Исследование роли мелатонина в контроле развития т-лимфоцитов, продуцирющих IL-17 (TH17), в период гестации
Автор: Глебездина Н.С., Некрасова И.В., Олина А.А., Куклина Е.М.
Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio
Рубрика: Медико-биологические науки
Статья в выпуске: 3, 2016 года.
Бесплатный доступ
Проведено изучение роли эндогенного мелатонина в регуляции дифференцировки Th17 при беременности. Объектами служили лейкоциты женщин, находящихся в I триместре беременности, а также лейкоциты здоровых небеременных женщин репродуктивного возраста. Вклад эндогенного мелатонина определяли при культивировании лимфоцитов в присутствии аутологичной сыворотки на фоне блокады мелатонин-зависимых сигналов с использованием ингибитора мембранного ме-латонинового рецептора (МТ). Методом проточной цитометрии с использованием моноклональных антител устанавливали процент CD4+ Т-клеток, экспрессирующих RORyi, и уровень экспрессии на клетках данного транскрипционного фактора, определяемый как средняя интенсивность свечения (MFI) ex vivo, а также после 48 ч. культивирования. Выявлены различия в группах беременных и небеременных женщин по степени экспрессии RORyi (MFI). При изучении процента Th17 клеток как ex vivo, так и в процессе активации, достоверных отличий между группами не обнаружено. Несмотря на то, что действие мелатонина через поверхностный рецептор МТ при исследовании процента CD4+RORyt+ лимфоцитов выявлено в обеих исследуемых группах, участие данного гормона в регуляции MFI установлено лишь в группе беременных, что может быть связано с вовлечением внутриклеточного рецептора для гормона - RORa.
Дифференцировка, т-лимфоциты, мелатонин, беременность
Короткий адрес: https://sciup.org/147204783
IDR: 147204783 | УДК: 612.018
Study of the role of melatonin in the control of TH17 development during the gestation period
The study of the role of endogenous melatonin in the regulation of Th17 differentiation during pregnancy was carried out. The objects of the study were leukocytes of women in the trimester I of pregnancy, as well as leukocytes of healthy non-pregnant women of reproductive age. The influence of endogenous me-latonin was determined by culturing lymphocytes in the presence of autologous serum with blockade of melatonin-dependent signals using inhibitor of membrane melatonin receptor (MT). The percentage of CD4 + T-cells expressing RORyi and the expression level of this transcription factor, defined as the Middle Fluorescence Intensity (MFI) ex vivo, as well as after 48 hours of culture were studied by flow cy-tometry using appropriate monoclonal antibodies for surface and intracellular staining. As a result, differences in the groups of pregnant and nonpregnant women according to the level of RORyi expression (MFI) were revealed. Wherein the study of Th17 cells percent both ex vivo and in the activation process did not find significant differences between the groups. Despite the fact that the effect of melatonin through surface receptor (MT) were observed in both groups under study percent of CD4+RORyt+ lymphocytes, the impact of the hormone in the regulation of MFI was found only in pregnant women. It likely to be connected with the involvement of the intracellular receptor for the hormone - RORa.
Текст научной статьи Исследование роли мелатонина в контроле развития т-лимфоцитов, продуцирющих IL-17 (TH17), в период гестации
Эпифизарный гормон мелатонин вовлечен в контроль многих физиологических функций организма, в том число процессов репродукции. В пе риод гестации мелатонин активно синтезируется также яичниками и плацентой [Reiter et aL 2013]. Сывороточная концентрация гормона последовательно нарастает в ходе гестации [Tamura el al., 2008]. Показана значимая роль мелатонина в ус-
(С Глебездина Н. С. Некрасова И. В., Олина А. А., Куклина Е. М.. 2016
пешном развитии беременности. преаде всего, как эффективного антиоксиданта, защищающего от окислительного повреадения плод и плаценту [Tamura ct at, 2008; Lanoix, Guerin. Vaillancourt 2012: Reiter ct at, 2013: Wang ct al.. 2013]. За счет высокой антиоксидантной активности он рассматривается в настоящее время как перспективный препарат для предупреждения ряда осложнений в развитии беременности, в частности, преэклампсии [Hobson et aL 2013]. в то же время, гормон способен эффективно регулировать функции клеток иммунной системы, в первую очередь - CD4+ Т-лимфоцитов, продуцирующих IL-17 (Th 17). поскольку' один из двух ключевых факторов дифференцировки Th 17. RORol служит одновременно одним из рецепторов для мелатонина [Куклина, Глебездина. Некрасова, 2015]. Стоит отметить, что Т-клеточная субпопуляция Th 17. несмотря на сравнительно небольшую численность, играет принципиальную роль в защите организма от экс-траклеточных патогенов, напрямую участвует в развитии воспаления, а также в индукции аутоиммунных патологий [Jadidi-Niaragh, Mirshafiey, 2008], Однако при беременности гиперактивация Thl7 может приводить к «срыву» периферической толерантности материнского организма к генетически чужеродному (полу аллогенному) плоду' и. как следствие, к абортуг [Liu ct at. 2011: Wu ct aL 2014]. Учитывая ключевую роль субпопуляции Th 17 в развитии беременности, ее регуляция мелатонином в этот период представляет особый интерес.
Цель настоящей работы - оценка роли эндогенного мелатонина в регуляции дифференцировки Th 17 при беременности.
Материал и методы исследования
Объектами исследования служили лейкоциты женщин, находящихся в I триместре беременности (средний возраст 28.00 ± 5.29 лет, п = 10), как наиболее критичном в плане индукции спонтанных абортов, а также лейкоциты здоровых неберемен- ных женщин репродуктивного возраста (средний возраст 31.80 ±6.43 лет, п = 10). В работе использовали суспензию мононуклеарных клеток периферической крови, выделенных центрифугированием в градиенте плотности фиколла-всрографина (1.077 г/см3), и фракционированные методом им-муномагнитной сепарации («R&D Systems», США) CD4^ Т-лимфоциты на фоне стандартной поликлональной активации (aHTH-CD3/CD28, «Invitrogen». США). Вклад эндогенного мелатонина определяли при культивировании лимфоцитов в присутствии аутологичной сыворотки на фоне блокады мелато-нин-зависимых сигналов с использованием лузин-дола («R&D Systems». США) - ингибитора мембранного мелатонинового рецептора (МТ). Уровень CD4+RORyt+ Т-лимфоцитов оценивали как ех vivo, так и после 48 ч. культивирования методом проточной цитометрии с использованием соответствующих моноклональных антител для поверхностного и внутриклеточного окрашивания («Nows Biologicals», США). При этом устанавливали процент CD41 Т-клеток, экспрессирующих RORyt и уровень экспрессии на клетках данного транскрипционного фактора, определяемый как средняя интенсивность свечения (Middle Fluorescence Intensity, MFI; условные единицы). Для контроля неспецифического связывания и выделения негативного по флюоресценции лимфоцитарного окна использовали соответствующие изотипические конгроли. Жизнеспособность лимфоцитов, определяемая в тесте с эозином после 48 ч. культивирования. составляла 95-98%. Статистический анализ проводили с использованием парного и непарного t-критерия Стьюдента, непараметрических критериев Вилкоксона и Манн-Уитни.
Результаты и их обсуждение
Показано, что уровень CD4+RORyi' Т-клеток. оцениваемый ex уАю, не отличался в группах беременных I триместра и небеременных женщин. При этом обнаружены достоверные отличия между группами по MFI (таблица).
Изменение процентного содержания и MFI ТЫ 7-лимфоцитов в условиях активации и ингибирования
|
Экспериментальные условия |
Небеременные женщины |
Женщины, находящиеся в I триместре беременности |
|
|
Процент СЭД^ОКуГ Т-клеток |
Ex vivo |
1.48=1=0.09 |
1.63±0.20 |
|
Культура 48 ч. |
2.55±0.18ь |
2.84i0.36l* |
|
|
Культура 48 ч. + ингибитор |
1.60±0.18с |
1.19±0.17с |
|
|
MFI. у.е. |
Ex vivo |
20.37±0.91 |
26.63±2.63а |
|
Культура 48 ч. |
26.24il.041’ |
21.25i0.89to |
|
|
Культура 48 ч. + ингибитор |
28.07il.72e |
23.89±1.32с |
|
Примечание. а-р<0.05по сравнению с небеременными; Ь-р<0.05по сравнению с ex vivo; с - р < 0.05 по сравнению с 48-часовой активацией.
По результатам 48-часовой активации в присутствии аутологичной сыворотки установлено повышение процента CD4+RORyt' Т-клеток как у небеременных женщин, так и в группе ременных женщин, так и в группе беременных При этом уровень экспрессии RORyt в CD4' Т-лимфоцитах в группе небеременных также возрас- тал, а в группе беременных наоборот снижался (таблица).
На фоне блокады мелатонин-зависимых сигналов процент CD4+RORyt+ Т-клеток снижался практически до уровня, сравнимого с исходным (ег vivo). Степень экспрессии RORyt в CD4^ Т-лимфоцитах беременных женщин при внесении ингибитора наоборот возрастала. В то же время в группе небеременных интенсивность свечения RORyt осталась практически неизменной (таблица).
Таким образом, хотя процент Th 17 клеток у женщин, находящихся в I триместре беременности, и небеременных женщин не отличался как ег vivo, так и после 48-часовой активации при исследовании такого показателя, как MFI RORyt, выявлены интересные различия. Так, при активации Т-лимфоцитов в группе небеременных MFI растет параллельно с увеличением процента CD4+RORyt+ клеток, а в группе беременных снижается.
Несмотря на то, что действие мелатонина через поверхностный рецептор МТ при исследовании процента CD4+RORyt+ лимфоцитов выявлено в обеих исследуемых группах, участие данного гормона в регуляции MFT установлено лишь в группе беременных, т.к. под действием лузиндола степень экспрессии RORyt в группе небеременных не менялась. Вероятно, это может быть связано с вовлечением внутриклеточного рецептора для гормона - RORct.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-34-60094 мол а дк.
Список литературы Исследование роли мелатонина в контроле развития т-лимфоцитов, продуцирющих IL-17 (TH17), в период гестации
- Куклина Е.М., Глебездина Н.С., Некрасова И.В. Роль мелатонина в контроле дифференцировки Т-лимфоцитов, продуцирующих IL-17 (Th17)//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. Т. 160, № 11. С. 604-607
- Hobson S.R. et al. Phase I pilot clinical trial of antenatal maternally administered melatonin to decrease the level of oxidative stress in human pregnancies affected by pre-eclampsia (PAMPR): study protocol//British Medical Journal Open. 2013. Vol. 3 (9). e003788
- Jadidi-Niaragh F., Mirshafiey A. Th17 cell, the new player of neuroinflammatory process in multiple sclerosis//Scandinavian Journal of Immunology. 2011. Vol. 74 (1). P. 1-13
- Lanoix D., Guerin P., Vaillancourt C. Placental melatonin production and melatonin receptor expression are altered in preeclampsia: new insights into the role of this hormone in pregnancy//Journal of Pineal Research. 2012. Vol. 53 (4). P. 417-425
- Liu Y.S. et al. Study on the relationship between Th17 cells and unexplained recurrent spontaneous abortion//American Journal of Reproductive Immunology. 2011. Vol. 65 (5). P. 503-511
- Reiter R.J. et al. The universal nature, unequal distribution and antioxidant functions of melatonin and its derivatives//Mini-reviews in Medicinal Chemistry. 2013. Vol. 13 (3). P. 373-384
- Tamura H. et al. Melatonin and pregnancy in the human//Reproductive Toxicology. 2008. Vol. 25 (3). P. 291-303
- Wang F.W. et al. Protective effect of melatonin on bone marrow mesenchymal stem cells against hydrogen peroxide-induced apoptosis in vitro//Journal of Cellular Biochemistry. 2013. Vol. 114 (10). P. 2346-2355
- Wu L. et al. Alteration of Th17 and Treg cells in patients with unexplained recurrent spontaneous abortion before and after lymphocyte immunization therapy//Reproductive Biology and Endocrinology. 2014. Vol. 12. P. 74