Preview

Медицинская иммунология

Расширенный поиск

Продукция факторов, участвующих в регуляции фиброза, различными типами макрофагов человека

https://doi.org/10.15789/1563-0625-POF-1954

Полный текст:

Аннотация

Макрофаги (Мφ) играют ключевую роль в регуляции процессов фиброгенеза, включая пролиферацию фибробластов и миофибробластов, дифференцировку клеток-предшественников в миофибробробласты, а также синтез и секрецию компонентов внеклеточного матрикса, преимущественно, коллагена. Направленность эффектов Мφ (стимуляция или подавление) определяется рядом факторов, в том числе стадией фибротического процесса и функциональным фенотипом Мφ, который зависит от сигналов микроокружения. Один из возможных путей регуляции фиброгенеза заключается в секреции Мφ про- или антифиброгенных факторов, включая матриксные металлопротеиназы, ингибиторы металлопротеиназ и некоторые цитокины. Однако данные о способности различных субпопуляций Мφ человека секретировать эти факторы крайне немногочисленны и противоречивы. Целью настоящего исследования была характеристика способности М1, М2а и М2с Мφ человека, дифференцированных в присутствии гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора, продуцировать матриксные металлопротеиназы (ММР-9) и их тканевые ингибиторы (TIMP-1), а также некоторые цитокины и ростовые факторы. Показано, что по сравнению с М2 макрофагами, М1 Мφ, поляризованные липополисахаридом, продуцировали значимо больше TNF-α, IL-6 и IL-2, которые помимо провоспалительной активности обладают, как было показано, способностью инициировать фибротический процесс. В свою очередь, М2а Мφ, индуцированные IL-4, характеризовались высоким уровнем продукции VEGF и при этом низким уровнем TNF-α и IL-6, что может обусловливать важное участие этих клеток на пролиферативной стадии фиброза и стимулировать активное отложение внеклеточного матрикса. И наконец, М2с Мφ, поляризованные в присутствии дексаметазона, характеризовались схожим с М2а Мφ спектром исследуемых цитокинов, и активно продуцировали VEGF на фоне низкой продукции TNF-α и IL-6. При этом, все три исследуемые субпопуляции Мφ активно секретировали ММР-9 и TIMP-1, не различаясь значимо между собой по уровню продукции этих факторов. Однако М2с Мφ отличались значимо более высоким индексом соотношения MMP-9/TIMP-1 по сравнению с М1 и М2а Мφ, что играет решающее значение на стадии реорганизации фибротического процесса. Таким образом, продукция различными типами Мφ MMP-9 и TIMP-1, в совокупности с другими плейотропными цитокинами и ростовыми факторами, может отражать их роль в регуляции различных стадий фибротического процесса.

Об авторах

А. А. Максимова
ФГБНУ Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Россия

Александра Александровна Максимова – аспирант лаборатории клеточной иммунотерапии.

630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14, Тел.: 8 (383) 222-26-74, Факс: 8 (383) 222-70-28



Е. Я. Шевела
ФГБНУ Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Россия

Шевела Екатерина Яковлевна  – доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной иммунотерапии.

Новосибирск


Л. В. Сахно
ФГБНУ Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Россия

Сахно Людмила Васильевна  – кандидат биологических наук,  старший научный сотрудник лаборатории клеточной иммунотерапии.

Новосибирск


А. А. Останин
ФГБНУ Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Россия

Останин Александр Анатльевич – доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории клеточной иммунотерапии.

Новосибирск


Е. Р. Черных
ФГБНУ Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии

Елена Рэмовна Черных – доктор медицинских наук, профессор, член-корр. РАН, заведующая  лабораторией лаборатории клеточной иммунотерапии.

Новосибирск



Список литературы

1. Adhyatmika A., Putri K.S.S., Beljaars L., Melgert B.N. The elusive antifibrotic macrophage. Front. Med., 2015, Vol. 2, pp. 1-11.

2. Chanteux H., Guisset A.C., Pilette C., Sibille Y. LPS induces IL-10 production by human alveolar macrophages via MAPKinases- and Sp1-dependent mechanisms. Respir. Res., 2007, Vol. 8, pp. 1-10.

3. Craig V.J., Zhang L., Hagood J.S., Owen C.A. Matrix metalloproteinases as therapeutic targets for idiopathic pulmonary fibrosis. Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol., 2015, Vol. 53, no. 5, pp. 585-600.

4. Doersch K.M., DelloStritto D.J., Newell-Rogers M.K. The contribution of interleukin-2 to effective wound healing. Exp. Biol. Med. (Maywood), 2017, Vol. 242, no. 4, pp. 384-396.

5. Duan J., Liu X., Wang H., Guo S.W. The M2a macrophage subset may be critically involved in the fibrogenesis of endometriosis in mice. Reprod. Biomed. Online, 2018, Vol. 37, no. 3, pp. 254-268.

6. Feng Y., Sun Z.L., Liu S.Y., Wu J.J., Zhao B.H., Lv G.Z., Du Y., Yu S., Yang M.L., Yuan F.L., Zhou X.J. Direct and indirect roles of macrophages in hypertrophic scar formation. Front. Physiol., 2019, no. 10, 1101. doi: 10.3389/fphys.2019.01101.

7. Fielding C.A., Jones G.W., McLoughlin R.M., McLeod L., Hammond V.J., Uceda J., Williams A.S., Lambie M., Foster T.L., Liao C., Rice C.M., Greenhill C.J., Colmont C.S., Hams E., Coles B., Kift-Morgan A., Newton Z., Craig K.J., Williams J.D., Williams G.T., Davies S.J., Humphreys I.R., O’Donnell V.B., Taylor P.R., Jenkins B.J., Topley N., Jones S.A. Interleukin-6 signaling drives fibrosis in unresolved inflammation. Immunity, 2014, Vol. 40, no. 1, pp. 40-50.

8. Fraternale A., Brundu S., Magnani M. Polarization and repolarization of macrophages. J. Clin. Cell. Immunol., 2015, Vol. 6, no. 2, pp. 1-10.

9. Gensel J.C., Zhang B. Macrophage activation and its role in repair and pathology after spinal cord injury. Brain Res., 2015, Vol. 1619, pp. 1-11.

10. Hamada N., Kuwano K., Yamada M., Hagimoto N., Hiasa K., Egashira K., Nakashima N., Maeyama T., Yoshimi M., Nakanishi Y. Anti-vascular endothelial growth factor gene therapy attenuates lung injury and fibrosis in mice. J. Immunol., 2005, Vol. 175, no. 2, pp. 1224-1231.

11. Hernandez-Munoz I., de la Torre P., Sanchez-Alcazar J.A., Garcia I., Santiago E., Munoz-Yague M.T., Solis-Herruzo, J.A. Tumor necrosis factor alpha inhibits collagen alpha 1 (I) gene expression in rat hepatic stellate cells through a G protein. Gastroenterology, 1997, Vol. 113, no. 2, pp. 625-640.

12. Hesketh M., Sahin K.B., West Z.E., Murray R.Z. Macrophage phenotypes regulate scar formation and chronic wound healing. Int. J. Mol. Sci., 2017, Vol. 18, no. 7, 1545. doi: 10.3390/ijms18071545.

13. Huang W.C., Sala-Newby G.B., Susana A., Johnson J.L., Newby A.C. Classical macrophage activation upregulates several matrix metalloproteinases through mitogen activated protein kinases and nuclear factor-κB. PLoS ONE, 2012, Vol. 7, no. 8, e42507. doi: 10.1371/journal.pone.0042507.

14. Huaux F., Liu T., McGarry B., Ullenbruch M., Phan S.H. Dual roles of IL-4 in lung injury and fibrosis. J. Immunol., 2003, Vol. 170, no. 4, pp. 2083-2092.

15. Kang R., Tang D., Lotze M.T., Zeh Iii H.J. Autophagy is required for IL-2-mediated fibroblast growth. Exp. Cell Res., 2013, Vol. 319, no. 4, pp. 556-565.

16. Karin M., Clevers H. Reparative inflammation takes charge of tissue regeneration. Nature, 2016, Vol. 529, no. 7586, pp. 307-315.

17. Li B., Liu Y.M., Yan Y., Yang N., Gao J., Jiang T., Shang X.Q., Tian F.M., Ding J.B., Ma X.M. Effect of different types of macrophages on hepatic fibrosis in Echinococcus Granulosus mice. Biomed. Pharmacother., 2019, Vol. 117, 109178. doi: 10.1016/j.biopha.2019.109178.

18. Lim D.H., Cho J.Y., Miller M., McElwain K., McElwain S., Broide D.H. Reduced peribronchial fibrosis in allergen-challenged MMP-9-deficient mice. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol., 2006, Vol. 291, no. 2, pp. L265-L271.

19. Liu X. Inflammatory cytokines augments TGF-b1 – induced epithelial–mesenchymal transition in A549 cells by up-regulating TbR-I. Cell Motil. Cytoskelet., 2008, no. 65, pp. 935-944.

20. Lovelock J.D., Baker A.H., Gao F., Dong J.F., Bergeron A.L., McPheat W., Sivasubramanian N., Mann D.L. Heterogeneous effects of tissue inhibitors of matrix metalloproteinases on cardiac fibroblasts. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2005, Vol. 288, no. 2, pp. H461-H468.

21. Lu Y., Liu S., Zhang S., Cai G., Jiang H., Su H., Li X., Hong Q., Zhang X., Chen X. Tissue inhibitor of metalloproteinase-1 promotes NIH3T3 fibroblast proliferation by activating p-Akt and cell cycle progression. Mol. Cells, 2011, Vol. 31, no. 3, pp. 225-230.

22. Matsumoto Y., Park I.K., Kohyama K. Matrix metalloproteinase (MMP)-9, but not MMP-2, is involved in the development and progression of c protein-induced myocarditis and subsequent dilated cardiomyopathy. J. Immunol., 2009, Vol. 183, no. 7, pp. 4773-4781.

23. Meng X.M., Nikolic-Paterson D.J., Lan H.Y. TGF-β: the master regulator of fibrosis. Nat. Rev. Nephrol., 2016, Vol. 12, no. 6, pp. 325-338.

24. Nikonova A.A., Khaitov M.R., Khaitov R.M. Characteristics and role of macrophages in pathogenesis of acute and chronic lung diseases. Medical Immunology (Russia), 2017, Vol. 19, no. 6, pp. 657-672. doi: 10.15789/1563-0625-2017-6-657-672

25. Pakshir P., Hinz B. The big five in fibrosis: Macrophages, myofibroblasts, matrix, mechanics, and miscommunication. Matrix Biol., 2018, Vol. 68-69, pp. 81-93.

26. Redente E.F., Keith R.C., Janssen W., Henson P.M., Ortiz L.A., Downey G.P., Bratton D.L., Riches D.W. Tumor necrosis factor-α accelerates the resolution of established pulmonary fibrosis in mice by targeting profibrotic lung macrophages. Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol., 2014, Vol. 50, no. 4, pp. 825-837.

27. Sindrilaru A., Peters T., Wieschalka S., Baican C., Baican A., Peter H., Hainzl A., Schatz S., Qi Y., Schlecht A., Weiss J.M., Wlaschek M., Sunderkötter C., Scharffetter-Kochanek K. An unrestrained proinflammatory M1 macrophage population induced by iron impairs wound healing in humans and mice. J. Clin. Invest., 2011, Vol. 121, no. 3, pp. 985-997.

28. Sziksz E., Pap D., Lippai R., Béres N.J., Fekete A., Szabó A.J., Vannay Á. Fibrosis related inflammatory mediators: role of the IL-10 cytokine family. Mediators Inflamm., 2015, 764641. doi: 10.1155/2015/764641.

29. van der Plas M.J.A.,van Dissel J.T., Nibbering P.H. Maggot secretions skew monocyte-macrophage differentiation away from a pro-inflammatory to a pro-angiogenic type. PLoS ONE, 2009, Vol. 4, no. 11, e8071. doi: 10.1371/journal.pone.0008071.

30. Weng H.-L., Wang B.-E., Jia J.-D., Wu W.-F., Xian J.-Z., Mertens P.R., Cai W.-M., Dooley S. Effect of interferon-gamma on hepatic fibrosis in chronic hepatitis B virus infection: a randomized controlled study. Clin. Gastroenterol. Hepatol., 2005, Vol. 3, no. 8, pp. 819-828.

31. Westermann D., Linthout S., Dhayat S., Dhayat N., Schmidt A., Noutsias M., Song X.-Y., Spillmann F., Riad A., Schultheiss H.-P., Tschöpe C. Tumor necrosis factor-alpha antagonism protects from myocardial inflammation and fibrosis in experimental diabetic cardiomyopathy. Basic Res. Cardiol., 2007, Vol. 102, no. 6, pp. 500-507.

32. Wynn T., Barron L. Macrophages: master regulators of inflammation and fibrosis. Semin. Liver. Dis., 2010, Vol. 30, no. 3, pp. 245-257.

33. Yang L., Kwon J., Popov Y., Gajdos G.B., Ordog T., Brekken R.A., Mukhopadhyay D., Schuppan D., Bi Y., Simonetto D., Shah V.H. Vascular endothelial growth factor promotes fibrosis resolution and repair in mice. Gastroenterology, 2014, Vol. 146, no. 5, pp. 1339-1350.e1.

34. Yang Y.M., Seki E. TNFα in liver fibrosis. Curr. Pathobiol. Rep., 2015, Vol. 3, no. 4, pp. 253-261.


Дополнительные файлы

1. Метаданные
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (13KB)    
Метаданные
2. Титульный лист
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (13KB)    
Метаданные
3. Резюме
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (16KB)    
Метаданные
4. Рисунок_1. Продукция ММР-9 и TIMP-1 различными субпопуляциями макрофагов
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (65KB)    
Метаданные
5. Рисунок_2. Содержание цитокинов в супернатантах 7-дневных культур М1, М2а, М2с макрофагов
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (115KB)    
Метаданные
6. Список литературы
Тема
Тип Прочее
Скачать (B)    
Метаданные
7. Список литературы
Тема
Тип Прочее
Скачать (29KB)    
Метаданные
8. Перевод названий рисунков и примечаний
Тема
Тип Прочее
Скачать (12KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Максимова А.А., Шевела Е.Я., Сахно Л.В., Останин А.А., Черных Е.Р. Продукция факторов, участвующих в регуляции фиброза, различными типами макрофагов человека. Медицинская иммунология. 2020;22(4):625-632. https://doi.org/10.15789/1563-0625-POF-1954

For citation:


Maksimova A.A., Shevela E.Y., Sakhno L.V., Ostanin A.A., Chernykh E.R. Production of factors involved into fibrosis regulation by various types of human macrophages. Medical Immunology (Russia). 2020;22(4):625-632. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/1563-0625-POF-1954

Просмотров: 86


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1563-0625 (Print)
ISSN 2313-741X (Online)