СРАВНЕНИЕ ЭКСПРЕССИИ мРНК ЦИТОКИНОВ С ИХ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ В СУПЕРНАТАНТЕ КЛЕТОЧНОЙ КУЛЬТУРЫ U937 ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕЕ ПОЛИКЛОНАЛЬНЫХ АКТИВАТОРОВ

Изучение динамики экспрессии цитокинов, а также цитокинпродуцирующего потенциала иммунокомпетентных клеток позволяет расширить исследования их функциональных характеристик. Матричная РНК ряда генов цитокинов относительно стабильна, поэтому её уровень может быть использован в качестве маркёра для оценки степени активации и пролиферации иммунокомпетентных клеток, а также для оценки цитокинпродуцирующего потенциала иммунокомпетентных клеток.

 В нашей работе было проведено сравнение показателей экспрессии матричной РНК цитокинов IL-10, TNF-α, GM-CSF в дифференцированной в макрофаги клеточной культуре U937 с концентрацией белков этих же цитокинов в супернатанте культуры клеток U937, без воздействия и после воздействия поликлональных активаторов. Показатели экспрессии матричной РНК цитокинов IL-10, TNF-α, GM-CSF определяли методом количественной полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Концентрацию белков этих же цитокинов IL-10, TNF-α, GM-CSF в супернатанте культуры клеток U937 измеряли методом иммуноферментного анализа. Использование в исследовании исходно однородной культуры клеток удобно, ввиду идентичности условий во всех вариантах исследования.

Наибольшее влияние поликлональные активаторы оказывают на экспрессию матричной РНК GM-CSF и на концентрацию этого цитокина в супернатанте клеточной культуры. Уровень матричной РНК TNF-α при воздействии поликлональных активаторов снижался, в то время как концентрация данного цитокина в супернатанте возрастала. Белок TNF-α в клеточной среде не отражает временных изменений в экспрессии клеточной мРНК TNF-α, так как уменьшение клеточной мРНК, возможно, из-за ингибирования по механизму обратной связи. В то время как цитокины могут накапливаться и оставаться в супернатанте, события на уровне матричной РНК, приводящие к их образованию, могут завершаться ранее. Поэтому пути передачи сигналов и кинетику выделения цитокинов следует изучать после описания временной зависимости с короткими интервалами, которая может быть индивидуальной для каждого цитокина.

Таким образом, полученные результаты исследования с использованием поликлональных активаторов позволяют сделать выводы о том, что поликлональные активаторы, являясь митогенами, оказывают существенное влияние на концентрацию секретируемых IL-10, TNFα и GM-CSF. При этом поликлональные активаторы оказывают влияние на уровни мРНК генов этих цитокинов, что указывает на транскрипционный механизм его действия. Но, в связи с тем, что данные неоднозначны, для достижения большего соответствия изменений изученных белков и мРНК необходимо подробное описание временной зависимости изменений содержания мРНК.

1. Чулкина М.М., Трофимов Д.Ю., Кофиади И.А., Алексеев Л.П., Савилова А.М. Комплексный анализ кинетики экспрессии мРнк цитокинов в реакции бластной трансформации с митогеном кона // Иммунология. - 2014. - Т. 36, № 6. - С. 306–312.

2. Hitti E., Iakovleva T., Brook M., Deppenmeier S., Gruber A.D., Radzioch D., Clark A.R., Blackshear P.J., Kotlyarov A., Gaestel M. Mitogen-activated protein kinase-activated protein kinase 2 regulates tumor necrosis factor mRNA stability and translation mainly by altering tristetraprolin expression, stability, and binding to adenine/uridine-rich element. Mol. Cell. Biol., 2006, Vol. 26, no. 6, pp. 2399–2407.

3. Huang H., Fletcher A., Niu Y., Wang T.T.Y., Yu L. Characterization of lipopolysaccharide-stimulated cytokine expression in macrophages and monocytes. Inflamm. Res., 2012, Vol. 61,no. 1, pp. 1329–1338.

4. Jaguin M., Houlbert N., Fardel O., Lecureur V. Polarization profiles of human M-CSF-generated macrophages and comparison of M1-markers in classically activated macrophages from GM-CSF and M-CSF origin. Cell. Immunol., 2013, Vol. 281, no. 1, pp. 51–61.

5. Kang K., Jung H., Nam S., Lim J.S. NDRG2 Promotes GATA-1 Expression through Regulation of the JAK2/STAT Pathway in PMA-stimulated U937 Cells. Immune Netw., 2011, Vol. 11, no. 6, pp. 348–357.

6. Liu L., Zubik L. Collins F.W., Marko M., Meydani M. The antiatherogenic potential of oat phenolic compounds. Atherosclerosis, 2014, Vol. 175, no. 1, pp. 39–49.

7. Mahmoud L., Al-Enezi F., Al-Saif M., Warsy A., Khabar K.S., Hitti E.G. Sustained stabilization of Interleukin-8 mRNA in human macrophages. RNA Biol., 2014, Vol. 11, no. 2, pp. 124–133.

8. Murray P.J., Allen J.E., Biswas S.K., Fisher E.A., Gilroy D.W., Goerdt S., Gordon S., Hamilton J.A., Ivashkiv L.B., Lawrence T., Locati M., Mantovani A., Martinez F.O., Mege J.L., Mosser D.M., Natoli G., Saeij J.P., Schultze J.L., Shirey K.A., Sica A., Suttles J., Udalova I., van Ginderachter J.A., Vogel S.N., Wynn T.A. Macrophage activation and polarization: nomenclature and experimental guidelines. Immunity., 2014, Vol. 41, no. 1, pp. 14–20.

9. Nemeth Z.H., Bogdanovski D.A., Barratt-Stopper P., Paglinco S.R., Antonioli L., Rolandelli R.H. Crohn's Disease and Ulcerative Colitis Show Unique Cytokine Profiles. Cureus., 2017, Vol. 9, no. 4, pp. 1–11.

10. Song M.G., Ryoo I.G., Choi H.Y., Choi B.H., Kim S.T., Heo T.H., Lee J.Y., Park P.H., Kwak M.K. NRF2 Signaling Negatively Regulates Phorbol-12-Myristate-13-Acetate (PMA)-Induced Differentiation of Human Monocytic U937 Cells into Pro-Inflammatory Macrophages. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 7, pp. 1–18.

11. Sundstrom C., Nilsson K. Establishment and characterization of a human histiocytic lymphoma cell line (U-937). Int. J. Cancer, 1976, Vol. 17, no. 5, pp. 565–577.

12. Wang X., Guo J., Wang Y., Xiao Y., Wang L., Hua S. Expression Levels of Interferon Regulatory Factor 5 (IRF5) and Related Inflammatory Cytokines Associated with Severity, Prognosis, and Causative Pathogen in Patients with Community-Acquired Pneumonia. Med. Sci. Monit., 2018, Vol. 30, no. 24, pp. 3620–3630.

13. Wong L.Y.F., Cheung B.M.Y., Li Y.Y., Tang F. Adrenomedullin is both proinflammatory and antiinflammatory: its effects on gene expression and secretion of cytokines and macrophage migration inhibitory factor in NR8383 macrophage cell line. Endocrinology, 2005, Vol. 146, no. 3, pp. 1321–1327.