mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-GIT-2778mimmun-2778Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSВлияние галектина-9 на экспрессию молекулы Tim-3 в разных субпопуляциях натуральных киллеровGalectin-9 influences the Tim-3 molecule expression in natural killer different subpopulationshttps://orcid.org/0000-0003-1195-8962ОрловаЕ. Г.OrlovaE. G.

Орлова Екатерина Григорьевна  – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

614081, г. Пермь, ул. Голева, 13

Ekaterina G. Orlova, PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Immunoregulation

13 Golev St Perm 614081

orlova_katy@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6050-8656ЛогиноваО. А.LoginovaO. A.

Логинова Ольга А. – кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

Пермь

Olga A. Loginova, PhD (Biology), Junior Research Associate, Laboratory of Immunoregulation

Perm

jallopukki@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7580-6848ГорбуноваО. Л.GorbunovaO. L.

Горбунова Ольга Л. – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

Пермь

Olga L. Gorbunova, PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Immunoregulation

Perm

olia15_77@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5766-7496ШиршевС. В.ShirshevS. V.

Ширшев Сергкй Викторович – доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий лабораторией иммунорегуляции

Пермь

Sergey V. Shirshev, PhD, MD (Medicine), Honored Worker of Science of the Russian Federation, Head, Laboratory of Immunoregulation

Perm

shirshev@iegm.ruИнститут экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Branch of Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences202301062023253469476Copyright © Орлова Е.Г., Логинова О.А., Горбунова О.Л., Ширшев С.В., 20232023Орлова Е.Г., Логинова О.А., Горбунова О.Л., Ширшев С.В.Orlova E.G., Loginova O.A., Gorbunova O.L., Shirshev S.V.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/2778

Галектин-9 является b-галактозид-связывающим лектином и обладает выраженной иммунорегуляторной активностью. Во время беременности галектин-9 вырабатывается клетками трофобласта и модулирует функции естественных киллеров (NK) на границе мать-плод посредством связывания с молекулами Tim-3 (T-клеточный Ig и белок 3, содержащий домен муцина). NK-клетки периферической крови экспрессируют молекулы Tim-3. Концентрация галектина-9 повышается в периферической крови во время физиологической беременности. При беременности фенотип и функции периферических NK-клеток изменяются для поддержания толерантности иммунной системы матери к генетически чужеродному плоду. Периферические NK-клетки мигрируют к границе раздела мать-плод и трансформируются в децидуальные NK-клетки. Концентрация галектина-9 снижается у женщин с осложненной беременностью и выкидышами. Однако влияние галектина-9 на различные субпопуляции NK-клеток периферической крови не изучено. Поэтому целью работы являлось изучение влияния галектина-9 на трансформацию фенотипа и экспрессию Tim-3 NK-клетками, выделенными из периферической крови здоровых небеременных фертильных женщин. CD56+NK-клетки получали методом иммуномагнитной сепарации и культивировали in vitro в течение 72 часов с цитокинами (IL-2 и IL-15), галектином-9 (5 нг/мл). Концентрация галектина-9 соответствует его уровню в периферической крови в первом триместре физиологической беременности. Количество регуляторных NK (CD16-CD56bright), цитотоксических NK (CD16+CD56dim/-) клеток и экспрессию Tim-3 на них оценивали методом проточной цитометрии. Показано, что Tim-3 экспрессировался на всех субпопуляциях NK-клеток периферической крови (CD16-CD56brightNK, CD16+CD56dimNK, CD16+CD56-NK). Инкубация с галектином-9 увеличивала экспрессию Tim-3 на регуляторных клетках CD16-CD56brightNK и не влияла присутствие Tim-3 на цитотоксических CD16+CD56dim/-NK-клетках. Галектин-9 снижал процент цитотоксических CD16+CD56dimNK в культуре, но не влиял на количество регуляторных CD16-CD56bright NK и цитотоксических CD16+CD56-NK-клеток. Таким образом, галектин-9 регулирует экспрессию молекулы Tim-3 и соотношение субпопуляций NK-клеток в культуре in vitro.

Galectin-9 is a b-galactoside binding lectin with expressed immunoregulatory activity. During pregnancy galectin-9 is produced by trophoblast cells and regulates the function of natural killer (NK) cells at the maternal-fetal interface via binding to Tim-3 (T-cell Ig and mucin domain-containing protein 3) molecules. Natural killer (NK) lymphocytes belong to the innate lymphoid cells, which have a cytotoxic effect on target cells and are capable of producing a large number of regulatory factors (cytokines, chemokines). Decidual NK have a tolerant phenotype and play a leading role in the regulation of invasive trophoblast growth and provide peripheral immune tolerance in the area of uteroplacental contact. Peripheral NK cells express Tim-3 molecules. Galectin-9 concentration is increased in peripheral blood during physiologic pregnancy. At pregnancy phenotype and functions of peripheral NK cells are changed to maintain the maternal–fetal immune tolerance. Peripheral NK cells migrate to the maternal-fetal interface and are transformed into a decidual NK-like phenotype cells. Galectin-9 concentration is decreased in women with a  complicated  pregnancy and miscarriage. However the galectin-9 effects on different NK cell subpopulations of peripheral blood are not investigated. Therefore, we studied the galectin-9 influence on phenotype transformation and Tim-3 expression of NK cells isolated from peripheral blood of healthy non-pregnant fertile women. CD56+NK cells were obtained by immunomagnetic separation and cultivated in vitro during 72 hours with cytokines (IL-2 and IL-15). Galectin-9 (5 ng/mL) and anti-Tim-3 (10 mg) antibodies were added to the NK cultures. Galectin-9 concentration is corresponded to its level during first trimester of physiologic pregnancy. The number of regulatory NK (CD16-CD56bright), cytotoxic NK (CD16+CD56dim/-) cells and Tim-3 expression on different NK subpopulations were assessed by flow cytometry. It was found that Tim-3 was expressed on all subpopulations of peripheral blood NK cells (CD16-CD56brightNK, CD16+CD56dimNK, CD16+CD56-NK). Incubation with galectin-9 increased the expression of Tim-3 on regulatory CD16-CD56brightNK cells and did not change on cytotoxic CD16+CD56dim/-NK cells. Galectin-9 reduced the percentage of cytotoxic CD16+CD56dimNK in culture, but did not influence the number of regulatory CD16-CD56bright NK and cytotoxic CD16+CD56-NK cells. Thus, galectin-9 regulates Tim-3 molecule expression and NK cell subpopulation distributions in vitro culture.

галектин-9Tim-3цитотоксические NKрегуляторные NKбеременностьin vitrogalectin-9Tim-3cytotoxic NKregulatory NKpregnancyin vitroЭта работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект № 22-25-00694.This work was supported by the Russian Science Foundation, Project № 22-25-00694ReferencesBoron D.G., Swietlicki A., Potograbski M., Kurzawinska G., Wirstlein P., Boron D., Drews K., Seremak-Mrozikiewicz A. Galectin-1 and galectin-9 concentration in maternal serum: implications in pregnancies complicated with preterm prelabor rupture of membranes. J. Сlin. Med., 2022, Vol. 11, no. 21, 6330. doi: 10.3390/jcm11216330.Boron D.G., Swietlicki A., Potograbski M., Kurzawinska G., Wirstlein P., Boron D., Drews K., SeremakMrozikiewicz A. Galectin-1 and galectin-9 concentration in maternal serum: implications in pregnancies complicated with preterm prelabor rupture of membranes. J. Сlin. Med., 2022, Vol. 11, no. 21, 6330. doi: 10.3390/jcm11216330.Cerdeira A.S., Rajakumar A., Royle C.M., Lo A., Husain Z., Thadhani R.I., Sukhatme V.P., Karumanchi S.A., Kopcow H.D. Conversion of peripheral blood NK cells to a decidual NK-like phenotype by a cocktail of defined factors. J. Immunol., 2013, Vol. 190, no. 8, pp. 3939-3948.Cerdeira A.S., Rajakumar A., Royle C.M., Lo A., Husain Z., Thadhani R.I., Sukhatme V.P., Karumanchi S.A., Kopcow H.D. Conversion of peripheral blood NK cells to a decidual NK-like phenotype by a cocktail of defined factors. J. Immunol., 2013, Vol. 190, no. 8, pp. 3939-3948.Cocker A.T.H., Liu F., Djaoud Z., Guethlein L.A., Parham P. CD56-negative NK cells: frequency in peripheral blood, expansion during HIV-1 infection, functional capacity and KIR expression. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 992723. doi: 10.3389/fimmu.2022.992723.Cocker A.T.H., Liu F., Djaoud Z., Guethlein L.A., Parham P. CD56-negative NK cells: frequency in peripheral blood, expansion during HIV-1 infection, functional capacity and KIR expression. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 992723. doi: 10.3389/fimmu.2022.992723.Diaz-Hernandez I., Alecsandru D., Garcia-Velasco J.A., Dominguez F., Uterine natural killer cells: from foe to friend in reproduction. Hum. Reprod., 2021, Vol. 27, no. 4, pp. 720-746.Diaz-Hernandez I., Alecsandru D., Garcia-Velasco J.A., Dominguez F., Uterine natural killer cells: from foe to friend in reproduction. Hum. Reprod., 2021, Vol. 27, no. 4, pp. 720-746.Gleason M.K., Lenvik T.R., McCullar V., Felices M., O’Brien M.S., Cooley S.A., Verneris M.R., Cichocki F., Holman C.J., Panoskaltsis-Mortari A., Niki T., Hirashima M., Blazar B.R., Miller J.S. Tim-3 is an inducible human natural killer cell receptor that enhances interferon gamma production in response to galectin-9. Blood, 2012, Vol. 119, no. 13, pp. 3064-3072.Gleason M.K., Lenvik T.R., McCullar V., Felices M., O’Brien M.S., Cooley S.A., Verneris M.R., Cichocki F., Holman C.J., Panoskaltsis-Mortari A., Niki T., Hirashima M., Blazar B.R., Miller J.S. Tim-3 is an inducible human natural killer cell receptor that enhances interferon gamma production in response to galectin-9. Blood, 2012, Vol. 119, no. 13, pp. 3064-3072.Iwasaki-Hozumi H., Chagan-Yasutan H., Ashino Y., Hattori T. Blood levels of galectin-9, an immunoregulating molecule, reflect the severity for the acute and chronic infectious diseases. Biomolecules, 2021, Vol. 11, no. 3, 430. doi: 10.3390/biom11030430.Iwasaki-Hozumi H., Chagan-Yasutan H., Ashino Y., Hattori T. Blood levels of galectin-9, an immunoregulating molecule, reflect the severity for the acute and chronic infectious diseases. Biomolecules, 2021, Vol. 11, no. 3, 430. doi: 10.3390/biom11030430.Lee C.L., Vijayan M., Wang X., Lam K.K.W., Koistinen H., Seppala M., Li R.H.W., Ng E.H.Y., Yeung W.S.B., Chiu P.C.N. Glycodelin-A stimulates the conversion of human peripheral blood CD16-CD56bright NK cell to a decidual NK cell-like phenotype. Human Reprod., 2019, Vol. 34, no. 4, pp. 689-701.Lee C.L., Vijayan M., Wang X., Lam K.K.W., Koistinen H., Seppala M., Li R.H.W., Ng E.H.Y., Yeung W.S.B., Chiu P.C.N. Glycodelin-A stimulates the conversion of human peripheral blood CD16-CD56bright NK cell to a decidual NK cell-like phenotype. Human Reprod., 2019, Vol. 34, no. 4, pp. 689-701.Li Y.H., Zhou W.H., Tao Y., Wang S.C., Jiang Y.L., Zhang D., Piao H.L., Fu Q., Li D.J., Du M.R. The Galectin-9/ Tim-3 pathway is involved in the regulation of NK cell function at the maternal-fetal interface in early pregnancy. Cell. Mol. Immunol., 2016, Vol. 13, no. 1, pp. 73-81.Li Y.H., Zhou W.H., Tao Y., Wang S.C., Jiang Y.L., Zhang D., Piao H.L., Fu Q., Li D.J., Du M.R. The Galectin-9/ Tim-3 pathway is involved in the regulation of NK cell function at the maternal-fetal interface in early pregnancy. Cell. Mol. Immunol., 2016, Vol. 13, no. 1, pp. 73-81.Sun J., Yang M., Ban Y., Gao W., Song B., Wang Y., Zhang Y., Shao Q., Kong B., Qu X. Tim-3 is upregulated in NK cells during early pregnancy and inhibits NK cytotoxicity toward trophoblast in galectin-9 dependent pathway. PloS One, 2016, Vol. 11, no. 1, e0147186. doi: 10.1371/journal.pone.0147186.Sun J., Yang M., Ban Y., Gao W., Song B., Wang Y., Zhang Y., Shao Q., Kong B., Qu X. Tim-3 is upregulated in NK cells during early pregnancy and inhibits NK cytotoxicity toward trophoblast in galectin-9 dependent pathway. PloS One, 2016, Vol. 11, no. 1, e0147186. doi: 10.1371/journal.pone.0147186.Tripathi S., Chabtini L., Dakle P.J., Smith B., Akiba H., Yagita H., Guleria I. Effect of TIM-3 blockade on the immunophenotype and cytokine profile of murine uterine NK cells. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 4, e0123439. doi: 10.1371/journal.pone.0123439.Tripathi S., Chabtini L., Dakle P.J., Smith B., Akiba H., Yagita H., Guleria I. Effect of TIM-3 blockade on the immunophenotype and cytokine profile of murine uterine NK cells. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 4, e0123439. doi: 10.1371/journal.pone.0123439.Wyatt M.A., Baumgarten S.C., Weaver A.L., van Oort C.C., Fedyshyn B., Ruano R., Shenoy C.C., Enninga E.A.L. Evaluating markers of immune tolerance and angiogenesis in maternal blood for an association with risk of pregnancy loss. J. Clin. Med., 2021, Vol. 10, no. 16, 3579. doi: 10.3390/jcm10163579.Wyatt M.A., Baumgarten S.C., Weaver A.L., van Oort C.C., Fedyshyn B., Ruano R., Shenoy C.C., Enninga E.A.L. Evaluating markers of immune tolerance and angiogenesis in maternal blood for an association with risk of pregnancy loss. J. Clin. Med., 2021, Vol. 10, no. 16, 3579. doi: 10.3390/jcm10163579.

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