Kisspeptins: molecular mechanisms of respiratory system pathology

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The pathology of the respiratory organs is the leading one in the structure of the general human morbidity. Every year the number of diseases of the respiratory system increases, and the associated mortality increases in parallel. The study of the causes and mechanisms of development of lung pathology, as well as the development of adequate methods for diagnosing, treating and preventing diseases of the respiratory system, carried out at the molecular and cellular levels, is not only an important, but also an extremely urgent task of biomedicine. As is known, the violation of homeostasis between cell proliferation and apoptosis leads to inflammatory changes and/or fibrosis of the lung tissue. The purpose of this review was to systematize scientific data on the expression of kisspeptins and their function in the pathology of the respiratory system. Material and methods. The expression of kisspeptins and their receptors was analyzed in pulmonary fibrosis, bronchial asthma, and non-small cell lung cancer. In addition, the role of kisspeptins in the development of the body’s immune response to viral infections in the cells of the ciliated epithelium of the upper respiratory tract has been shown. Conclusion. More and more data from modern studies demonstrate the involvement of kisspeptins and their participation in the regulation of the cell cycle, limiting cell metastasis, and other processes.

About the authors

Mikhail Aleksandrovich Paltsev

Lomonosov Moscow State University

Email: mpaltzev@gmail.com

Director of the Center of Immunology and Molecular Biomedicine, Faculty of Biology

Russian Federation

Anna Olegovna Drobintseva

St. Petersburg Research Institute of Phthisiopulmonology; St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: info@spbniif.ru

Senior Researcher, Center of Molecular Biomedicine

Russian Federation

Ekaterina Sergeevna Mironova

St. Petersburg Research Institute of Phthisiopulmonology; St. Petersburg Institute of Bioregulation and Gerontology

Email: katerina.mironova@gerontology.ru

Senior Researcher, Center of Molecular Biomedicine

Russian Federation

Ekaterina Mikhailovna Paltseva

Russian Academy of Sciences

Email: paltseva-k@yandex.ru

Professor of RAS, Doctor of Medical Sciences

Russian Federation

Ngoc Hop Do

St. Petersburg Research Institute of Phthisiopulmonology; St. Petersburg State University; Vietnam Military Medical University

Email: dongochophvqy@gmail.com

postgraduate student of the Department of Pathology, Faculty of Medicine

Russian Federation

Ulyana Aleksandrovna Novak-Bobarykina

St. Petersburg State University

Email: ulyana.boba0304@mail.ru

post-graduate student of the Department of Pathology, Faculty of Medicine

Russian Federation

Daria Olegovna Leontyeva

St. Petersburg Research Institute of Phthisiopulmonology; St. Petersburg Institute of Bioregulation and Gerontology

Author for correspondence.
Email: info@spbniif.ru

Research assistant, Center of Molecular Biomedicine

Russian Federation

References

  1. Barcik W., Boutin R.C.T., Sokolowska M., Finlay B.B. The Role of Lung and Gut Microbiota in the Pathology of Asthma. Immunity. 2020; 52 (2): 241-55. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.01.007.
  2. Bhalakiya N., Haque N., Patel P. Kisspeptin: A Novel Regulator in Reproductive Physiology. International J. of Livestock Research. 2019; 9 (7): 1-13. https://doi.org/10.5455/ijlr.20190222105709.
  3. Lee J.H., Miele M.E., Hicks D.J. KiSS-1, a novel human malignant melanoma metastasis-suppressor gene. J. Natl. Cancer Inst. 1996; 88: 1731-7.
  4. Harter C.J.L., Kavanagh G.S., Smith J.T. The role of kisspeptin neurons in reproduction and metabolism. J. Endocrinol. 2018; 238 (3): 173-83. https://doi.org/10.1530/J0E-18-0108.
  5. Navarro V.M. Metabolic regulation of kisspeptin - the link between energy balance and reproduction. Nat Rev Endocrinol. 2020; 16 (8): 407-20. https://doi.org/10.1038/s41574-020-0363-7.
  6. Hu K.L., Chang H.M., Zhao H.C., Yu Y., Li R., Qiao J. Potential roles for the kisspeptin/kisspeptin receptor system in implantation and placentation. Hum Reprod Update. 2019; 25 (3): 326-43. https://doi.org/10.1093/humupd/dmy046.
  7. Iwata K., Kunimura Y., Ozawa H. Hypothalamic Kisspeptin Expression in Hyperandro-genic Female Rats and Aging Rats. Acta Histochem Cytochem. 2019; 52 (5): 85-91. https://doi.org/10.1267/ahc.19013.
  8. R0nnekleiv O.K., Qiu J., Kelly M.J. Arcuate Kisspeptin Neurons Coordinate Reproductive Activities with Metabolism. Semin Reprod Med. 2019; 37 (3): 131-40. https://doi.org/10.1055/s-0039-3400251.
  9. Trevisan C.M., Montagna E., de Oliveira R., Christofolini D.M., Barbosa C.P., Crandall K.A., Bianco B. Kisspeptin/GPR54 System: What Do We Know About Its Role in Human Reproduction? Cell Physiol Biochem. 2018; 49 (4): 1259-76. https://doi.org/10.1159/000493406.
  10. Zhang X., Matziari M., Xie Y., Fernig D., Rong R., Meng J., Lu Z.L. Functional examination of novel kisspeptin phosphinic peptides. PLoS One. 2018; 13 (4): e0195089. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0195089.
  11. Platonov M.E., Borovjagin A.V., Kaverina N., Xiao T., Kadagidze Z., Lesniak M., Barysh nikova M., Ulasov I.V. KISS1 tumor suppressor restricts angiogenesis of breast cancer brain metastases and sensitizes them to oncolytic virotherapy in vitro. Cancer Lett. 2018; 417: 75-88. https://doi.org/10.10Wj.canlet.2017.12.024.
  12. Чучалин А.Г., Авдеев С.Н., Айсанов З.Р. Диагностика и лечение идиопатического легочного фиброза. Федеральные клинические рекомендации. Пульмонология. 2016; 26 (4): 399-419. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2016-26-4-399-419
  13. Авдеев С.Н., Чикина С.Ю., Нагаткина О.В. Идиопатический легочный фиброз: новые международные клинические рекомендации. Пульмонология. 2019; 29 (5): 525-52. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2019-29-5-525-552
  14. Lederer D.J., Martinez F.J. Idiopathic Pulmonary Fibrosis. N. Engl J. Med. 2018; 378 (19): 1811-23. https://doi.org/10.1056/NE-JMra1705751.
  15. He L., Yuan L., Yu W., Sun Y., Jiang D., Wang X., Feng X., Wang Z., Xu J., Yang R., Zhang W., Feng H., Chen H.Z., Zeng Y.A., Hui L., Wu Q., Zhang Y., Zhang L. A Regulation Loop between YAP and NR4A1 Balances Cell Proliferation and Apoptosis. Cell Rep. 2020; 33 (3): 108284. https://doi.org/10.10Wj.celrep.2020.108284.
  16. Chiang C.M., Chiu H.Y., Chang C.S., Chien Y.Y., Jong D.S., Wu L.S., Chiu C.H. Role of kisspeptin on cell proliferation and steroidogenesis in luteal cells in vitro and in vivo. J. Chin Med Assoc. 2021; 84 (4): 389-99. https://doi.org/10.1097/JCMA.0000000000000508.
  17. Watanabe T., Sato K. Roles of the kisspep-tin/GPR54 system in pathomechanisms of atherosclerosis. Nutr Metab Cardio-vasc Dis. 2020; 30 (6): 889-95. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2020.02.017.
  18. Lei Z., Bai X., Ma J., Yu Q. Kisspeptin-13 inhibits bleomycin-induced pulmonary fibrosis through GPR54 in mice. Mol Med Rep. 2019; 20 (2): 1049-56. https://doi.org/10.3892/mmr.2019.10341.
  19. Purohit D., Ahirwar A.K., Sakarde A., Asia P., Gopal N. COVID-19 and lung pathologies. Horm Mol. Biol. Clin. Investig. 2021; 42 (4): 435-43. https://doi.org/10.1515/hmbci-2020-0096
  20. Huang H., Xiong Q., Wang N., Chen R., Ren H., Siwko S., Han H., Liu M., Qian M., Du B. Kisspeptin/GPR54 signaling restricts antiviral innate immune response through regulating calcineurin phosphatase activity. Sci Adv. 2018; 4 (8): eaas9784. https://doi.org/10.1126/sciadvaas9784
  21. Wang D., Wu Z., Zhao C., Yang X., Wei H., Liu M., Zhao J., Qian M., Li Z., Xiao J. KP-10/Gpr54 attenuates rheumatic arthritis through inactivating NF-kB and MAPK signaling in macrophages. Pharmacol Res. 2021; 171: 105496. https://doi.org/10.10Wj.phrs.2021.105496.
  22. Pignataro F.S., Bonini M., Forgione A., Melandri S., Usmani O.S. Asthma and gender: The female lung. Pharmacol Res. 2017; 119: 384-90. https://doi.org/10.10Wj.phrs.2017.02.017.
  23. Chiarella S.E., Cardet J.C.., Prakash YS. Sex, Cells, and Asthma. Mayo Clin Proc. 2021; 96 (7): 1955-69. https://doi.org/10.10Wj.mayocp.2020.12.007
  24. Borkar N.A., Ambhore N.S., Kalidhindi R.S.R., Pabelick C.M., Prakash Y.S., Sathish V. Kisspeptins inhibit human airway smooth muscle proliferation. JCI Insight. 2022; e152762. https://doi.org/10.1172/jci.insight.152762.
  25. Duma N., Santana-Davila R., Molina J.R. Non-Small Cell Lung Cancer: Epidemiology, Screening, Diagnosis, and Treatment. Mayo Clin Proc. 2019; 94 (8): 1623-40. https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2019.01.013.
  26. Sun Y.B., Xu S. Expression of KISS1 and KISS1R (GPR54) may be used as favorable prognostic markers for patients with nonsmall cell lung cancer.Int. J. Oncol. 2013; 43 (2): 521-30. https://doi.org/10.3892/ijo.2013.1967
  27. Zheng S., Chang Y, Hodges K.B., Sun Y., Ma X., Xue Y, Williamson S.R., Lopez-Beltran A., Montironi R., Cheng L. Expression of KISS1 and MMP-9 in non-small cell lung cancer and their relations to metastasis and survival. Anticancer Res. 2010; 30 (3): 713-8

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Scheme of formation of kisspeptins from pre-pro-kisspeptin encoded by the kiss1 gene [modified from 2]

Download (80KB)
Indexing metadata

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».