животных с индукцией ДСТ (группа 3) в разные сроки после введения до норских спленоцитов (рис. 5). Во-первых, выявлены два пика повышения количества субъединиц LMP2 и LMP7 - на 1-е и 7-е сут. Во-вторых, обнаруже но, что соотношение экспрессии субъединиц LMP2 и LMP7 в ED2-позитивных клетках меняется в за висимости от времени после индукции ДСТ. В пер вые 5 сут количество LMP2 возрастает более замет но, чем LMP7, на 7-е сут - уровень обеих иммунных субъединиц одинаково высок. Во временных изменениях количества ED2 позитивных клеток и иммунопротеасом можно вы делить две фазы. В первой фазе количество LMP2 и LMP7 увеличивается на 1-е сут так же, как и в об щем пуле мононуклеарных клеток, а количество ED2-позитивных клеток возрастает на 3-и сут (рис. 3-5). Во второй фазе все происходит в той же последовательности: на 7-е сут приходится пик экс прессии иммунных субъединиц протеасом в ED2 позитивных клетках так же, как и в общем пуле мононуклеарных клеток, после этого на 10-е сут уве личивается количество ED2-позитивных клеток. По-видимому, существуют различия в механиз мах увеличения экспрессии иммунных субъединиц протеасом в общем пуле мононуклеарных клеток в первой и второй фазах. Первый пик экспрессии субъединиц LMP2 и LMP7 отражает, в основном, приток спленоцитов донора, обогащенных иммуно протеасомами. В то же время второй пик в большей или меньшей мере может быть связан с синтезом de novo субъединиц LMP2 и LMP7 в мононуклеарных клетках печени реципиента, в том числе в клетках Купфера. Этот синтез индуцируется в первой фазе в результате встречи спленоцитов с АПК печени. Как известно, LSEC способны к кросс-презентации чужеродного антигена непосредственно CD8+ Т-лимфоцитам [38], причем для этого требуется незначительное количество стимулирующего био материала (< 1 нМ). Этот процесс осуществляется в течение нескольких часов [39] и сопровождается высвобождением цитокинов [40, 41], которые являют ся сигналом для повышения уровня индуцибельных субъединиц LMP7 и LMP2 [21, 42]. В пользу предпо ложения о синтезе de novo иммунных субъединиц протеасом во второй фазе свидетельствует и тот факт, что их экспрессия под действием цитокинов достигает максимума только через 5-7 дней [43, 44]. Первый пик повышения уровня иммунных субъеди ниц в клетках Купфера может отражать начальный этап их синтеза de novo. Соотношение иммунных субъединиц протеасом влияет на активацию макрофагов и поляризацию их в ED1- или ED2-фенотип [45]. Следовательно, из менение уровня субъединиц LMP2 и LMP7 в субпо пуляции клеток может быть связано с активацией макрофагов типа 2. Это, в свою очередь, объясняет преобладание в печени процессов, препятствующих развитию отторжения, так как ED2-макрофаги от носятся к антивоспалительному функциональному фенотипу, для которого характерна секреция цито кинов IL-10, IL-4,TGF-β [46]. Установленная нами динамика экспрессии им мунопротеасом мононуклеаров печени отражает изменения в реактивности их субпопуляций в от вет на введение чужеродных антигенов. Ранее были получены данные о появлении максимумов активи рованных клеток в печени после введения пептид ного антигена или адоптивного переноса лимфоци тов. Например, после адоптивного переноса CD8+ Т-лимфоцитов в печени реципиента наблюдали про лиферацию донорских клеток на 2.5 и 6-е сут [47]. Обнаружено также 8-кратное увеличение субпопу ляции CD8+ Т-лимфоцитов на 2-е сут после их ин трапортального введения и постепенное уменьше ние к 4 сут [48]. Стимуляция антигенным пептидом SEFLLEKRI приводила к 100-кратному приросту количества мононуклеарных клеток в печени, на чиная с 2 сут, тогда как к 6 сут реакция угасала [49]. Интересно, что пик пролиферации лимфоцитов наблюдался на 4-е сут, а динамика остальных субпопу ляций носила двухфазный характер с максимумами на 1-е и 4-е сут. Таким образом, двухфазный характер реактив ности иммунитета печени в ответ на интрапорталь ное введение донорского антигена имеет под собой строгую иммунологическую основу (рис. 6). В первой фазе LSEC и клетки Купфера встречаются с донор скими клетками, которые, благодаря специфической способности печени к удерживанию активированных CD8+ Т-лимфоцитов [48], пребывают там достаточ ное время, необходимое для презентации антигена. После процессинга и презентации антигена, в ко торых участвуют иммунопротеасомы, запускается пролиферация донорских лейкоцитов и резидентных иммунокомпетентных клеток печени. Презентация антигена и активация лимфоцитов сопровождается выбросом цитокинов, которые играют ведущую роль в привлечении макрофагов и лимфоцитов реципиен та в печень [50, 51]. Вследствие этого при индукции ДСТ появляется второй пик в динамике пула имму нопротеасом печени. Взаимодействие активированных CD8+ Т-лимфоцитов с клетками Купфера приводит к их апоптозу за счет отсутствия адекватной провоспалительной стимуляции [48]. Кроме прямого взаимодействия, клетки Купфера вырабатывают ряд проапоптотиче ских веществ, таких, как TNF-α, CD95-лиганд, галек тин-1, индоламин-диоксигеназа [52, 53]. В результате сокращения количества лимфоцитов в конце первой фазы индукции ДСТ уменьшается пул иммунопроте асом в печени. Дополнительное уменьшение количе ства иммунопротеасом в этот период может происхо дить за счет миграции донорских клеток в кровоток реципиента. Способность иммунокомпетентных субпопуляций клеток печени к первичной презентации антигена [51], в результате которой аллореактивные CD8+ Т-лимфоциты элиминируются посредством апопто за, не получив положенную костимуляцию [48], дает возможность избежать развития иммунного ответа в первые сутки (1-3) после введения донорских кле ток. Вторая фаза связана с клональной экспансией и притоком в печень активированных Т-лимфоцитов и макрофагов реципиента. Фенотипический про филь клеток, заполняющих иммунологическую нишу печени в этой фазе, вероятно, определяет развитие либо толерантности, либо отторжения. Активация защитных механизмов иммунитета печени, направленных на устранение/уменьшение воспаления, может сместить баланс в сторону толе рантности. Эти механизмы включают апоптоз акти вированных Т-лимфоцитов реципиента [31], ED1 поляризованных макрофагов и активированных Т-клеток в присутствии макрофагов ED2-фенотипа в печени [54, 55] и экспансию Treg-клеток [56] в ответ на презентацию антигена в печени. Репертуар иммунных субъединиц влияет на ие рархию презентируемых антигенных эпитопов АПК. Описаны, по крайней мере, четыре формы иммун ных протеасом. Одна форма содержит все три про теолитические иммунные субъединицы - LMP7, LMP2 и LMP10. Две формы содержат по две им мунные субъединицы и одну протеолитическую конститутивную субъединицу: β5-LMP2-LMP10 и LMP7-LMP2-β2. Одна форма содержит иммунную субъединицу LMP7 и две конститутивные субъеди ницы β1 и β2 [57-60]. В зависимости от сочетания протеолитически активных субъединиц меняют ся конформация субстратсвязывающих карманов [61], предпочтительные сайты гидролиза белков и, следовательно, набор продуцируемых антигенных эпитопов. Поэтому изменение баланса иммунных субъединиц в резидентных и транзиторных субпо пуляциях клеток иммунной системы играет важную роль в том, каким образом будет представлен чуже родный антиген, вызовет он отторжение или будет «принят за своего». ЗАКЛЮЧЕНИЕ В представленной работе впервые изучены измене ния, происходящие в пуле иммунопротеасом моно нуклеарных клеток печени при индукции аллоспеци фической портальной толерантности. На основании полученных данных можно заключить, что индукция ДСТ - это активный процесс, имеющий две фазы, в ходе которых изменяется соотношение иммунных субъединиц LMP2 и LMP7 протеасом и количество АПК печени, в том числе клеток Купфера. Очевидно, баланс этих показателей важен для развития толе рантности к трансплантируемым тканям. Третьи сут ки после начала индукции ДСТ являются ключевой точкой, в которой образуется своеобразное «окно воз можностей» для последующего заполнения пустую щей ниши клетками разных субпопуляций, и в за висимости от этого развития толерантности либо отторжения. Полученные результаты ставят новые задачи поиска способов воздействия на клеточный состав печени и экспрессию иммунных протеасом на 3-и сут после начала индукции ДСТ для блокиро вания развития отторжения.
Об авторах
Я. Д. Карпова
Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: yasiiik@gmail.com
Россия
В. Д. Устиченко
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины
Email: yasiiik@gmail.com
Украина
Н. M. Алабедалькарим
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины
Email: yasiiik@gmail.com
Украина
A. A. Степанова
Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Email: yasiiik@gmail.com
Россия
Ю. В. Люпина
Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Email: yasiiik@gmail.com
Россия
K. И. Богуславский
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины
Email: yasiiik@gmail.com
Украина
Г. A. Божок
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины
Email: yasiiik@gmail.com
Украина
Н. П. Шарова
Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Email: yasiiik@gmail.com
Россия
Список литературы
- 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
- Qian S., Demetris A., Murase N., Rao A.S., Fung J.J., Starzi T.E. // Hepatology 1994, V.19, P.916-924
- Zimmermann F.A., Davies H.S., Knoll P.P. // Transplantation. 1984, V.37, P.406-410
- Kamada N., Wight D.G.D. // Transplantation. 1984, V.38, №3, P.217-221
- Cunningham E.C., Sharland A.F., Bishop G.A. // Clin. Dev. Immunol. 2013, 2013:419692
- 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
- Sun J., McCaughan G.W., Gallagher N.D., Scheil A.G., Bishop G.A. // Transplantation. 1995, V.60, P.233-236
- 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
- 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
- Kenick S., Lowry R.P., Forbes R.D.S., Lisbona R. // Transplant. Proc. 1987, V.19, P.478-479
- Oko A., Idasiak-Piechocka I., Pawlaczyk K., Wruk M., Pawlaczyk E., Czekalski S. // Ann. Transplant. 2002, V.7, №2, P.51-53
- 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
- Diaz-Peromingo J.A., Gonzalez-Quintela A. // Eur. Surg. Res. 2005, V.37, P.45-49
- Ikebukuro K., Adachi Y., Yamada Y., Fujimoto S., Seino Y., Oyaizu H., Hioki K., Ikehara S. // Transplantation. 2002, V.73, P.512-518
- 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
- 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
- Watanabe T., Kudo M., Chiba T., Wakatsuki Y. // Hepatol. Res. 2008, V.38, P.441-449
- Gaczynska M., Rock K.L., Goldberg A.L. // Enzyme Protein. 1993, V.47, №4-6, P.354-369
- Cong Y., Konrad A., Iqbal N., Hatton R.D., Weaver C.T., Elson C.O. // J. Immunol. 2005, V.174, №5, P.2787-2795
- Trombetta E.S., Mellman I. // Annu. Rev. Immunol. 2005, V.23, P.975-1028
- Basler M., Kirk C.J., Groettrup M. // Curr. Opin. Immunol. 2013, V.25, №1, P.74-80
- 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
- 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
- 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
- Bozhok G.A. // Problemy endokrynnoi patolohii. 2011, №1, P.60-66
- Marti H.P., Henschkowski J., Laux G., Vogt D., Seiler C., Opelz G., Frey F.J. // Transpl. Int. 2006, V.19, P.19-26
- Mackie F. // Nephrology (Carlton). 2010, S1, P.S101-S105
- // Lymphocytes: A practical approach. Ed. by G.G.B. Klaus. M.: Mir. 1990. 395 p. 1990
- Ahmad N., Gardner C.R., Yurkow E.I., Laskin D.L. // Hepatology. 1999, V.29, №3, P.728-736
- Crispe I. N., Giannandrea M., Klein I., John B., Sampson B., Wuensch S. // Immunol. Reviews. 2006, V.213, P.101-118
- Bishop G.A., Wang C., Sharland A.F., McCaughan G. // Immunol. Cell Biol. 2002, V.80, №1, P.93-100
- Fast L.D. // J. Immunol. 1996, V.157, №11, P.4805-4810
- Stevanovic S. // Transpl. Immunol. 2002, V.10, №2-3, P.133-136
- 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
- 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
- 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
- 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
- Knolle P.A., Limmer A. // Swiss Med. Wkly. 2003, V.133, №37-38, P.501-506
- 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
- 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
- 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
- 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
- Khan S., van den Broek M., Schwarz K., de Giuli R., Diener P.A., Groettrup M. // J. Immunol. 2001, V.167, P.6859-6868
- Heink S., Ludwig D., Kloetzel P.M., Kruger E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005, V.102, P.9241-9246
- 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
- Tcke F., Zimmermann H.W. // J. Hepatol. 2014, V.60, №5, P.1090-1096
- Bowen D.G., Zen M., Holz L., Davis T., McCaughan G.W., Bertolino P. // J. Clin. Invest. 2004, V.114, №5, P.701-712
- Kuniyasu Y., Marfani S.M., Inayat I.B., Sheikh S.Z., Mehal W.Z. // Hepatology. 2004, V.39, №4, P.1017-1027
- Huang L., Soldevila G., Leeker M., Flavell R., Crispe I.N. // Immunity. 1994, V.1, №9, P.741-749
- Lalor P.F., Shields P., Grant A., Adams D.H. // Immunol. Cell Biol. 2002, V.80, №1, P.52-64
- Robinson M.W., Harmon C., O’Farrelly C. // Cell Mol. Immunol. 2016, V.13, №3, P.267-276
- Perillo N.L., Pace K.E., Seilhamer J.J., Baum L.G. // Nature 1995, V.14, №378(6558), P.736-739
- Muschen M., Warskulat U., Peters-Regehr T., Bode J.G., Kubitz R., Haussinger D. // Gastroenterology. 1999, V.116, №3, P.666-677
- You Q., Cheng L., Kedl R.M., Ju C. // Hepatology. 2008, V.48, №3, P.978-990
- 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
- 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
- Groettrup M., Standera S., Stohwasser R., Kloetzel P.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997, V.94, P.8970-8975
- 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
- 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
- Dahlmann B. // Arch. Biochem. Biophys. 2016, V.591, P.132-140
- Unno M., Mizushima T., Morimoto Yu., Tomisugi Y., Tanaka K., Yasuoka N., Tsukihara T. // Structure. 2002, V.10, P.609-618