Взаимодействие в системе PAMPs – мукозальный барьер – цитокины у детей с ожирением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Значительное возрастание ожирения среди детей и подростков обуславливает необходимость поиска способов его профилактики и лечения. Воспаление при ожирении является основным механизмом, приводящим к коморбидным изменениям.

Цель исследования. Установить взаимосвязи между PAMPs и цитокинами у детей с ожирением.

Материал и методы. В исследовании приняли участие 198 детей и подростков в возрасте от 10 до 18 лет с алиментарно-конституциональным ожирением разной степени и дети без ожирения. Методом иммуноферментного анализа определяли концентрацию цитокинов, трефоиловых факторов и PAMPs.

Результаты. У детей с ожирением выявлено статистически значимое увеличение концентрации IL-17А (р=0,022). При разделении по гендерному признаку у мальчиков с ожирением значимо выше TNFα(р=0,049), а у девочек фракталкин (р=0,040).

Заключение. Взаимодействие в системе PAMPs-мукозальный барьер-цитокины в группе детей с ожирением показало наиболее сильную активацию иммунной системы у мальчиков с ожирением и выход воспаления за пределы кишечного барьера, которое усиливается при ожирении за счет появления ассоциации, обладающего провоспалительной активностью флагеллина с TFF3.

Об авторах

Ирина Валерьевна Кирилина

ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России; ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России

Email: kirilina-irina@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-3064-6553

заведующая учебной лабораторией кафедры онкологии, гематологии и лучевой терапии педиатрического факультета, младший научный сотрудник

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова д. 1; 117292, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, д. 11

Сергей Александрович Румянцев

ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России; ООО «Центр молекулярного здоровья»; ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: s_roumiantsev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7418-0222

заведующий кафедрой онкологии, гематологии и лучевой терапии педиатрического факультета, директор Института персонализированной медицины, директор Центра цифровой и трансляционной биомедицины, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова д. 1; 117218, Москва, Нахимовский пр-кт, д. 32, помещ. 1, комн. 25; 117292, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, д. 11

Андрей Михайлович Гапонов

ООО «Центр молекулярного здоровья»; НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского

Email: zorba@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3429-1294

заведующий отделом инфекционной иммунологии Института цифровой и трансляционной биомедицины, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов критических состояний, кандидат медицинских наук, ФНКЦ реаниматологии и реабилитологии

Россия, 117218, Москва, Нахимовский пр-кт, д. 32, помещ. 1, комн. 25; 107031, Москва, ул. Петровка, 25/2

Диляра Рашидовна Хуснутдинова

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: dilyahusn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9982-9059

научный сотрудник Института фундаментальной медицины и биологии НIL «Омиксные технологии»

Россия, 420021, Казань, ул. Парижской Коммуны, 9

Татьяна Владимировна Григорьева

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: tatabio@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-5314-7012

старший научный сотрудник Института фундаментальной медицины и биологии НIL «Омиксные технологии»

Россия, 420021, Казань, ул. Парижской Коммуны, 9

Елена Дмитриевна Теплякова

ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России

Email: elenatepl7@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3585-7026

профессор кафедры детских болезней №3, доктор медицинских наук

Россия, 344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29

Александр Вячеславович Шестопалов

ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России; ООО «Центр молекулярного здоровья»; ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России

Email: al-shest@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1428-7706

заведующий кафедрой биохимии и молекулярной биологии Института фармации и медицинской химии, заведующий лабораторией биохимии сигнальных путей, заместитель директора Центра цифровой и трансляционной биомедицины, доктор медицинских наук, профессор

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова д. 1; 117218, Москва, Нахимовский пр-кт, д. 32, помещ. 1, комн. 25; 117292, Москва, ул. Дмитрия Ульянова, д. 11

Список литературы

  1. Global nutrition targets 2025: childhood overweight policy brief. https://www.who.int/publications-detail-redirect/WHO-NMH-NHD-14.6. Accessed 26 May 2024/
  2. Ley R.E., Turnbaugh P.J., Klein S., Gordon J.I. Human gut microbes associated with obesity. Nature. 2006; 444: 1022–23. https://doi.org/10.1038/4441022a.
  3. Santacruz A., Collado M.C., GarcIa-Valdés L., Segura M.T., MartIn-Lagos J.A., Anjos T., MartI-Romero M., Lopez R.M., Florido J., Campoy C., Sanz Y. Gut microbiota composition is associated with body weight, weight gain and biochemical parameters in pregnant women. Br. J. Nutr. 2010; 104: 83–92. https://doi.org/10.1017/S0007114510000176.
  4. Turnbaugh P.J., Ley R.E., Mahowald M.A., Magrini V., Mardis E.R., Gordon J.I. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 2006; 444: 1027–31. https://doi.org/10.1038/nature05414.
  5. Sanchez-Alcoholado L., Castellano-Castillo D., Jordán-MartInez L., Moreno-Indias I., Cardila-Cruz P., Elena D., Muñoz-Garcia A.J., Queipo-Ortuño M.I., Jimenez-Navarro M. Role of Gut Microbiota on Cardio-Metabolic Parameters and Immunity in Coronary Artery Disease Patients with and without Type-2 Diabetes Mellitus. Front Microbiol. 2017; 8: 1936. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01936.
  6. Корниенко Е.А. Современные представления о взаимосвязи ожирения и кишечной микробиоты. Педиатр. 2013; 4 (3): 3–14. https://doi.org/10.24412/FHG3C-ZTKP8. [Kornienko E.A. Sovremennye predstavleniya o vzaimosvyazi ozhireniya i kishechnoj mikrobioty. Pediatr. 2013; 4 (3): 3–14. https://doi.org/10.24412/FHG3C-ZTKP8 (in Russian)].
  7. Blacher E., Levy M., Tatirovsky E., Elinav E. Microbiome-Modulated Metabolites at the Interface of Host Immunity. J. Immunol. 2017; 198: 572–80. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1601247.
  8. Rakoff-Nahoum S., Paglino J., Eslami-Varzaneh F., Edberg S., Medzhitov R. Recognition of Commensal Microflora by Toll-Like Receptors Is Required for Intestinal Homeostasis. Cell. 2004; 118: 229–41. https://doi.org/10.1016/j.cell.2004.07.002.
  9. Шестопалов А.В., Дворников А.С., Борисенко О.В., Тутельян А.В. Трефоиловые факторы-новые маркеры мукозального барьера желудочно-кишечного тракта. Российский Журнал Инфекция и Иммунитет. 2019; 9: 39–46. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2019-1-39-46. [Shestopalov A.V., Dvornikov A.S., Borisenko O.V., Tutelyan A.V. Trefoil factors – new markers of gastrointestinal mucosal barrier. Russian Journal of Infection and Immunity. 2019; 9 (1): 39–46. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2019-1-39-46 (in Russian)].
  10. Шестопалов А.В., Колесникова И.М., Савчук Д.В., Теплякова Е.Д., Шин В.А., Григорьева Т.В., Набока Ю.Л., Гапонов А.М., Румянцев С.А. Влияние вида вскармливания на таксономический состав кишечного микробиома и уровни трефоиловых факторов у детей и подростков. Российский Физиологический Журнал им. И.М. Сеченова. 2023; 109: 656–72. https://doi.org/10.31857/S0869813923050096. [Shestopalov A.V., Kolesnikova I.M., Savchuk D.V., Teplyakova E.D., Shin V.A., Grigoryeva T.V., Naboka Y.L., Gaponov A.M., Roumiantsev S.A. Influence of the Infant Feeding on the Taxonomy of the Gut Microbiome and the Trefoil Factors Level in Children and Adolescents. Rossijskij fiziologiceskij zhurnal im. I.M. Sechenova. 2023; 109 (5): 656–72. https://doi.org/10.31857/S0869813923050096 (in Russian)].
  11. Kolesnikova I.M., Ganenko L.A., Vasilyev I.Yu., Grigoryeva T.V., Volkova N.I., Roumiantsev S.A., Shestopalov A.V. Metabolic Profile of Gut Microbiota and Levels of Trefoil Factors in Adults with Different Metabolic Phenotypes of Obesity. Mol Biol. 2024; 58: 728–44. https://doi.org/10.1134/S0026893324700316.
  12. Скворцова О.В., Мигачева Н.Б., Михайлова Е.Г. Иммунометаболические аспекты хронического неспецифического воспаления на фоне ожирения. Медицинский Совет. 2023; 75–82. https://doi.org/10.21518/ms2023-187. [Skvortsova O.V., Migacheva N.B., Mikhailova E.G. Immunometabolic aspects of chronic nonspecific inflammation in obesity. Meditsinskiy Sovet. 2023; 75–82. https://doi.org/10.21518/ms2023-187 (in Russian)].
  13. Schwartz C., Schmidt V., Deinzer A., Hawerkamp H.C., Hams E., Bayerlein J., Röger O., Bailer M., Krautz C., El Gendy A., Elshafei M., Heneghan H.M., Hogan A.E., O’Shea D., Fallon P.G. Innate PD-L1 limits T cell–mediated adipose tissue inflammation and ameliorates diet-induced obesity. Sci Transl Med. 2022; 14: 6879. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.abj6879.
  14. Teijeiro A., Garrido A., Ferre A., Perna C., Djouder N. Inhibition of the IL-17A axis in adipocytes suppresses diet-induced obesity and metabolic disorders in mice. Nat Metab. 2021; 3: 496–12. https://doi.org/10.1038/s42255-021-00371-1.
  15. Douzandeh-Mobarrez B., Kariminik A. Gut Microbiota and IL-17A: Physiological and Pathological Responses. Probiotics Antimicrob Proteins. 2019; 11: 1–10. https://doi.org/10.1007/s12602-017-9329-z.
  16. Кирилина И.В., Шестопалов А.В., Гапонов А.М., Камальдинова Д.Р., Хуснутдинова Д.Р., Григорьева Т.В., Теплякова Е.Д., Юдин С.М., Макаров В.В., Румянцев А.Г., Борисенко О.В., Румянцев С.А. Особенности микробиома крови у детей с ожирением. Педиатрия имени Г.Н. Сперанского. 2022; 101 (5): 15–22. https://doi.org/10.24110/0031-403X-2022-101-5-15-22. [Kirilina I.V., Shestopalov A.V., Gaponov A.M., Kamaldinova D.R., Khusnutdinova D.R., Grigorieva T.V., Teplyakova E.D., Yudin S.M., Makarov V.V., Rumyantsev A.G., Borisenko O.V., Rumyantsev S.A. Features of the blood microbiome in obese children. Pediatria n.a. G.N. Speransky. 2022; 101 (5): 15–22. https://doi.org/10.24110/0031-403X-2022-101-5-15-22 (in Russian)].
  17. Murthy KGK., Deb A., Goonesekera S., SzabóC., Salzman A.L. Identification of Conserved Domains in Salmonella muenchen Flagellin That Are Essential for Its Ability to Activate TLR5 and to Induce an Inflammatory Response in Vitro. J. Biol. Chem. 2004; 279: 5667–75. https://doi.org/10.1074/jbc.M307759200.
  18. Bambou J-C., Giraud A., Menard S., Begue B., Rakotobe S., Heyman M., Taddei F., Cerf-Bensussan N., Gaboriau-Routhiau V. In Vitro and ex Vivo Activation of the TLR5 Signaling Pathway in Intestinal Epithelial Cells by a Commensal Escherichia coli Strain. J. Biol. Chem. 2004; 279: 42984–92. https://doi.org/10.1074/jbc.M405410200.
  19. Wu Z., Pan D., Guo Y., Sun Y., Zeng X. Peptidoglycan diversity and anti-inflammatory capacity in Lactobacillus strains. Carbohydr Polym. 2015; 128: 130–37. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.04.026.
  20. Wu Z., Pan D., Guo Y., Zeng X. Structure and anti-inflammatory capacity of peptidoglycan from Lactobacillus acidophilus in RAW-264.7 cells. Carbohydr Polym. 2013; 96: 466–73. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.04.028.
  21. Kwan JMC, Liang Y., Ng EWL., Sviriaeva E., Li C., Zhao Y., Zhang X-L., Liu X-W., Wong S.H., Qiao Y. In silico MS/MS prediction for peptidoglycan profiling uncovers novel anti-inflammatory peptidoglycan fragments of the gut microbiota. Chem Sci. 2024; 15 (5): 1846–59. https://doi.org/10.1039/d3sc05819k.
  22. Grangette C., Macho-Fernandez E., Pot B. Anti-inflammatory capacity of lactobacilli peptidoglycan: mucosal and systemic routes of administration promote similar effects – The Authors’ reply. Gut. 2012; 61: 784. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2011-301194.
  23. Rhee S.H., Im E., Riegler M., Kokkotou E., O’Brien M., Pothoulakis C. Pathophysiological role of Toll-like receptor 5 engagement by bacterial flagellin in colonic inflammation. Proc Natl Acad Sci. 2005; 102 (38): 13610–5. https://doi.org/10.1073/pnas.0502174102.
  24. Yoon S., Kurnasov O., Natarajan V., Hong M., Gudkov A.V., Osterman A.L., Wilson I.A. Structural Basis of TLR5-Flagellin Recognition and Signaling. Science. 2012; 335: 859–64. https://doi.org/10.1126/science.1215584.
  25. Vijay-Kumar M., Gewirtz A.T. Flagellin: key target of mucosal innate immunity. Mucosal Immunol. 2009; 2: 197–205. https://doi.org/10.1038/mi.2009.9.
  26. Feng S., Zhang C. Chen S. He R., Chao G, Zhang S. TLR5 Signaling in the Regulation of Intestinal Mucosal Immunity. J. Inflamm Res. 2023; (16): 2491–01. https://doi.org/10.2147/JIR.S407521.
  27. Kukhtina N.B., Arefieva T.I., Ruleva N.Yu., Sidorova M.V., Azmuko A.A., Bespalova Zh.D., Krasnikova T.L. Peptide fragments of the fractalkine chemokine domain: Influence on migration of human monocytes. Russ J. Bioorganic Chem. 2012; (38): 584–89. https://doi.org/10.1134/S1068162012060088.
  28. McGinley A.M., Sutton C.E., Edwards S.C., Leane C.M., DeCourcey J., Teijeiro A., Hamilton J.A., Boon L., Djouder N., Mills KHG. Interleukin-17A Serves a Priming Role in Autoimmunity by Recruiting IL-1β-Producing Myeloid Cells that Promote Pathogenic T Cells. Immunity. 2020; (52): 342–56. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.01.002.
  29. Ishigame H., Kakuta S., Nagai T., Kadoki M., Nambu A., Komiyama Y., Fujikado N., Tanahashi Y., Akitsu A., Kotaki H., Sudo K., Nakae S. Sasakawa C., Iwakura Y. Differential Roles of Interleukin-17A and -17F in Host Defense against Mucoepithelial Bacterial Infection and Allergic Responses. Immunity. 2009; 30: 108–19. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2008.11.009.
  30. Kumar P., Chen K., Kolls J.K. Th17 cell based vaccines in mucosal immunity. Curr Opin Immunol. 2013; 25: 373–80. https://doi.org/10.1016/j.coi.2013.03.011.
  31. Mills KHG. Induction, function and regulation of IL-17-producing T cells. Eur J Immunol. 2008; 38: 2636–49. https://doi.org/10.1002/eji.200838535.
  32. Beenen A.C., Sauerer T., Schaft N., Dörrie J. Beyond Cancer: Regulation and Function of PD-L1 in Health and Immune-Related Diseases. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23: 8599. https://doi.org/10.3390/ijms23158599.
  33. Kawamura N., Katsuura G., Yamada-Goto N., Nakama R., Kambe Y., Miyata A., Furuyashiki T., Narumiya S., Ogawa Y., Inui A. Brain fractalkine-CX3CR1 signalling is anti-obesity system as anorexigenic and anti-inflammatory actions in diet-induced obese mice. Sci Rep. 2022; 12: 12604. https://doi.org/10.1038/s41598-022-16944-3.
  34. PolyákÁ., Ferenczi S., DénesÁ., Winkler Z., Kriszt R., Pintér-Kübler B., Kovács K.J. The fractalkine/Cx3CR1 system is implicated in the development of metabolic visceral adipose tissue inflammation in obesity. Brain Behav Immun. 2014; 38: 25–35. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2014.01.010.
  35. Hoffmann W. Trefoil Factor Family (TFF) Peptides and Their Diverse Molecular Functions in Mucus Barrier Protection and More: Changing the Paradigm. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21: 4535. https://doi.org/10.3390/ijms21124535.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Таблица 1 Антропометрические показатели групп

Скачать (119KB)
Метаданные
3. Таблица 2 Концентрации PAMPs, трефоиловых факторов и цитокинов в крови у исследуемых групп

Скачать (232KB)
Метаданные
4. Таблица 3 Содержание PAMPs, трефоиловых факторов и цитокинов в крови у девочек и мальчиков в исследуемых группах

Скачать (452KB)
Метаданные

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».