ЭКСПРЕССИЯ β-ДЕФЕНЗИНА-1 В ТКАНЯХ ТОЛСТОЙ КИШКИ КРЫСЫ

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2019-06-09

Е.Ю. Быстрова, кандидат биологических наук, О.Н. Платонова, А.А. Шпанская, К.А. Дворникова, А.Д. Ноздрачев, академик ФГБУН «Институт физиологии им. И.П. Павлова» РАН, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 6 E-mail: helenbys@yandex.ru

Введение. В настоящее время активно исследуются сигнальные пути, вовлеченные в развитие врожденных и адаптивных иммунных ответов и включающие взаимодействие паттерн-распознающих рецепторов, например, TLRs, с антимикробными пептидами, участвующими в процессах воспаления, пролиферации, продукции цитокинов и хемокинов. К числу таких пептидов относится β-дефензин, локализация которого в тканях ободочной кишки крысы и изменение экспрессии в условиях бактериальной эндотоксемии изучены недостаточно. При этом важной задачей в рамках исследования нейроиммунных взаимодействий является установление потенциальной взаимосвязи эндогенной продукции дефензинов с экспрессией TLR, в том числе энтеральными нейронами. Цель исследования. Настоящая работа направлена на изучение локализации β-дефензина-1 (rBD1) в тканях ободочной кишки крысы в норме и на модели бактериальной эндотоксемии, индуцируемой липополисахаридом (ЛПС) Escherichia coli. Результаты. С помощью иммуногистохимического метода установлено, что rBD1 преимущественно локализован в области подслизистой основы ободочной кишки и характеризуется конститутивной и индуцибельной экспрессией. Бактериальная эндотоксемия статистически достоверно увеличивает экспрессию rBD1 через 6 ч, а также через 24 ч после введения ЛПС. Заключение. Несмотря на отсутствие убедительных данных, указывающих на экспрессию rBD1 энтеральными нейронами, мы не исключаем возможность усиления продукции эндогенных индуцибельных дефензинов в ответ на введение ЛПС с вовлечением сигнальных путей, ассоциированных с рецептором TLR4, который экспрессируется в том числе на сенсорных нейронах.
Ключевые слова: 
антимикробные пептиды

Список литературы: 
  1. Hazlett L., Wu M. Defensins in innate immunity. Cell Tissue Res. 2011; 343: 175–88. https://doi.org/10.1007/s00441-010-1022-4
  2. Patel S., Akhtar N. Antimicrobial peptides (AMPs): The quintessential ‘offense and defense’ molecules are more than antimicrobials. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017; 95: 1276–83. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2017.09.042
  3. Fry D.E. Antimicrobial peptides. Surgical infections. 2018; 19 (8): 804–11. https://doi.org/10.1089/sur.2018.194
  4. Bals R. Epithelial antimicrobial peptides in host defense against infection. Respir. Res. 2000; 1: 141–50. https://doi.org/10.1186/rr25
  5. Мамчур В.И., Левых А.Э. Дефензины – эндогенные пептиды с антиинфекционными и противоопухолевыми свойствами. Таврический медико-биологический вестник. 2012; 15 (2): 315–21. [Mamchur V.I., Levyh A.E. Defensins – endogenous peptides with anti-infectious and anti-tumor properties. Tavricheskij mediko-biologicheskij vestnik. 2012; 15 (2): 315–21 (in Russian)]
  6. Avila E.E. Functions of antimicrobial peptides in vertebrates. Curr. Protein Pept. Sci. 2017; 18 (11): 1098–119. https://doi.org/10.2174/1389203717666160813162629
  7. Sankaran-Walters S., Hart R., Dills C. Guardians of the gut: enteric defensins. Frontiers in Microbiology. 2017; 8: 1–8. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00647
  8. Yang D., Biragyn A., Kwak L.W., Oppenheim J.J. Mammalian defensins in immunity: more than just microbicidal. Trends Immunol. 2002; 23 (6): 291–6. https://doi.org/10.1016/S1471-4906(02)02246-9
  9. Mattar E.H., Almehdar H.A., Yacoub H.A., Uversky V.N., Redwan E.M. Antimicrobial potentials and structural disorder of human and animal defensins. Cytokine & Growth Factor Reviews. 2016; 28: 95–111. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2015.11.002
  10. Selsted M.E., Ouellette A.J. Mammalian defensins in the antimicrobial immune response. Nat. Immunol. 2005; 6 (6): 551–7. https://doi.org/10.1038/ni1206
  11. Nguyen T.X., Cole A.M., Lehrer R.I. Evolution of primate theta defensins: a serpentine path to a sweet tooth. Peptides. 2003; 24 (11): 1647–54. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2003.07.023
  12. Vora P., Youdim A., Thomas L.S., Fukata M., Tesfay S.Y., Lukasek K., Michelsen K.S., Wada A., Hirayama T., Arditi M., Abreu M.T. β-defensin-2 expression is regulated by TLR signaling in intestinal epithelial cells. J. Immunol. 2004; 173 (9): 5398–405. https://doi.org/10.4049/jimmunol.173.9.5398
  13. Gariboldi S., Palazzo M., Zanobbio L., Selleri S., Sommariva M., Sfondrini L., Cavicchini S., Balsari A., Rumio C. Low molecular weight hyaluronic acid increases the self-defense of skin epithelium by induction of β-defensin 2 via TLR2 and TLR4. J. Immunol. 2008; 181 (3): 2103–5405. https://doi.org/10.4049/jimmunol.181.3.2103
  14. Hill D.R., Kessler S.P., Rho H.K., Cowman M.K., de la Motte C.A. Specific-sized hyaluronan fragments promote expression of human β-defensin 2 in intestinal epithelium. J. Biol. Chem. 2012; 287 (36): 30610–24. https://doi.org/10.1074/jbc.M112.356238
  15. Hill D.R., Rho H.K., Kessler S.P., Amin R., Homer C.R., McDonald C., Cowman M.K., de la Motte C.A. Human milk hyaluronan enhances innate defense of the intestinal epithelium. J. Biol. Chem. 2013; 288 (40): 29090–104. https://doi.org/10.1074/jbc.M113.468629
  16. Barajon I., Serrao G., Arnaboldi F., Opizzi E., Ripamonti G., Balsari A., Rumio C. Toll-like receptors 3, 4, and 7 are expressed in the enteric nervous system and dorsal root ganglia. J. Histochem. Cytochem. 2009; 57 (11): 1013–23. https://doi.org/10.1369/jhc.2009.953539
  17. 17. Филиппова Л.В., Малышев Ф.С., Быкова А.А., Ноздрачев А.Д. Экспрессия Толл-подобных рецепторов 4 в нервных сплетениях двенадцатиперстной, тощей и ободочной кишки крысы. Доклады Академии наук. 2012; 445 (3): 353–5. https://doi.org/10.1134/S0012496612040114 [Filippova L.V., Malyshev F.S., Bykova A.A., Nozdrachev A.D. Expression of Toll-like receptors 4 in the nerve plexuses of rat duodenum, jejunum and colon. Doklady Biological Sciences. 2012; 445 (3): 353–5 (in Russian)]
  18. Филиппова Л.В., Быстрова Е.Ю., Малышев Ф.С., Шпанская А.А., Ноздрачев А.Д. Особенности локализации паттерн-распознающих и ванилоидных рецепторов в нервных сплетениях кишки крысы. Доклады Академии Наук. 2013; 452 (3): 342–5. https://doi.org/10.1134/S0012496613050074 [Filippova L.V., Bystrova E.Yu., Malyshev F.S., Shpanskaya A.A., Nozdrachev A.D. Location of pattern-recognizing and vanilloid receptors in the nerve plexuses of rat intestine. Doklady Biological Sciences. 2013; 452 (3): 342–5 (in Russian)]
  19. Kozar R.A., Santora R.J., Poindexter B.J., Milner S.M., Bick R.J. Alterations in content and localization of defensins in rat ileum and jejunum following ischemia-reperfusion. Specific peptides, in specific places, for specific jobs? Open Access Journal of Plastic Surgery. 2011; 11: 58–69.
  20. Williams W.M., Torres S., Siedlak S.L., Castellani R.J., Perry G., Smith M.A., Zhu X. Antimicrobial peptide β-defensin-1 expression is upregulated in Alzheimer’s brain. J. of Neuroinflammation. 2013; 10 (127): 1–11. https://doi.org/10.1186/1742-2094-10-127