mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-CBE-3077mimmun-3077Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSКорреляционный анализ экспрессии генов мультифункционального белка YB-1, цитокинов воспаления и белка лекарственной устойчивости P-gp в операционном материале больных туберкулезом легкиCorrelations between expression levels of genes encoding multifunctional YB-1 protein, inflammatory cytokines and multidrug resistance P-gp protein in surgical material from patients with lung tuberculosisЕрохинаМ. В.ErokhinaM. V.

Ерохина М.В. – д.б.н., заведующая лабораторией клеточной биологии, отдел патоморфологии, клеточной биологии и биохимии; доцент кафедры клеточной биологии и гистологии, биологический факультет 

Москва

Erokhina M.V., PhD, MD (Biology), Head, Laboratory of Cell Biology, Department of Pathomorphology, Cell Biology and Biochemistry; Associate Professor, Department of Cell Biology and Histology, Faculty of Biology 

Moscow

masha.erokhina@gmail.comПавловаЕ. Н.PavlovaE. N.

Павлова Е.Н. – к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточной биологии, отдел патоморфологии, клеточной биологии и биохимии 

Москва

Pavlova E.N., PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Biology, Department of Pathomorphology, Cell Biology and Biochemistry 

Moscow

ЩербаковаЕ. А.ScherbakovaE. A.

Щербакова Е.А. – младший научный сотрудник лаборатории клеточной биологии, отдел патоморфологии, клеточной биологии и биохимии 

Москва

Scherbakova E.A., Junior Research Associate, Laboratory of Cell Biology, Department of Pathomorphology, Cell Biology and Biochemistry 

Moscow

РыбалкинаЕ. Ю.RybalkinaE. Yu.

Рыбалкина Е.Ю. – к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории клеточной биологии, отдел патоморфологии, клеточной биологии и биохимии 

Москва

Rybalkina E.Yu., PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Cell Biology, Department of Pathomorphology, Cell Biology and Biochemistry 

Moscow

ЛепехаЛ. Н.LepekhaL. N.

Лепеха Л.Н. – д.б.н., профессор, главный научный сотрудник отдела патоморфологии, клеточной биологии и биохимии 

Москва

Lepekha L.N., PhD, MD (Biology), Professor, Chief Research Associate, Department of the Pathomorphology, Cell Biology and Biochemistry 

Moscow

ТарасовР. В.TarasovR. V.

Тарасов Р.В. – к.м.н., врач-хирург, младший научный сотрудник, отдел хирургии 

Москва

Tarasov R.V., PhD (Medicine), Surgeon, Junior Research Associate, Department of Surgery 

Moscow

ТарасоваЕ. К.TarasovaE. K.

Тарасова Е.К. – младший научный сотрудник лаборатории клеточной биологии, отдел патоморфологии, клеточной биологии и биохимии 

Москва

Tarasova E.K., Junior Research Associate, Laboratory of Cell Biology, Department of Pathomorphology, Cell Biology and Biochemistry 

Moscow

ФГБНУ «Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза»; ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»РоссияCentral Tuberculosis Research Institute; Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationФГБНУ «Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза»РоссияCentral Tuberculosis Research InstituteRussian Federation202504102024272429436Copyright © Ерохина М.В., Павлова Е.Н., Щербакова Е.А., Рыбалкина Е.Ю., Лепеха Л.Н., Тарасов Р.В., Тарасова Е.К., 20252025Ерохина М.В., Павлова Е.Н., Щербакова Е.А., Рыбалкина Е.Ю., Лепеха Л.Н., Тарасов Р.В., Тарасова Е.К.Erokhina M.V., Pavlova E.N., Scherbakova E.A., Rybalkina E.Y., Lepekha L.N., Tarasov R.V., Tarasova E.K.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/3077

YB-1 – мультифункциональный белок, фактор транскрипции, участвующий в регуляции многочисленных клеточных процессов. YB-1 является важным участником молекулярных каскадов, через которые регулируются реакции организма на присутствие возбудителя, активность воспаления, эффективность заживления и излечения. Эти функции YB-1 являются актуальными и при таком социально значимом заболевании, как туберкулез легких, при котором выявление транскрипционной активности YBX1 и роли YB-1 в патогенезе ранее не проводилось. В связи с этим была поставлена цель исследования – определить у больных туберкулезом легких (туберкулемами) наиболее значимые корреляции между экспрессией гена белка YB-1, генами ключевых цитокинов, участвующих в регуляции воспаления при ТБ (IL-6, IL-10, IFNγ, TGF-β, TNFα, IL-1β), фактором гипоксии HIF1a и геном белка P-gp ABCB1. Уровни экспрессии генов определяли с помощью количественной ПЦР в образцах перифокальной области гранулем, полученных от 35 пациентов в ходе плановой операции. На основе результатов ПЦР был проведен корреляционный и иерархический кластерный анализ. Статистическую обработку проводили с помощью статистического пакета GraphPad Prism Version 7.04. Корреляцию между переменными оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена. Иерархический кластерный анализ и тепловые карты выполняли с использованием инструмента ClustVis 2.0. Обнаружена положительная корреляция между экспрессией генов YBX1, TGFB1 и ABCB1. Корреляция между экспрессией генов YBX1 и ABCB1 умеренная, при этом экспрессия гена ABCB1 имеет сильную положительную корреляцию с генами HIF1A и IL6. Наиболее сильная корреляция выявлена между YBX1 и TGFB1 (r = 0,62). Корреляция YBX1 с генами других цитокинов отсутствует. При этом TGFB1 имеет умеренную корреляцию с TNF (r = 0,56). Взаимосвязь YBX1 с TGFB1 также подтвердил иерархический кластерный анализ, который демонстрирует формирование единого кластера генов YBX1, TGFB1, TNF. Мы предполагаем, что выявленный в нашей работе кластер генов YBX1, TGFB1, TNF образует регуляторную систему, играющую важную роль в развитии туберкулезного воспаления. Наша работа расширяет данные о молекулярно-генетической характеристике одной из форм туберкулезом легких – туберкулемах. Мы предполагаем, что белок YB-1 потенциально может выполнять при туберкулезе легких разные функции: выступать в качестве одного из участников туберкулезного воспаления через влияние на экспрессию генов ключевых цитокинов, а также модулировать активность белка-транспортера P-gp и изменять фармакокинетику противотуберкулезных препаратов, что требует дальнейшего изучения.

YB-1 is a multifunctional protein, being a transcription factor involved in the regulation of numerous cellular processes. YB-1 is an important factor in molecular cascades that regulate the response to the pathogen invasion, inflammatory activity, as well as efficient curation and healing. We suggest that YB-1 may also play an important role in pulmonary tuberculosis. However, the YBX1 transcriptional activity and the role of the YB-1 protein in pathogenesis of this disease have not yet been determined. The aim of our study was to identify the most significant correlations between expression rates of YB-1 gene with expression of some key cytokine genes involved in the regulation of tuberculous inflammation (IL-6, IL-10, IFNγ, TGF-β, TNFα, IL-1β), hypoxia factor-1 (HIF1a) gene, and P-gp protein gene ABCB1 in the patients with pulmonary tuberculosis. Gene expression was determined by quantitative PCR in the samples obtained at surgery from 35 patients. Correlation and cluster analysis were performed based on the PCR results. A positive correlation was found between the expression of YBX1, TGFB1, and ABCB1 genes. Correlation between the expression of YBX1 and ABCB1 genes were moderate, whereas ABCB1 gene expression exhibited a strong positive correlation with HIF1A and IL6 genes. The strongest correlation was found between YBX1 and TGFB1 gene expression (r = 0.62). There is no correlation found between YBX1 and the genes encoding other cytokines. TGFB1 showed a moderate correlation with TNF (r = 0.56). The relationship of YBX1 with TGFB1 was confirmed by cluster analysis, thus demonstrating a single cluster of YBX1, TGFB1, TNF. We assume that the YBX1, TGFB1, TNF gene cluster forms a regulatory system that plays an important role in development of tuberculous inflammation. Our work expands the knowledge on the molecular genetic features in tuberculoma, a clinical form of pulmonary tuberculosis. We suggest that the YB-1 protein can potentially have different functions: (1) being a participant in tuberculous inflammation via the cytokine expression; (2) modulating the P-gp activity and changing the pharmacokinetics of anti-tuberculosis drugs, thus requiring future studies.

туберкулезYB-1P-gpцитокинывоспалениеПЦРtuberculosisYB-1P-gpcytokinesinflammationPCRReferencesAmeglio F., Casarini M., Capoluongo E., Mattia P., Puglisi G., Giosuè S. Post-treatment changes of six cytokines in active pulmonary tuberculosis: differences between patients with stable or increased fibrosis. Int. J. Tuberc. Lung Dis., 2005, Vol. 9, no. 1, pp. 98-104.Ameglio F., Casarini M., Capoluongo E., Mattia P., Puglisi G., Giosuè S. Post-treatment changes of six cytokines in active pulmonary tuberculosis: differences between patients with stable or increased fibrosis. Int. J. Tuberc. Lung Dis., 2005, Vol. 9, no. 1, pp. 98-104.Arbués A., Brees D., Chibout S.D., Fox T., Kammüller M., Portevin D. TNF-α antagonists differentially induce TGF-β1-dependent resuscitation of dormant-like Mycobacterium tuberculosis. PLoS Pathog., 2020, Vol. 16, no. 2, e1008312. doi: 10.1371/journal.ppat.1008312.Arbués A., Brees D., Chibout S.D., Fox T., Kammüller M., Portevin D. TNF-α antagonists differentially induce TGF-β1-dependent resuscitation of dormant-like Mycobacterium tuberculosis. PLoS Pathog., 2020, Vol. 16, no. 2, e1008312. doi: 10.1371/journal.ppat.1008312.Bargou R.C., Jürchott K., Wagener C., Bergmann S., Metzner S., Bommert K., Mapara M.Y., Winzer K.J., Dietel M., Dörken B., Royer H.D. Nuclear localization and increased levels of transcription factor YB-1 in primary human breast cancers are associated with intrinsic MDR1 gene expression. Nat. Med., 1997, Vol. 3, no. 4, pp. 447-450.Bargou R.C., Jürchott K., Wagener C., Bergmann S., Metzner S., Bommert K., Mapara M.Y., Winzer K.J., Dietel M., Dörken B., Royer H.D. Nuclear localization and increased levels of transcription factor YB-1 in primary human breast cancers are associated with intrinsic MDR1 gene expression. Nat. Med., 1997, Vol. 3, no. 4, pp. 447-450.Brandt S., Bernhardt A., Häberer S., Wolters K., Gehringer F., Reichardt C., Krause A., Geffers R., Kahlfuß S., Jeron A., Bruder D., Lindquist J.A., Isermann B., Mertens P.R. Comparative analysis of acute kidney injury models and related fibrogenic responses: convergence on methylation patterns regulated by cold shock protein. Cells, 2024, Vol. 13, no. 5, 367. doi: 10.3390/cells13050367.Brandt S., Bernhardt A., Häberer S., Wolters K., Gehringer F., Reichardt C., Krause A., Geffers R., Kahlfuß S., Jeron A., Bruder D., Lindquist J.A., Isermann B., Mertens P.R. Comparative analysis of acute kidney injury models and related fibrogenic responses: convergence on methylation patterns regulated by cold shock protein. Cells, 2024, Vol. 13, no. 5, 367. doi: 10.3390/cells13050367.Dong J., Yuan L., Hu C., Cheng X., Qin J.J. Strategies to overcome cancer multidrug resistance (MDR) through targeting P-glycoprotein (ABCB1): An updated review. Pharmacol. Ther., 2023, Vol. 249, 108488. doi: 10.1016/j.pharmthera.2023.108488.Dong J., Yuan L., Hu C., Cheng X., Qin J.J. Strategies to overcome cancer multidrug resistance (MDR) through targeting P-glycoprotein (ABCB1): An updated review. Pharmacol. Ther., 2023, Vol. 249, 108488. doi: 10.1016/j.pharmthera.2023.108488.El-Naggar A.M., Veinotte C.J., Cheng H., Grunewald T.G., Negri G.L., Somasekharan S.P., Corkery D.P., Tirode F., Mathers J., Khan D., Kyle A.H., Baker J.H., LePard N.E., McKinney S., Hajee S., Bosiljcic M., Leprivier G., Tognon C.E., Minchinton A.I., Bennewith K.L., Delattre O., Wang Y., Dellaire G., Berman J.N., Sorensen P.H. Translational activation of HIF1α by YB-1 promotes sarcoma metastasis. Cancer Cell, 2015, Vol. 27, no. 5, pp. 682-697.El-Naggar A.M., Veinotte C.J., Cheng H., Grunewald T.G., Negri G.L., Somasekharan S.P., Corkery D.P., Tirode F., Mathers J., Khan D., Kyle A.H., Baker J.H., LePard N.E., McKinney S., Hajee S., Bosiljcic M., Leprivier G., Tognon C.E., Minchinton A.I., Bennewith K.L., Delattre O., Wang Y., Dellaire G., Berman J.N., Sorensen P.H. Translational activation of HIF1α by YB-1 promotes sarcoma metastasis. Cancer Cell, 2015, Vol. 27, no. 5, pp. 682-697.Gautam U.S., Foreman T.W., Bucsan A.N., Veatch A.V., Alvarez X., Adekambi T., Golden N.A., Gentry K.M., Doyle-Meyers L.A., Russell-Lodrigue K.E., Didier P.J., Blanchard J.L., Kousoulas K.G., Lackner A.A., Kalman D., Rengarajan J., Khader S.A., Kaushal D., Mehra S. In vivo inhibition of tryptophan catabolism reorganizes the tuberculoma and augments immune-mediated control of Mycobacterium tuberculosis. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2018, Vol. 115, no. 1, pp. E62-E71.Gautam U.S., Foreman T.W., Bucsan A.N., Veatch A.V., Alvarez X., Adekambi T., Golden N.A., Gentry K.M., Doyle-Meyers L.A., Russell-Lodrigue K.E., Didier P.J., Blanchard J.L., Kousoulas K.G., Lackner A.A., Kalman D., Rengarajan J., Khader S.A., Kaushal D., Mehra S. In vivo inhibition of tryptophan catabolism reorganizes the tuberculoma and augments immune-mediated control of Mycobacterium tuberculosis. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2018, Vol. 115, no. 1, pp. E62-E71.Gern B.H., Adams K.N., Plumlee C.R., Stoltzfus C.R., Shehata L., Moguche A.O., Busman-Sahay K., Hansen S.G., Axthelm M.K., Picker L.J., Estes J.D., Urdahl K.B., Gerner M.Y. TGFβ restricts expansion, survival, and function of T cells within the tuberculous granuloma. Cell Host Microbe, 2021, Vol. 29, no. 4, pp. 594-606.e6.Gern B.H., Adams K.N., Plumlee C.R., Stoltzfus C.R., Shehata L., Moguche A.O., Busman-Sahay K., Hansen S.G., Axthelm M.K., Picker L.J., Estes J.D., Urdahl K.B., Gerner M.Y. TGFβ restricts expansion, survival, and function of T cells within the tuberculous granuloma. Cell Host Microbe, 2021, Vol. 29, no. 4, pp. 594-606.e6.Giller D.B., Giller B.D., Giller G.V., Shcherbakova G.V., Bizhanov A.B., Enilenis I.I., Glotov A.A. Treatment of pulmonary tuberculosis: past and present. Eur. J. Cardiothorac. Surg., 2017, Vol. 53, no. 5, pp. 967-972.Giller D.B., Giller B.D., Giller G.V., Shcherbakova G.V., Bizhanov A.B., Enilenis I.I., Glotov A.A. Treatment of pulmonary tuberculosis: past and present. Eur. J. Cardiothorac. Surg., 2017, Vol. 53, no. 5, pp. 967-972.Hanssen L., Alidousty C., Djudjaj S., Frye B.C., Rauen T., Boor P., Mertens P.R., van Roeyen C.R., Tacke F., Heymann F., Tittel A.P., Koch A., Floege J., Ostendorf T., Raffetseder U. YB-1 is an early and central mediator of bacterial and sterile inflammation in vivo. J. Immunol., 2013, Vol. 191, no. 5, pp. 2604-2613.Hanssen L., Alidousty C., Djudjaj S., Frye B.C., Rauen T., Boor P., Mertens P.R., van Roeyen C.R., Tacke F., Heymann F., Tittel A.P., Koch A., Floege J., Ostendorf T., Raffetseder U. YB-1 is an early and central mediator of bacterial and sterile inflammation in vivo. J. Immunol., 2013, Vol. 191, no. 5, pp. 2604-2613.Higashi K., Inagaki Y., Fujimori K., Nakao A., Kaneko H., Nakatsuka I. Interferon-gamma interferes with transforming growth factor-beta signaling through direct interaction of YB-1 with Smad3. J. Biol. Chem., 2003, Vol. 278, no. 44, pp. 43470-43479.Higashi K., Inagaki Y., Fujimori K., Nakao A., Kaneko H., Nakatsuka I. Interferon-gamma interferes with transforming growth factor-beta signaling through direct interaction of YB-1 with Smad3. J. Biol. Chem., 2003, Vol. 278, no. 44, pp. 43470-43479.Jenkins R.H., Bennagi R., Martin J., Phillips A.O., Redman J.E., Fraser D.J. A сonserved stem loop motif in the 5'untranslated region regulates transforming growth factor-β1 translation. PloS One, 2010, Vol. 5, no. 8, e12283. doi: 10.1371/journal.pone.0012283.Jenkins R.H., Bennagi R., Martin J., Phillips A.O., Redman J.E., Fraser D.J. A сonserved stem loop motif in the 5'untranslated region regulates transforming growth factor-β1 translation. PloS One, 2010, Vol. 5, no. 8, e12283. doi: 10.1371/journal.pone.0012283.Lindquist J.A., Mertens P.R. Cold shock proteins: from cellular mechanisms to pathophysiology and disease. Cell Commun. Signal., 2018, Vol. 16, no. 1, 63. doi: 10.1186/s12964-018-0274-6.Lindquist J.A., Mertens P.R. Cold shock proteins: from cellular mechanisms to pathophysiology and disease. Cell Commun. Signal., 2018, Vol. 16, no. 1, 63. doi: 10.1186/s12964-018-0274-6.McCaffrey E.F., Donato M., Keren L., Chen Z., Delmastro A., Fitzpatrick M.B., Gupta S., Greenwald N.F., Baranski A., Graf W., Kumar R., Bosse M., Fullaway C.C., Ramdial P.K., Forgó E., Jojic V., van Valen D., Mehra S., Khader S.A., Bendall S.C., van de Rijn M., Kalman D., Kaushal D., Hunter R.L., Banaei N., Steyn A.J.C., Khatri P., Angelo M. The immunoregulatory landscape of human tuberculosis granulomas. Nat. Immunol., 2022, Vol. 23, no. 2. pp. 318-329.McCaffrey E.F., Donato M., Keren L., Chen Z., Delmastro A., Fitzpatrick M.B., Gupta S., Greenwald N.F., Baranski A., Graf W., Kumar R., Bosse M., Fullaway C.C., Ramdial P.K., Forgó E., Jojic V., van Valen D., Mehra S., Khader S.A., Bendall S.C., van de Rijn M., Kalman D., Kaushal D., Hunter R.L., Banaei N., Steyn A.J.C., Khatri P., Angelo M. The immunoregulatory landscape of human tuberculosis granulomas. Nat. Immunol., 2022, Vol. 23, no. 2. pp. 318-329.Pavlova E.N., Lepekha L.N., Rybalkina E.Y., Tarasov R.V., Sychevskaya K.A., Voronezhskaya E.E., Masyutin A.G., Ergeshov A.E., Erokhina M.V. High and low levels of ABCB1 expression are associated with two distinct gene signatures in lung tissue of pulmonary TB patients with high inflammation activity. Int. J. Mol. Sci., 2023, Vol. 24, no. 19, 14839. doi: 10.3390/ijms241914839.Pavlova E.N., Lepekha L.N., Rybalkina E.Y., Tarasov R.V., Sychevskaya K.A., Voronezhskaya E.E., Masyutin A.G., Ergeshov A.E., Erokhina M.V. High and low levels of ABCB1 expression are associated with two distinct gene signatures in lung tissue of pulmonary TB patients with high inflammation activity. Int. J. Mol. Sci., 2023, Vol. 24, no. 19, 14839. doi: 10.3390/ijms241914839.Pontual Y., Pacheco V.S.S., Monteiro S.P., Quintana M.S.B., Costa M.J.M., Rolla V.C, de Castro L. ABCB1 gene polymorphism associated with clinical factors can predict drug-resistant tuberculosis. Clin. Sci. (Lond.), 2017, Vol. 131, no. 15, pp. 1831-1840.Pontual Y., Pacheco V.S.S., Monteiro S.P., Quintana M.S.B., Costa M.J.M., Rolla V.C, de Castro L. ABCB1 gene polymorphism associated with clinical factors can predict drug-resistant tuberculosis. Clin. Sci. (Lond.), 2017, Vol. 131, no. 15, pp. 1831-1840.Rybalkina E.Yu., Moiseeva N.I. Role of YB-1 protein in inflammation. Biochemistry, 2022, Vol. 87, no. S1, pp. S94-S102.Rybalkina E.Yu., Moiseeva N.I. Role of YB-1 protein in inflammation. Biochemistry, 2022, Vol. 87, no. S1, pp. S94-S102.Shah A., Plaza-Sirvent C., Weinert S., Buchbinder J.H., Lavrik I.N., Mertens P.R., Schmitz I., Lindquist J.A. YB-1 Mediates TNF-induced pro-survival signaling by regulating NF-κB activation. Cancers, 2020, Vol. 12, no. 8, 2188. doi: 10.3390/cancers12082188.Shah A., Plaza-Sirvent C., Weinert S., Buchbinder J.H., Lavrik I.N., Mertens P.R., Schmitz I., Lindquist J.A. YB-1 Mediates TNF-induced pro-survival signaling by regulating NF-κB activation. Cancers, 2020, Vol. 12, no. 8, 2188. doi: 10.3390/cancers12082188.Silveira C.G., Krampe J., Ruhland B., Diedrich K., Hornung D., Agic A. Cold-shock domain family member YB-1 expression in endometrium and endometriosis. Hum. Reprod., 2012, Vol. 27, no. 1, pp. 173-182.Silveira C.G., Krampe J., Ruhland B., Diedrich K., Hornung D., Agic A. Cold-shock domain family member YB-1 expression in endometrium and endometriosis. Hum. Reprod., 2012, Vol. 27, no. 1, pp. 173-182.Yin Q., Zheng M., Luo Q., Jiang D., Zhang H., Chen C. YB-1 as an oncoprotein: functions, regulation, posttranslational modifications, and targeted therapy. Cells, 2022, Vol. 11, no. 7, 1217. doi: 10.3390/cells11071217.Yin Q., Zheng M., Luo Q., Jiang D., Zhang H., Chen C. YB-1 as an oncoprotein: functions, regulation, posttranslational modifications, and targeted therapy. Cells, 2022, Vol. 11, no. 7, 1217. doi: 10.3390/cells11071217.

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