mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-2014-6-551-558mimmun-767Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESЭКСПРЕССИЯ ТРАНСКРИПЦИОННОГО ФАКТОРА рSTAT3 В МОНОНУКЛЕАРАХ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ И ЕГО МОДУЛЯЦИЯ ЛЕПТИНОМ ПРИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕEXPRESSION OF рSTAT3 TRANSCRIPTION FACTOR IN PERIPHERAL BLOOD MONONUCLEAR CELLS AND ITS LEPTIN-INDUCED MODULATION IN BRONCHIAL ASTHMAМинеевВ. Н.MineevV. N.

197089, Россия, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6/8. Тел.: 8 (921) 359-62-95

vnmineev@mail.ruЛалаеваТ. М.LalaevaT. M.ВасильеваТ. С.VasilievaT. S.КузьминаА. А.KuzminaA. A.

197089, Russian Federation, St. Petersburg, L. Tolstoy str., 6/8. Phone: 7 (921) 359-62-95 

Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова, Санкт- Петербург, РоссияРоссияFirst I. Pavlov State Medical University, St. Petersburg, Russian FederationRussian Federation201427012015166551558Copyright © Минеев В.Н., Лалаева Т.М., Васильева Т.С., Кузьмина А.А., 20152015Минеев В.Н., Лалаева Т.М., Васильева Т.С., Кузьмина А.А.Mineev V.N., Lalaeva T.M., Vasilieva T.S., Kuzmina A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/767Резюме

Резюме. Цель исследования – оценить экспрессию фосфорилированной формы транскрипционного фактора STAT3 (рSTAT3) в мононуклеарах периферической крови и особенности ее модуляции лептином при различных вариантах бронхиальной астмы (БА).

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследовали 25 практически здоровых лиц и 62 больных БА. Определение экспрессии pSTAT3 в мононуклеарах периферической крови проводили методом проточной флюориметрии.

Результаты

Результаты. При БА выявлен феномен повышения уровня экспрессии pSTAT3 в мононуклеарах периферической крови. Наиболее существенное повышение уровня pSTAT3 выявлено при аллергическом (АБА) варианте заболевания. Лептин существенно повышает экспрессию pSTAT3 только в группе практически здоровых лиц. При АБА указанный эффект лептина практически не проявлялся. При неаллергической БА (НАБА) отмечалось некоторое статистически недостоверное повышение экспрессии pSTAT3. При АБА выявлена прямая корреляционная связь между значениями индекса лептиновой сигнализацией с участием STAT3 и показателями бронхиальной проходимости, а при НАБА – обратная.

Выводы

Выводы. Выявлены особенности экспрессии транскрипционного фактора рSTAT3 в мононуклеарах периферической крови и его модуляции лептином при различных вариантах бронхиальной астмы, что может служить в будущем основой для разработки таргетной терапии, направленной на трансдукцию различных цитокиновых сигналов с участием транскрипционного фактора STAT3.

The aim of this study was to evaluate expression rates of phosphorylated STAT3 (рSTAT3) transcription factor in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and some features of its modulation by leptin in various clinical forma of bronchial asthma (BA). 

Materials and methods

Materials and methods. We evaluated 25 healthy persons and 62 BA patients. pSTAT3 expression in PBMC was measured by means of flow cytometry.

Results

Results. A phenomenon of increased pSTAT3 expression was registered in PBMC from BA patients. A most sufficient elevation of pSTAT3 levels was revealed in allergic clinical variant of the disorder. Leptin was shown to increase pSTAT3 expression in PBMCs from healthy persons only. In allergic BA, such effect of leptin was not observed, whereas a trend for pSTAT increase was shown in non-allergic BA. In allergic BA, we have revealed a direct correlation between the STAT3-mediated leptin signaling index and bronchial patency parameters. Appropriate inverse correlation was registered in non-allergic BA.

Conclusion

Conclusion. We have revealed some characteristics of рSTAT3 expression in PBMCs and its modulation by leptin in various clinical forms of BA, thus providing a potential basis for development of targeted therapy aimed for transduction of different cytokine signals mediated by STAT3 transcription factor.

лептинSTAT-3бронхиальная астмаleptinSTAT-3bronchial asthmaReferencesЛим В.В., Сорокина Л.Н., Минеев В.Н., Нема М.А., Трофимов В.И. Экспрессия негативных регуляторов транскрипции генов SOCS3 И SOCS5 в мононуклеарных клетках периферической крови больных бронхиальной астмой // Медицинская иммунология, 2014. Т. 16, № 2. С. 149-154. [Lim V.V., Sorokina L.N., Mineev V.N., Nyoma M.A., Trofimov V.I. Expression of negative transcription regulators of SOCS3 and SOCS5 genes in mononuclear cells in bronchial asthma. Meditsinskaya Immunologia = Medical Immunology, 2014, Vol. 16, no. 2, pp. 149-154. (In Russ.)]Лим В.В., Сорокина Л.Н., Минеев В.Н., Нема М.А., Трофимов В.И. Экспрессия негативных регуляторов транскрипции генов SOCS3 И SOCS5 в мононуклеарных клетках периферической крови больных бронхиальной астмой // Медицинская иммунология, 2014. Т. 16, № 2. С. 149-154. [Lim V.V., Sorokina L.N., Mineev V.N., Nyoma M.A., Trofimov V.I. Expression of negative transcription regulators of SOCS3 and SOCS5 genes in mononuclear cells in bronchial asthma. Meditsinskaya Immunologia = Medical Immunology, 2014, Vol. 16, no. 2, pp. 149-154. (In Russ.)]Минеев В.Н. Концепция бронхиальной астмы как мембрано-рецепторной патологии // Иммунопатология, аллергология, инфектология, 2005. № 3. С. 68-85. [Mineev V.N. Conception of bronchial asthma as membrane-receptor pathology. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya = Immunopathology, Allergology, Infectology, 2005, no. 3, pp. 68-85. (In Russ.)]Минеев В.Н. Концепция бронхиальной астмы как мембрано-рецепторной патологии // Иммунопатология, аллергология, инфектология, 2005. № 3. С. 68-85. [Mineev V.N. Conception of bronchial asthma as membrane-receptor pathology. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya = Immunopathology, Allergology, Infectology, 2005, no. 3, pp. 68-85. (In Russ.)]Минеев В.Н., Лалаева Т.М., Васильева Т.С. Особенности лептиновой сигнализации при бронхиальной астме // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 11. 2013. Вып. 1. С. 34-44. [Mineev V.N., Lalaeva T.M.,Vassilieva T.S. Leptin signaling in bronchial asthma . Vestnik Sankt-Peterburskogo universiteta = Bulletin of St. Petersburg University. Series 11 (Medicine), 2013, no. 1, pp. 34-44. (In Russ.)]Минеев В.Н., Лалаева Т.М., Васильева Т.С. Особенности лептиновой сигнализации при бронхиальной астме // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 11. 2013. Вып. 1. С. 34-44. [Mineev V.N., Lalaeva T.M.,Vassilieva T.S. Leptin signaling in bronchial asthma . Vestnik Sankt-Peterburskogo universiteta = Bulletin of St. Petersburg University. Series 11 (Medicine), 2013, no. 1, pp. 34-44. (In Russ.)]Минеев В.Н., Нестерович И.И., Оранская Е.С., Тафеев А.Л. Апоптоз и активность рибосомальных цистронов клеток периферической крови при бронхиальной астме // Аллергология, 2003. № 1. С.15-19. [Mineev V.N., Nesterovich I.I., Oranskaya E.S., Tafeev A.L. Apoptosis and activity of ribosomal cistrons of peripheral blood cells. Allergologiya = Allergology, 2003, Vol. 1, pp.15–19. (In Russ.)]Минеев В.Н., Нестерович И.И., Оранская Е.С., Тафеев А.Л. Апоптоз и активность рибосомальных цистронов клеток периферической крови при бронхиальной астме // Аллергология, 2003. № 1. С.15-19. [Mineev V.N., Nesterovich I.I., Oranskaya E.S., Tafeev A.L. Apoptosis and activity of ribosomal cistrons of peripheral blood cells. Allergologiya = Allergology, 2003, Vol. 1, pp.15–19. (In Russ.)]Минеев В.Н., Сорокина Л.Н., Берестовская В.С., Нёма М.А., Петровская Н.В. Содержание лептина в плазме крови при бронхиальной астме // Клиническая медицина, 2009. № 7. С. 33-37. [Mineev V.N., Sorokina L.N., Berestovskaya V.S., Nyoma M.A., Petrovskaya N.V. Leptin in plasma in bronchial asthma. Klinicheskaya meditsina = Clinical Medicine, 2009, no. 7, pp. 33–37. (In Russ.)]Минеев В.Н., Сорокина Л.Н., Берестовская В.С., Нёма М.А., Петровская Н.В. Содержание лептина в плазме крови при бронхиальной астме // Клиническая медицина, 2009. № 7. С. 33-37. [Mineev V.N., Sorokina L.N., Berestovskaya V.S., Nyoma M.A., Petrovskaya N.V. Leptin in plasma in bronchial asthma. Klinicheskaya meditsina = Clinical Medicine, 2009, no. 7, pp. 33–37. (In Russ.)]Agrawal S., Gollapudi S., Su H., Gupta S. Leptin activates human B cells to secrete TNFα, IL-6, and IL-10 via JAK2/STAT3 and p38MAPK/ERK1/2 signaling pathway. J. Clin. Immunol., 2011, Vol. 31, pp. 472-478.Agrawal S., Gollapudi S., Su H., Gupta S. Leptin activates human B cells to secrete TNFα, IL-6, and IL-10 via JAK2/STAT3 and p38MAPK/ERK1/2 signaling pathway. J. Clin. Immunol., 2011, Vol. 31, pp. 472-478.Ali Z., Ulrik C. S. Obesity and asthma: A coincidence or a causal relationship? A systematic review. Respir. Med., 2013, Vol. 107, Issue 9, pp. 1287-1300.Ali Z., Ulrik C. S. Obesity and asthma: A coincidence or a causal relationship? A systematic review. Respir. Med., 2013, Vol. 107, Issue 9, pp. 1287-1300.Bruno A., Conus S., Schmid I., Simon H.-U. Apoptotic pathways are inhibited by leptin receptor activation in neutrophils. J. Immunol., 2005, Vol. 174, pp. 8090-8096.Bruno A., Conus S., Schmid I., Simon H.-U. Apoptotic pathways are inhibited by leptin receptor activation in neutrophils. J. Immunol., 2005, Vol. 174, pp. 8090-8096.Conus S., Bruno A., Simon H.-U. Leptin is an eosinophil survival factor. J. Allergy Clin. Immunol., 2005, Vol. 116, no. 6, pp. 1228-1234.Conus S., Bruno A., Simon H.-U. Leptin is an eosinophil survival factor. J. Allergy Clin. Immunol., 2005, Vol. 116, no. 6, pp. 1228-1234.Ishida-Takahashi R., Uotani S., Abe T. Degawa-Yamauchi M., Fukushima T., Fujita N., Sakamaki H., Yamasaki H., Yamaguchi Y., Eguchi K. Rapid inhibition of leptin signaling by glucocorticoids in vitro and in vivo. J. Biol. Chem., 2004, Vol. 279, no. 19, pp. 19658-19664.Ishida-Takahashi R., Uotani S., Abe T. Degawa-Yamauchi M., Fukushima T., Fujita N., Sakamaki H., Yamasaki H., Yamaguchi Y., Eguchi K. Rapid inhibition of leptin signaling by glucocorticoids in vitro and in vivo. J. Biol. Chem., 2004, Vol. 279, no. 19, pp. 19658-19664.Lafontan M., Barbe P., Galitzky J., Tavernier G., Langin D., Carpene C., Bousquet-Melou A., Berlan M. Adrenergic regulation of adipocyte metabolism. Hum. Reprod., 1997, Vol. 12, Supplement 1, pp. 6-20.Lafontan M., Barbe P., Galitzky J., Tavernier G., Langin D., Carpene C., Bousquet-Melou A., Berlan M. Adrenergic regulation of adipocyte metabolism. Hum. Reprod., 1997, Vol. 12, Supplement 1, pp. 6-20.Lammert A., Kiess W., Glasow A. Kratzsch J. Different isoforms of the soluble leptin receptor determine the leptin binding activity of human circulating blood. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001, Vol. 283, pp. 982-988.Lammert A., Kiess W., Glasow A. Kratzsch J. Different isoforms of the soluble leptin receptor determine the leptin binding activity of human circulating blood. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001, Vol. 283, pp. 982-988.Litonjua A. A., Tantisira K. G., Lake S. Lazarus R., Richter B. G., Gabriel S., Silverman E. S., Weiss S. T. Polymorphisms in signal transducer and activator of transcription 3 and lung function in asthma. Respir. Res., 2005, Vol. 6, no. 1, pp. 52 (1-10).Litonjua A. A., Tantisira K. G., Lake S. Lazarus R., Richter B. G., Gabriel S., Silverman E. S., Weiss S. T. Polymorphisms in signal transducer and activator of transcription 3 and lung function in asthma. Respir. Res., 2005, Vol. 6, no. 1, pp. 52 (1-10).Procaccini C., Lourenco E. V., Matarese G., La Cava A. Leptin signaling: A key pathway in immune responses. Curr. Signal Transduct. Ther., 2009, Vol. 4, no. 1, pp. 22-30.Procaccini C., Lourenco E. V., Matarese G., La Cava A. Leptin signaling: A key pathway in immune responses. Curr. Signal Transduct. Ther., 2009, Vol. 4, no. 1, pp. 22-30.S nchez-Margalet V., Mart n-Romero C., Santos-Alvarez J., Goberna R., S.Najib, Gonzalez-Yanes C. Role of leptin as an immunomodulator of blood mononuclear cells: mechanisms of action. Clin. Exp. Immunol., 2003, Vol. 133, pp. 11-19.S nchez-Margalet V., Mart n-Romero C., Santos-Alvarez J., Goberna R., S.Najib, Gonzalez-Yanes C. Role of leptin as an immunomodulator of blood mononuclear cells: mechanisms of action. Clin. Exp. Immunol., 2003, Vol. 133, pp. 11-19.Scriba D., Aprath-Husmann I., Blum W. F., Hauner H. Catecholamines suppress leptin release from in vitro differentiated subcutaneous human adipocytes in primary culture via β1- and β2-adrenergic receptors. Eur. J. Endocrinol., 2000, Vol. 143, pp. 439-445.Scriba D., Aprath-Husmann I., Blum W. F., Hauner H. Catecholamines suppress leptin release from in vitro differentiated subcutaneous human adipocytes in primary culture via β1- and β2-adrenergic receptors. Eur. J. Endocrinol., 2000, Vol. 143, pp. 439-445.Simeone-Penney M.C., Severgnini M., Tu P. Homer R.J., Mariani T.J., Cohn L., Simon A.R. Airway epithelial STAT3 is required for allergic inflammation in a murine model of asthma. J. Immunol., 2007, Vol. 178, pp. 6191-6199.Simeone-Penney M.C., Severgnini M., Tu P. Homer R.J., Mariani T.J., Cohn L., Simon A.R. Airway epithelial STAT3 is required for allergic inflammation in a murine model of asthma. J. Immunol., 2007, Vol. 178, pp. 6191-6199.Sun Q., van Dam R.M., Meigs J.B., Franco O.H., Mantzoros C. S., Hu F.B. Leptin and soluble leptin receptor levels in plasma and risk of type 2 diabetes in U.S. women: a prospective study. Diabetes, 2010, Vol. 59, pp. 611-618.Sun Q., van Dam R.M., Meigs J.B., Franco O.H., Mantzoros C. S., Hu F.B. Leptin and soluble leptin receptor levels in plasma and risk of type 2 diabetes in U.S. women: a prospective study. Diabetes, 2010, Vol. 59, pp. 611-618.Suzukawa M., Nagase H., Ogahara I., Han K., Tashimo H., Shibui A., Koketsu R., Nakae S., Yamaguchi M., Ohta K. Leptin enhances survival and induces migration, degranulation, and cytokine synthesis of human basophils. J. Immunol., 2011, Vol. 186, pp. 5254-5260.Suzukawa M., Nagase H., Ogahara I., Han K., Tashimo H., Shibui A., Koketsu R., Nakae S., Yamaguchi M., Ohta K. Leptin enhances survival and induces migration, degranulation, and cytokine synthesis of human basophils. J. Immunol., 2011, Vol. 186, pp. 5254-5260.Tangye S. G., Cook M. C., Fulcher D. A. Insights into the role of STAT3 in human lymphocyte differentiation as revealed by the hyper-IgE syndrome. J. Immunol., 2009, Vol. 182, pp. 21-28.Tangye S. G., Cook M. C., Fulcher D. A. Insights into the role of STAT3 in human lymphocyte differentiation as revealed by the hyper-IgE syndrome. J. Immunol., 2009, Vol. 182, pp. 21-28.

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