Регуляция кисспептином-54 активности индоламин-2,3-диоксигеназы и апоптоза лимфоцитов периферической крови

Беременность представляет собой феномен естественной полуаллогенной трансплантации, поскольку плод наполовину чужероден в силу экспрессии отцовских антигенов. Установлено, что гипоталамический гормон кисспептин в период беременности вырабатывается синцитиотрофобластом плаценты и участвует в формировании нового специфического гормонального фона. В крови беременных женщин циркулируют несколько форм гормона: кисспептин-10, кисспептин-14 и кисспептин-54 (по количеству аминокислотных остатков в молекуле гормона), однако основной активной формой является кисспептин-54. Основным механизмом формирования иммунной толерантности во время беременности является индукция экспрессии фермента индоламин-2,3-диоксигеназы (IDO) антигенпрезентирующими клетками периферической крови, вследствие чего происходит катализ триптофана (Trp) до кинуренинов (KYN), блокирующих активацию и вызывающих апоптоз цитотоксических CD8⁺Т-лимфоцитов в зоне соприкосновения материнских иммунных клеток с антигенами плацентарно-фетального комплекса. Кроме этого, в период беременности важная роль отводится процессу апоптоза, поскольку активированные клетки могут быть потенциально опасными для развивающегося плода. Иммунокомпетентные клетки крови экспрессируют специфический мембранный рецептор кисспептина (KISS-1R). Поскольку кисспептин-54 поступает в системный кровоток только во время беременности, то гормон оказывает действие на иммунные клетки только в этот период.

Целью данной работы была оценка влияния кисспептина-54 в концентрациях, сопоставимых с его уровнем во время физиологической беременности, на активность IDO и апоптоз лимфоцитов периферической крови.

В качестве объекта исследования использовались мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC) полученные от 10 здоровых небеременных женщин репродуктивного возраста (от 23 до 32 лет). Апоптоз лимфоцитов оценивали в суспензии PBMC путем окрашивания аннексином-V и йодистым пропидием. Определение количества клеток на ранней и поздней стадиях апоптоза проводили в изолированном гейте лимфоцитов. Активность IDO в PBMC определяли спектрофотометрически по изменению концентрации KYN – первого стабильного метаболита пути распада Trp.

Выявлено, что кисспептин-54 в концентрации 4,6 pM, соответствующей II триместру беременности, достоверно усиливает активность IDO, увеличивает количество клеток, находящихся в ранней и поздней стадиях апоптоза. Таким образом, кисспептин-54 является важным механизмом контроля этих процессов в период беременности, направленным на защиту полуаллогенного плода от неблагоприятных иммунных реакций матери и благоприятным развитием беременности.

1. Braun D., Longman R.S., Albert M.L. A two-step induction of indoleamine 2,3 dioxygenase (IDO) activity during dendritic-cell maturation. Blood, 2005, Vol. 106, pp. 2375-2381.

2. Dhillo W.S., Murphy K.G., Bloom S.R. The neuroendocrine physiology of kisspeptin in the human. Rev. Endocrinol. Metab. Disord., 2007, Vol. 8, pp. 41-46.

3. Gorbunova O.L., Shirshev S.V. Molecular mechanisms of the regulation by kisspeptin of the formation and functional activity of TREG and TH17. Biochem. (Moscow) Suppl. Ser. A, 2016, Vol. 10, pp. 180-187.

4. Harms J.F., Welch D.R., Miele M.E. KISS1 metastasis suppression and emergent pathways. Clin. Exp. Metastasis., 2003, Vol. 1, pp. 11-15.

5. Horikoshi Y., Matsumoto H., Takatsu Y., Ohtaki T., Kitada C., Usuki S., Fujino M. Dramatic elevation of plasma metastin concentrations in human pregnancy: metastin as a novel placenta derived hormone in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2003, Vol. 2, pp. 914-919.

6. Liu Y.S., Wu L., Tong X.H., Wu L.M., He G.P., Zhou G.X., Luo L.H., Luan H.B. Study on the relationship between Th17 cells and unexplained recurrent spontaneous abortion. Am. J. Reprod. Immunol., 2011, Vol. 65, pp. 503-511.

7. Lopez D.A., Mathers C.D., Ezzati M., Jamison D.T., Murray C.J.L. Global and regional burden of disease and risk factors, 2001: systematic analysis of population health data. Lancet, 2006, Vol. 367, pp. 1747-1757.

8. Miller A.L., Mann D.H. IDO expression by dendritic cells: tolerance and tryptophan metabolism. Nat. Rev. Immunol., 2004, Vol. 4, no. 10, pp. 762-774.

9. Muir A.I., Chamberlain L., Elshourbagy N.A., Michalovich D., Moore D.J., Calamari A., Szekeres P.G., Sarau H.M., Chambers J.K., Murdock P., Steplewski K., Shabon U., Miller J.E., Middleton S.E., Darker J.G., Larminie C.G., Wilson S., Bergsma D.J., Emson P., Faull R., Philpott K.L., Harrison D.C. AXOR12, a novel human G protein-coupled receptor, activated by the peptide KiSS-1. J. Biol. Chem., 2001, Vol. 276, pp. 28969-28975.

10. Napso T., Yong H.E.J., Lopez-Tello J., Sferruzzi-Perri A.N. The role of placental hormones in mediating maternal adaptations to support pregnancy and lactation. Front Physiol., 2018, Vol. 9, 1091. doi: 10.3389/fphys.2018.01091.

11. Peterson L.S., Stelzer I.A., Tsai A.S., Ghaemi M.S. Han X., Ando K., Winn V.D., Martinez N.R., Contrepois K., Moufarrej M.N., Quake S., Relman D.A., Snyder M.P., Shaw G.M., Stevenson D.K., Wong R.J., Arck P., Angst M.S., Aghaeepour N., Gaudilliere B. Multiomic immune clockworks of pregnancy. Semin. Immunopathol., 2020, Vol. 42, no. 4, pp. 397-412.

12. Rendell V., Bath N.M., Brennan T.V. Medawar’s paradox and immune mechanisms of fetomaternal tolerance. OBM Transplant., 2020, Vol. 4, no. 1 26. doi: 10.21926/obm.transplant.2001104.

13. Sibiryak S.V. Assessment of apoptosis in immunological studies. Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2008. 59 p.

14. Stathaki M., Armakolas A., Dimakakos A., Kaklamanis L., Vlachos I. Kisspeptin effect on endothelial monocyte activating polypeptide II (EMAP-II)-associated lymphocyte cell death and metastases in colorectal cancer patients. Mol. Med., 2014, Vol. 20, no. 1, pp. 80-92.

15. Walsh C.M., Edinger A.L. The complex interplay between autophagy, apoptosis, and necrotic signals promotes T-cell homeostasis. Immunol. Rev., 2010, Vol. 236, pp. 95-109.