Галектин-9/Tim-3-зависимый механизм регуляции функциональной активности натуральных киллеров при беременности

Галектинами называют семейство β-галактозид-связывающих низкомолекулярных белков (лектинов), гомологичных по аминокислотной последовательности углевод-связывающего сайта и распознающих остатки β-галактозы [Рапопорт, Курмышкина, Бовин, 2008; Рапопорт, Бовин, 2015]. В настоящее время у млекопитающих идентифицировано 16 представителей семейства галектинов, которые отличаются друг от друга строением и углеводной специфичностью [там же]. Галектины продуцируются разными типами клеток (эпителиальными, фибробластами, эндотелиальными, дендритными клетками, макрофагами, активированными Т- и В-лимфоцитами, костномозговыми стромальными клетками, натуральными киллерами (NK-клетки), регуляторными Т-лимфоцитами (Treg) и присутствуют во многих тканях и органах: плаценте, легких, печени, костном мозге, селезенке, сердце, лимфатических узлах, предстательной железе и др. [Рапопорт, Бовин, 2015; Iwasaki-Hozumi et al., 2021; Boron et al., 2022; Fuselier et al., 2023]. Галектины синтезируются и локализуются в цитоплазме клетки и в незначительных количествах присутствуют в ядре, а также при активации клетки секретируются в межклеточное пространство [Рапопорт, Курмышкина, Бовин, 2008; Рапопорт, Бовин, 2015]. Секреция галектинов осуществляется, главным образом, в ответ на провоспалительные стимулы при помощи микровезикул, которые образуются выпячиванием мембраны, минуя эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи [там же]. Галектины оказывают как дистантные эффекты, так и способны связываться с компонентами гликокаликса клеток-продуцентов [там же]. Лигандами для галектинов являются углеводные цепи гликолипидов и гликопротеинов в составе различных клеток организма [там же]. Причем галектины могут вступать во взаимодействие как с гликанами разных клеток, обеспечивая межклеточные коммуникации, так и сшивать углеводные структуры на поверхности одной клетки [Рапопорт, Курмышкина, Бовин, 2008; Рапопорт, Бовин, 2015]. Внутри клетки галектины принимают участие в сигнальной трансдукции, взаимодействуя с другими белками цитоплазмы и ядра. Есть данные о том, что галектины участвуют в сплайсинге матричных РНК. Описаны специфические мембранные и внутриклеточные рецепторы для галектинов [там же].

Галектины играют важную роль в регуляции большинства клеточных процессов, таких как дифференцировка клеток, адгезия, межклеточные коммуникации, реализация эффекторных функций, индукция апоптоза, отторжение трансплантата [Iwasaki-Hozumi et al., 2021]. Концентрация галектинов повышается при воспалительных процессах [Iwasaki-Hozumi et al., 2021; Boron et al., 2022; Fuselier et al., 2023]. Избыточная экспрессия галектинов характерна для опухолевых клеток различного происхождения, что свидетельствует об их важной роли в прогрессии опухолевого роста в результате иммуносупрессии [Fuselier et al., 2023]. Некоторые галектины участвуют в адгезии вирусов к поверхности клеток-мишеней [Elahi et al., 2012].

Эффекты галектинов, главным образом, имеют противовоспалительный характер и направлены на ограничение избыточной активации клеток при воспалительных реакциях, защиту клеток от повреждений и индукции аутоиммунных процессов [Sanchez-Fueyo et al., 2003; Zhu et al., 2005]. Однако разные галектины в зависимости от типа клеток и используемых рецепторов оказывают разнонаправленные эффекты на их функциональную активность. Так, взаимодействие галектина-9 с дендритными клетками, макрофагами, Тreg стимулирует их активность, тогда как его связывание c рецепторами на T-лимфоцитах хелперах (Тh1) вызывает их апоптоз [Sanchez-Fueyo et al., 2003; Zhu et al., 2005; Nagahara et al., 2008; Ocana-Guzman, Torre-Bouscoulet, Sada-Ovalle, 2016]. Все вышесказанное свидетельствует о высокой актуальности изучения регуляторных эффектов разных типов галектинов.

Установлено, что галектин-9, действуя через Tim-3-рецепторы (Т-клеточный иммуноглобулиновый и муциновый домен, содержащий белок 3), препятствует отторжению аллогенного кожного лоскута и ускоряет его приживление [Wang et al., 2008]. Беременность также является феноменом полуаллогенной трансплантации, поскольку плод экспрессирует антигены отца. Ключевыми эффекторами формирования периферической иммунной толерантности при беременности являются натуральные киллеры (NK-клетки), которые в большом количестве экспрессируют Tim-3 [Sun et al., 2016; Li et al., 2017]. Логично полагать, что галектин-9-Tim-3-сигналинг при беременности играет значимую роль в модуляции функций NK-клеток и сохранении беременности. Поэтому целью данного обзора является систематизация знаний о роли галектина-9 в Tim-3-опосредованном контроле функций NK-клеток в аспекте беременности. Понимание механизмов регуляции функциональной активности NK-клеток при беременности необходимо для прогнозирования и предотвращения патологий беременности иммунного генеза (бесплодие, задержку внутриутробного роста, повторные выкидыши и др.), а также для повышения эффективности NK-клеточной терапии.

Галектин-9

Галектин-9 относят к тандемному типу галектинов, для которых характерно наличие двух углевод-связывающих доменов, распознающих разные углеводные лиганды [Рапопорт, Курмышкина, Бовин, 2008; Рапопорт, Бовин, 2015]. Галектин-9 впервые был идентифицирован как хемоаттрактант для эозинофилов [Asakura et al., 2002]. Он продуцируется разными типами клеток: эозинофилами, эндотелиальными клетками, CD4+ и CD8+Т-лимфоцитами, дендритными клетками, макрофагами, лимфоидными клетками, клетками Купфера, эпителиальными клетками кишечника, клетками трофобласта и плаценты [Enninga et al., 2018; Iwasaki-Hozumi et al., 2021]. Продукция галектина-9 усиливается при воспалении, онкологических и аутоиммунных заболеваниях [Chen et al., 2023]. Интерферон-гамма (INF-гамма) повышает экспрессию галектина-9 в эндотелиальных клетках и фибробластах, что объясняет механизм обратной связи в негативной регуляции Th1-воспалительного ответа [Imaizumi et al., 2002; Asakura et al., 2002].

Во время беременности клетки трофобласта активно продуцируют галектин-9, и его концентрация значительно нарастает в периферической крови уже с первых недель беременности и остается повышенной до родов [Meggyes et al. 2014; Enninga et al., 2018; Boron et al., 2022; Pełech et al., 2023]. Так в работе E.A.L. Enninga с соавторами показано, что уже на 8 неделе беременности уровень галектина-9 в периферической крови в три раза выше, чем у небеременных (8 неделя беременности – 1 976 пг/мл; у небеременных – 773 пг/мл), и такой уровень сохраняется до родов [Enninga et al., 2018]. При этом беременные женщины, вынашивающие мужской плод, имеют более высокие концентрации галектина-9 в периферической крови по сравнению с женщинами, которые вынашивают женский плод (2 263 пг/мл и 1 874 пг/мл, соответственно) [там же]. Данный факт дополняет наши представления о возможных причинах предрасположенности к развитию разных осложнений беременности у женщин, которые вынашивают женский и мужской плод. Другими исследователями было показано, что уровень галектина-9 нарастает в периферической крови пропорционально сроку беременности [Meggyes et al., 2014].

В исследовании D.G. Boron с соавторами также выявлялись более высокие значения концентрации галектина-9 в периферической крови (14 760 пг/мл) перед родами (30 неделя беременности) по сравнению с ранее описанными исследованиями [Boron et al., 2022]. В работе A. Pełech с соавторами показано, что концентрация галектина-9 в периферической крови (7 800 пг/мл) перед родами (39 неделя беременности) позитивно коррелирует с индексом массы тела и количеством жировой ткани, однако взаимосвязи с полом плода данные авторы не выявили [Pełech et al., 2023]. По-видимому, различия в определении концентрации галектина-9 в работах разных авторов в определенные сроки беременности обусловлены индивидуальными особенностями обследуемых, определением срока беременности и методами анализа, что требует проведения дальнейших исследований. Следует отметить, что иммуномодулирующая активность галектина-9 напрямую зависит от концентрации этого лектина. Так, в концентрациях, значительно превышающих его уровень при беременности, галектин-9 стимулирует синтез провоспалительного цитокина INF-гамма NK-клетками, тогда как в концентрациях, характерных для беременности, оказывает обратный эффект [Gleason et al., 2012]. У женщин со спонтанными абортами и другими патологиями беременности продукция галектина-9 клетками трофобласта и его уровень в периферической крови значительно снижается [Wu et al, 2015; Boron et al., 2022].

В целом, можно заключить, что галектин-9 играет важную роль в регуляции иммунореактивности организма при различных состояниях.

Структура рецептора Tim-3, механизмы сигнальной трансдукции

Основным лигандом для галектина-9 на NK-клетках является молекула Tim-3, которая экспрессируется на большинстве клеток иммунной системы: NK-клетках, CD4+ и CD8+Т-лимфоцитах, В-лимфоцитах, Treg, натуральных Т-клетках с функциями NK(NKT), моноцитах, макрофагах, тучных и дендритных клетках [Ndhlovu et al., 2012; Sun et al., 2016; Li et al., 2016].

NK-клетки конститутивно экспрессируют молекулы Tim-3, которые рассматривают как маркер их активации и созревания [Ndhlovu et al., 2012; Gleason et al., 2012; So et al., 2019], причем среди лимфоцитов NK-клетки имеют наибольшую экспрессию Tim-3 [Gleason et al., 2012; Ndhlovu et al., 2012]. У здоровых людей цитотоксические CD56dimCD16+NK-клетки как более зрелые демонстрируют повышенную экспрессию Tim-3 по сравнению с менее зрелыми регуляторными CD56brightCD16-NK-клетками [Ndhlovu et al., 2012]. В работе Ndhlovu с соавторами убедительно показано, что повышение экспрессии Tim-3 под влиянием IL-15 коррелирует с созреванием и трансформацией CD56brightCD16-NK в CD56dimCD16+NK [там же].

В отличие от Т-лимфоцитов, Tim-3-позитивные NK-клетки не являются истощенными или анергичными, а проявляют высокую функциональную активность в ответ на активирующие стимулы [там же]. Так, стимуляция NK-клеток цитокинами и их комбинациями (IL-12, IL-18, IL-12+IL-18, IL-15, IL-15+IL-12, IL-2) за исключением INF-гамма, связывание CD16 c Fc-фрагментами иммуноглобулинов, повышает экспрессию Tim-3 на обеих субпопуляциях NK-клеток [там же], что коррелирует с увеличением экспрессии транскрипционного фактора T-bet, который отвечает за дифференцировку наивных Т-лимфоцитов в Т-хелперы 1-го типа (T-box expressed in T-cells) [Gleason et al., 2012; So et al., 2019].

Tim-3 относится к гликопротеиновым рецепторам и имеет мембранную и растворимую форму [Chen et al., 2023]. Молекула Tim-3 включает экстрацеллюлярный, трансмембранный и интрацеллюлярный участки [там же]. Экстрацеллюлярный N–терминальный участок состоит из вариабельного иммуноглобулинового и гликозилированного муцинового доменов [там же]. Муциновый участок обогащен серином и треонином [там же]. Цитоплазматический С–терминальный домен содержит остатки тирозина, фосфорилирование которых играет критическую роль во внутриклеточной трансдукции сигнала [там же].

Галектин-9 взаимодействует с вариабельным иммуноглобулиновым доменом Tim-3 [там же]. Следует отметить, что сигналинг с Tim-3 изучен, главным образом, на Т-лимфоцитах. В состоянии покоя интрацеллюлярный домен рецептора Tim-3 связан с протеином Bat3 (human leukocyte antigen B-associated transcript 3) [там же]. После взаимодействия Tim-3 с галектином-9 тирозиновая протеинкиназа ITK (interleukin-2-inducible T-cell kinase) запускает фосфорилирование остатков тирозина, что приводит к диссоциации Bat3 от интрацеллюлярного домена и запускает инфлюкс кальция в клетку, вызывая апоптоз Th1-лимфоцитов [Ocana-Guzman, Torre-Bouscoulet, Sada-Ovalle, 2016]. Лишь в единичных работах показано, что в NK-клетках трансдукция сигнала с Tim-3 активирует MAPK (mitogen-activated protein kinase) и ERK (extracellular signal-regulated kinase) -сигнальные пути и вызывает деградацию IkBa – ингибитора для транскрипционного фактора NF-kB [Gleason et al., 2012]. Другими авторами показано, что регуляторные эффекты галектин-9-Tim-3-сигналинга на NK-клетках зависят от JNK- и AKT-сигнальных путей и могут быть реализованы путем регуляции активности транскрипционных факторов Id2, Blimp-1, Gata-3 и Eomes [Li et al., 2017].

В большинстве работ убедительно показано, что взаимодействие галектина-9 с Tim-3 на NK-клетках угнетает их цитотоксичность, ограничивает продукцию провоспалительных цитокинов INF-гамма, фактора некроза опухоли-альфа (TNF-альфа), синтез и секрецию перфорина и гранзима [Sun et al., 2016; Li et al., 2016, 2017]. В экспериментах по изучению фибросаркомы у мышей показано, что в присутствии галектин-9–экспрессирующих дендритных клеток NK-клетки проявляют повышенную цитотоксическую активность к опухолевым клеткам, оцениваемую по продукции INF-гамма, перфорина и гранзима [Nagahara et al., 2008]. Ранее были описаны примеры зависимости направленности иммунорегуляторных эффектов от концентрации галектина-9 [Gleason et al., 2012]. Таким образом, плейотропность регуляторных эффектов при активации галектин-9/Tim-3-сигнального пути объясняется многообразием вовлекаемых каскадов вторичных мессенджеров в разных типах клеток, а также условиями активации и факторами микроокружения.

В циркуляции присутствует также растворимая форма (s)Tim-3 [Grossman et al., 2021]. Предполагается, что это продукт деградации мембранной формы рецептора под действие металлопротеиназ [там же]. sTim-3 конкурирует с мембранным рецептором за связывание с галектином-9 [там же]. sTim-3 участвует в регуляции цитотоксичности CD8⁺Т-лимфоцитов и NK-клеток [Lu et al., 2021]. Уровень sTim-3 повышается при беременности по сравнению с небеременными [Wu et al., 2015; Grossman et al., 2021], что ассоциируется с повышенной экспрессией провоспалительных цитокинов (IFN-гамма и TNF-альфа) и снижением продукции IL-4 и IL-10 [Tang , Rangachari , Kuchroo, 2019]. Таким образом, предполагают, что sTim-3 участвует в поддержании баланса между про- и противовоспалительными иммунными реакциями у беременных женщин.

Tim-3 также является рецептором для фосфатидилсерина, который также связывается с его иммуноглобулиновым доменом [Chen et al., 2023]. Известно, что этот сигнальный путь участвует в регуляции фагоцитарной активности моноцитов, макрофагов, дендритных клеток при клиренсе апоптотирующих клеток [Ocana-Guzman, Torre-Bouscoulet, Sada-Ovalle, 2016; Chen et al., 2023]. Известны и другие лигадны для Tim-3 [Zhu et al., 2005; Wu et al., 2015].

Дизрегуляция экспрессии Tim-3 ассоциируется с развитием аутоиммунных, инфекционных, аллергических, онкологических заболеваний, отторжением трансплантатов [Wang et al., 2008; Han et al., 2013]. При различных типах солидных опухолей экспрессия Tim-3 в опухоль-инфильтрирующих лимфоцитах сопряжена с плохим прогнозом и низкой выживаемостью. При аутоиммунных патологиях экспрессия Tim-3 является маркером тяжести заболевания и эффективности проводимой терапии [Chen et al., 2023].

Галектин-9 также может взаимодействовать с другими мембранными рецепторами (CD137, CD44, PD-1 (programmed cell death protein 1)), некоторыми молекулами адгезии и внутриклеточными молекулами [Chen et al., 2023]. Показано, что взаимодействие галектина-9 с PD-1-рецептором, также, как и с β 3-интегрином (CD61) на CD4-лимфоцитах, способствует проникновению ВИЧ в клетки [Elahi et al., 2012], тогда как галектин-9/Tim-3-сигналинг уменьшает чувствительность CD4-лимфоцитов к проникновению ВИЧ, поскольку угнетает экспрессию корецепторов CXCR4, CCR-5, необходимых для проникновения вируса в клетку и репликацию его в клетке [там же].

В целом можно заключить, что галектин-9-Tim-3-сигнальный путь является важнейшим регуляторным механизмом для большинства клеток иммунной системы. На сегодняшний день молекула Tim-3 рассматривается как одна из перспективных мишеней в иммунотерапии, о чем свидетельствует увеличение количества клинических исследований с применением ингибиторов Tim-3 при различных патологиях.

Галектин-9/Tim-3-опосредованная регуляция функций NK-клеток в аспекте беременности

NK-клетки относятся к лимфоидным клеткам врожденного иммунитета. Популяция NK-клеток периферической крови гетерогенна. Большая часть NK-клеток периферической крови обладает выраженной цитотоксической активностью и имеет фенотип CD16+CD56dimNK (до 90%). Регуляторные CD16-CD56brightNK составляют менее 10% от общего числа NK-клетки. В исследованиях последних лет описывают также минорную субпопуляцию цитотоксических NK-клеток с фенотипом CD16+CD56-NK, которые характеризуются как истощенные [Cocker et al., 2022, Orlova et al., 2023a]. NK-клетки периферической крови распознают вирусинфицированные, опухолевые, поврежденные клетки собственного организма, чужеродные клетки и лизируют их путем контактного взаимодействия (Fas-Fas-L, PD-PD-L) и индукции апоптоза, секретируя гранулы, содержащие литические продукты (перфорин, гранзимы) [Erlebacher et al., 2013].

В процессе беременности плацента продуцирует большое количество гормонов и других биологически активных соединений, что приводит к изменению гормонального фона, метаболизма, иммунореактивности организма матери, необходимых для успешного протекания беременности и родов. При этом количество NK-клеток периферической крови существенно не меняется [Li et al., 2017; Orlova et al., 2023a], но уровень цитотоксических NK-клеток и их функциональная активность снижаются, а число регуляторных NK-клеток, напротив, увеличивается [там же]. По результатам мета-анализа имеющихся в литературе данных женщины с высоким риском спонтанных абортов и бесплодием характеризуются увеличением количества NK-клеток в периферической крови и избыточной продукцией провоспалительных цитокинов (IFN-гамма, TNF-альфа) [Miko et al., 2013; Li et al., 2016], тогда как уровень регуляторных NK-клеток является маркером благополучного исхода беременности [Li et al., 2016; Dixit, Karande, 2020].

Регуляторные NK-клетки периферической крови на ранних сроках беременности мигрируют в зону фетоплацентарного контакта, где трансформируются в децидуальные, которые являются основными эффекторами формирования неспецифической иммунной толерантности на границе раздела мать-плод, а также выполняют фетотрофическую функцию [Koopman et al., 2003; Cerdeira et al., 2013; Fu et al., 2017; Song Yan, 2022]. Они обнаруживаются в непосредственной близости к спиральным артериям плаценты, и, продуцируя факторы роста сосудов (vascular endothelial growth factor (VEGF), инсулиноподобного фактора роста (insulin-like growth factor-binding protein 1, IGFBP-1), плацентарного фактора роста (placental growth factor, PLGF), плейотропина, моделируют рост спиральных артерий и инвазию [там же]. Децидуальные NK-клетки путем контактного взаимодействия и секреции толерогенных цитокинов (TGF-бета1, IL-10) индуцируют формирование адаптивных (индуцибельных) iTreg из наивных CD4+T-лимфоцитов, препятствуя образованию регуляторных Т-лимфоцитов, продуцирующих IL-17 (Th17), которые активируют провоспалительные клеточно-опосредованные реакции [Fu et al., 2017]. Treg также подавляют цитотоксические реакции против трофобласта в зоне фетоплацентарного контакта [Koopman et al., 2003; Cerdeira et al., 2013; Fu et al., 2017; Song Yan et al., 2022]. Хотя в случае инфекции децидуальные CD56brightNK сохраняют способность развивать цитотоксический ответ против патогенов и выполнять защитную функцию [Crespo et al., 2020]. Провоспалительные цитокины IFN-gamma и TNF-alpha, которые продуцируются децидуальными NK-клетками при физиологически протекающей беременности, также участвуют в ангиогенезе [Erlebacher et al., 2013]. Однако при спонтанных абортах доля децидуальных NK-клеток, продуцирующих IFN-гамма и TNF-альфа, увеличивается, что свидетельствует о важной роли этих клеток в регуляции иммунореактивности. Поэтому изучение принципов регуляции функциональной активности NK-клеток значимо для понимания механизмов формирования иммунной толерантности, реализуемых организмом как для сохранения беременности, так и при развитии онкологических процессов, трансплантации тканей.

При беременности Tim-3 экспрессируется на всех субпопуляциях NK-клеток периферической крови: регуляторных CD16-CD56brightNK, цитотоксических CD16+CD56dimNK, цитотоксических истощенных CD16+CD56-NK и децидуальных NK [Li et al., 2016; Orlova et al., 2023b]. При этом в I триместре беременности экспрессия Tim-3 увеличивается в периферической крови только на регуляторных NK (CD16-CD56bright), а в III триместре – на всех субпопуляциях NK-клеток [Orlova et al., 2023a]. В работах других авторов показано, что цитотоксические CD56dimNK-клетки периферической крови демонстрируют повышенную экспрессию Tim-3 по сравнению с CD56brightNK в ранние сроки беременности [Li et al., 2016]. На децидуальных NK-клетках экспрессия Tim-3 также увеличивается в ранние сроки беременности [там же].

Галектин-9/Tim-3-сигналинг играет критическую роль в регуляции функций NK-клеток, включая дегрануляцию, цитотоксичность, выработку про- и противовоспалительных цитокинов, ангиогенных факторов при беременности [Gleason et al., 2012; Ndhlovu et al., 2012; Sun et al., 2016; Li et al., 2016]. Tim-3⁺NK и Tim-3^-NK беременных имеют разный цитокиновый профиль. Tim-3⁺NK-клетки продуцируют преимущественно противовоспалительные цитокины (TGF-бета 1, IL-10 и IL-4), и в незначительных количествах INF-гамма и TNF-альфа [Meggyes et al. 2014; Li et al., 2016]. Tim-3⁺NK периферической крови по сравнению с Tim-3^-NK имеют сниженную цитотоксическую активность по отношению к клеткам трофобласта и способны эффективно индуцировать пролиферацию Treg [ там же ]. Tim-3-позитивные децидуальные NK также проявляют толерогенные свойства, а именно продуцируют противовоспалительные цитокины (TGF-бета1, IL-10 и IL-4) и факторы роста сосудов, но в незначительных количествах TNF-альфа и перфорин [Li et al., 2016].

В исследованиях in vitro были изучены механизмы иммуномодулирующей активности галектина-9 в отношении NK-клеток. Показано, что инкубация NK-клеток, выделенных из периферической крови небеременных, с галектином-9 в концентрации, характерной для беременности, снижает процент цитотоксических CD16⁺CD56^dimNK в культурах, но не влияет на число регуляторных CD16^-CD56^brightNK и цитотоксических истощенных CD16⁺CD56^-NK клеток [Orlova et al., 2023b]. При этом галектин-9 увеличивает процент Tim-3-позитивных регуляторных клеток CD16^-CD56^brightNK и не влияет на количество цитотоксических Tim-3-позитивных CD16⁺CD56^dimNK и CD16⁺CD56^-NK-клеток [Orlova et al., 2023b]. Внесение Tim-3-блокирующих антител отменяло эффекты галектина-9 на трансформацию фенотипа и экспрессию Tim-3 в разных субпопуляциях NK [Orlova et al., 2023b]. Другими авторами также было показано, что галектин-9 влияет на формирование регуляторного фенотипа децидуальных NK, повышая экспрессию Tim-3 на них [Sun et al., 2016; Li et al., 2016]. Суммируя все вышесказанное можно заключить, что при беременности модулирующие эффекты галектина-9 реализуются, главным образом, через Tim-3-зависимые механизмы.

Помимо этого, показано, что Th2-цитокины – IL-4, а также низкие концентрации прогестерона, характерные для первого триместра беременности, эффективно усиливают экспрессию Tim-3 на NK-клетках периферической крови, вовлекая сигналинг с участием STAT6 транскрипционного фактора [Li et al., 2016]. Эстрадиол и хорионический гонадотропин в концентрациях, характерных для разных триместров беременности, подобных эффектов не оказывали [там же]. Хотя в наших исследованиях показано, что инкубация NK периферической крови небеременных женщин in vitro c гормонами, продуцируемыми плацентой (эстрадиол, эстриол, прогестерон, хорионический гонадотропин, лептин, грелин, кисспептин), в концентрациях, характерных для разных триместров беременности, эффективно влияет на трансформацию фенотипа, экспрессию молекул клеточной адгезии, продукцию перфорина и гранзима, цитокинов, а также регуляторных микро-РНК [Shirshev et al., 2017a,b; Orlova et al., 2023a,b,c]. По-видимому, гормонозависимые механизмы в Tim-3-опосредованной регуляции функций NK-клеток при беременности будут изучены в ближайшем будущем.

В исследованиях многих авторов убедительно показано, что концентрация галектина-9 и количество Tim-3-позитивных NK-периферической крови являются важным прогностическим маркером развития патологий беременности. Так, у женщин со спонтанными абортами количество Tim-3+NK снижается, а цитотоксичность и продукция провоспалительных цитокинов NK-клетками, напротив, увеличивается [Miko et al., 2013]. При проведении экспериментах на мышах убедительно показано, что блокада Tim-3 способствует резорбции плода, снижению количества Tim-3+NK-клеток периферической крови и нарушению их регуляторной функции, а адоптивный перенос Tim-3+NK-клеток, напротив, снижает частоту выкидышей [Li et al., 2016]. Суммируя вышеописанные данные литературы, можно заключить, что галектин-9 регулирует экспрессию молекулы Tim-3 и формирование регуляторного фенотипа NK-клеток как in vivo, так и in vitro, а галектин-9-Tim-3-сигналинг необходим для созревания NK-клеток и играет важную роль в сохранении и успешном протекании беременности. Молекулярные механизмы галектин-9/Tim-3-регуляции функций NK-клеток в аспекте беременности представлены на рисунке

Молекулярные механизмы галектин-9/Tim-3-регуляции функций NK-клеток при беременности

[Molecular mechanisms of Galectin-9/Tim-3-regulation of functional activity of natural killers during pregnancy]

Из схемы видно, что галектин-9 (Galectin-9) взаимодействует с гликан-связывающим сайтом (Glycan-binding site) вариабельного иммуноглобулинового домена (IgV) рецептора Tim-3 на NK-клетках. Молекула Tim-3 включает экстрацеллюлярный (IgV и муциновый домены), трансмембранный и интрацеллюлярный участки. В состоянии покоя интрацеллюлярный домен рецептора Tim-3 связан с протеином Bat3 (human leukocyte antigen B-associated transcript 3). После взаимодействия Tim-3 с галектином-9 тирозиновая протеинкиназа ITK (interleukin-2-inducible T-cell kinase) запускает фосфорилирование остатков тирозина, что приводит к диссоциации Bat3 от интрацеллюлярного домена. Трансдукция сигнала с Tim-3 активирует MAPK (mitogen-activated protein kinase) и ERK (extracellular signal-regulated kinase) -сигнальные пути. Другими авторами показано, что регуляторные эффекты галектин-9-Tim-3-сигналинга на NK-клетках зависят от JNK- и AKT-сигнальных путей и могут быть реализованы путем регуляции активности транскрипционных факторов Id2, Blimp-1, Gata-3 и Eomes. При физиологически протекающей беременности галектин-9/Tim-3-сигналинг способствует формированию толерогенного фенотипа NK-клеток, снижая их цитотоксичность, ограничивая дегрануляцию и выброс литических факторов (перфоринов и гранзимов) и провоспалительного цитокина INF-гамма (INFy), способствуя продукции противовоспалительных цитокинов (IL-4, IL-10) и ангиогенных факторов VEGF (vascular endothelial growth factor).

Заключение

В целом, можно заключить, что галектин-9/Tim-3-сигналинг играет ключевую роль в регуляции функций NK-клеток. Направленность иммунорегуляторных эффектов галектина-9 на NK-клетки, реализуемых через Tim-3-рецептор, зависит от концентрации лектина, активационных стимулов, факторов микроокружения. При физиологически протекающей беременности галектин-9/Tim-3-сигналинг способствует формированию толерогенного фенотипа  NK-клеток,  снижая их цитотоксичность, ограничивая дегрануляцию и выброс литических факторов (перфоринов и гранзимов), способствуя продукции противовоспалительных цитокинов и пролиферации Treg, что необходимо для успешного протекания и сохранения беременности. Модулирование Tim-3-сигналинга на NK-клетках представляет новый терапевтический подход, перспективный не только для преодоления патологий беременности, но также и для лечения хронических вирусных, онкологических, аутоиммунных заболеваний.