Macrophage population state and proliferative activity of spleen cells under liver regeneration conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. Currently, the participation of immune system cells in the regulation of reparative processes is attracting more and more attention of researchers. There is an anatomical connection between the liver and spleen by means of portal vein. Thus, cytokines and other biologically active substances can enter the liver from the spleen through the portal vein, as well as cells can migrate to the liver. However, the specific mechanisms of mutual influence of the mentioned organs, including in reparative processes, remain poorly studied. The aim of our work was to study the state of spleen monocyte-macrophage population after liver resection, as well as the proliferative activity of spleen cells during liver regeneration . Materials and Methods . The model of liver regeneration after 70 % resection in mouse was reproduced in this work. The animals were taken out of the experiment after 1, 3 and 7 days. The marker of cell proliferation Ki67 was immunohistochemically detected, the state of spleen monocyte-macrophage population was evaluated by markers CD68, CD115, CD206, F4/80 by methods of immunohistochemistry and flow cytometry. Results and Discussion . The liver regeneration had a pronounced effect on the cytoarchitectonics of the spleen. In 1 day after liver resection in the spleen there was observed a decrease in the share of Ki67+cells, according to the flow cytometry data there was a decrease in the number of CD115+cells, in 3 and 7 days there was a decrease in the number of F4/80+ macrophages. Conclusion . Liver resection causes changes in the state of cell populations of the spleen as well. First of all, to the decrease in the activity of proliferative processes in it, as well as to the changes in the state of the monocyte-macrophage system. A decrease in the content of CD115+ and F4/80+ cells in the spleen was found, which indirectly indicates the migration of monocytes/macrophages after liver resection, which can also influence the course of reparative processes in the liver.

About the authors

Aiaz T. Mamedov

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-3218-250X
Moscow, Russian Federation

Elena A. Gantsova

Avtsyn Research Institute of Human Morphology of Federal state budgetary scientific institution «Petrovsky National Research Centre of Surgery»

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4925-8005
SPIN-code: 6486-5795
Moscow, Russian Federation

Viktoria V. Kiseleva

National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology Named After Academician V.I. Kulakov

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3001-4820
SPIN-code: 2698-1448
Moscow, Russian Federation

Anastasia V. Lokhonina

Avtsyn Research Institute of Human Morphology of Federal state budgetary scientific institution «Petrovsky National Research Centre of Surgery»; National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology Named After Academician V.I. Kulakov

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8077-2307
SPIN-code: 4521-2250
Moscow, Russian Federation

Andrey V. Makarov

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2133-2293
SPIN-code: 3534-3764
Moscow, Russian Federation

Svetlana A. Turygina

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-4242-4397
SPIN-code: 4746-9334
Moscow, Russian Federation

Irina A. Bicherova

Pirogov Russian National Research Medical University

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0005-8538-3614
Moscow, Russian Federation

Irina V. Arutyunyan

Avtsyn Research Institute of Human Morphology of Federal state budgetary scientific institution «Petrovsky National Research Centre of Surgery»; National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology Named After Academician V.I. Kulakov

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4344-8943
SPIN-code: 5220-1893
Moscow, Russian Federation

Polina A. Vishnyakova

National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology Named After Academician V.I. Kulakov

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8650-8240
SPIN-code: 3406-3866
Moscow, Russian Federation

Andrey V. Elchaninov

Pirogov Russian National Research Medical University; Avtsyn Research Institute of Human Morphology of Federal state budgetary scientific institution «Petrovsky National Research Centre of Surgery»

Author for correspondence.
Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2392-4439
SPIN-code: 5160-9029
Moscow, Russian Federation

Timur Kh. Fatkhudinov

Avtsyn Research Institute of Human Morphology of Federal state budgetary scientific institution «Petrovsky National Research Centre of Surgery»; National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology Named After Academician V.I. Kulakov

Email: elchandrey@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6498-5764
SPIN-code: 7919-8430
Moscow, Russian Federation

References

  1. Li L, Duan M, Chen W, Jiang A, Li X, Yang J, Li Z. The spleen in liver cirrhosis: revisiting an old enemy with novel targets. J Transl Med. 2017;15(1):111. doi: 10.1186/s12967-017-1214-8
  2. Elchaninov A, Vishnyakova P, Sukhikh G, Fatkhudinov T. Spleen: Reparative Regeneration and Influence on Liver. Life. 2022;12(5):626. doi: 10.3390/LIFE12050626
  3. Higashi T, Friedman SL, Hoshida Y. Hepatic stellate cells as key target in liver fibrosis. Adv Drug Deliv Rev. 2017;121:27-42. doi: 10.1016/j.addr.2017.05.007
  4. Akahoshi T, Hashizume M, Tanoue K, Shimabukuro R, Gotoh N, Tomikawa M, Sugimachi K. Role of the spleen in liver fibrosis in rats may be mediated by transforming growth factor beta-1. J Gastroenterol Hepatol. 2002;17(1):59-65. doi: 10.1046/j.1440-1746.2002.02667.x
  5. Asanoma M, Ikemoto T, Mori H, Utsunomiya T, Imura S, Morine Y, Iwahashi S, Saito Y, Yamada S, Shimada M. Cytokine expression in spleen affects progression of liver cirrhosis through liver-spleen cross-talk. Hepatol Res. 2014;44(12):1217-1223. doi: 10.1111/hepr.12267
  6. Yin S, Wang H, Park O, Wei W, Shen J, Gao B. Enhanced liver regeneration in IL-10-deficient mice after partial hepatectomy via stimulating inflammatory response and activating hepatocyte STAT3. Am J Pathol. 2011;178(4). doi: 10.1016/j.ajpath.2011.01.001
  7. Kono S, Nagaike M, Matsumoto K, Nakamura T. Marked induction of hepatocyte growth factor mRNA in intact kidney and spleen in response to injury of distant organs. Biochem Biophys Res Commun. 1992;186(2):991-998. doi: 10.1016/0006-291X(92)90844-B
  8. Swirski FK, Nahrendorf M, Etzrodt M. Identification of Splenic Reservoir Monocytes and Their Deployment to Inflammatory Sites. Science. 2009;325(5940):612-616. doi: 10.1126/science.1175202
  9. Rizzo G, Maggio R Di, Benedetti A, Morroni J, Bouche M, Lozanoska-Ochser B. Splenic Ly6Chi monocytes are critical players in dystrophic muscle injury and repair. JCI Insight. 2020;5(2). doi:10.1172/ JCI.INSIGHT.130807
  10. Zigmond E, Samia-Grinberg S, Pasmanik-Chor M, Brazowski E, Shibolet O, Halpern Z, Varol C. Infiltrating Monocyte-Derived Macrophages and Resident Kupffer Cells Display Different Ontogeny and Functions in Acute Liver Injury. J Immunol. 2014;193(1):344-353. doi: 10.4049/jimmunol.1400574
  11. Elchaninov A, Nikitina M, Vishnyakova P, Lokhonina A, Makarov A, Sukhikh G, Fatkhudinov T. Macro- and microtranscriptomic evidence of the monocyte recruitment to regenerating liver after partial hepatectomy in mouse model. Biomed Pharmacother. 2021;138:111516. doi: 10.1016/j.biopha.2021.111516
  12. Goh YPS, Henderson NC, Heredia JE, Eagle AR, Odegaard JI, Lehwald N, Nguyen KD, Sheppard D, Mukundan L, Locksley RM, Chawla A. Eosinophils secrete IL-4 to facilitate liver regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(24):9914-9919. doi:10.1073/ pnas.1304046110
  13. Nevzorova Y, Tolba R, Trautwein C, Liedtke C. Partial hepatectomy in mice. Lab Anim. 2015;49(1_suppl):81-88. doi: 10.1177/0023677215572000
  14. Gottfried E, Kunz-Schughart LA, Weber A, Rehli M, Peuker A, Müller A, Kastenberger M, Brockhoff G, Andreesen R, Kreutz M. Expression of CD68 in Non-Myeloid Cell Types. Scand J Immunol. 2008;67(5):453-463. doi: 10.1111/j.1365-3083.2008.02091.x
  15. Fabriek BO, van Bruggen R, Deng DM, Ligtenberg AJM, Nazmi K, Schornagel K, Vloet RPM, Dijkstra CD, van den Berg TK. The macrophage scavenger receptor CD163 functions as an innate immune sensor for bacteria. Blood. 2009;113(4):887-892. doi:10.1182/ blood-2008-07-167064
  16. Martinez-Pomares L. The mannose receptor. J Leukoc Biol. 2012;92(6):1177-1186. doi: 10.1189/jlb.0512231
  17. Tarantino G, Scalera A, Finelli C. Liver-spleen axis: Intersection between immunity, infections and metabolism. World J Gastroenterol. 2013;19(23):3534. doi: 10.3748/wjg.v19.i23.3534
  18. Novince CM, Koh AJ, Michalski MN, Marchesan JT, Wang J, Jung Y, Berry JE, Eber MR, Rosol TJ, Taichman RS, McCauley LK Proteoglycan 4, a Novel Immunomodulatory Factor, Regulates Parathyroid Hormone Actions on Hematopoietic Cells. Am J Pathol. 2011;179(5):2431-2442. doi: 10.1016/j.ajpath.2011.07.032
  19. You Q, Holt M, Yin H, Li G, Hu CJ, Ju C. Role of hepatic resident and infiltrating macrophages in liver repair after acute injury. Biochem Pharmacol. 2013;86(6):836-843. doi: 10.1016/j.bcp.2013.07.006
  20. Elchaninov AV, Fatkhudinov TK, Kananykhina EY, Arutyunyan IV, Makarov AV. Proliferation and cell death of hepatocytes after subtotal liver resection in rats. Clin Exp Morphol. 2016;(3):22-29
  21. Babaeva AG. Cellular and humoral immunity factors as regulators of regenerative morphogenesis. Ontogenez. 1989;20(5):453-460. http:// www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2531358. Accessed November 11, 2019
  22. Babaeva AG, Zotikov EA. Immunology of Processes of Adaptive Growth, Proliferation and Their Disorders. Moscow: Medicine; 1987. 258 p. (in Russian)
  23. Makarova OV, Nechai VV, Khomyakovа TI, Kosyreva AM. Pathomorphology of experimental postsplenetomic syndrome. Clin Exp Morphol. 2012;(1):31-34

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

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».