Влияние Сапозина D на течение туберкулезной инфекции у мышей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Сапозины (Sap) — подгруппа гликопротеинов большого семейства сапозин-подобных белков. Сапозины образуются в кислых эндосомах путем расщепления просапозина. Сапозины участвуют в процессе презентации липидных антигенов микобактерий на молекулах CD1. Сапозин D (SapD) является наиболее распространенным сапозином в нормальных тканях, где его концентрация в три раза выше, чем у других сапозинов. SapD способствует гидролизу церамида кислой церамидазой in vivo, о чем свидетельствует накопление 〈-гидроксил-церамида в почках и мозжечке дефицитных по гену SapD мышей. Соответственно, у животных с дефицитом SapD обнаруживаются дегенерация почечных канальцев и гидронефроз, а также прогрессирующая потеря клеток Пуркинье в мозжечке, что приводит к атаксии. До настоящего времени наследственный дефицит SapD у людей не выявлен. Ранее нами было показано, что макрофаги, полученные от мышей-нокаутов по гену SAPD, подавляли рост M. tuberculosis слабее, чем макрофаги мышей дикого типа. Причем компенсация дефицита SapD в клетках нокаутов приводила к восстановлению их бактерицидной функции. Таким образом, SapD является важным компонентом в формировании иммунного ответа к туберкулезу. Однако неясно, как дефицит SapD влияет на формирование противотуберкулезного иммунного ответа в условиях in vivo. На модели экспериментальной туберкулезной инфекции мышей дикого типа и SapD-ko было показано, что через 5 недель после инфицирования микобактериальная нагрузка в легких и селезенке у SapD-ko была достоверно выше, чем у мышей дикого типа. Анализ клеточного состава легочной ткани показал, что для «наивных» SapD-ko по сравнению с мышами дикого типа характерно большее количество макрофагов. Также было показано, что через 5 недель после заражения мыши SapD-ko отличаются от мышей дикого типа более выраженной нейтрофильной инфильтрацией легочной ткани. Исследование склонности к апоптозу клеток легочной ткани мышей SapD-ko и мышей дикого типа показало, что содержание апоптотических клеток в легких мышей нокаутов по SapD через 3 недели после инфицирования достоверно выше, чем у мышей линии В6. Таким образом, дефицит SapD приводит к существенному усилению воспаления при экспериментальной туберкулезной инфекции, а также влияет на предрасположенность клеток легкого к апоптозу.

Об авторах

Галина Сергеевна Шепелькова

ФГБНУ Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Автор, ответственный за переписку.
Email: shepelkovag@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0001-6854-7932
SPIN-код: 7436-4454
Scopus Author ID: 26665725800

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии отдела иммунологии

Россия, 107564, Москва, Яузская аллея д.2

Владимир Васильевич Евстифеев

ФГБНУ Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Email: vladimir-evstifeev@yandex.ru

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии отдела иммунологии

Россия, 107564, Москва, Яузская аллея д.2

Вадим Григорьевич Авдиенко

ФГБНУ Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Email: vg_avdienko@mail.ru
SPIN-код: 8165-3530

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии отдела иммунологии

Россия, 107564, Москва, Яузская аллея д.2

Ирина Владимировна Бочарова

ФГБНУ Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Email: i.bocharova@ctri.ru
SPIN-код: 6200-0329

научный сотрудник отдела иммунологии

Россия, 107564, Москва, Яузская аллея д.2

Владимир Витальевич Еремеев

ФГБНУ Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза

Email: yeremeev56@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6608-7557

доктор медицинских наук, зав. отделом иммунологии

Россия, 107564, Москва, Яузская аллея д.2

Список литературы

  1. Авдиенко В.Г., Бабаян С.С., Гусева А.Н. Количественные, спектральные и серодиагностические характеристики антимикобактериальных IgG-, IgM- и IgA-антител у больных туберкулезом легких // Проблемы туберкулеза и болезней легких. 2006. Т. 10. С. 47–55. [Avdienko V.G., Babaian S.S., Guseva A.N. Quantitative, spectral, and serodiagnostic characteristics of antimycobacterial IgG, IgM, and IgA antibodies in patients with pulmonary tuberculosis. Problemy tuberkuleza i boleznei legkikh = Problems of Tuberculosis and Lung Diseases, 2006, vol. 10, pp. 47–55. (In Russ.)]
  2. Еремеев В.В., Апт А.С. Сапозин-подобные белки в противоинфекционном иммунном ответе // Инфекция и иммунитет. 2012. Т. 2, № 3. C. 597–602. [Yeremeev V.V., Apt A.S. Saposin-like proteins in anti-infectious immune response. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2012, vol. 2, no. 3, pp. 597–602. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2012-3-597-602
  3. Шепелькова Г.С., Евстифеев В.В., Эргешов А.Э., Еремеев В.В. Влияние сапозина D на бактериостатическую функцию макрофагов при экспериментальной туберкулезной инфекции // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, № 3. C. 473–480. [Shepelkova G.S., Evstifeev V.V., Ergeshov A.E., Yeremeev V.V. Saposin D acting on macrophage bacteriostatic function in experimental tuberculosis infection. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2021, vol. 11, no. 3, pp. 473-480. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-TEO-1386
  4. Garrido-Arandia M., Cuevas-Zuviría B., Díaz-Perales A., Pacios L. A comparative study of human saposins. Molecules, 2018, vol. 23: 422. doi: 10.3390/molecules23020422
  5. Gebai A., Gorelik A., Nagar B. Crystal structure of saposin D in an open conformation. J. Struc. Biol., 2018, vol. 204, no. 2, pp. 145–150. doi: 10.1016/j.jsb.2018.07.011
  6. Huang L., Nazarova E.V., Russell D.G. Mycobacterium tuberculosis: bacterial fitness within the host macrophage. Microbiol Spectr., 2019, vol. 7, no. 2: 10. doi: 10.1128/microbiolspec.BAI-0001-2019
  7. Kim M.-J., Wainwright H., Loketz M., Bekker L.G., Walther G.B., Dittrich C., Visser A., Wang W., Hsu F.F., Wiehart U., Tsenova L., Kaplan G., Russell D.G. Caseation of human tuberculosis granulomas correlates with elevated host lipid metabolism. EMBO Mol. Med., 2010, vol. 2, pp. 258–274. doi: 10.1002/emmm.201000079
  8. Kishimoto Y., Hiraiwa M., O’Brien J.S. Saposins: structure, function, distribution, and molecular genetics. J. Lipid. Res., 1992, vol. 33, no. 9, pp. 1255–1267.
  9. Khan A., Singh V.K., Hunter R.L., Jagannath C. Macrophage heterogeneity and plasticity in tuberculosis. J. Leukoc. Biol., 2019, vol. 106, no. 2, pp. 275–282. doi: 10.1002/JLB.MR0318-095RR
  10. Kolter T., Sandhoff K. Lysosomal degradation of membrane lipids. FEBS Lett., 2010, vol. 584, pp. 1700–1712. doi: 10.1016/ j.febslet.2009.10.021
  11. Matsuda J., Kido M., Tadano-Aritomi K., Ishizuka I., Tominaga K., Toida K., Takeda E., Suzuki K., Kuroda Y. Mutation in saposin D domain of sphingolipid activator protein gene causes urinary system defects and cerebellar Purkinje cell degeneration with accumulation of hydroxy fatty acid-containing ceramide in mouse. Hum. Mol. Genet., 2004, vol. 13, no. 21, pp. 2709–2723. doi: 10.1093/hmq/ddh281
  12. Nikonenko B.V., Averbakh MM Jr, Lavebratt C., Schurr E., Apt A.S. Comparative analysis of mycobacterial infections in susceptible I/St and resistant A/Sn inbred mice. Tuber. Lung Dis., 2000, vol. 80, no. 1, pp. 15–25. doi: 10.4049/jimmunol.165.10.5921
  13. O’Brien J.S., Kishimoto Y. Saposin proteins: structure, function, and role in human lysosomal storage disorders. FASEB J., 1991, vol. 5, pp. 301–308. doi: 10.1096/fasebj.5.3.2001789
  14. Olmeda B., García-Álvarez B., Pérez-Gil J. Structure–function correlations of pulmonary surfactant protein SP-B and the saposin-like family of proteins. Eur. Biophys. J., 2013, vol. 42, pp. 209–222. doi: 10.1007/s00249-012-0858-9
  15. Rossmann M., Schultz-Heienbrok R., Behlke J., Remmel N., Alings C., Sandhoff K., Saenger W., Maier T. Crystal structures of human saposins C and D: implications for lipid recognition and membrane interactions. Structure, 2008, vol. 16, pp. 809–817. doi: 10.1016/j.str.2008.02.016
  16. Shepelkova G., Evstifeev V., Majorov K., Bocharova I., Apt A. Therapeutic effect of recombinant mutated interleukin 11 in the mouse model of tuberculosis. J. Infect. Dis., 2016, vol. 214, no. 3, pp. 496–501. doi: 10.1093/infdis/jiw176
  17. Weiss G., Schaible U.E. Macrophage defense mechanisms against intracellular bacteria. Immunol. Rev., 2015, vol. 264, no. 1, pp. 182–203. doi: 10.1111/imr.12266
  18. Winau F., Schwierzeck V., Hurwitz R., Remmel N., Sieling P.A., Modlin R.L., Porcelli S.A., Brinkmann V., Sugita M., Sandhoff K., Kaufmann S.H., Schaible U.E. Saposin C is required for lipid presentation by human CD1b. Nat. Immunol., 2004, vol. 5, no. 2, pp. 169–174. doi: 10.1038/ni1035
  19. World Health Organization. Global Tuberculosis Report 2021. URL: https://www.who.int/teams/global-tuberculosis-programme/tb-reports/global-tuberculosis-report-2021.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Микобактериальная нагрузка селезенки и легкого мышей B6 и SapD-ko через 21 (А) и 35 (Б) дней после аэрозольного инфицирования низкой дозой M. tuberculosis

Скачать (76KB)
3. Рисунок 2. Различия в выживании мышей B6 (прямая линия) и SapD-ko (пунктир), инфицированных M. tuberculosis

Скачать (52KB)
4. Рисунок 3. Гистологическая картина специфического воспаления в легких мышей В6 дикого типа (А–В) и SapD-ko (Г–Е) через 21 (Б, Д) и 35 дней (В, Е) после инфицирования низкой дозой M. tuberculosis (100 КОЕ/мышь)

5. Рисунок 4. Характеристика поверхностных маркеров клеток легочной ткани SapD-ko и мышей дикого типа через 21 и 35 дней после заражения

Скачать (124KB)
6. Рисунок 5. Клетки легочной ткани мышей SapD-ko сильнее подвержены апоптозу в сравнении с мышами дикого типа (по уровню активности каспазы-3/7)

Скачать (88KB)

© Шепелькова Г.С., Евстифеев В.В., Авдиенко В.Г., Бочарова И.В., Еремеев В.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».