References

mimmun

Медицинская иммунология

Medical Immunology (Russia)

1563-06252313-741X

SPb RAACI

10.15789/1563-0625-2015-6-539-552

mimmun-961

Research Article

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

ORIGINAL ARTICLES

МУЛЬТИПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ 26 ЦИТОКИНОВ, СЕКРЕТИРУЕМЫХ КЛЕТКАМИ КРОВИ БОЛЬНЫХ ЦИРРОЗОМ ПЕЧЕНИ

A MULTIPLEX ASSAY OF 26 CYTOKINES SECRETED BY BLOOD CELLS OF PATIENTS WITH LIVER CIRRHOSIS

Останин

А. А.

Ostanin

A. A.

д.м.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории клеточной иммунотерапии НИИ фундаментальной и клинической иммунологии, Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии, г. Новосибирск, Россия 630099, Россия, г. Новосибирск, Ядринцевская ул., 14. Тел.: 8 (383) 236-03-29. Факс: 8 (383) 222-70-28

PhD, MD (Medicine), Professor, Chief Research Associate, Laboratory of Cellular Immunotherapy, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian Federation 630099, Russian Federation, Novosibirsk, Yadrintsevskaya str., 14. Phone: 7 (383) 236-03-29. Fax: 7 (383) 222-70-28

ostanin62@mail.ru

Старостина

Н. М.

Starostina

N. M.

к.м.н., заслуженный врач РФ, заведующая отделением иммунологии клиники иммунопатологии, Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии, г. Новосибирск, Россия

PhD (Medicine), Honored Doctor of the Russian Federation, Head, Immunology Department, Clinic of Immunopathology, Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian Federation

Меледина

И. В.

Meledina

I. V.

к.м.н., врач-иммунолог отделения иммунологии клиники иммунопатологии, Научно- исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии, г. Новосибирск, Россия

PhD (Medicine), Doctor-Immunologist, Immunology Department, Clinic of Immunopathology, Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian Federation

Шипунов

М. В.

Shipunov

M. V.

PhD (Medicine), Doctor-Immunologist, Immunology Department, Clinic of Immunopathology, Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian Federation

Леплина

О. Ю.

Leplina

O. Yu.

д.м.н., ведущий научный сотрудник, лаборатория клеточной иммунотерапии, Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии, г. Новосибирск, Россия

PhD, MD (Medicine), Leading Research Associate, Laboratory of Cellular Immunotherapy, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian Federation

Шевела

Е. Я.

Shevela

E. Ya.

PhD, MD (Medicine), Leading Research Associate, Laboratory of Cellular Immunotherapy, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian Federation

Черных

Е. Р.

Chernykh

E. R.

д.м.н., профессор, член-корр. РАН, заведующая лабораторией клеточной иммунотерапии, Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии, г. Новосибирск, Россия

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Head, Laboratory of Cellular Immunotherapy, Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian Federation

Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии, г. Новосибирск, РоссияРоссияResearch Institute of Fundamental and Clinical Immunology, Novosibirsk, Russian FederationRussian Federation

2015

14012016

176539552

2016

Останин А.А., Старостина Н.М., Меледина И.В., Шипунов М.В., Леплина О.Ю., Шевела Е.Я., Черных Е.Р.

Ostanin A.A., Starostina N.M., Meledina I.V., Shipunov M.V., Leplina O.Y., Shevela E.Y., Chernykh E.R.

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/961

Цитокины играют важную роль в патогенезе цирроза печени (ЦП), детерминируя тяжесть заболевания, развитие печеночных и внепеченочных осложнений. Целью исследования являлся мультиплексный анализ 26 цитокинов, секретируемых клетками крови больных ЦП (n = 20) с учетом стадии (класс А по Child-Pugh, n = 13 и класс В+С, n = 7) и этиологии заболевания (вирусный ЦП, n = 12 и ЦП невирусной этиологии, n = 8). Группу контроля составили 10 здоровых доноров крови. Цитокин-секреторную функцию клеток оценивали в 24-часовых культурах как на уровне спонтанной продукции, так и в ответ на стимуляцию бактериальным эндотоксином (ЛПС). При анализе цитокинов, вовлеченных в патогенез воспалительного процесса, было выделено 4 функциональные группы: про-/противовоспалительные цитокины (IL-1β, TNFα, IL-1ra, IL-10), иммунорегуляторные цитокины (IL-2, IFNγ, IL-12, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-13, IL-15, IL-17), ростовые факторы (G-CSF, IL-7, FGF-β, PDGF, VEGF) и хемокины (IL-8, IP-10, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, RANTES, Eotaxin). В работе показано, что клетки крови больных ЦП являются активными продуцентами цитокинов и характеризуются повышенной секрецией цитокинов из всех 4 функциональных групп. Усиление продукции многих цитокинов ассоциировано с тяжестью ЦП и вирусной этиологией ЦП. При этом возрастание как спонтанной, так и ЛПС-стимулированной секреции цитокинов свидетельствует о сохранной реактивности клеток крови к эндотоксину. В целом полученные данные свидетельствуют о важном вкладе циркулирующих клеток крови в поддержании воспалительного ответа при ЦП и потенциальной диагностической/прогностической значимости цитокинов, продуцируемых клетками крови.

Cytokines play an important role in the pathogenesis of liver cirrhosis (LC), determining the disease severity as well as hepatic and extrahepatic complications. The present study aims to characterize the cytokine profile of blood cells in 20 LC patients with regard to the stage (class A on Child-Pugh, n = 13, and the class B+C, n = 7) and the etiology of the disease (viral LC, n = 12 and the LC of non-viral etiology, n = 8) using cytokine 26-plex assay. The control group consisted of 10 healthy donors. Cytokine concentrations were tested both in spontaneous and bacterial endotoxin (LPS) stimulated 24 hour blood cultures. Four functional groups: pro-/anti-inflammatory cytokines (IL-1β, TNFα, IL-1ra, IL-10), immunoregulatory cytokines (IL-2, IFNγ, IL-12, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-13, IL-15, IL-17), growth factors (G-CSF, IL-7, FGF-β, PDGF, VEGF) and chemokines (IL-8, IP-10, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, RANTES, Eotaxin) involved in the pathogenesis of inflammation, have been analyzed. The blood cells of LC patients were shown to be active producers of cytokines and were characterized by increased cytokine levels from all four functional groups. The enhancement of many cytokines was associated with the disease severity and viral etiology. The increased cytokine production in both intact and LPS-stimulated cultures indicated preserved reactivity of blood cells to endotoxin. Overall, the data obtained suggest the contribution of circulating blood cells in supporting of inflammatory response and the potential diagnostic/prognostic significance of blood cell-derived cytokines in patients with LC.

мультиплексный анализцитокиныхемокиныростовые факторыклетки кровицирроз печени

multiplex assaycytokineschemokinesgrowth factorsblood cellsliver cirrhosis

References1

Останин А.А., Черных Е.Р. Сравнительная оценка уровня 17 цитокинов в сыворотке и цельной крови здоровых доноров методом проточной флюориметрии // Цитокины и воспаление, 2005. Т. 4, № 2. С. 25-32. [Ostanin A.A., Chernykh E.R. The comparative analysis of 17 cytokines level in serum and whole blood of healthy donors using the Bio-Plex protein array system. Tsitokiny i vospalenie = Cytokines and Inflammation, 2005, Vol. 4, no. 2, pp. 25-32. (In Russ.)]

Abd EL-Ghaffar N., Rasheed W.I., Ramzy T., El Batae H. Prognostic significance of interleukins determination in liver diseases. Res. J. Medicine and Med. Sci., 2008, Vol. 3, no. 2, pp. 124-131.

Akriviadis E., Botla R., Briggs W., Han S., Reynolds T., Shakil O. Pentoxifylline improves short-term survival in severe acute alcoholic hepatitis: a double-blind, placebo-controlled trial. Gastroenterol., 2000, Vol. 119, no. 6, pp. 1637-1648.

Bellot P., Francés R., Such J. Pathological bacterial translocation in cirrhosis: pathophysiology, diagnosis and clinical implications. Liver Int., 2013, Vol. 33, no. 1, pp. 31-39.

Boyman O., Létourneau S., Krieg C., Sprent J. Homeostatic proliferation and survival of naïve and memory T cells. Eur. J. Immunol., 2009, Vol. 39, no. 8, pp. 2088-2094.

Capone F., Guerriero E., Colonna G., Maio P., Mangia A., Castello G., Costantini S. Cytokinome profile evaluation in patients with hepatitis C virus infection. World J. Gastroenterol., 2014, Vol. 20, no. 28, pp. 9261-9269.

Carson R., Vignali D. Simultaneous quantitation of fifteen cytokines using a multiplexed flow cytometric assay. J. Immunol. Methods., 1999, Vol. 227, no. 1-2, pp. 41-52.

Cervoni J.P., Thévenot T., Weil D., Muel E., Barbot O., Sheppard F., Monnet E., Di Martino V. C-reactive protein predicts short-term mortality in patients with cirrhosis. J. Hepatol., 2012, Vol. 56, no. 6, pp. 1299-1304.

Costantini S., Capone F., Guerriero E., Maio P., Colonna G., Castello G. Serum cytokine levels as putative prognostic markers in the progression of chronic HCV hepatitis to cirrhosis. Eur. Cytokine Netw., 2010, Vol. 21, no. 4, pp. 251-256.

Daniluk J., Szuster-Ciesielska A., Drabko J., Kandefer-Szerszeń M. Serum cytokine levels in alcohol-related liver cirrhosis. Alcohol., 2001, Vol. 23, no. 1, pp. 29-34.

Devière J., Content J., Denys C., Vandenbussche P., Schandene L., Wybran J., Dupont E. Excessive in vitro bacterial lipopolysaccharide-induced production of monokines in cirrhosis. Hepatology, 1990, Vol. 11, no. 4, pp. 628-634.

Dolganiuc A., Norkina O., Kodys K., Catalano D., Bakis G., Marshall C., Mandrekar P., Szabo G. Viral and host factors induce macrophage activation and loss of toll-like receptor tolerance in chronic HCV infection. Gastroenterology, 2007, Vol. 133, no. 5, pp. 1627-1636.

Fujimoto M., Uemura M., Nakatani Y., Tsujita S., Hoppo K., Tamagawa T., Kitano H., Kikukawa M., Ann T., Ishii Y., Kojima H., Sakurai S., Tanaka R., Namisaki T., Noguchi R., Higashino T., Kikuchi E., Nishimura K., Takaya A., Fukui H. Plasma endotoxin and serum cytokine levels in patients with alcoholic hepatitis: relation to severity of liver disturbance. Alcoholism, 2000, Vol. 24, no. 4, pp. S48-S54.

Goral V., Atayan Y., Kaplan A. The relation between pathogenesis of liver cirrhosis, hepatic encephalopathy and serum cytokine levels: what is the role of tumor necrosis factor α? Hepatogastroenterology, 2011, Vol. 58, no. 107-108, pp. 943-948.

Guarner C., Soriano G. Bacterial translocation and its consequences in patients with cirrhosis. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol., 2005, Vol. 17, no. 1, pp. 27-31.

Kamijo A., Yoshizawa K., Joshita S., Yoneda S., Umemura T., Ichijo T., Matsumoto A., Ota M., Tanaka E. Cytokine profiles affecting the pathogenesis of autoimmune hepatitis in Japanese patients. Hepatol. Res., 2011, Vol. 41, no. 4, pp. 350-357.

Kaplan M.H. Th9 cells: differentiation and disease. Immunol. Rev., 2013, Vol. 252, no. 1, pp. 104-115.

Kawaratani H., Tsujimoto T., Douhara A., Takaya H., Moriya K., Namisaki T., Noguchi R., Yoshiji H., Fujimoto M., Fukui H. The effect of inflammatory cytokines in alcoholic liver disease. Mediators Inflamm., 2013, Vol. 2013, p. 495156.

Kochlios E., Foka P., Mavromara P. Modulation of monocyte/macrophage-derived cytokine and chemokine expression profile by persistent Hepatitis C virus (HCV) infection leads to chronic inflammation. J. Mol. Biochem., 2012, Vol. 1, no. 1, pp. 40-53

Laso F.J., Vaquero J.M., Almeida J., Marcos M., Orfao A. Production of inflammatory cytokines by peripheral blood monocytes in chronic alcoholism: relationship with ethanol intake and liver disease. Cytometry part B: Clin Cytom., 2007, Vol. 72, no. 5, pp. 408-415

Li S., Hong-sheng L., Ling-juan R., Zhen-huan R., Xiao-nan K. Expression and clinical significance of T helper 9 cells and interleukin-9 in chronic hepatitis B patients. Disease Surveillance, 2015, Vol. 30, no. 1, pp. 35-37.

Maher M., Yossef T., Darwesh H., Saady A.E., Sabry A.I., Ahamed W., Safwat A. Estimation role of interleukin 6 as a predictor of hepatic encephalopathy in critically ill cirrhotic patients. Life Sci. J., 2013, Vol. 10, no. 12s, pp. 987-991.

McClain C.J., Song Z., Barve S., Hill D.B., Deaciuc I. Recent advances in alcoholic liver disease. IV. Dysregulated cytokine metabolism in alcoholic liver disease. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., 2004, Vol. 287, no. 3, pp. G497-G502.

Muzes G., Deak G., Lang I., Gonzalez-Cabello R., Gergely P., Feher J. Depressed monocyte production of interleukin-1 and tumor necrosis factor-a in patients with alcoholic liver cirrhosis. Liver, 1989, Vol. 9, no. 5, pp. 302-306.

Neuman M.G. Cytokines – central factors in alcoholic liver disease. Alcohol Research Health., 2003, Vol. 27, no. 4, pp. 307-316.

Nieto J.C., Sánchez E., Román E., Vidal S., Oliva L., Guarner-Argente C., Poca M., Torras X., Juárez C., Guarner C., Soriano G. Cytokine production in patients with cirrhosis and TLR4 polymorphisms. World J. Gastroenterol., 2014, Vol. 20, no. 46, pp. 17516-17524.

Riordan S.M., Skinner N., Nagree A., McCallum H., McIver C.J., Kurtovic J., Hamilton J.A., Bengmark S., Williams R., Visvanathan K. Peripheral blood mononuclear cell expression of toll-like receptors and relation to cytokine levels in cirrhosis. Hepatology, 2003, Vol. 37, no. 5, pp. 1154-1164.

Szuster-Ciesielska A., Daniluk J., Kandefer-Zerszeń M. Serum levels of cytokines in alcoholic liver cirrhosis and pancreatitis. Arch. Immunol. Ther. Exp. (Warsz), 2000, Vol. 48, no. 4, pp. 301-307.

Tang J.T., Fang J.Y., Gu W.Q., Li E.L. T cell immune response is correlated with fibrosis and inflammatory activity in hepatitis B cirrhotics. World J. Gastroenterol., 2006, Vol. 12, no. 19, pp. 3015-3019.

Tazi K.A., Quioc J.J., Abdel-Razek W., Tellier Z., Guichard C.,Ogier-Denis E., Lebrec D., Moreau R. Protein array technology to investigate cytokine production by monocytes from patients with advanced alcoholic cirrhosis: an ex vivo pilot study. Hepatol. Res., 2009, Vol. 39, pp. 706-715.

Tilg H., Jalan R., Kaser A. Davies N.A., Offner F.A., Hodges S.J., Ludwiczek O., Shawcross D., Zoller H.,

Alisa A., Mookerjee R.P., Graziadei I., Datz C., Trauner M., Schuppan D., Obrist P., Vogel W., Williams R. Antitumor necrosis factor-alpha monoclonal antibody therapy in severe alcoholic hepatitis. J. Hepatol., 2003, Vol. 38, no. 4, pp. 419-425.

Yagoob P., Newsholme E.A., Calder P.C. Comparison of cytokine production in cultures of whole human blood and purified mononuclear cells. Cytokine, 1999, Vol. 11, no. 8, pp. 600-605.

Zampino R., Marrone A., Restivo L., Guerrera B., Sellitto A., Rinaldi L., Romano C., Adinolfi L.E. Chronic HCV infection and inflammation: clinical impact on hepatic and extra-hepatic manifestations. World J. Hepatol., 2013, Vol. 5, no. 10, pp. 528-540.

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