Исследование цитокинсинтезирующей активности и иммунорегуляторной роли эритроидных ядросодержащих клеток

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-15-00087

НазваниеИсследование цитокинсинтезирующей активности и иммунорегуляторной роли эритроидных ядросодержащих клеток

Руководитель Сенников Сергей Витальевич, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии" , Новосибирская обл

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-108 - Иммунология

Ключевые слова эритроидные ядросодержащие клетки, эритропоэз, иммунорегуляторная роль, цитокины, беременность, иммуносупрессия, гемобластозы, гипоксия

Код ГРНТИ76.03.55

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Эритропоэз – сложный и многофакторный процесс, в результате которого производится до 2,5 миллионов эритроцитов в секунду при стабильном состоянии организма. Показано, что эритроидные ядросодержащие клетки обладают функцией регуляции гемоиммунопоэза посредством растворимых факторов-цитокинов. В эритроидных бластных клетках, выделенных из различных гемопоэтических органов мышей и человека, продемонстрирована экспрессия широкого спектра генов гемоиммунорегуляторных цитокинов, что подтверждено также и продукцией кодируемых ими секреторных форм иммунорегуляторных белков. Причем популяция ядросодержащих клеток эритроидного ряда способна к продукции цитокинов с разнонаправленным спектром действия (про и противовоспалительных, Th1- и Th2- цитокинов, ростовых и ингибиторных факторов). Данную разнонаправленность функций можно объяснить как тем, что эритроидные ядросодержащие клетки на разных этапах дифференцировки обладают способностью к продукции разных иммунорегуляторных медиаторов, так и тем, что для клеток эритродного ряда, как и для других ростков кроветворения, характерно наличие субпопуляционной структуры внутри эритроидного ростка. К настоящему времени известно также, что эритроидные клетки в разное время онтогенетического развития организма могут синтезировать разные типы гемоглобина с разной степенью сродства к кислороду, что также позволяет предположить существование нескольких субпопуляций ядросодержащих клеток внутри эритроидного ростка, отличающихся цитокинсинтезирующей и гемоиммунорегуляторной функциями. Также установлены различия в спектре экспрессируемых цитокинов в эритроидных клетках в различных животных моделях запроса на клеточные элементы разных ростков гемопоэза. Например, при гипоксии, фенилгидразин-индуцированной анемии, в селезенке новорожденных. Таким образом, можно предположить, что эритроидные клетки могут участвовать в регуляции и формировании ответа гемопоэтической стволовой клетки на различные запросы клеточных кроветворных элементов (эритропоэз при гипоксии, эритропоэз и миелопоэз при гемолитической анемии, эритропоэз и лимфопоэз при кровопотере, при опухолевых заболеваниях кроветворной системы, при физиологическом течении беременности и др.). Обнаружение и накопление перечисленных выше научных сведений диктует необходимость дальнейшего изучения отличия иммуномодулирующих свойств эритроидных клеток в зависимости от их транскрипционной активности, а также их влияния на разные популяции иммунных клеток в норме и при различных состояниях запроса на эритропоэз. На сегодняшний день на животных моделях также показано высокое содержание эритроидных ядросодержащих клеток в плаценте при беременности, однако данный аспект пока остается неизученным. Помимо животных моделей, большой фундаментальный и практический интерес представляет изучение роли эритроидных ядросодержащих клеток человека в процессах формирования иммуносупрессии при нарушениях пролиферативной активности гемопоэтических клеток костного мозга у пациентов с гемобластозами, и ее отличия от показателей нормы (у здоровых доноров). В проекте предполагается изучить особенности гемоиммунорегуляторной активности эритроидных ядросодержащих клеток на разных этапах дифференцировки и при синтезе разных форм гемоглобина. Планируется исследование иммуносупрессивной роли ядросодержащих эритроидных клеток при беременности на мышиных моделях, а также при нарушениях пролиферативной активности гемопоэтических клеток в костном мозге у пациентов с гемобластозами и в норме у здоровых доноров. Для оценки транскрипционной активности исследуемых клеток гемоиммунопоэза в проекте планируется использовать современный подход, не применявшийся ранее при изучении эритроидных клеток, заключающийся в определении транскрипционного профиля клеток с помощью технологии NanoString на системе мультиплексного цифрового анализа нуклеиновых кислот nCounter SPRINT™ Profiler с использованием набора молекулярных зондов. Данные по оценке транскрипционного профиля эритроидных клеток (до 800 генов в одной исследуемой пробе) будут подтверждены данными иммуноферментного определения продукции ключевых гемо-иммунорегуляторных белков и исследованием регуляторной активности эритроидных клеток в различных тестах in vitro по оценке пролиферации, диффференцировки, цитотоксической активности в отношении различных пулов иммунокомпетентных клеток, способности к индукции Т-регуляторных клеток, а также влияние эритроидных клеток на колониеобразующую активность гемопоэтических стволовых клеток. В результате выполнения проекта планируется глубже раскрыть понимание биологической роли клеток эритроидного ряда, всесторонне охарактеризовать транскрипционную активность и иммунорегуляторный потенциал эритроидных ядросодержащих клеток, и таким образом ответить на целый ряд неисследованных раннее фундаментальных вопросов, имеющих при этом важное прикладное значение. Полученные результаты позволят сформировать терапевтическую и прогностическую модель клинической коррекции иммунных реакций и гемопоэза в нормальном и патологическом течении беременности и состояниях, ассоциированных с нарушениями эритропоэза путем модуляции гемоиммунорегуляторной активности ядросодержащих клеток эритроидного ростка.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Заводский Р.Ю., Шевченко Ю.А., Конева О.Ю., Назаров К.В., Кузнецова М.С., Сенников С.В. Иммунорегуляторная роль эритроидных ядросодержащих клеток Иммунология (год публикации - 2022)

2. Перик-Заводский Р.Ю., Перик-Заводская О.Ю., Шевченко Ю.А., Алрхмун С., Волынец М.О., Зайцев К.В., Сенников С.В. Human Fetal Liver Parenchyma CD71+ Cells Have AIRE and Tissue-Specific Antigen Gene Expression. Genes, Genes (Basel). 2022 Jul 19;13(7):1278. (год публикации - 2022)
10.3390/genes13071278

3. Перик-Заводский Р.Ю., Перик-Заводская О.Ю., Шевченко Ю.А., Денисова В.В., Назаров К.В., Облеухова И.А., .Зайцев К.В., Сенников С.В. Immune Transcriptome and Secretome Differ between Human CD71+ Erythroid Cells from Adult Bone Marrow and Fetal Liver Parenchyma. Genes, Genes (Basel) . 2022 Jul 26;13(8):1333 (год публикации - 2022)
10.3390/genes13081333

4. Перик-Заводский Р.Ю., Перик-Заводская О.Ю., Шевченко Ю.А., Денисова В.В., Алрхмун С., Волынец М.О., Терещенко В.П., Зайцев К.В., Сенников С.В. Immune Transcriptome Study of Human Nucleated Erythroid Cells from Different Tissues by Single-Cell RNA-Sequencing Cells, Cells. 2022 Nov 9;11(22):3537. (год публикации - 2022)
10.3390/cells11223537

5. Шевченко Ю.А., Назаров К.В., Сенников С.В. Клеточные механизмы поддержания фето-материнской толерантности во время беременности Медицинская иммунология (год публикации - 2022)

6. Назаров К.В., Перик-Заводский Р.Ю., Перик-Заводская О.Ю., Алрхмун С., Волынец М.О., Шевченко Ю.А., Сенников С.В. Murine Placental Erythroid Cells Are Mainly Represented by CD45+ Immunosuppressive Erythroid Cells and Secrete CXCL1, CCL2, CCL3 and CCL4 Chemokines International Journal of Molecular Sciences, Int J Mol Sci. 2023 May 1;24(9):8130. doi: 10.3390/ijms24098130. PMID: 37175837; PMCID: PMC10179598. (год публикации - 2023)
10.3390/ijms24098130

7. Шевченко Ю.А., Перик-Заводский Р.Ю., Назаров К.В., Денисова В.В., Перик-Заводская О.Ю., Филиппова Ю.Г., Алсалум А., Сенников С.В. Immunoregulatory properties of erythroid nucleated cells induced from CD34+ progenitors from bone marrow. PLOS ONE, PLoS One. 2023 Jun 30;18(6):e0287793. (год публикации - 2023)
10.1371/journal.pone.0287793

8. Перик-Заводская О.Ю.; Перик-Заводский Р.Ю.; Назаров К.В., Волынец М.О.; Алрхмун С.; Шевченко Ю.А.; Сенников С.В. Murine Bone Marrow Erythroid Cells Have Two Branches of Differentiation Defined by the Presence of CD45 and a Different Immune Transcriptome Than Fetal Liver Erythroid Cells International Journal of Molecular Sciences, Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 15752. (год публикации - 2023)
10.3390/ijms242115752

9. Перик‑Заводский Р.Ю., Перик-Заводская О.Ю., Шевченко Ю.А., Волынец М.О., Алрхмун С., Денисова В.В., Зайцев К.В., Сенников С.В. Исследование иммунного транскриптома эритроидных клеток человека методом секвенирования РНК единичных клеток X Международная конференция молодых ученых: биоинформатиков, биотехнологов, биофизиков, вирусологов и молекулярных биологов. Cборник тезисов / АНО «Инновационный центр Кольцово». — Новосибирск, ИПЦ НГУ, 51-52 (год публикации - 2023)
10.25205/978-5-4437-1526-1-29

10. Назаров К.В., Перик-Заводский Р.Ю., Кузнецова М.С., Филиппова Ю.Г., Шевченко Ю.А., Денисова В.В., Силков А.Н., Сенников С.В. Продукция иммунорегуляторных молекул индуцированными эритробластами на различных стадиях дифференцировки Acta biomedica scientifica, 2022; 7(5-1): 179-18 (год публикации - 2023)
10.29413/ABS.2022-7.5-1.19

Публикации