WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Молекулярные механизмы цитокинопосредованной дизрегуляции апоптоза лимфоцитов крови

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

САВЕЛЬЕВА

Ольга Евгеньевна

Молекулярные механизмы цитокинопосредованной дизрегуляции апоптоза лимфоцитов крови

14.03.03 – патологическая физиология

03.03.04 – клеточная биология, цитология, гистология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Томск – 2011

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научные консультанты:
доктор медицинских наук, профессор Рязанцева Наталья Владимировна
доктор медицинских наук, профессор, академик РАМН, заслуженный деятель науки РФ Новицкий Вячеслав Викторович
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор, Агафонов Владимир Иванович
доктор медицинских наук, профессор, Салмина Алла Борисовна
доктор медицинских наук Потапов Алексей Валерьевич

Ведущая организация: Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии Российской академии медицинских наук (г. Москва)

Защита состоится «_____» _________ 2012 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 208.096.01 Сибирского государственного медицинского университета (634050, г. Томск, Московский тракт, д. 2)

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-медицинской библиотеке Сибирского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан «___»___________ 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета И.В. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Цитокины представляют собой биологически активные пептиды, оказывающие плейотропные эффекты на различные типы клеток, главным образом, участвуя в поддержании тканевого гомеостаза путем формирования и регуляции защитных реакций организма [Ярилин А.А., 1997; Кадагидзе З.Г., 2003; Ben-Sasson S.Z. et al., 2009]. В условиях формирования иммунного ответа они осуществляют взаимосвязь между неспецифическим и специфическим иммунитетом. Одним из важнейших событий в специфическом иммунном ответе является дифференцировка и поддержание баланса между Т-хелперами I и II типов [Moreau J.F. et al., 2000; Симбирцев А.С., 2004; Paul W.E., Zhu J., 2010]. Известно, что активация Th1-лимфоцитов, сопряженная с продукцией таких ключевых цитокинов как IFN и IL-2, усиливает Т-клеточный иммунитет. В то время как Th2-лимфоциты, синтезируя IL-4 и IL-10, обеспечивают дифференцировку В-клеток, стимулируя тем самым гуморальное звено иммунного ответа [Петров Р.В., Хаитов Р.М., 2001; Fantini M.C. et al., 2007; Kushibiki S., 2011; Mueller L. et al., 2011].

Согласно современным представлениям, одним из ведущих аспектов патогенеза ряда заболеваний является обусловленная дисбалансом ключевых цитокинов поляризация иммунного ответа по Th1- или Th2-пути [Кетлинский С.А., 2002; Sanarico N. et al., 2006; Bosque A. et al., 2007, 2008]. Чрезмерная активация Th1-лимфоцитов, сопряженная с усилением клеточного иммунитета, приводит к нарушению элиминации аутореактивных клонов лимфоцитов и развитию аутоиммунных процессов [Кетлинский С.А., 2002; Fanzo J.C. et al., 2006]. Детерминация иммунного ответа по Th2-пути приводит к угнетению Т-клеточного звена и ускользанию патологически измененных клеток от уничтожения, обеспечивая тем самым формирование и поддержание таких патологических состояний как опухолевый рост и хронические инфекции [Букринская А.Г., Жданов В.М., 1991; Железникова Г.Ф., 2006; Dominguez-Villar M. et al., 2008; Jerome K.R., 2008].

Одной из основных причин нарушения существующего в норме баланса Th1- и Th2-лимфоцитов может являться нарушение реализации программы гибели иммунных клеток [Hedrick S.M. et al., 2010; Hernandez J.B. et al., 2010]. Цитокины считаются наиболее многочисленной группой биологически активных веществ, влияние которых на процесс пролиферации, дифференцировки и гибели клетки интенсивно изучается и считается доказанным. Выявлена большая группа цитокинов (IL-2, IL-3, IL-4, IL-10, IFN-, факторы роста), при действии которых запускается эндогенная программа защиты клеток от апоптоза, опосредованная через протеины Bcl-2, Bcl-xL и др. [Белушкина Н.Н., 2000; Потапнев М.П., 2002; Michalek R.D., Rathmell J.C., 2010]. Ряд других цитокинов (IFN-, TNF, IL-1, IL-10), напротив, обладает способностью индуцировать апоптоз [Фильченков А.А., Стойка Р.С., 1995; Bosque A. et al., 2007; Sharma V. et al., 2008]. Эффект некоторых цитокинов (например, IFN-, IL-10) может быть разнонаправленным и зависеть как от типа клеток, так и от их функционального состояния [Dardalhon V. et al., 2008; Wilke C.M. et al., 2011]. Однако механизмы выбора клетки между жизнью и смертью до сих пор не ясны.



Среди множества факторов, опосредующих эффекты цитокинов, выделяют редокс-состояние клетки-мишени, которое определяется, главным образом, интенсивностью внутриклеточной продукции АФК, а также участием некоторых митохондриальных факторов. АФК выполняют функцию вторичных посредников при реализации лиганд-рецепторных взаимодействий гормонов, цитокинов, факторов роста и их рецепторов [Скулачев В.П., 2001; Tansey M.G., Szymkowski D.E., 2009]. Кроме того, они изменяют экспрессию ряда генов, в том числе и факторов транскрипции, участвующих в регуляции клеточного цикла, дифференцировки и программированной гибели клетки, таких как NF-kB и р53 [Рыжов С.В., 2007; Rivas M.A., 2008; Boyd M.T., et al. 2011].

Митохондриям принадлежит одна из ведущих ролей в развитии и регуляции апоптоза клеток. Установлено, что изменения митохондрий, такие как уменьшение трансмембранной разности потенциалов, высвобождение некоторых митохондриальных белков, разрушение электрон-транспортной цепи и торможение синтеза АТФ, определяют некоторые аспекты клеточной гибели [Бра М. и соавт., 2005; Jeong S.Y., 2008]. Большую роль в регуляции митохондрий-зависимого апоптоза играют белки семейства Bcl-2, обеспечивающие контроль за выходом митохондриальных факторов. Данные белки находятся в постоянном динамическом равновесии, поэтому считается, что соотношение активных форм этих белков определяет «реостат» жизни или смерти клетки [Мураков С.В., 2006; Belizario J.E. et al., 2007; Skommer J. et al., 2010].

Таким образом, цитокины в качестве сигнальных веществ регулируют активацию апоптотического каскада. Цитокины не оказывают строго специфичного действия на клетку. Вся система данных регуляторных факторов организована по принципу неустойчивого равновесия, что обусловливает высокую чувствительность клеточных элементов к факторам межклеточной сигнализации и обеспечивает интегральный клеточный ответ. Поэтому выраженный дисбаланс регуляторных цитокинов является причиной развития многих патологических процессов, таких как опухоли, хронические инфекции и аутоиммунные расстройства. В связи с этим изучение молекулярных механизмов нарушения цитокиновой регуляции программы гибели иммунокомпетентных клеток позволит расширить представления о патогенезе заболеваний, сопряженных с дисбалансом Th1- и Th2-цитокинов, создав тем самым основу для разработки новых подходов для коррекции многих патологических состояний.

Цель исследования: установить роль цитокинов (TNF, IL-2 и IL-4) в молекулярных механизмах нарушения регуляции апоптоза лимфоцитов крови.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:

  1. Установить закономерности нарушения реализации программированной гибели лимфоцитов крови в условиях воздействия in vitro рекомбинантных форм TNF, IL-2 и IL-4 человека в зависимости от концентрации указанных цитокинов и условий клеточного культивирования (полная/бессывороточная среда, добавление в среду индуктора апоптоза – дексаметазона).
  2. Оценить роль митохондриального пути в регуляции апоптоза лимфоцитов крови, индуцированного in vitro рекомбинантными TNF, IL-2 и IL-4.
  3. Выявить закономерности изменения баланса проапоптотических (Bax, Bad) и антиапоптотических (Bcl-2, Bcl-xL) белков-регуляторов апоптоза в лимфоцитах крови при действии in vitro рекомбинантных форм TNF, IL-2 и IL-4.
  4. Оценить роль факторов транскрипции NF-kB, р53 и pRb и ингибитора циклинзависимых киназ p21WAF1/CIP1 в регуляции апоптоза лимфоцитов крови при действии рекомбинантных форм TNF, IL-2 и IL-4 in vitro.
  5. Установить молекулярные механизмы нарушения регуляции апоптоза лимфоцитов крови при остром клещевом энцефалите и длительной антигенемии вируса клещевого энцефалита, сопровождающихся дисбалансом Th1- и Th2-цитокинов.
  6. Дать сравнительную оценку молекулярных механизмов цитокин-опосредованного нарушения регуляции апоптоза лимфоцитов крови в условиях in vitro и при клещевом энцефалите, сопровождающемся дисбалансом Th1- и Th2-цитокинов.

Научная новизна. Впервые установлены цитокин-опосредованные механизмы дизрегуляции апоптоза лимфоцитов крови. Показано, что влияние рекомбинантных TNF, IL-2 и IL-4 человека in vitro на программированную гибель лимфоцитов определяется условиями культивирования клеток. Так, рекомбинантный TNF оказывает проапоптотическое действие на лимфоциты крови в полной культуральной среде, в то время как рекомбинантные формы IL-2 и IL-4 индуцируют апоптоз лимфоцитарных клеток в бессывороточной инкубационной среде. Установлено, что для рекомбинантных IL-2 и IL-4 человека характерна двойственность эффектов в отношении апоптоза лимфоцитов крови: указанные цитокины на фоне действия индуктора апоптоза дексаметазона оказывают антиапоптотический эффект. Впервые показано, что про- и антиапоптотические эффекты указанных цитокинов в отношении лимфоцитов крови носят дозозависимый характер.





Получены новые знания о роли митохондрий, активных форм кислорода, транскрипционных факторов NF-kB, р53, pRb, ингибитора циклинзависимых киназ p21WAF1/CIP1, а также о характере изменения баланса протеинов семейства Bcl-2 при реализации апоптоза иммунокомпетентных клеток, индуцированного TNF, IL-2 и IL-4.

Впервые на модели клещевого энцефалита показана роль нарушения регуляции программированной гибели лимфоцитарных клеток в иммунопатогенезе заболеваний, сопровождающихся дисбалансом Th1- и Th2-цитокинов. Получены новые данные об участии митохондрий и активных форм кислорода в реализации апоптоза лимфоцитов крови при инфекции, вызванной вирусом клещевого энцефалита, на фоне дисбаланса Th1- (IL-2, IL-12) и Th2-цитокинов (IL-4, IL-10). Впервые показано, что молекулярные механизмы нарушения реализации апоптоза лимфоцитов крови при клещевом энцефалите, характеризующегося дисбалансом Th1- и Th2-цитокинов, сопряжены с активацией транскрипционных факторов NF-kB и р53, а также с нарушением соотношения про- и антиапоптотических белков семейства Bcl-2.

Впервые установлено, что дизрегуляция апоптоза лимфоцитов крови как при действии рекомбинантных TNF, IL-2 и IL-4 in vitro в проапоптотической дозе, так и при клещевом энцефалите, сопровождающемся нарушениями в системе Th1- и Th2-цитокинов, обусловлена запуском митохондриального и p53-опосредованного путей реализации танатогенной программы.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в ходе проведенного исследования фактические данные носят фундаментальный характер и раскрывают молекулярные механизмы регуляции апоптоза лимфоцитов крови в условиях дисбаланса цитокинов TNF, IL-2 и IL-4. Установлено, что влияние цитокинов на реализацию программированной гибели лимфоцитов крови зависит от условий культивирования клеток и носит дозозависимый характер. Установлена роль транскрипционных факторов NF-kB, p53 и pRb, ингибитора циклинзависимых киназ p21WAF1/CIP1 и белков семейства Bcl-2 в цитокин-опосредованной регуляции программированной гибели лимфоцитов в условиях in vitro с применением рекомбинантных форм TNF, IL-2 и IL-4. Показана роль данных участников внутриклеточного сигналинга в дизрегуляции апоптоза иммунокомпетентных клеток при остром клещевом энцефалите и длительной антигенемии вируса клещевого энцефалита, сопровождающихся дисбалансом Th1- и Th2-цитокинов. Результаты настоящего исследования в дальнейшем могут способствовать раскрытию механизмов побочных эффектов цитокиновой и анти-цитокиновой терапии, а также послужить основой для разработки новых технологий коррекции нарушений программы клеточной гибели при заболеваниях, характеризующихся изменениями продукции данных цитокинов.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Влияние рекомбинантных TNF, IL-2 и IL-4 человека in vitro на программированную гибель лимфоцитов определяется условиями культивирования клеток и носит дозозависимый характер. Для рекомбинантных IL-2 и IL-4 человека характерна двойственность эффектов в отношении апоптоза лимфоцитов крови.
  2. Механизмы регуляторного влияния рекомбинантных форм TNF, IL-2 и IL-4 на апоптоз лимфоцитов крови сопряжены со снижением трансмембранного потенциала митохондрий, изменением внутриклеточной продукции активных форм кислорода, баланса про- и антиапоптотических белков семейства Bcl-2.
  3. Апоптотическая гибель лимфоцитов крови при действии рекомбинантных TNF, IL-2 и IL-4 реализуется с участием транскрипционных факторов NF-kB, р53 и pRb, а также ингибитора циклинзависимых киназ p21WAF1/CIP1.
  4. Механизмы нарушения апоптоза лимфоцитов крови при клещевом энцефалите, сопровождающемся дисбалансом Th1- и Th2-цитокинов, и при действии in vitro рекомбинантных форм TNF, IL-2 и IL-4 в апоптогенной концентрации сопряжены с инициацией митохондриального и p53-зависимого путей реализации программированной клеточной гибели.

Апробация и реализация работы. Результаты проведенных исследований доложены и обсуждены на VIII Международном конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2007), Межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2007), Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы клещевых нейроинфекций» (Кемерово, 2008), ХIII Всероссийском форуме «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2008), VII Съезде аллергологов и иммунологов СНГ (Санкт-Петербург, 2009), Х Международном конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2009), IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (Новосибирск, 2009), Х Международном конгрессе «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии» (Казань, 2009), Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2009), 6-ом Международном Конгрессе патофизиологов «Gene-environment interaction in health and disease» (Монреаль, Канада, 2010).



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.