Уровень внутриклеточных регуляторов метаболизма лимфоцитов периферической крови у жителей Европейского Севера России

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение: Интенсивность метаболизма весьма значима для судьбы Т-лимфоцитов. Доминирование отдельных метаболических процессов, контролируемое механизмами клеточного сигналинга, влияет на дифференциацию, пролиферацию, функциональную активность, фенотипическую стабильность Т-клеток. Позитивным регулятором гликолиза служит гипоксией индуцируемый фактор 1 (HIF-1), который может быть активирован кислороднезависимым путем через активатор транскрипции STAT3. Сиртуин 3 (SIRT3) контролирует активность митохондриальных процессов. Цель: Определить изменение содержания регуляторов метаболизма (HIF-1a, SIRT3) и уровня антигенов дифференциации лимфоцитов периферической крови у практически здоровых северян. Методы: Обследованы 28 волонтеров, жителей Архангельской области (16 женщин и 12 мужчин 23-60 лет), у которых определялись общее количество лимфоцитов в периферической крови с проведением CD-типирования лимфоцитов (CD4+, CD8+, CD10+, CD71+) методом непрямой иммунопероксидазной реакции, содержание HIF-1a и SIRT3 в лизате лимфоцитов с помощью иммуноферментного анализа. При статистической обработке данных использовали кластерный анализ с применением метода «К средних» для выделения двух групп, которые статистически значимо различались по всем определяемым показателям. Результаты: Установлено, что в группе с более высоким по сравнению с другой (р < 0,0001) общим количеством лимфоцитов и CD4+, CD8+, CD10+, CD71+ клеток значение HIF-1a/SIRT3 было значительно (в 4,5 раза) выше, что отражает преимущественно гликолитическую направленность клеточного метаболизма. Заключение: Важным для развития Т-клеток является изменение соотношения уровней сигнальных молекул, регулирующих пути гликолиза и митохондриального метаболизма. Изучение сигнальных механизмов позволит детализировать анализ исследования Т-клеточного звена иммунитета, проводить поиск мишеней и осуществлять молекулярно-таргетное воздействие, направленное на нивелирование иммунных нарушений через коррекцию метаболизма.

Об авторах

Ольга Владимировна Зубаткина

ФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лавёрова Уральского отделения Российской академии наук

Email: ozbiochem@gmail.com
доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии Института физиологии природных адаптаций г. Архангельск

Лилия Константиновна Добродеева

ФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лавёрова Уральского отделения Российской академии наук

г. Архангельск

Анна Васильевна Самодова

ФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лавёрова Уральского отделения Российской академии наук

г. Архангельск

Сергей Дмитриевич Круглов

ФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лавёрова Уральского отделения Российской академии наук

г. Архангельск

Список литературы

  1. Almeida L., Lochner M., Berod L., Sparwasser T. Metabolic pathways in T cell activation and lineage differentiation. Semin Immunol. 2016, 28, pp. 514-524.
  2. Buck M. D., O’Sullivan D., Pearce E. L. T cell metabolism drive immunity. J. Exp. Med. 2015, 212 (9), pp. 1345-1360.
  3. Chen Z., Li Y., Zhang H., et al. Hypoxiaregulated microRNA-210 modulates mitochondrial function and decreases ISCU and COX10 expression. Oncogene. 2010, 29, pp. 4362-4368.
  4. Dang E. V, Barbi J., Yang H. Y., et al. Control of T(H)17/T(reg) balance by hypoxia-inducible factor 1. Cell. 2011, 146, pp. 772-784.
  5. Desdin-Mico G., Soto-Heredero G., Mittelbrunn M., Mitochondrial activity in T cell. Mitochondrion. 2018, 41, pp. 51-57.
  6. Diebold L., Chandel N. S. Mitochondrial ROS regulation of proliferating cells. Free Radic. Biol. Med. 2016, 100, pp. 86-93.
  7. Doedens A. L., Phan A. T., Stradner M. H., et al. Hypoxia-inducible factors enhance the effector responses of CD8+ T cells to persistent antigen. Nat Immunol. 2013, 14, pp. 1173-1 182.
  8. Gaber T., Strehl C., Sawitzki B., et al. Cellular energy metabolism in T lymphocytes. International Reviews of Immunology. 2015, 34, pp. 34-49.
  9. Giralt A., Villarroya F. SIRT3, a pivotal actor in mitochondrial functions: metabolism, cell death and aging. Biochem. J. 2012, 444, pp. 1-10.
  10. Kim J. W, Tchernyshyov I., Semenza G. L., Dang C. V. HIF-1-mediated expression of pyruvate dehydrogenase kinase: a metabolic switch required for cellular adaptation to hypoxia. Cell Metab. 2006, 3, pp. 177-185.
  11. La Gory E. L., Wu C., Taniguchi C. M., et al. Suppression of PGC-1 alpha is critical for reprogramming oxidative metabolism in renal cell carcinoma. Cell Rep. 2015, 12, pp. 116-127.
  12. Le-Bleu V. S., O’Connell J. T., Gonzalez-Herrera K. N., et al. PGC-1 alpha mediates mitochondrial biogenesis and oxidative phosphorylation in cancer cells to promote metastasis. Nat. Cell Biol. 2014, 16 (10), pp. 992-1003.
  13. Liesa M., Shirihai O. S., Mitochondrial networking in T cell memory. Cell. 2016, 166, pp. 9-10.
  14. Lochner M., Berod L., Sparwasser T. Fatty acid metabolism in the regulation of T cell function. Trends Immunol. 2015, 36 (2), pp. 81-91.
  15. Loftus R. M., Finlay D. K. Immunometabolism: cellular metabolism turns immune regulator. J. Biol. Chem. 2016, 291 (1), pp. 1-10.
  16. Luo C. T., Li M. O. Transcriptional control of regulatory T cell development and function. Trends Immunol. 2013, 34, pp. 531-539.
  17. Mylonis I., Sembongi H., Befani C., et al. Hypoxia causes triglyceride accumulation by HIF-1-mediated stimulation of lipin 1 expression. J. Cell Sci. 2012, 125, pp. 3485-3493.
  18. Palmer C. S., Ostrowski M., Balderson B., et al. Glucose metabolism regulates T cell activation, differentiation, and functions. Front. Immunol. 2015, 6, pp. 1-6.
  19. Pereira C. V., Lebiedzinska M., Wieckowski M. R., Oliveira P. J. Regulation and protection of mitochondrial physiology by sirtuins. Mitochondrion. 2012, 12, pp. 66-76.
  20. Pugha C. W., Ratcliffe P. J. New horizons in hypoxia signaling pathways. Exp. Cell Research. 2017, 356, pp. 116121.
  21. Ren J., Li B. The functional stability of FOXP3 and RORyt in Treg and Th17 and their therapeutic applications. Adv. Protein Chem. Struct. Biol. 2017, 107, pp. 155-189.
  22. Saravia J., Raynor J. L., Chapman N. M., et al. Signaling networks in immunometabolism. Cell Research. 2020, 30, pp. 328-342.
  23. Shi L. Z., Wang R., Huang G., et al. HIF-1alpha dependent glycolytic pathway orchestrates a metabolic checkpoint for the differentiation of TH17 and Treg cells. J. Exp. Med. 201 1, 208, pp. 1367-1376.
  24. Sun R. C., Denko N. C. Hypoxic regulation of glutamine metabolism through HIF1 and SIAH2 supports lipid synthesis that is necessary for tumor growth. Cell Metab. 2014, 19, pp. 285-292.
  25. Szabo S. J., Kim S. T., Costa G. L., et al. A novel transcription factor, T-bet, directs Th1 lineage commitment. Cell. 2000, 100, pp. 655-669.
  26. Tao J. H., Barbi J., Pan F. Hypoxia-inducible factors in T lymphocyte differentiation and function. AJP-Cell Physiol. 2015, 309, pp. 580-589.
  27. Thomas L. W., Ashcroft M. Exploring the molecular interface between hypoxia-inducible factor signalling and mitochondria. Cell Mol. Life Sci. 2019, 76 (9), pp. 1759-1777.
  28. Ullah M. S., Davies A. J., Halestrap A. P. The plasma membrane lactate transporter MCT4, but not MCT1, is up-regulated by hypoxia through a HIF-1 alpha-dependent mechanism. J. Biol. Chem. 2006, 281, pp. 9030-9037.
  29. Wise D. R., Ward P. S., Shay J. E., et al. Hypoxia promotes isocitrate dehydrogenase-dependent carboxylation of alpha-ketoglutarate to citrate to support cell growth and viability. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 201 1, 108, pp. 1961119616.
  30. Zhu J., Yamane H., Paul W. E. Differentiation of effector CD4 T cell populations. Annu Rev. Immunol. 2010, 28, pp. 445-489.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Зубаткина О.В., Добродеева Л.К., Самодова А.В., Круглов С.Д., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».