Уровень экспрессии генов ENTPD1, NT5E, ADORA2A, FOXP3 и RORγ в периферической крови больных язвенным колитом

Развитие язвенного колита (ЯК) сопровождается активацией пуринэргического сигнального пути и повышением уровня внеклеточного аденозина. Аденозин участвует в регуляции баланса провоспалительных Т-хелперов типа 17 (Th17) и иммуносупрессорных регуляторных Т-клеток (Treg), нарушение которого, как считается, является одним из основных иммунных факторов данного заболевания. Тем не менее вопрос о том, как изменяется экспрессия генов, кодирующих транскрипционные факторы Treg-клеток и Th17 (FOXP3 и RORγ соответственно), и генов, кодирующих участников CD39/CD73/A2AR сигнального пути (ENTPD1, NT5E, ADORA2A), в периферической крови больных ЯК малоизучен. Цель исследования – изучить уровень экспрессии генов ENTPD1, NT5E, ADORA2A, FOXP3 и RORγ при язвенном колите. Обследован 41 человек, из которых 23 пациента с диагнозом «ЯК» (18 пациентов, находящихся на базисной терапии производными 5-АСК (группа ЯК1) и 5 пациентов, принимающих преднизолон (группа (ЯК2)), 18 условно здоровых людей. Тотальную РНК выделяли из лейкоцитов периферической крови (ЛПК). Уровень транскриптов генов изучали методом ПЦР в режиме реального времени. Содержание мРНК гена ENTPD1 у больных ЯК, находящихся на базисной терапии производными 5-АСК, было выше, чем у здоровых людей (p = 0,0045). Уровень транскриптов гена NT5E и ADORA2Aв ЛПК пациентов группы ЯК1 оказался выше, чем у пациентов из группы ЯК2 (p = 0,0486 и p = 0,0289 соответственно) и здоровых индивидов (p = 0,0007 и p < 0,001 соответственно). У группы пациентов ЯК1 содержание мРНК гена FOXP3 в ЛПК было выше, чем у условно здоровых людей (p = 0,0093). Уровень экспрессии гена RORγ в ЛПК пациентов из групп ЯК1 и ЯК2 был выше, чем у здоровых индивидов (p = 0,0005). В ЛПК больных ЯК, находящихся на базисной терапии, наблюдалось повышение уровня экспрессии генов FOXP3 и RORγ, представляющих собой транскрипционные факторы Treg- и Th17-клеток соответственно, тогда как уровень экспрессии этих генов у больных ЯК на преднизолоне не отличался от контроля. В контрольной группе и группе ЯК1 выявлены корреляционные связи между уровнем экспрессии некоторых из исследуемых генов.

1. Язвенный колит: клинические рекомендации. Утверждены Минздравом РФ. 2020. 56 с. Режим доступа: http://disuria.ru/_ld/9/988_kr20K51mz.pdf.

2. Beyazit Y., Koklu S., Tas A., Purnak T., Sayilir A., Kurt M., Turhan T., Celik T., Suvak B., Torun S., Akbal E. Serum adenosine deaminase activity as a predictor of disease severity in ulcerative colitis. J. Crohns Colitis, 2012, Vol. 6, no. 1, pp. 102-107.

3. Bono M.R., Fernández D., Flores-Santibáñez F., Rosemblatt M., Sauma D. CD73 and CD39 ectonucleotidases in T cell differentiation: Beyond immunosuppression. FEBS Lett., 2015, Vol. 589, no. 22, pp. 3454-3460.

4. Borg N., Alter C., Görldt N., Jacoby C., Ding Z., Steckel B., Quast C., Bönner F., Friebe D., Temme S., Flögel U., Schrader J. CD73 on T cells orchestrates cardiac wound healing after myocardial infarction by purinergic metabolic reprogramming. Circulation, 2017, Vol. 136, no. 3, pp. 297-313.

5. Boschetti G., Nancey S., Sardi F., Roblin X., Flourié B., Kaiserlian D. Therapy with anti-TNFα antibody enhances number and function of Foxp3+ regulatory T cells in inflammatory bowel diseases. Inflamm. Bowel Dis., 2011, Vol. 17, no. 1, pp. 160-170.

6. Crittenden S., Cheyne A., Adams A., Forster T., Robb C.T., Felton J., Ho G., Ruckerl D., Rossi A.G., Anderton S.M., Ghazal P., Satsangi J., Howie S.E., Yao C. Purine metabolism controls innate lymphoid cell function and protects against intestinal injury. Immunol. Cell Biol., 2018, Vol. 96, no. 10, pp. 1049-1059.

7. Csóka B., Himer L., Selmeczy Z., Vizi E.S., Pacher P., Ledent C., Deitch E.A., Spolarics Z., Nmeth Z.H. Adenosine A2A receptor activation inhibits T helper 1 and T helper 2 cell development and effector function. FASEB J., Vol. 22, no. 10, pp. 3491-3499.

8. Doherty G.A., Bai A., Hanidziar D., Longhi M.S., Lawlor G.O., Putheti P., Csizmadia E., Nowak M., Cheifetz A.S., Moss A.C., Robson S.C. CD73 is a phenotypic marker of effector memory Th17 cells in inflammatory bowel disease. Eur. J. Immunol., 2012, Vol. 42, no. 11, pp. 3062-3072.

9. Dong Z., Du L., Xu X., Yang Y., Wang H., Qu A., Qu X., Wang C. Aberrant expression of circulating Th17, Th1 and Tc1 cells in patients with active and inactive ulcerative colitis. Int. J. Mol. Med., 2013, Vol. 31, no. 4, pp. 989-997.

10. Ercan G., Yigitturk G., Erbas O. Therapeutic effect of adenosine on experimentally induced acute ulcerative colitis model in rats. Acta Cir. Bras., 2019, Vol. 34, no. 12, e2019012043. doi: 10.1590/s0102-865020190120000004.

11. Fredholm B.B., IJzerman A.P., Jacobson K.A., Linden J., Müller C.E. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. LXXXI. Nomenclature and Classification of Adenosine Receptors – An Update. Pharmacol. Rev., 2011, Vol. 63, no. 1, pp. 1-34.

12. Gibson D.J., Elliott L., McDermott E., Tosetto M., Keegan D., Byrne K., Martin S.T., Rispens T., Cullen G., Mulcahy H.E., Cheifetz A.S., Moss A.C., Robson S.C., Doherty G.A., Ryan E.J. Heightened expression of CD39 by regulatory T lymphocytes is associated with therapeutic remission in inflammatory bowel disease. Inflamm. Bowel Dis., 2015, Vol. 21, no. 12, pp. 2806-2814.

13. Holmén N., Lundgren A., Lundin S., Bergin A.M., Rudin A., Sjövall H., Ohman L. Functional CD4+CD25high regulatory T cells are enriched in the colonic mucosa of patients with active ulcerative colitis and increase with disease activity. Inflamm. Bowel Dis., 2006, Vol. 12, no. 6, pp. 447-456.

14. Kulkarni N., Meitei H.T., Sonar S.A., Sharma P.K., Mujeeb V.R., Srivastava S., Boppana R., Lal G. CCR6 signaling inhibits suppressor function of induced-Treg during gut inflammation. J. Autoimm., 2018, Vol. 88, pp. 121-130.

15. Libera J., Wittner M., Kantowski M., Woost R., Eberhard J.M., de Heer J., Reher D., Huber S., Haag F., zur Wiesch J.S. Decreased Frequency of Intestinal CD39+ γδ+ T Cells With Tissue-Resident Memory Phenotype in Inflammatory Bowel Disease. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, 567472. doi:10.3389/fimmu.2020.567472.

16. Long Y., Zhao X., Xia C., Li X., Fan C., Liu C., Wang C. Upregulated IL-17A secretion and CCR6 coexpression in Treg subsets are related to the imbalance of Treg/Th17 cells in active UC patients. Scand. J. Immunol., 2020, Vol. 9, no. 2, e87956. doi:10.1111/sji.12842.

17. Longhi M.S., Moss A., Bai A., Wu Y., Huang H., Cheifetz A., Quintana F.J., Robson S.C. Characterization of Human CD39+ Th17 cells with suppressor activity and modulation in inflammatory bowel disease. PLoS One, 2014, Vol. 9, no. 2, e87956. doi: 10.1371/journal.pone.0087956.

18. Lord J.D., Shows D.M., Chen J., Thirlby R.C. Human blood and mucosal regulatory T cells express activation markers and inhibitory receptors in inflammatory bowel disease. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 8, e0136485. doi: 10.1371/journal.pone.0136485.

19. Ma H., Gao W., Sun X., Wang W. STAT5 and TET2 cooperate to regulate FOXP3-TSDR demethylation in CD4+ T cells of patients with colorectal cancer. J. Immunol. Res., 2018, Vol. 2018, 6985031. doi: 10.1155/2018/6985031.

20. Ohta A., Ohta A., Madasu M., Kini R., Subramanian M., Goel N., Sitkovsky M. A2A adenosine receptor may allow expansion of T cells lacking effector functions in extracellular adenosine-rich microenvironments. J. Immunol., 2009, Vol. 183, no. 9, pp. 5487-5493.

21. Pacini E.S.A., Satori N.A,. Jackson E.K., Godinho R.O. Extracellular cAMP-adenosine pathway signaling: a potential therapeutic target in chronic inflammatory airway diseases. Front. Immunol., 2022, Vol. 13, 866097. doi: 10.3389/fimmu.2022.866097.

22. Padoan A., Musso G., Contran N., Basso D. Inflammation, autoinflammation and autoimmunity in inflammatory bowel diseases. Curr. Issues Mol. Biol., 2023, Vol. 45, no. 7, pp. 5534-5557.

23. Sznurkowska K., Luty J., Bryl E., Witkowski J.M., Hermann-Okoniewska B., Landowski P., Kosek M., Szlagatys-Sidorkiewicz A. Enhancement of circulating and intestinal T regulatory Cells and their expression of helios and neuropilin-1 in children with inflammatory bowel disease. J. Inflamm. Res., 2020, Vol. 13, pp. 995-1005.

24. Vuerich M., Mukherjee S., Robson S.C., Longhi M.S. Control of Gut Inflammation by Modulation of Purinergic Signaling. Front. Immunol., 2019, Vol. 11, 1882. doi: 10.3389/fimmu.2020.01882.

25. Wan P., Liu X., Xiong Y., Ren Y., Chen J., Lu N., Guo Y., Bai A. Extracellular ATP mediates inflammatory responses in colitis via P2 × 7 receptor signaling. Sci. Rep., 2016, Vol. 6, 19108. doi: 10.1038/srep19108.

26. Wang R., Wang Y., Wu C., Jin G., Zhu F., Yang Y., Wang Y., Zhou G. CD73 blockade alleviates intestinal inflammatory responses by regulating macrophage differentiation in ulcerative colitis. Exp. Ther. Med., 2023, Vol. 25, no. 6, 272. doi: 10.3892/etm.2023.11972.

27. Yu Q.T., Saruta M., Avanesyan A., Fleshner P.R., Banham A.H., Papadakis K.A. Expression and functional characterization of FOXP3+CD4+ regulatory T cells in ulcerative colitis. Inflamm. Bowel Dis., 2007, Vol. 13, no. 2, pp. 191-199.