mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-AMM-16918mimmun-3090Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSМышиная модель сверхэкспрессии IL-6 человека тканерезидентными макрофагами в контексте LPS-индуцированного воспаленияA mouse model of overexpression of human IL-6 by tissue-resident macrophages in the context of LPS-induced inflammationЧичеринаН. Р.ChicherinaN. R.

Чичерина Неля Рафаиловна – магистрант АНО ВО НТУ; ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН.

Федеральная территория «Сириус», Краснодарский край

Тел.: 8 (968) 034-43-97

Факс: 8 (499) 135-14-05

Nelya R. Chicherina - Мaster’s Degree Student, Sirius University of Science and Technology; Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences.

Krasnodar Region

Phone: +7 (968) 034-43-97

Fax: +7 (499) 135-14-05

nelyayakhina@mail.ruГоршковаЕ. А.GorshkovaE. A.

К.б.н., старший научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов иммунитета.

Москва

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Molecular Mechanisms of Immunity, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences.

Moscow

МячевЕ. А.MyachevE. A.

Лаборант-исследователь лаборатории молекулярных механизмов иммунитета ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН; ФГБОУ ВО «МГУ им. М.В. Ломоносова».

Москва

Research Associate, Laboratory of Molecular Mechanisms of Immunity, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology.

Moscow

ЯковлеваА. С.YakovlevaA. S.

Лаборант-исследователь в Лаборатории молекулярных механизмов иммунитета ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН; ФГБОУ ВО «МГУ им. М.В. Ломоносова».

Москва

Research Associate, Laboratory of Molecular Mechanisms of Immunity, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology.

Moscow

ЛитвиноваА. М.LitvinovaA. M.

Магистрант.

Федеральная территория «Сириус», Краснодарский край

Master’s Degree Student, Sirius University of Science and Technology

Krasnodar Region

НамакановаО. А.NamakanovaO. A.

Младший научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов иммунитета.

Москва

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Mechanisms of Immunity, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences.

Moscow

ЗварцевР. В.ZvartsevR. V.

Младший научный сотрудник Лаборатории молекулярных механизмов иммунитета.

Москва

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Mechanisms of Immunity, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences.

Moscow

НедоспасовС. А.NedospasovS. A.

Д.б.н., профессор, академик РАН, заведующий лабораторией молекулярных механизмов иммунитета ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН; руководитель направления «Иммунобиология и биомедицина», АНО ВО НТУ «Сириус».

Москва; Федеральная территория «Сириус», Краснодарский край

PhD, MD (Biology), Professor, Full Member, Russian Academy of Sciences, Head, Laboratory of Molecular Mechanisms of Immunity, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Head, Division of Immunobiology and Biomedicine, Sirius University of Science and Technology.

Moscow; Krasnodar Region

ДруцкаяМ. С.DrutskayaM. S.

Д.б.н., ведущий научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины ФГБУН «ИМБ им. В.А. Энгельгардта» РАН; доцент АНО ВО НТУ «Сириус».

Москва; Федеральная территория «Сириус», Краснодарский край

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Center for Precision Genome Editing and Genetic Technologies for Biomedicine, Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Associate Professor, Sirius University of Science and Technology.

Moscow; Krasnodar Region

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук; АНО ВО Научно-технологический университет «Сириус»РоссияEngelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Sirius University of Science and TechnologyRussian FederationФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наукРоссияEngelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук; ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова»РоссияEngelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationАНО ВО Научно-технологический университет «Сириус»РоссияSirius University of Science and TechnologyRussian Federation202421092024265919926Copyright © Чичерина Н.Р., Горшкова Е.А., Мячев Е.А., Яковлева А.С., Литвинова А.М., Намаканова О.А., Зварцев Р.В., Недоспасов С.А., Друцкая М.С., 20242024Чичерина Н.Р., Горшкова Е.А., Мячев Е.А., Яковлева А.С., Литвинова А.М., Намаканова О.А., Зварцев Р.В., Недоспасов С.А., Друцкая М.С.Chicherina N.R., Gorshkova E.A., Myachev E.A., Yakovleva A.S., Litvinova A.M., Namakanova O.A., Zvartsev R.V., Nedospasov S.A., Drutskaya M.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/3090

Хроническое воспаление, обусловленное сверхэкспрессией IL-6, лежит в основе ряда патологических состояний. Мышиные модели системного хронического воспаления со сверхэкспрессией IL-6 человека (hIL-6) востребованы не только в контексте изучения молекулярных механизмов воспаления, но и при оценке эффективности клинически применяемых или разрабатываемых блокаторов hIL-6. Одним из экспериментальных подходов в исследовании подобных моделей с использованием мышей является индукция системного острого воспаления в ответ на введение липополисахарида (LPS). В представленной работе описаны мыши, у которых тамоксифен-зависимая сверхэкспрессия IL-6 человека в CX3CR1+ миелоидных клетках была сопряжена с индукцией системного воспаления в ответ на введение LPS. В ходе исследования было установлено, что наиболее высокая экспрессия трансгена, несущего IL-6, наблюдается в сердце, при этом на системном уровне в сыворотке крови детектируется высокая продукция этого цитокина. В ответ на введение LPS у трансгенных мышей возрастала продукция hIL-6 в крови, при этом продукция mIL-6 также увеличивалась и была сравнима с таковой у мышей дикого типа. Последствия высокой системной продукции hIL-6, источником которого в нашей модели служат CX3CR1+ тканерезидентные макрофаги, были заметны даже в тех органах, в которых эти клетки не представлены. Так, в тканевых лизатах легких трансгенных мышей были обнаружены значимые количества hIL-6 в ответ на введение LPS. Оценка экспрессии генов, кодирующих цитокины и маркеры ремоделирования ткани при повреждении, методом количественной ПЦР в реальном времени показала достоверные изменения в их экспрессии на фоне LPS-индуцированного системного воспаления. Таким образом, в настоящей работе показана целесообразность использования линии мышей с тамоксифен-зависимой активацией трансгена в CX3CR1+ тканерезидентных макрофагах для изучения эффектов системной сверхэкспрессии IL-6 и фармакологической блокировкой этого цитокина клинически применяемыми блокаторами в контексте экспериментально индуцируемых заболеваний.

Chronic inflammation caused by overexpression of IL-6 underlies a number of pathological conditions Mouse models of systemic chronic inflammation with overexpression of human IL-6 (hIL-6) are in demand not only in the context of studying the molecular mechanisms of inflammation, but also in assessing the effectiveness of clinically approved or newly developed IL-6 inhibitors. One experimental approach in addressing such models in mice relies on the induction of systemic acute inflammation in response to lipopolysaccharide (LPS) administration. This work describes mice with tamoxifen-dependent overexpression of human IL-6 in CX3CR1+ myeloid cells in the context of systemic inflammation induced by LPS administration. Our study demonstrates that the highest expression of the transgene carrying IL6 was observed in the heart, while high production of this cytokine was detected in the blood serum. In response to LPS administration, the production of hIL-6 in the blood increased in transgenic mice, while the production of mIL-6 also increased and was comparable to that in wild-type mice. The consequences of high systemic production of hIL-6, which in our model originates from CX3CR1+ tissue-resident macrophages, were noticeable even in the organs in which these cells are not present. Thus, significant amounts of hIL-6 were detected in tissue lysates of the lungs of transgenic mice after LPS administration. Evaluation of the expression of genes encoding cytokines and markers of tissue remodeling upon injury using quantitative real-time PCR showed significant changes in their expression in the context of LPS-induced systemic inflammation. Thus, this work demonstrates the feasibility of using a mouse model with tamoxifen-dependent transgene activation in CX3CR1+ tissue-resident macrophages to study the effects of systemic overexpression of IL-6 and pharmacological blockade of this cytokine with clinically approved or newly developed inhibitors in the context of experimentally induced diseases.

доклинические модели воспаленияцитокиныфиброзIL-6preclinical models of inflammationcytokinesfibrosisIL-6Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант №19-75-30032). Анализ экспрессии генов был выполнен в НТУ Сириус при поддержке Министерством науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-10-2021-093; Проект НИР-ИМБ-2102).ReferencesГоршкова Е.А., Зварцев Р.В., Друцкая М.С., Губернаторова Е.О. Гуманизированные мыши со сверхэкспрессией генов человека как инструмент изучения функций провоспалительных цитокинов // Молекулярная биология, 2019. Т. 53, № 5. С. 755-773.Gorshkova E.A., Zvartsev R.V., Drutskaya M.S., Gubernatorova E.O. Humanized mouse models of proinflammatory cytokine genes overexpression. Molekulyarnaya biologiya = Molecular Biology, 2019, Vol. 53, no. 5, pp. 755-773. (In Russ.)Зварцев Р.В., Коршунова Д.С., Горшкова Е.А., Носенко М.А., Корнеев К.В., Максименко О.Г., Коробко И.В., Купраш Д.В., Друцкая М.С., Недоспасов С.А., Дейкин А.В. Неонатальная смертность и воспалительный фенотип у новых трансгенных мышей со сверхэкспрессией интерлейкина-6 человека в миелоидных клетках // Доклады Академии наук, 2018. Т. 483, № 1. С. 344–347.Zvartsev R.V., Korshunova D.S., Gorshkova E.A., Nosenko M.A., Korneev K.V., Maksimenko O.G., Korobko I.V., Kuprash D.V., Drutskaya M.S., Nedospasov S.A., Deikin A.V. Neonatal Lethality and Inflammatory Phenotype of the New Transgenic Mice with Overexpression of Human Interleukin-6 in Myeloid Cells. Doklady Akademii nauk = Reports of the Academy of Sciences, 2018, Vol. 483, no. 1, pp. 344-347. (In Russ.)Лещенко И.В., Жеребцов А.Д. Идиопатический легочный фиброз: современный взгляд на патогенез и роль биомаркеров // РМЖ, 2018. Т. 10, № I. С. 6-10.Leshchenko I.V., Zherebtsov A.D. Idiopathic pulmonary fibrosis: modern view of pathogenesis and the role of biomarkers. RMZh = Russian Medical Journal, 2018, Vol. 10, no. I, pp. 6-10. (In Russ.)Gubernatorova E.O., Gorshkova E.A., Namakanova O.A., Zvartsev R.V., Hidalgo J., Drutskaya M.S., Tumanov A.V., Nedospasov S.A. Non-redundant Functions of IL-6 Produced by Macrophages and Dendritic Cells in Allergic Airway Inflammation. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 2718. doi: 10.3389/fimmu.2018.02718.Gubernatorova E.O., Gorshkova E.A., Namakanova O.A., Zvartsev R.V., Hidalgo J., Drutskaya M.S., Tumanov A.V., Nedospasov S.A. Non-redundant Functions of IL-6 Produced by Macrophages and Dendritic Cells in Allergic Airway Inflammation. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 2718. doi: 10.3389/fimmu.2018.02718.Gubernatorova E.O., Gorshkova E.A., Polinova A.I., Drutskaya M.S. IL-6: Relevance for immunopathology of SARS-CoV-2. Cytokine Growth Factor Rev., 2020, Vol. 53, pp. 13-24.Gubernatorova E.O., Gorshkova E.A., Polinova A.I., Drutskaya M.S. IL-6: Relevance for immunopathology of SARS-CoV-2. Cytokine Growth Factor Rev., 2020, Vol. 53, pp. 13-24.Opdenakker G., van den Steen P.E., Dubois B., Nelissen I., van Coillie E., Masure S., Proost P., van Damme J. Gelatinase B functions as regulator and effector in leukocyte biology. J. Leukoc. Biol., 2001, Vol. 69, no. 6, pp. 851-859.Opdenakker G., van den Steen P.E., Dubois B., Nelissen I., van Coillie E., Masure S., Proost P., van Damme J. Gelatinase B functions as regulator and effector in leukocyte biology. J. Leukoc. Biol., 2001, Vol. 69, no. 6, pp. 851-859.Schmittgen T.D., Livak K.J. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method. Nat. Protoc., 2008, Vol. 3, no. 6, pp. 1101-1108.Schmittgen T.D., Livak K.J. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method. Nat. Protoc., 2008, Vol. 3, no. 6, pp. 1101-1108.Sharma A., Wang J., Gandhi C.R. CD14 is not required for carbon tetrachloride-induced hepatic inflammation and fibrosis with or without lipopolysaccharide challenge. J. Cell Physiol., 2023, Vol. 238, no. 7, pp. 1530-1541.Sharma A., Wang J., Gandhi C.R. CD14 is not required for carbon tetrachloride-induced hepatic inflammation and fibrosis with or without lipopolysaccharide challenge. J. Cell Physiol., 2023, Vol. 238, no. 7, pp. 1530-1541.Tanaka T., Narazaki M., Masuda K., Kishimoto T. Regulation of IL-6 in Immunity and Diseases. Adv. Exp. Med. Biol., 2016, Vol. 941, pp. 79-88.Tanaka T., Narazaki M., Masuda K., Kishimoto T. Regulation of IL-6 in Immunity and Diseases. Adv. Exp. Med. Biol., 2016, Vol. 941, pp. 79-88.Yona S., Kim K.W., Wolf Y., Mildner A., Varol D., Breker M., Strauss-Ayali D., Viukov S., Guilliams M., Misharin A., Hume D.A., Perlman H., Malissen B., Zelzer E., Jung S. Fate mapping reveals origins and dynamics of monocytes and tissue macrophages under homeostasis. Immunity, 2013, Vol. 38, no. 1, pp. 79-91.Yona S., Kim K.W., Wolf Y., Mildner A., Varol D., Breker M., Strauss-Ayali D., Viukov S., Guilliams M., Misharin A., Hume D.A., Perlman H., Malissen B., Zelzer E., Jung S. Fate mapping reveals origins and dynamics of monocytes and tissue macrophages under homeostasis. Immunity, 2013, Vol. 38, no. 1, pp. 79-91.

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