mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-2019-1-49-58mimmun-1698Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESРОЛЬ ТРОФОБЛАСТИЧЕСКОГО β1-ГЛИКОПРОТЕИНА В РЕГУЛЯЦИИ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ Т-КЛЕТОК ИММУННОЙ ПАМЯТИTHE ROLE OF PREGNANCY-SPECIFIC GLYCOPROTEIN IN REGULATION OF MOLECULAR GENETIC DIFFERENTIATION MECHANISMS OF IMMUNE MEMORY T CELLSРаевМ. Б.RayevM. B.

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии; профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета 

г. Пермь

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Ecological Immunology; Professor, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology

Perm

ЛитвиноваЛ. С.LitvinovaL. S.

д.м.н., заведующая базовой лабораторией иммунологии и клеточных биотехнологий

г. Калининград

PhD, MD (Medicine), Head, Basic Laboratory of Immunology and Cell Biotechnologies

Kaliningrad

ЮроваК. А.YurovaK. A.

к.м.н., научный сотрудник базовой лаборатории иммунологии и клеточных биотехнологий

г. Калининград

PhD (Medicine), Research Associate, Basic Laboratory of Immunology and Cell Biotechnologies

Kaliningrad

ХазиахматоваО. Г.KhaziakhmatovaO. G.

к.б.н., научный сотрудник базовой лаборатории иммунологии и клеточных биотехнологий

г. Калининград

PhD (Biology), Research Associate, Basic Laboratory of Immunology and Cell Biotechnologies

Kaliningrad

ТимгановаВ. П.TimganovaV. P.

к.б.н., младший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии

г. Пермь

PhD (Biology), Junior Research Associate, Laboratory of Ecological Immunology

Perm

БочковаМ. С.BochkovaM. S.

к.б.н., научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии

г. Пермь

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Ecological Immunology

Perm

ХрамцовП. В.KhramtsovP. V.

к.б.н., младший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии; доцент кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета (г. Пермь); научный сотрудник базовой лаборатории иммунологии и клеточных биотехнологий (г. Калининград)

PhD (Biology), Junior Research Associate, Laboratory of Ecological Immunology; Associate Professor, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology (Perm); Research Associate, Basic Laboratory of Immunology and Cell Biotechnologies (Kaliningrad)

ЗаморинаС. А.ZamorinaS. A.

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии; профессор кафедры микробиологии и иммунологии биологического факультета

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН614081, г. Пермь, ул. Голева, 13. Тел.: 8 (342) 280-77-94.

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Ecological Immunology; Professor, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Biology

614081, Perm, Goleva str., 13. Phone: 7 (342) 280-77-94.

mantissa7@mail.ruИнститут экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук; ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»РоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; Perm State UniversityRussian FederationФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени И. Канта»РоссияImmanuel Kant Baltic Federal UniversityRussian FederationИнститут экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наукРоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук; ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени И. Канта»; ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»РоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; Immanuel Kant Baltic Federal University; Perm State UniversityRussian Federation2019220120192114958Copyright © Раев М.Б., Литвинова Л.С., Юрова К.А., Хазиахматова О.Г., Тимганова В.П., Бочкова М.С., Храмцов П.В., Заморина С.А., 20192019Раев М.Б., Литвинова Л.С., Юрова К.А., Хазиахматова О.Г., Тимганова В.П., Бочкова М.С., Храмцов П.В., Заморина С.А.Rayev M.B., Litvinova L.S., Yurova K.A., Khaziakhmatova O.G., Timganova V.P., Bochkova M.S., Khramtsov P.V., Zamorina S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/1698

Изучали роль трофобластического β1-гликопротеина (ТБГ) в регуляции молекулярно-генетических факторов, определяющих функциональную активность наивных Т-клеток и Т-клеток иммунной памяти в системе in vitro. ТБГ человека получали авторским запатентованным методом иммуноочистки с использованием биоспецифического сорбента с последующим освобождением от иммуноглобулиновой контаминации на колонке HiTrapTMProten G HP. В экспериментах использовали физиологические концентрации ТБГ, соответствующие его уровню в периферической крови будущей матери в период беременности: 1, 10 и 100 мкг/мл (I, II, III триместр соответственно). Объектами исследования являлись монокультуры наивных Т-клеток (CD45RA+) и Т-клеток иммунной памяти (CD45R0+), полученные методом иммуномагнитной сепарации из периферической крови женщин репродуктивного возраста.

Установлено, что на уровне наивных Т-клеток ТБГ угнетал экспрессию CD28 (1, 10, 100 мкг/ мл) и CD25 (100 мкг/мл), не влияя на продукцию этими клетками (IL-2). В то же время, на уровне Т-клеток иммунной памяти, ТБГ во всех используемых концентрациях подавлял экспрессию CD25, но повышал продукцию IL-2 этими клетками. Параллельно оценивали экспрессию генов U2af1l4, Gfi1, hnRNPLL, регулирующих альтернативный сплайсинг гена Ptprc, кодирующего CD45. Установлено, что ТБГ снижал экспрессию генов Gfi1 (1, 10, 100 мкг/мл), hnRNPLL (10, 100 мкг/мл), но повышал экспрессию гена U2af1l4 (1, 10, 100 мкг/мл) наивными Т-клетками. Показано, что на уровне Т-клеток иммунной памяти эффекты были аналогичными, причем ТБГ оказывал их во всех используемых концентрациях. Выявленные изменения в транскрипции мРНК генов U2af1l4, Gfi1, hnRNPLL в исследуемых субпопуляциях Т-клеток могут вести к снижению формирования «зрелой» изоформы СD45R0.

Таким образом, ТБГ снижает функциональную активность наивных Т-клеток и Т-клеток иммунной памяти, связанную с экспрессией молекул костимуляции/активации CD25 и CD28, и участвует в регуляции альтернативного сплайсинга гена Ptprc, определяющего соотношение вариантов рецептора CD45. По-видимому, при помощи указанных механизмов ТБГ регулирует функциональную активность циркулирующего пула T-клеток памяти, потенциально способных к осуществлению антиген-специфических цитотоксических реакций в отношении антигенов эмбрионального происхождения в ситуации in vivo. В целом полученные данные расширяют представления о роли ТБГ в регуляции молекулярно-генетических механизмов дифференцировки наивных Т-клеток и Т-клеток иммунной памяти.

The role of pregnancy-specific β1-glycoprotein (PSG) in the regulation of molecular genetic factors determining the functional activity of naїve T cells and T cells of immune memory in vitro was studied. Human PSG was isolated with a proprietary immuno-purification method using a biospecific sorbent followed by removing of immunoglobulin contamination with a HiTrapTM Protein G HP column. Physiological concentrations of PSG were used in the experiments. They corresponded to PSG levels in the peripheral blood of pregnant woman: 1, 10 and 100 μg/ml (I, II, III trimester, respectively). The objects of study were monocultures of naїve T cells (CD45RA+) and memory T cells (CD45R0+), obtained by immunomagnetic separation from the peripheral blood of women of reproductive age.

It was established that at the level of naїve T cells (CD45RA+) PSG inhibited the expression of CD28 (1, 10, 100 μg/ml) and CD25 (100 μg/ml), without affecting the interleukin-2 (IL-2) production by these cells. At the same time, PSG in all concentrations studied suppressed the expression of CD25 at the immune memory T-cell (CD45R0+) surface but increased the IL-2 production. Expression of U2af1l4, Gfi1, hnRNPLL genes regulating the alternative splicing of the Ptprc gene encoding CD45 was also evaluated. It was found, that PSG reduced the expression of the Gfi1 (1, 10, 100 μg/ml), hnRNPLL (10, 100 μg/ml) genes, but increased the expression of the U2af1l4 gene (1, 10, 100 μg/ml) in the naїve T cells. It was shown that at the immune memory T-cells’ level the effects were similar, with PSG rendering them in all concentrations used. The revealed changes in the mRNA transcription of U2af1l4, Gfi1 and hnRNPLL genes in the studied T cell subsets may lead to the inhibition of CD45 “mature” isoform formation – CD45R0.

Thus, PSG reduces the functional activity of naїve T cells and immune memory T cells associated with the expression of costimulation/activation molecules CD25 and CD28 and is involved in the regulation of Ptprc gene alternative splicing, which determines the ratio of CD45 molecule variants. Apparently, using these mechanisms, PSG regulates the functional activity of the memory T cell circulating pool, which is potentially capable of carrying out antigen-specific cytotoxic reactions against fetal antigens in vivo. In general, the data obtained broadens the notion of the PSG role in the regulation of molecular-genetic mechanisms of naїve T cells and immune memory T cells differentiation.

ТБГиммунная памятьнаивные Т-клеткиТ-клетки памятиальтернативный сплайсингген PtprcCD45RACD45R0CD25CD28IL-2PSGimmune memorynaїve T cellsmemory T cellsalternative splicingPtprc geneCD45RACD45R0CD25CD28IL-2РФФИ, грант 16-44-0049; программа повышения конкурентоспособности (5-100); субсидия «Организация проведения научных исследований 20.4986.2017/ВУ» БФУ им. И. КантаReferencesЗаморина С.А., Раев М.Б. Изучение иммуномодулирующих эффектов трофобластического β1-гликопротеина человека // Физиология человека, 2015. Т. 41, № 1. С. 117-123. [Zamorina S.A., Rayev M.B. Immunomodulating effects of human pregnancy-specific β1-glycoprotein. Fiziologiya cheloveka = Human Physiology, 2015, Vol. 41, no. 1, pp. 117-123. (In Russ.)]Заморина С.А., Раев М.Б. Изучение иммуномодулирующих эффектов трофобластического β1-гликопротеина человека // Физиология человека, 2015. Т. 41, № 1. С. 117-123. [Zamorina S.A., Rayev M.B. Immunomodulating effects of human pregnancy-specific β1-glycoprotein. Fiziologiya cheloveka = Human Physiology, 2015, Vol. 41, no. 1, pp. 117-123. (In Russ.)]Кудрявцев И.В. Т-клетки памяти: основные популяции и стадии дифференцировки // Российский иммунологический журнал, 2014. Т. 8, № 4 (17). С. 947-964. [Kudryavtsev I.V. T cells: major populations and stages of differentiation. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2014, Vol. 8, no. 4 (17), pp. 947-964.(In Russ.)]Кудрявцев И.В. Т-клетки памяти: основные популяции и стадии дифференцировки // Российский иммунологический журнал, 2014. Т. 8, № 4 (17). С. 947-964. [Kudryavtsev I.V. T cells: major populations and stages of differentiation. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2014, Vol. 8, no. 4 (17), pp. 947-964.(In Russ.)]Литвинова Л.С., Гуцол А.А., Сохоневич Н.А., Кофанова К.А., Хазиахматова О.Г., Шуплецова В.В., Кайгородова Е.В., Гончаров А.Г. Основные поверхностные маркеры функциональной активности Т-лимфоцитов // Медицинская иммунология, 2014. Т. 6, № 1. С. 7-26. [Litvinova L.S., Gutsol A.A., Sohonevich N.A., Kofanova K.A., Khaziakhmatova O.G., Shupletsova V.V., Kaigorodova E.V., Goncharov A.G. Basic surface markers of functional activity T-lymphocytes. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2014, Vol. 6, no. 1, pp. 7-26. (In Russ)]. doi: 10.15789/1563-0625-2014-1-7-26.Литвинова Л.С., Гуцол А.А., Сохоневич Н.А., Кофанова К.А., Хазиахматова О.Г., Шуплецова В.В., Кайгородова Е.В., Гончаров А.Г. Основные поверхностные маркеры функциональной активности Т-лимфоцитов // Медицинская иммунология, 2014. Т. 6, № 1. С. 7-26. [Litvinova L.S., Gutsol A.A., Sohonevich N.A., Kofanova K.A., Khaziakhmatova O.G., Shupletsova V.V., Kaigorodova E.V., Goncharov A.G. Basic surface markers of functional activity T-lymphocytes. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2014, Vol. 6, no. 1, pp. 7-26. (In Russ)]. doi: 10.15789/1563-0625-2014-1-7-26.Посисеева Л.В., Назаров С.Б., Татаринов Ю.С. Трофобласт-специфический бета-гликопротеин в акушерстве и гинекологии. Иваново: ОАО «Издательство Иваново», 2004. 240 с. [Posiseeva L.V., Nazarov S.B., Tatarinov Yu.S. Trophoblast-specific beta-glycoprotein in obstetrics and gynecology]. Ivanovo: Ivanovo Publishing, 2004. 240 p.Посисеева Л.В., Назаров С.Б., Татаринов Ю.С. Трофобласт-специфический бета-гликопротеин в акушерстве и гинекологии. Иваново: ОАО «Издательство Иваново», 2004. 240 с. [Posiseeva L.V., Nazarov S.B., Tatarinov Yu.S. Trophoblast-specific beta-glycoprotein in obstetrics and gynecology]. Ivanovo: Ivanovo Publishing, 2004. 240 p.Раев М.Б. Способ выделения и очистки трофобластического β-1-гликопротеина. Патент РФ № 2367449, опубликован 20.09.2009, Бюл. № 26. [Rayev M.B. A method for the isolation and purification of trophoblastic β-1-glycoprotein. Patent of the Russian Federation No. 2367449, published on September 20, 2009, Bul. No. 26].Раев М.Б. Способ выделения и очистки трофобластического β-1-гликопротеина. Патент РФ № 2367449, опубликован 20.09.2009, Бюл. № 26. [Rayev M.B. A method for the isolation and purification of trophoblastic β-1-glycoprotein. Patent of the Russian Federation No. 2367449, published on September 20, 2009, Bul. No. 26].Butte J.M., Lee J.S., Jesneck J. CD28 costimulation regulates genome-wide effects on alternative splicing. PLoS ONE, 2012, Vol. 7, no. 6, e40032. doi:10.1371/journal.pone.0040032.Butte J.M., Lee J.S., Jesneck J. CD28 costimulation regulates genome-wide effects on alternative splicing. PLoS ONE, 2012, Vol. 7, no. 6, e40032. doi:10.1371/journal.pone.0040032.Heyd F., ten Dam G., Möröy T. Auxiliary splice factor U2AF26 and transcription factor Gfi1 cooperate directly in regulating CD45 alternative splicing. Nat. Immunol., 2006, Vol. 7, no. 8, pp. 859-867.Heyd F., ten Dam G., Möröy T. Auxiliary splice factor U2AF26 and transcription factor Gfi1 cooperate directly in regulating CD45 alternative splicing. Nat. Immunol., 2006, Vol. 7, no. 8, pp. 859-867.Kieffer T.E., Faas M.M., Scherjon S.A., Prins J.R. Pregnancy persistently affects memory T cell populations. J. Reprod. Immunol., 2016, Vol. 119, pp. 1-8.Kieffer T.E., Faas M.M., Scherjon S.A., Prins J.R. Pregnancy persistently affects memory T cell populations. J. Reprod. Immunol., 2016, Vol. 119, pp. 1-8.Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-(Delta Delta C(T)).Methods. 2001, Vol. 25. pp. 402-408.Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-(Delta Delta C(T)).Methods. 2001, Vol. 25. pp. 402-408.Martinez F.F., Cervi L., Knubel C.P., Panzetta-Dutari G.M., Motran C.C. The role of pregnancy-specific glycoprotein 1a (PSG1a) in regulating the innate and adaptive immune response. Am. J. Reprod. Immunol., 2013. Vol. 69. pp. 383-394.Martinez F.F., Cervi L., Knubel C.P., Panzetta-Dutari G.M., Motran C.C. The role of pregnancy-specific glycoprotein 1a (PSG1a) in regulating the innate and adaptive immune response. Am. J. Reprod. Immunol., 2013. Vol. 69. pp. 383-394.McNeill L., Salmond R.J., Cooper J.C., Carret C.K., Cassady-Cain R.L., Roche-Molina M., Tandon P., Holmes N., Alexander D.R. The differential regulation of Lck kinase phosphorylation sites by CD45 is critical for T cell receptor signaling responses. Immunity, 2007, Vol. 27, no. 3, pp. 425-437.McNeill L., Salmond R.J., Cooper J.C., Carret C.K., Cassady-Cain R.L., Roche-Molina M., Tandon P., Holmes N., Alexander D.R. The differential regulation of Lck kinase phosphorylation sites by CD45 is critical for T cell receptor signaling responses. Immunity, 2007, Vol. 27, no. 3, pp. 425-437.Moldogazieva N.T., Mokhosoev I.M., Terentiev A.A. Pregnancy-specific β1-Glycoproteins: combined biomarker roles, structure/function relationships and implications for drug design. Curr. Med. Chem., 2016, Vol. 23, pp. 245-267.Moldogazieva N.T., Mokhosoev I.M., Terentiev A.A. Pregnancy-specific β1-Glycoproteins: combined biomarker roles, structure/function relationships and implications for drug design. Curr. Med. Chem., 2016, Vol. 23, pp. 245-267.Russell S.E., Moore A.C., Fallon P.G., Walsh P.T. Soluble IL-2Rα(sCD25) exacerbates autoimmunity and enhances the development of Th17 responses in mice. PLoS ONE, 2012, Vol. 7, no. 10, e47748. doi:10.1371/journal.pone.0047748.Russell S.E., Moore A.C., Fallon P.G., Walsh P.T. Soluble IL-2Rα(sCD25) exacerbates autoimmunity and enhances the development of Th17 responses in mice. PLoS ONE, 2012, Vol. 7, no. 10, e47748. doi:10.1371/journal.pone.0047748.Shipkova M., Wieland E. Surface markers of lymphocyte activation and markers of cell proliferation. Clin. Chim. Acta, 2012, Vol. 413, no. 17-18, pp. 1338-1349.Shipkova M., Wieland E. Surface markers of lymphocyte activation and markers of cell proliferation. Clin. Chim. Acta, 2012, Vol. 413, no. 17-18, pp. 1338-1349.Topp J.D., Jackson J., Melton A.A., Lynch K.W. A cell-based screen for splicing regulators identifies hnRNP LL as a distinct signal-induced repressor of CD45 variable exon 4. RNA, 2008, Vol. 14, no. 10, pp. 2038-2049.Topp J.D., Jackson J., Melton A.A., Lynch K.W. A cell-based screen for splicing regulators identifies hnRNP LL as a distinct signal-induced repressor of CD45 variable exon 4. RNA, 2008, Vol. 14, no. 10, pp. 2038-2049.Williams M.A., Tyznik A.J., Bevan M.J. Interleukin-2 signals during priming are required for secondary expansion of CD8 + memory T cells. Nature, 2006, Vol. 441, pp. 890-893.Williams M.A., Tyznik A.J., Bevan M.J. Interleukin-2 signals during priming are required for secondary expansion of CD8 + memory T cells. Nature, 2006, Vol. 441, pp. 890-893.Wu Z., Yates A.L., Hoyne G.F., Goodnow C.C. Consequences of increased CD45RA and RC isoforms for TCR signaling and peripheral T cell deficiency resulting from heterogeneous nuclear ribonucleoprotein L-like mutation. J. Immunol., 2010, Vol. 185, pp. 231-238.Wu Z., Yates A.L., Hoyne G.F., Goodnow C.C. Consequences of increased CD45RA and RC isoforms for TCR signaling and peripheral T cell deficiency resulting from heterogeneous nuclear ribonucleoprotein L-like mutation. J. Immunol., 2010, Vol. 185, pp. 231-238.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.