Стимулирующее влияние бензо(а)пирена на продукцию специфического IgE связано с формированием герминальных центров в селезенке и экстрафолликулярной активацией В-лимфоцитов в ткани легких

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Несмотря на достаточно большое количество работ, посвященных поиску механизмов формирования IgE-продуцирующих В-лимфоцитов, вопрос об относительном вкладе В-лимфоцитов герминальных центров и экстрафолликулярных фокусов в этот процесс еще остается дискуссионным. Особенно актуально изучение механизмов стимуляции аллергического иммунного ответа под действием аэрополлютантов. Целью работы было изучить связь адъювантного воздействия аэрополлютанта бензо(а)пирена (BaP) на продукцию специфического IgE в новой низкодозовой модели аллергии с изменением субпопуляционного состава В-лимфоцитов в ткани места иммунизации и вторичных лимфоидных органах. Мышей линии BALB/c иммунизировали интраназально в течение 9 недель низкой (0.3 мкг) дозой антигена овальбумина. Части животных вместе с антигеном вводили BaP в дозе 4 нг. Животных забивали на разные сроки (3 и 9 недель), проводили забор крови и анализировали субпопуляционный состав В-лимфоцитов и плазматических клеток методом проточной цитометрии. BaP достоверно стимулировал продукцию аллерген-специфического IgG1 на раннем (3 недели) сроке и аллерген-специфического IgE на позднем (9 недель) сроке, а также повышал содержание В-лимфоцитов фенотипа герминальных центров CD19+CD38–CD95+B220+ и их предшественников CD19+CD38+CD95+B220+ в селезенке на раннем и позднем сроках, но не в легких и не в региональных лимфатических узлах. Под действием BaP также повышалось содержание экстрафолликулярных плазмабластов фенотипов CD19+CD38–CD95+B220– и CD19+CD38+CD95+B220+ в селезенке на раннем сроке и в ткани легких на позднем сроке. В селезенке BaP повышал содержание CD138+CD19–B220+ и CD138+CD19–B220– зрелых плазматических клеток, а в региональных лимфоузлах – содержание CD138+CD19+B220– незрелых плазматических клеток на позднем сроке. Адъювантное действие BaP на продукцию специфического IgE был в большей степени связан со стимуляцией формирования герминальных центров в селезенке и с экстрафолликулярной активацией В-лимфоцитов в ткани легких.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. Б. Чудаков

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: boris-chudakov@yandex.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

О. А. Шустова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: boris-chudakov@yandex.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

М. А. Стрельцова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: boris-chudakov@yandex.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

А. А. Генералов

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: boris-chudakov@yandex.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Р. А. Величинский

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: boris-chudakov@yandex.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

О. Д. Коцарева

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: boris-chudakov@yandex.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Г. В. Фаттахова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: boris-chudakov@yandex.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Список литературы

  1. Pouslen L.K., Hummelshoj L. // Ann. Med. 2007. V. 39. P. 440–456. https://doi.org/10.1080/07853890701449354
  2. Pandya R.J., Solomon G., Kinner A., Balmes J.R. // Environ. Health Prospect. 2002. V. 10 (S1). P. 103–112. https://doi.org/10.1289/ehp.02110s1103
  3. Munoz X., Barreiro E., Bustamante V., Lopez-Campos J.L., Gonzalez-Barcala F.J., Cruz M.J. // Sci. Total Environ. 2019. V. 652. P. 1129–1138. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.188
  4. Грачев В.А., Ишков А.Г., Романов К.В., Курышева Н.И. // Вестник НИЦ МИСИ. Актуальные вопросы современной науки. 2019. № 18. С. 142–155.
  5. Wang X., Wang Y., Bai Y., Wang P., Zhao Y. // J. Energy Inst. 2019. V. 92. P. 1864–1888. https://doi.org/10.1016/j.joei.2018.11.006
  6. Balmes J.R. // Thorax. 2011. V. 66. P. 4–6. https://doi.org/10.1136/thx.2010.145391
  7. Yanagisawa R., Takano H., Inoue K.-I., Ichinose T., Sadakane K., Yoshino S., Yamaki K., Yoshikawa T., Hayakawa K. // Clin. Exp. Allergy. 2006. V. 36. Р. 386–395. https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2006.02452.x
  8. Канило П.М., Костенко К.В. // Проблемы машиностроения. 2011. Т. 14. № 6. С. 73–80.
  9. Ткачева М.В. // Сб. матер. конф. “Актуальные вопросы радиационной и экологической медицины, лучевой диагностики и лучевой терапии”, Гродно, 2022. С. 349–354.
  10. Малыгина Д.А., Роговская Н.Ю., Бельтюков П.П., Бабаков В.Н. // Токсикологич. вестник. 2022. Т. 30. № 3. С. 158–166.
  11. Yanagisawa R., Koike E., Win-Shwe T.-T., Ichinose T., Takano H. // J. Appl. Toxicol. 2016. V. 36. P. 1496– 1504. https://doi.org/10.1002/jat.3308
  12. Yanagisawa R., Koike E., Win-Shwe T.-T., Ichinose T., Takano H. // J. Immunotoxicol. 2018. V. 15. P. 31–40. https://doi.org/10.1080/1547691X.2018.1442379
  13. Wang E., Liu X., Tu W., Do D.C., Yu H., Yang L., Zhou Y., Xu D., Huang S.-K., Yang P., Ran P., Gao P.-S., Liu Z. // Allergy. 2019. V. 74. P. 1675–1690. https://doi.org/10.1111/all.13784
  14. Gatto D., Brink R. // J. Allergy Clin. Immunol. 2010. V. 126. P. 898–907. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2010.09.007
  15. Talay O., Yan D., Brightbill H.D., Straney E.E.M., Zhou M., Ladi E., Lee W.P., Egen J.G., Austin C.D., Xu M., Wu L.C. // Nat. Immunol. 2012. V. 13. P. 396– 404. https://doi.org/10.1038/ni.2256
  16. Yang Z., Sullivan B.M., Allen C.D.C. // Immunity. 2012. V. 36. P. 857–872. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2012.02.009
  17. Basso K., Dalla-Favera R. // Immunol. Rev. 2012. V. 247. P. 172–183. https://doi.org/10.1111/j.1600-065X.2012.01112.x
  18. Kitayama D., Sakamoto A., Arima M., Hatano M., Miyazaki M., Tokuhisa T. // Mol. Immunol. 2008. V. 45. P. 1337–1345. https://doi.org/1016/j.molimm.2007.09.007
  19. Barnett B.E., Ciocca M.L., Goenka R., Barnett L.G., Wu J., Laufer T.M., Burkhardt J.K., Cancro M.P., Reiner S.L. // Science. 2012. V. 335. P. 342–344. https://doi.org/10.1126/science.1213495
  20. Roco J.A., Mesin L., Binder S.C., Nefzger C., GonzalezFigueroa P., Canete P.F., Ellyard J., Shen Q., Robert P.A., Cappello J., Vohra H., Zhang Y., Nowosad C.R., Schiepers A., Corcoran L.M., Toellner K.-M., Polo J.M., Meyer-Hermann M., Victora G.D., Vinuesa C.G. // Immunity. 2019. V. 51. P. 337–350. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2019.07.001
  21. Marshall J.R., Zhang Y., Pallan L., Hsu M.-C., Khan M., Cunningham A.F., MacLennan I.C.M., Toellner K.M. // Eur. J. Immunol. 2011. V. 41. P. 3506–3512. https://doi.org/10.1002/eji.201141762
  22. Feldman S., Kasjanski R., Poposki J., Hermandez D., Chen J.N., Norton J.E., Suh L., Carter R.G., Stewens W.W., Peters A.T., Kern R.C., Conley D.B., Tan B.K., Shintani-Smith S., Welch K.C., Grammer L.C., Harris K.E., Kato A., Schleimer R.P., Husle K.E. // Clin. Exp. Allergy. 2017. V. 47. P. 457–466. https://doi.org/10.1111/cea.12878
  23. Corrado A., Ramonell R.P., Woodruff M.C., Tipton C., Wise S., Levy J., DelGaudio J., Kuruvilla M.E., Magliocca K.R., Tomar D., Garimalla S., Scharer C.D., Boss J.M., Wu H., Gumber S., Fulice C., Gibson G., Rosenberg A., Sanz I., Lee F.E.-H. // Mucosal Immunol. 2021. V. 14. P. 1144–1159. https://doi.org/10.1038/s41385-021-00410-w
  24. Wang Z.-C., Yao Y., Chen C.-L., Guo C.-L., Ding H.-X., Song J., Wang Z.-Z., Wang N., Li X.-L., Liao B., Yang Y., Yu D., Liu Z. // J. Allergy Clin. Immunol. 2022. V. 149. P. 610–623. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2021.06.023
  25. Ramadani F., Bowen H., Gould H.J., Fear D.J. // Front. Immunol. 2019. V. 10. Р. 402. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00402
  26. Wu L.C., Zarrin A.A. // Nat. Rev. Immunol. 2014. V. 14. P. 247–259. https://doi.org/10.1038/nri3632
  27. He S.-J., Subramaniam S., Narang V., Srinivasan K., Saunders S.P., Carbajo D., Wen-Shan T., Hamadee N.H., Lurn J., Lee A., Chen J., Poidinger M., Zolezzi F., Lafaille J.J., de Lafaille M.A.C. // Nat. Commun. 2017. V. 8. Р. 641. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00723-0
  28. Ramadani F., Upton N., Hobson P., Chan Y.-C., Mzinza D., Bowen H., Kerridge C., Sutton B.J., Fear D.J., Gould H.J. // Allergy. 2015. V. 70. P. 1269–1277. https://doi.org/10.1111/all.12679
  29. Chen Q., Liu H., Luling N., Reinke J., Dent A.L. // J. Immunol. 2023. V. 210. P. 905–915. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2200521
  30. Croote D., Darmanis S., Nadeau K.C., Quake S.R. // Science. 2018. V. 362. P. 1306–1309. https://doi.org/10.1126/science.aau2599
  31. Gowthaman U., Chen J.S., Zhang B., Flynn W.F., Lu Y., Song W., Joseph J., Gertie J.A., Xu L., Collet M.A., Grassmann J.D.S., Simoneau T., Chiang D., Berin M.C., Craft J.E., Weinstein J.S., Williams A., Eisenbarth S.C. // Science. 2019. V. 365. Р. eaaw6433. https://doi.org/ 10.1126/science.aaw6433
  32. Asrat S., Kaur N., Liu X., Ben L.-H., Kajimura D., Murphy A.J., Sleeman M.A., Limnander A., Orengo J.M. // Sci. Immunol. 2020. V. 5. Р. eaav8402. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.aav8402
  33. Robinson M.J., Ding Z., Pitt C., Brodie E.J., Quast I., Tarlinton D.M., Zotos D. // Cell Rep. 2020. V. 30. P. 1530–1541. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.01.009
  34. Ardavin C., Martin P., Ferrero I., Azcoitia I., Anjuere F., Diggelmann H., Luthi F., Luther S., Acha-Orbea H. // J. Immunol. 1999. V. 162. P. 2538–2545.
  35. Underhill G.H., Kolji K.P., Kansas G.S. // Blood. 2003. V. 102. P. 4076–4083. https://doi.org/10.1182/blood-2003-03-0947
  36. Koike T., Fujii K., Kometani K., Butler N.S., Funakoshi K., Yari S., Kikuta J., Ishii M., Kurosaki T., Ise W. // J. Exp. Med. 2023. V. 220. Р. e20221717. https://doi.org/10.1084/jem.20221717
  37. Pracht K., Meizinger J., Daum P., Schulz S.R., Reimer D., Hauke M., Roth E., Meilenz D., Berek C., Corte-Real J., Jack H.-M., Schuh W. // Eur. J. Immunol. 2017. V. 47. P. 1389–1392. https://doi.org/10.1002/eji.201747019
  38. Chudakov D.B., Konovalova M.V., Kashirina E.I., Kotsareva O.D., Schevchenko M.A., Tsaregorodtseva D.S., Fattakhova G.V. // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022. V. 19. Р. 13063. https://doi.org/10.3390/ijerph192013063
  39. Блоцкий А.А., Валова Н.В., Чапленко Т.Н. // Российская ринология. Т. 21. № 2. С. 71–72.
  40. Chudakov D.B., Kotsareva O.D., Konovalova M.V., Tsaregorodtseva D.S., Schevchenko M.A., Sergeev A.A., Fattakhova G.V. // Vaccines (Basel). 2022. V. 10. Р. 969. https://doi.org/10.3390/vaccines10060969
  41. de Totero D., Montera M., Rosoo O., Clavio M., Balleari E., Foa R., Gobbi M. // Hematol. J. 2004. V. 5. P. 152–160. https://doi.org/10.1038/sj.thj.6200362
  42. Vences-Catalan F., Santos-Argumedo L. // IUBMB Life. 2010. V. 63. P. 840–856. https://doi.org/10.1002/iub.549
  43. Freitag T.L., Fagerlund R., Karam N.L., Leppannen V.-M., Ugurlu H., Kant R., Makinen P., Tawfek A., Jha S.K., Strandin T., Leskinen K., Hepojoki J., Kesti T., Kareinen L., Kuivanen S., Koivulehto E., Sormunen A., Laidinen S., Khattab A., Saavalainen P., Meri S., Kipar A., Sironen T., Vapalahti O., Alitalo K., Yla-Herttuala S., Saksella K. // Vaccine. 2023. V. 41. P. 3233–3246. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2023.04.020
  44. Ciabattini A., Pettini E., Fiorino F., Prota G., Pozzi G., Medaglioni D. // PLoS One. 2011. V. 6. Р. e19346. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0019346
  45. Rayamajhi M., Delgado C., Condon T.V., Riches D.W., Lenz L.L. // Mucosal Immunol. 2012. V. 5. P. 444–454. https://doi.org/10.1038/mi.2012.21
  46. Bessa J., Zabel F., Link A., Jegerlehner A., Hinton H.J., Schmitz N., Bauer M., Kundig T.M., Saudan P., Bachmann M.F. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012. V. 109. P. 20566–20571. https://doi.org/10.1073/pnas.1206970109
  47. Dullaers M., Schuijs M.J., Willart M., Fierens K., van Moorleghem J., Hammad H., Lambrecht B.N. // J. Allergy Clin. Immunol. 2017. V. 140. P. 76–88. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2016.09.020
  48. Samitas K., Malmhall C., Radinger M., RamosRamirez P., Lu Y., Deak T., Semitekolou M., Gaga M., Sjostrand M., Lotvall J., Bossios A. // PLoS One. 2016. V. 11. Р. e0161161. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0161161
  49. Jang E., Cho S., Pyo S., Nam J.-W., Youn J. // Front. Immunol. 2021. V. 12. Р. 631472. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.631472
  50. Jang E., Cho W.S., Oh Y.-K., Cho M.-L., Kim J.M., Paik D.-J., Youn J. // J. Immunol. 2016. V. 196. Р. 1026–1032. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1401059
  51. Jenkins M.M., Bachus H., Botta D., Schultz M.D., Rosenberg A.F., Leon B., Ballesteros-Tato A. // Sci. Immunol. 2021. V. 6. Р. eabg6895. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abg6895

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гуморальный ответ у мышей линии BALB/c на ранний и поздний срок. Титры специфических антител класса IgE (а) и IgG1 (б) у мышей линии BALB/c – интактных (Инт) или иммунизированных интраназально антигеном овальбумином (OVA) без бензо(а)пирена либо овальбумином с бензо(а)пиреном (OVA + BaP) в указанные сроки. * p < 0.05, ** p < 0.01 – достоверности отличий указанной группы от интактной группы; # p < 0.05, ## p < 0.01 – достоверности отличий между группами, иммунизированными с ВаР и без него.

Скачать (85KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Стратегия анализа субпопуляций В-лимфоцитов и плазматических клеток. Цифрами обозначены следующие субпопуляции, упомянутые в статье: I – лимфоидные клетки в целом; II – единичные клетки; III – живые клетки; IV – CD138+CD19–B220+ зрелые плазматические клетки; V – CD138+CD19–B220– зрелые плазматические клетки; VI – CD138+CD19+B220+ плазмабласты; VII – CD138+CD19+B220–CD19+ незрелые плазматические клетки; VIII – CD38–CD95+B220–CD19+ активированные плазмабласты экстрафолликулярного ответа; IX – CD38+CD95+B220–CD19+ активированные плазмабласты экстрафолликулярного ответа; X – CD38–СD95+B220+CD19+ В-лимфоциты герминальных центров; XI – CD38+СD95+B220+CD19+ предшественники В-лимфоцитов герминального центра.

Скачать (308KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Содержание субпопуляций фолликулярно активированных В-лимфоцитов у мышей на разные сроки. Доля В-лимфоцитов – предшественников клеток герминального центра CD38+CD95+B220+CD19+ (а–в) и собственно В-лимфоцитов герминального центра CD38–CD95+B220+CD19+ (г–е) в CD19+ В-лимфоцитах ткани легких (а, г), региональных лимфатических узлов (б, д) и селезенки (в, е) у иммунизированных мышей в указанные сроки. * p < 0.05, ** p < 0.01 – достоверности отличий указанной группы от интактной группы; # p < 0.05, ## p < 0.01 – достоверности отличий между группами, иммунизированными с ВаР и без него.

Скачать (188KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Содержание субпопуляций экстрафолликулярно активированных В-лимфоцитов у мышей на разные сроки. Доля различных субпопуляций экстрафолликулярно активированных В-лимфоцитов – CD38+CD95+B220–CD19+ (а–в) и CD38–CD95+B220–CD19+ (г–е) в CD19+ В-лимфоцитах ткани легких (а, г), региональных лимфатических узлов (б, д) и селезенки (в, е) у иммунизированных мышей в указанные сроки. * p < 0.05, ** p < 0.01 – достоверности отличий указанной группы от интактной группы; # p < 0.05, ## p < 0.01 – достоверности различий между группами, иммунизированными с ВаР и без него.

Скачать (195KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Содержание субпопуляций зрелых плазматических клеток у мышей на разные сроки. Доля субпопуляций зрелых CD138+CD19– плазматических клеток, имеющих высокий (а–в) и низкий (г–е) уровень экспрессии B220 в живых лимфоидных клетках ткани легких (а, г), региональных лимфатических узлов (б, д) и селезенки (в, е) у иммунизированных мышей в указанные сроки. * p < 0.05, ** p < 0.01 – достоверности отличий указанной группы от интактной группы; # p < 0.05, ## p < 0.01 – достоверности отличий между группами, иммунизированными с ВаР и без него.

Скачать (185KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Содержание субпопуляций незрелых плазматических клеток у мышей на разные сроки. Доля субпопуляций незрелых CD138+CD19+ плазматических клеток, имеющих высокий (а–в) и низкий (г–е) уровень экспрессии B220 в живых лимфоидных клетках ткани легких (а, г), региональных лимфатических узлов (б, д) и селезенки (в, е) у иммунизированных мышей в указанные сроки. * p < 0.05, ** p < 0.01 – достоверности отличий указанной группы от интактной группы; # p < 0.05, ## p < 0.01 – достоверности отличий между группами, иммунизированными с ВаР и без него.

Скачать (206KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024