The kisspeptin effects on the thymic regulatory cell compositions (Th17, Treg, iNKT) in vitro

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The peptide hormone kisspeptin, produced by neurons of the hypothalamus anterior zone, is a key regulator of the gonadostat formation and reproductive function, and has immunoregulatory activity. During pregnancy, kisspeptin is produced by the placenta, presents in the peripheral blood and affects on immune cells that express specific receptors for the hormone, including thymus cells. However, the kisspeptin effects on thymopoiesis during pregnancy have not been studied. The purpose of the work was to study the kisspeptin effect on the thymic regulatory cell composition in vitro. Thymocytes were cultured for 72 hours with kisspeptin at a concentration (9.6 pM) characterizing its maximum level in the peripheral blood during pregnancy, in the presence of CD3/CD28-activating particles and further assessed the regulatory cell composition and Ki-67 and Bcl-2 expression by flow cytometry. The percentage of T regulatory lymphocytes (Treg) was assessed as the percentage of CD4+CD25+FoxP3+ cells; T helper cells producing interleukin17 (Th17), as a percentage of CD4+IL-17A+RORγt+ cells; invariant T lymphocytes with natural killer functions(iNKT), as a percentage of CD3hiVa24Ja18+ cells in thymocyte culture. Dexamethasone (10-6M) was added to induce apoptosis. The effect of kisspeptin-primed thymic plasmacytoid dendritic cells (pDCs) on the regulatory cell composition (Th17, Treg, iNKT) in thymocyte culture was assessed. Thymic pDCs isolated by immunomagnetic separation were cultured for 24 hours with kisspeptin, and then intact autologous thymocytes were added in a ratio of 1:10 and cultured for another 72 hours. The thymocyte incubation of with kisspeptin did not affect the Tregs, iNKT and Th17 percentage in vitro, as well as the expression of Ki-67 and Bcl-2 in these cells. Under dexamethasone influence, the Bcl-2+Th17 percentage in thymocyte cultures with kisspeptin was increased. The Th17 percentage was increased in cultures of kisspeptin-primed pDCs with thymocytes, while the Treg and iNKT number did not change. It can be concluded that kisspeptin has regulatory effects on the Th17 percentage in thymocyte culture in vitro, mediating its effects by influencing thymic pDCs. And kisspeptin acted directly on thymocytes, increases the resistance of thymic Th17 to dexamethasone-induced apoptosis. The obtained results expand our understanding of the hormonal regulation of regulatory cell balance during pregnancy.

About the authors

E. G. Orlova

Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: orlova_katy@mail.ru

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

Russian Federation, 13 Golev St, Perm, 614081

O. A. Loginova

Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: orlova_katy@mail.ru

PhD (Biology), Junior Research Associate, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

Russian Federation, 13 Golev St, Perm, 614081

O. L. Gorbunova

Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: orlova_katy@mail.ru

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

Russian Federation, 13 Golev St, Perm, 614081

S. V. Shirshev

Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: shirshev@iegm.ru

PhD, MD (Medicine), Head, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

Russian Federation, 13 Golev St, Perm, 614081

References

  1. Горбунова О.Л., Ширшев С.В. Роль кисспептина в формировании иммунологической толерантности при беременности // Доклады АН, 2014. Т. 457, № 4. С. 494-497. [Gorbunova O.L., Shirshev S.V. The role of kisspeptin in immune tolerance formation during pregnancy. Doklady akademii nauk = Reports of the Academy of Sciences, 2014, Vol. 457, no. 1, pp. 494-497. (In Russ.)]
  2. Ширшев С.В., Орлова Е.Г., Логинова О.А., Некрасова И.В., Горбунова О.Л., Масленникова И.Л. Гормональная регуляция дифференцировки дендритных клеток тимуса // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2018. Т. 165, № 2. С. 193-197. [Shirshev S.V., Orlova E.G., Loginova O.A., Nekrasova I.V., Gorbunova O.L., Maslennikova I.L. Hormonal Regulation of Dendritic Cell Differentiation in the Thymus. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2018, Vol. 165, no. 2, pp. 193-197. (In Russ.)]
  3. Dhillo W.S., Murphy K.G., Bloom S.R. The neuroendocrine physiology of kisspeptin in the human. Rev. Endocr. Metab. Disord., 2007, Vol. 8, no. 1, pp. 41-46.
  4. Evans V.A., Lal L., Akkina R., Solomon A., Wright E., Lewin S.R., Cameron P.U. Thymic plasmacytoid dendritic cells are susceptible to productive HIV-1 infection and efficiently transfer R5 HIV-1 to thymocytes in vitro. Retrovirology, 2011, Vol. 8, 43. doi: 10.1186/1742-4690-8-43.
  5. Hellberg S., Mehta R.B., Forsberg A. et al. Maintained thymic output of conventional and regulatory T cells during human pregnancy. J. Allergy Clin. Immunol., 2019, Vol. 143, no. 2, pp. 771-775.e7.
  6. Horikoshi Y., Matsumoto H., Takatsu Y., Ohtaki T., Kitada C., Usuki S., Fujino M. Dramatic elevation of plasma metastin concentrations in human pregnancy: metastin as a novel placenta-derived hormone in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2003, Vol. 88, no. 2, pp. 914-919.
  7. Khalaf W.S., Mahmoud M.R.A, Elkhatib W.F., Hashem H.R., Soliman W.E. Phenotypic characterization of NKT-like cells and evaluation of specifically related cytokines for the prediction of unexplained recurrent miscarriage. Heliyon, 2021, Vol. 7, no. 11, e08409. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e08409.
  8. Ohtaki T., Shintani Y., Honda S., Matsumoto H., Hori A., Kanehashi K., Terao Y., Kumano S., Takatsu Y., Masuda Y., Ishibashi Y., Watanabe T., Asada M., Yamada T., Suenaga M., Kitada C., Usuki S., Kurokawa T., Onda H., Nishimura O., Fujino M. Metastasis suppressor gene KiSS-1 encodes peptide ligand of a G-protein-coupled receptor. Nature, 2001, Vol. 411, no. 6837, pp. 613-617.
  9. Orlova E., Loginova O., Shirshev S. Leptin regulates thymic plasmacytoid dendritic cell ability to influence the thymocyte distribution in vitro. Int. Immunopharmacol., 2023, Vol. 117, 109912. doi: 10.1016/j.intimp.2023.109912.
  10. Saito S., Nakashima A., Shima T., Ito M. Th1/Th2/Th17 and regulatory T-cell paradigm in pregnancy. Am. J. Reprod. Immunol., 2010, Vol. 63, no. 6, pp. 601-610.
  11. Stoeckle C., Rota I.A., Tolosa E., Haller C., Melms A., Adamopoulou E. Isolation of myeloid dendritic cells and epithelial cells from human thymus. J. Vis. Exp., 2013, Vol. 79, e50951. doi: 10.3791/50951.
  12. Wagner M.I., Mai C., Schmitt E., Mahnke K., Meuer S., Eckstein V., Ho A.D., Schaier M., Zeier M., Spratte J., Fluhr H., Steinborn A. The role of recent thymic emigrant-regulatory T-cell (RTE-Treg) differentiation during pregnancy. Immunol. Cell Biol., 2015, Vol. 93, no. 10, pp. 858-867.
  13. Xing R., Liu F., Yang Y., Cui X., Wang T., Xie L., Zhao Y., Fang L., Yi T., Zheng B., Liu M., Chen H. GPR54 deficiency reduces the Treg population and aggravates experimental autoimmune encephalomyelitis in mice. Sci. China Life Sci., 2018, Vol. 61, no. 6, pp. 675-687.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Gating strategy for Treg, Th17, iNKT subpopulations in thymocyte culture, the expression of Ki-67 and Bcl-2 in these cells, as well as the purity of thymic pDC isolation assessment

Download (1MB)
3. Figure 2. Percentage of regulatory cells (Treg, Th17, iNKT) in thymocyte cultures after 72 h cultivation in the presence of CD3/CD28 activating particles and kisspeptin (KP) or without kisspeptin (C) (A); percentage of Ki-67 expressing Treg, Th17, iNKT in these cultures (B); percentage of Bcl-2-expressing Treg, Th17, iNKT in these cultures, as well as during dexamethasone induction (C) Note. The results are presented as a median with a lower and upper quartile – Me (Q0.25-Q0.75); p is the value of the paired Wilcoxon criterion. Data from seven independent experiments are presented.

Download (169KB)
4. Figure 3. Percentage of regulatory cells (Treg, Th17, iNKT) in cultures of thymocytes and plasmacytoid dendritic cells of the thymus (pDC) primed with kisspeptin (KP) or cultured without kisspetin (С) Note. As for Figure 2.

Download (60KB)

Copyright (c) 2024 Orlova E.G., Loginova O.A., Gorbunova O.L., Shirshev S.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».