Роль паттерн-распознающих рецепторов клеток врождённого иммунитета в патогенезе заболеваний крупного рогатого скота (обзор)

Организм любого животного ежедневно контактирует со множеством инфекционных агентов. Кроме того, внутри организма происходят события, приводящие к образованию поврежденных и видоизмененных клеток, в том числе опухолевых, которые необходимо своевременно распознавать и элиминировать.

Первой линией защиты организма-хозяина от патогенов служит

^∗ Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект ¹ 23-26-00235).

система врожденного иммунитета, обладающая способностью распознавать вредоносные стимулы. Клетки врожденной иммунной системы — макрофаги, нейтрофилы, дендритные клетки, NK-клетки, эозинофилы, базофилы, тучные клетки — снабжены молекулами рецепторов, распознающих патогены, которые на начальных стадиях иммунного ответа взаимодействуют с различными лигандами. Внутриклеточные сигнальные каскады, запускаемые этими рецепторами, приводят к увеличению экспрессии многих генов, в том числе медиаторов воспаления, которые обеспечивают элиминацию патогенов и инфицированных клеток. Нарушения активации рецепторов, распознающих патогены, могут приводить к иммунодефицитным состояниям, индукции аутоиммунных заболеваний или септическому шоку (1, 2).

Цель настоящего обзора — показать роль паттерн-распознающих рецепторов в распознавании патогенов, активации врожденного иммунитета и развитии воспалительных процессов у крупного рогатого скота, проанализировать влияние полиморфизмов генов ПРР на устойчивость животных к инфекционным заболеваниям, а также представить современные знания о компонентах врожденной иммунной системы, уделяя особое внимание самым интересным недавним открытиям.

PAMP, DAMP. Иммуногенные структуры, которые непосредственно распознаются клетками иммунной системы организма-хозяина через связывание с рецепторами распознавания паттернов, можно разделить на патоген-ассоциированные молекулярные паттерны (pathogen-associated molecular patterns, PAMP) и молекулярные образы, связанные с повреждением клеток и структур организма (damage-associated molecular patterns, DAMP).

PAMP — это молекулярные иммуногенные структуры, которые отсутствуют у организма-хозяина. К PAMP относят бактериальные липопротеины, пептидогликаны, флагеллин, липополисахарид, вирусные двух- и одноцепочечные РНК, ДНК и др. (3, 4).

К DAMP относят митохондриальную ДНК (5), гистоны (6), одно- и двуцепочечную ДНК (7), протеины теплового шока (hsp60) (8), ядерный белок HMGB (9), гиалурон внеклеточного матрикса (10) и другие молекулы, образующиеся при разрушении клеток из-за некроза/некроптоза и прочих типов клеточной гибели (11). Некоторые DAMP активно экспортируются из живых клеток посредством экзоцитоза секреторных лизосом и активации пор клеточных мембранных каналов (12). Клеточные стрессоры, которые могут привести к выделению DAMP (13), включают разнообразные физические (травма, радиация), химические (токсины, осмолярность), метаболические (ишемия/реперфузия) и инфекционные (вирусы, бактерии, простейшие) факторы окружающей среды (14-16).

Паттерн- распознающие рецепторы. Клетки врожденной иммунной системы распознают молекулярные компоненты патогенов (PAMP, DAMP) при помощи паттерн-распознающих рецепторов (ПРР). ПРР включают Toll-подобные (Toll-like receptor, TLR), NOD-подобные (Nod-like-receptor, NLR), лектиноподобные рецепторы С-типа (C-type lectin-like receptor, CLR), а также RIG-1-подобные (RIG-I-like receptors, RLR) рецепторы (1). Активация ПРР вызывает запуск внутриклеточных сигнальных путей, приводящих к транслокации в ядро факторов транскрипции (17), где последние индуцируют экспрессию генов иммунного ответа, включая гены цитокинов, хемокинов и антибактериальных пептидов (18, 19).

ПРР также оказывают ряд эффектов, не связанных с транскрипцией, в частности влияют на метаболическое репрограммирование клеток (20-22), способствуют стабилизации мРНК и активируют трансляцию (23). В конеч- ном итоге активация клеток врожденной иммунной системы через ПРР в зависимости от комбинации действующих на них стимулов, инициирует или подавляет воспаление, способствует повреждению или, наоборот, регенерации тканей (24, 25).

Toll-подобные рецепторы. Среди ПРР у КРС лучше всего изучены TLR. У коров описано и охарактеризовано 10 видов Toll-подобных рецепторов (TLR1-TLR10), которые участвуют в распознавании как PAMP, так и DAMP (26). TLR1, TLR2, TLR4, TLR5 и TLR6 экспрессируются на поверхности клеток (27), TLR3, TLR4, TLR7, TLR8, TLR9 и TLR10 — на внутриклеточных мембранных структурах, таких как эндоплазматический ретикулум, эндосомы, лизосомы и эндолизосомы (28-31). В строении всех TLR выделяют три домена: внеклеточный, обогащенный лейцином N-концевой LRR-домен (leucin reach repeat domain), который взаимодействует с лигандами, трансмембранный домен и внутриклеточный C-концевой домен Toll/IL1R (TIR) (32), отвечающий за передачу сигнала в клетку.

После взаимодействия с патогенами молекулы TLR образуют гомо-и гетеродимеры, вследствие чего два внеклеточных домена приобретают m-образную конфигурацию с N-концами, простирающимися в противоположных направлениях, и С-концами, сходящимися в средней области (32). При этом внутриклеточные домены TIR оказываются в непосредственной близости друг от друга и могут участвовать в гомотипическом взаимодействии. Это создает молекулярную основу начального уровня, содержащую домен TIR, на которой могут собираться и олигомеризоваться другие молекулы адапторов (Myd88, TRIF), запускающие в клетке активационные сигнальные каскады (рис. 1).

Рис. 1. Строение и пути активации Toll-подобных рецепторов (TLR): А — классический, MyD88-зависимый путь активации TLR, Б — альтернативный путь активации TLR; PAMP — патоген-ассоциированные молекулярные паттерны, DAMP — молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждением, TIR — рецептор толл/интерлейкина-1, TIRAP — адапторный белок, содержащий домен TIR, Myd88 — митоген-активируемая протеинкиназа, NF- κ B — ядерный фактор транскрипции κ B, TRIF — адапторный белок, содержащий домен TIR, IRF3 — регуляторный фактор интерферона 3, TRAM — адапторный белок, содержащий домен TIR, IFN — интерферон (32).

В рамках классического сигнального пути, ассоциированного с Myd88, происходит формирование олигомерного комплекса, называемого миддосомой (32). Затем следующие активационные каскады в клетке приводят к миграции факторов транскрипции NF-κB в ядро, дальнейшей активации транскрипции генов. TLR4 способен запускать альтернативный активационный каскад, где при посредстве мостикового адаптера TRAM вместо MyD88 используется другой адаптор — TRIF (30, 33). При этом происходит активация транскрипционного фактора IRF3, который приводит к активации экспрессии IFNβ (30).

Из всех молекул Toll-рецепторов TLR1, TLR2 и TLR4 обладают особым значением в патогенезе заболеваний крупного рогатого скота (КРС), поскольку распознают PAMP грамположительных (пептидогликаны) и гра-мотрицательных (липополисахарид) бактерий, включая Staphylococcus aureus , Streptococcus uberis и Escherichia coli , вызывающих мастит у коров (34). Так, TLR1 и TLR2 распознают компоненты клеточной стенки грамположитель-ных бактерий (пептидогликан, липотейхоевая кислота) (35), липопротеины (36), а TLR4 играет ведущую роль в распознавании грамотрицатель-ных бактерий. В качестве основного лиганда TLR4 выступает липополисахарид (ЛПС) (37).

Показано, что липотейхоевая кислота — агонист TLR2, а также PAMP грамположительных бактерий, в том числе Staphylococcus aureus , способна инициировать клинический мастит у коров (35). В инициации воспаления молочной железы КРС также играет роль ЛПС — PAMP, который служит компонентом внешней оболочки Escherichia coli и распознается TLR4 (38, 39). Воздействие ЛПС также способствует формированию эндометритов у коров (40). При длительном кормлении коров высококонцентрированной пищей ЛПС накапливается в пищеварительном тракте, переносится из рубца в кровоток и, попадая по воротной вене в печень, провоцирует ее воспаление и повреждение (41).

Грибы ответственны за широкий спектр инвазий: от доброкачественной поверхностной колонизации кожи и слизистых оболочек до смертельных инфекций. Грибы содержат следующие PAMP: хитин (полимер N-ацетилглюкозамина) (42, 43), линейные β -глюканы, маннаны, DHN-меланин, ДНК грибов, которые распознаются TLR2, TLR4 и TLR9 (44-46). Основные грибы, ответственные за инфекции КРС, — это условно-патогенные Aspergillus fumigatus , Candida albicans и Penicillium spp. (47-49). Грибковая инфекция может провоцировать репродуктивные сбои у КРС, вызывая инфекцию матки при наличии определенных предрасполагающих факторов, таких как длительная антибиотикотерапия, наличие персистирующего эндометрита или некротических очагов (49).

Интересна роль TLR4 в патогенезе микоплазменной инфекции. U.K. Shandilya и соавт. (50) показали, что нокаут гена TLR4 в бычьих MACT-клетках усиливает воспаление в ответ на воздействие Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis . Таким образом, TLR4 способствует не усилению, а подавлению ответа клеток иммунной системы на инфекции, вызванные микобактериями. Эти результаты указывают на противоположную роль TLR4 в реализации иммунного ответа для липополисахаридных и микобактериальных молекулярных компонентов инфекций и заставляют задуматься о последствиях генетического отбора для улучшения устойчивости к определенным инфекциям.

Toll-рецепторы также играют роль в распознавании паразитарных антигенов. M. Bakshi и соавт. (51) показали, что антигены нематоды Ostertagia ostertagi (oESP-L4 и OoESP-Ad) активируют клетки врожденной иммунной системы, приводя к увеличению в макрофагах, полученных из периферической крови коров, экспрессии генов TNF- α , IL-1 , IL-6 и IL-10 . 186

Авторы показали (51), что антигены нематоды OoESP-Ad либо имеют общие сайты связывания с Toll-рецепторами, либо связаны с конкурирующим механизмом активации макрофагов.

За распознавание вирусной одноцепочечной и двуцепочечной РНК отвечают соответственно TLR7, TLR8 и TLR3. Молекула TLR8 КРС локализована на мембране эндоплазматического ретикулума и в неактивированном состоянии образует гомодимеры, что отличает ее от строения TLR8 у и человека. При активации рецептора происходит реорганизация доменов с образованием компетентных для передачи сигналов димеров (52). TLR7 и TLR8 вовлечены в распознавание вируса бычьего герпеса 1 типа (53) и вируса диареи (54); TLR3, TLR7, TLR8 участвуют в распознавании вируса лейкоза крупного рогатого скота (55).

TLR9 КРС имеет много общего с TLR9 человека. Этот рецептор распознает участки чужеродных нуклеиновых кислот, например мотив ДНК GTCGTT, который служит компонентом клеточной стенки многих бактерий, входящих в состав микробиоты кишечника, — протеобактерий, Bacter-oidetes и актинобактерий (включая бифидобактерии) (56).

При активации TLR9 взаимодействие с GTCGTT индуцирует выработку интерлейкина-6 (IL-6) В-лимфоцитами и выработку IL-6 и IL-12 моноцитами и макрофагами (57).

Toll-рецепторы участвуют в распознавании DAMP, высвобождающихся в результате клеточного стресса или некроза, которые включают белки теплового шока, фибронектины, протеины межклеточного матрикса и др. (58). У КРС показано, что DAMP, такие как гиалуронан внеклеточного матрикса и HMGB ядерного белка, способствуют повреждению тканей при эндометриозе, вызванном действием бактериального ЛПС (40, 60).

NOD-подобные рецепторы. Цикл роста ряда патогенных микроорганизмов включает инфицирование цитоплазмы. Например, гены вирусов часто транскрибируются и транслируются, а вирусные частицы собираются в цитоплазме. Кроме того, некоторые бактерии и паразиты обладают так называемыми механизмами бегства, например проделывают отверстия в мембране фагосом и проникают в цитоплазму. Следовательно, в цитоплазме появляются патогены и их компоненты, а также другие компоненты, образующиеся в результате инфекции и повреждения, поэтому необходимы ПРР, распознающие PAMP в цитоплазме клетки (59).

К таким рецепторам относят NOD-подобные рецепторы (NOD-like receptors, NLR). Семейство NLR состоит из 4 подсемейств: NLRA, NLRB, NLRC и NLRP. Среди этих рецепторов следует выделить NOD1 и NOD2, относящиеся к группе NLRC.

Оба рецептора, NOD1 и NOD2, имеют трехдоменную структуру и состоят из C-концевого домена LRR, который участвует в распознавании лиганда и играет ауторегулирующую роль (60); центрального домена NACHT (Nucleotide-binding domain, Apaf-1, CIITA, HET-E, and TP1), который обеспечивает олигомеризацию и активацию рецептора, и N-концевого домена CARD (caspase activation and recruitment domain), который участвует в передаче сигнала адапторным белкам (61). NOD1 и NOD2 различаются тем, что содержат одну или две копии домена CARD, соответственно (62). При сравнении аминокислотных остатков NOD1 буйвола, коровы, козы, овцы и человека было обнаружено большое сходство в доменах CARD, NACHT и LRR (63).

В отсутствие лигандов молекулы NOD1 и NOD2 имеют свернутую конформацию, при этом LRR домен прикрывает NACHT- и CARD-домены, предотвращая передачу сигнала (64). Связывание агонистов, например му-рамилпептидов, с LRR-доменом NOD-рецептора приводит к олигомеризации NOD-рецепторов через NACHT-домены. Это создает возможность для взаимодействия CARD-доменов с доменами молекул адапторных белков (65) и дальнейшей активации внутриклеточных сигнальных путей. В итоге происходит миграция факторов транскрипции NF-κB в ядро клетки, а затем активация транскрипции генов. Олигомеризация NOD-рецепторов также может приводить к образованию инфламмасом NLRC4 и, как следствие, активации каспазы 1 и процессингу IL-1β (рис. 2) (66).

Рецепторы NOD1 и NOD2 распознают мурамилпептиды — мономерные фрагменты пептидогликана бактерий. NOD2 также может распознавать одноцепочечную РНК вирусов. Мурамилпептиды способствуют нейтрофильному воспалению в молочной железе коров. Совместно с липо-тейхоевой кислотой, мурамилдипептид (МДП) запускает врожденный иммунный ответ при мастите, вызванном Staphylococcus aureus (67). Интрамам-марная инстилляция МДП и ЛПС приводит к увеличению поверхностной экспрессии на макрофагах маркера воспаления CD44 (25).

Рис. 2. Строение и механизм активации NOD-подобных рецепторов: 1 — свернутая конформация NOD-рецептора, 2 — олигомеризация NOD-рецептора; PAMP — патоген-ассоциированные молекулярные паттерны, DAMP — молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждением, LRR — обогащенные лейцином повторы, NACHT — NAIP (белок-ингибитор апоптоза нейронов), C2TA (активатор транскрипции МНС 2-го класса), HET-E (несовместимость с гетерокарионами) и TP1 (белок, связанный с теломеразой 1), CARD —домены активации и рекрутирования каспаз, NF- κ B — ядерный фактор транскрипции κ B, Ил-1 β — интерлейкин-1 β (66).

Лектиноподобные рецепторы С-типа (CLR). CLR отвечают за связывание углеводных компонентов. Обнаруженные у КРС лектиноподобные рецептороы С-типа представлены преимущественно на дендритных клетках и макрофагах, а наибольшее число CLR сконцентрировано в лимфоузлах. Транскрипты мРНК CLR также были выявлены в гранулоцитах, В-клетках и Т-клетках быков (68, 69). У КРС выявлено 32 типа молекул CLR. Большинство из них можно идентифицировать как ортологи белков человека и мыши (69).

Общая структура лектиноподобных рецепторов, ассоциированных с мембранами макрофагов и дендритных клеток, представляет собой цитоплазматический домен, трансмембранный домен и один или несколько доменов распознавания углеводов. После связывания лиганда с доменом распознавания углеводов CLR происходит передача активационного сигнала в клетку через мотив активации иммунорецепторного тирозина (immunoreceptor tyrosine-based activation motif, ITAM) или ингибирующий мотив имму-норецепторного тирозина (immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif, ITIM) в их цитоплазматическом домене (70). CLR Mincle, обнаруженный также у быков, связывается c ITAM через остаток аргинина (Arg42) в своем трансмембранном домене (71). Фосфорилирование FcRg-связанного мотива ITAM/ITIM рекрутирует протеинтирозинкиназы, содержащие домен SH2 (например, Syk). Syk может, в свою очередь, активировать MALT1, что приводит к активации транскрипционного фактора NF-κB, активации транскрипции и образованию иммунорегуляторных цитокинов и хемокинов, включая IL-6, IL-12, IL-23 и IL-1β (рис. 3) (72).

CLR распознают углеводные фрагменты собственных и чужих антигенов, например маннозу, фруктозу, галактозу (73), участвуют в распознавании β -глюканов грибов (74, 75). У КРС лектиноподобные рецепторы С-типа играют ключевую роль в распознавании PAMP простейших паразитов (76). В частности, они участвуют в распознавании антигенов Neospora can-inum — внутриклеточного паразита, заражающего коров в качестве промежуточного хозяина, что впоследствии приводит к абортам (76). CLR скота участвуют в распознавании корд-фактора (6,6´-димиколат-трегалозы) микобактерий. A. Holder и соавт. (69) показали у КРС возможность связывания лектиноподобными рецепторами С-типа углеводных компонентов бактериальной стенки у Esherichia coli , Klebsiella pneumoniae , Staphylococcus aureus и Mycobacterium bovis . Установлено, что лектиноподобный рецептор быков boMincle играет роль в удалении поврежденных клеток и поддержании гомеостаза организма.

Рис. 3. Механизм активации лектиноподобных (А) и RIG-I-подобных (Б) рецепторов коров: PAMP — патоген-ассоциированные молекулярные паттерны, DAMP — молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждением, LGP2 — RIG-I-подобный рецептор 3, RIG-1 — индуцируемый ретиноевой кислотой ген 1, MDA5 — RIG-I-подобный рецептор, белок 5, ассоциированный с дифференциацией меланомы, фермент РНК хеликаза, IPS-1 — митохондриальный адапторный белок IPS, IRF3 — регуляторный фактор интерферона 3, NF- κ B — ядерный фактор транскрипции κ B, CLR — лектиновые рецепторы С-типа, ITAM — тирозинсодержащие активационные последовательности аминокислот в иммунорецепторах, Syc — растворимый белок, сплайсинговая изоформа рецептора цитокинов, MALT1 — белок транслокации лимфомы лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистой оболочкой, 1 (69, 78).

RIG-1-ïîäîáíûå (RLR) ðåöåïòîðû. RIG-I-подобные рецепторы представляют собой цитоплазматические рецепторы нуклеиновых кислот для РНК вирионов, промежуточных молекул репликации РНК, а также продук- тов их транскрипции.

Семейство RLRs включает три рецептора: RIG-I (retinoid acid inducible gene I), MDA5 (melanoma differentiation factor 5) и LGP2 (laboratory of genetics and physiology 2) (77). RIG-I и Mda5 используют для передачи сигнала в клетке адаптер IPS-1, локализованный в митохондриях. IPS-1-зави-симые пути приводят к активации IRF3 и NF- κ B, индуцируя соответственно продукцию IFN типа I и провоспалительных цитокинов (см. рис. 3). В LGP2 отсутствуют CARD-подобные домены, этот рецептор отрицательно или положительно регулирует ответы RIG-I и Mda5 (78).

Распознавание клетками иммунной системы двуцепочечной РНК приводит к индукции врожденного иммунного ответа при защите от ротавирусной инфекции (79, 80). RIG-I участвует в распознавании вируса диареи у КРС, который приводит к диарее и эрозиям слизистых оболочек, что сопровождается респираторными и репродуктивными заболеваниями животного (54).

Полиморфизм паттерн-распознающих рецепторов. Мутации генов ПРР могут приводить к структурно-функциональным изменениям рецепторов, в связи с чем возможно нарушение распознавания PAMP, DAMP, а также передачи сигнала с рецептора в клетку. Следствием нарушения передачи сигнала с рецептора в клетку может стать изменение экспрессии генов цитокинов и других белков, отвечающих за активацию клеток врожденной иммунной системы и элиминацию патогенов.

В настоящее время ведется активное изучение новых мутаций генов ПРР сельскохозяйственных животных, в том числе у КРС. При помощи методов секвенирования, ПЦР выявляют новые полиморфные варианты генов ПРР. Проводятся исследования по определению частоты встречаемости полиморфных вариантов генов у разных пород КРС. Оценка влияния полиморфизма с использованием программных инструментов Variant Effect Predictor и SIFT позволяет идентифицировать связь однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphism, SNP) с устойчивостью к бактериальным и вирусным инфекциям (81). С практической точки зрения представляют интерес работы, посвященные изучению роли полиморфизма ПРР в устойчивости к инфекциям КРС.

Необходимо отметить, что наибольшее число исследований полиморфизма ПРР в нашей стране и за рубежом посвящено Toll-рецепторам. Показано, что мутации в генах Toll-рецепторов могут влиять на устойчивость к заболеваниям, вызванным бактериальными патогенами (82). Например, мутации в генах TLR1 , TLR2 , TLR4 , TLR6 ассоциированы с числом соматических клеток в молоке коров (83) и заболеваемостью маститом (84-86); мутации TLR1, TLR2 , TLR4 и TLR9 ассоциированы с заболеваемостью КРС бруцеллезом (87) и инфекциями, вызванными микобактериями (88-90). В гене TLR2 обнаружен локус SNP rs55617172, для которого выявлена связь с резистентностью к туберкулезу у скота (91).

K. Nov a k с соавт. (81) обнаружили ассоциацию полиморфизма генов TLR1 и TLR2 с легкостью отела, продуктивным долголетием коров и индексом жизнеспособности телят. Авторы предположили, что в основе механизмов этих эффектов может лежать устойчивость к инфекции, а легкость отела, вероятно, связана с участием TLR2 в передаче сигналов в миометрии.

При генотипировании генов Toll-рецепторов быков-производителей голштинской, холмогорской, симментальской пород и бизонов из разных регионов России (более 275 животных) при помощи NGS («Pacific Biosci-ence», США) была определена первичная вариабельность генов врожденного иммунитета бактериальных TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6 и вирус- ных TLR3, TLR7, TLR8, TLR 9 и TLR10. Всего обнаружили 262 мутации, из которых 31 подтверждена при помощи технологии SNP-типирования SNAPSHOT («Thermo Fisher Scientific», США) (92, 93). Для бактериальных рецепторов изначальная изменчивость варьировала от 4 до 24, для вирусных — от 7 до 64 вариаций на каждый ген, при этом часть выявленных мутаций были синонимичными, то есть вследствие вырожденности генетического кода последовательность аминокислот в белке, кодируемом этим геном, не изменялась. Более 192 SNP обладали важной биологической значимостью (92, 93).

Дополнительно при помощи технологии SNAPSHOT типировали 15 генетических вариантов для генов TLR1 , TLR2 , TLR5 и TLR6 , которые также были выявлены у симментальской породы красно-пестрого чешского скота (94). Показано, что эти варианты присутствуют в области белковых молекул соответствующих рецепторов. Ряд мутаций соответствует синонимичным заменам, часть — молчащим вариантам, то есть замены оснований не приводили к изменению аминокислоты или функциональности аминокислоты при трансляции измененной мРНК. Большая часть из выявленных вариантов имеет высокую биологическую значимость, приводя к структурным изменениям белковых молекул (92, 95, 96).

В литературе встречаются также данные по полиморфизму NOD- рецепторов КРС. Исследование полиморфизма NOD-рецепторов, проведенное Mishra S.K. и соавт. (63), показало 23 SNP в гене NOD1 буйволов, из которых две замены приводят к замене аминокислот функционально важных доменов CARD и LRR (соответственно Asp66Asn и Glu887Asp). Эти изменения могут повлиять на общую структуру и биологическую функцию белка NOD1, в том числе на взаимодействие рецептора NOD1 с его агонистом iE-DAP, что нуждается в более детальном изучении.

В гене NOD2 выявлено 46 полиморфных сайтов, а анализ ассоциации с фенотипом мастита молочных буйволов показал значительные различия в частотах аллелей в локусе G1135A между животными с маститом относительно здоровых особей (97). Выявлен полиморфизм NOD2 (rs110536091, rs111009394) в породе Ankole Longhorn, но животные с разными аллелями не показали различий в чувствительности к паратуберкулезу (98). P. V a zquez с соавт. (95) обнаружили, что аллель С гена NOD2 (SNP c.*1908C>T) встречается у животных, инфицированных Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis , значительно чаще, чем у здоровых, что подтверждает гипотезу о том, что ген NOD2 КРС играет роль в восприимчивости животных к MAP-инфекции.

Итак, функциональная активность паттерн-распознающих рецепторов (ПРР) врожденной иммунной системы, расположенных как на поверхности (TLR1, TLR2, TLR7, TLR8, CLR), так и в цитоплазме клеток (TLR4, NOD1, NOD2, RIG-I), их способность к связыванию антигена, эффективность передачи сигнала в клетке, наличие ингибиторов и активаторов транскрипции служат определяющими факторами активации клеток врожденной иммунной системы, непосредственным результатом деятельности которой становится удаление патогенов. Полиморфизм генов иммунной системы активно исследуется. В частности, технологии секвенирования нового поколения (next-generation sequencing, NGS) выявляют значительное число полиморфных вариантов генов ПРР, а оценка влияния полиморфизма с использованием программных инструментов Variant Effect Predictor и SIFT позволяет выделять среди множества SNP несинонимичные мутации, которые приводят к изменению функциональной активности молекул ПРР. Наличие мутаций в генах ПРР может оказывать существенное влияние на работу рецепторов, а именно нарушать связывание рецептора с PAMP и DAMP, снижать эффективность взаимодействия рецептора с внутриклеточными адапторами, такими как Myd88, TRIF, ITAM, IPS-1 и др. Это, в свою очередь, будет приводить к нарушению эффективности передачи сигнала в клетке и оказывать влияние на активацию транскрипционных факторов NF-κB, IRF3, которые регулируют экспрессию генов цитокинов. Изменение цитокинового профиля активации клетки в ответ на действие патогена способно вызвать снижение устойчивости животных к маститу, стафилококковой, микоплазменной и другим инфекциям. Нарушение продукции цитокинов может способствовать развитию хронического воспаления, аутоиммунной патологии. В условиях высокопродуктивного животноводства важно сокращать частоту и сроки болезненных состояний животных. Поэтому изучение связи изменчивости генов ПРР с их функциональной активностью, а также с устойчивостью к заболеваниям открывает новые возможности для селекции животных с лучшими показателями иммунитета. При организации селекционно-племенной работы важно ориентироваться на получение линий крупного рогатого скота, более устойчивых к действию факторов окружающей среды, в том числе инфекционных агентов.