Исследование экспрессии рецепторов к IL-13, генов IL-13R в бронхах крыс с овальбумин-индуцированной бронхиальной астмой

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В статье представлены результаты исследований уровней экспрессии гена рецепторов интерлейкина-13 (IL-13R) и уровней экспрессии IL-13R в бронхах контрольных крыс и крыс с овальбумин-индуцированной астмой. Выбор этих рецепторов обусловлен большим значением данных структур в патогенезе аллергической бронхиальной астмы. Были исследованы биологические материалы 64 крыс линии Вистар при помощи метода ПЦР в режиме реального времени и иммуногистохимическим методом. Установлено, что в условиях развития астмы в тканях бронхов крыс происходит выраженная экспрессия генов IL13R, значительная экспрессия рецептора к IL-13. В участках бронхов, содержащих интрамуральные ганглии (область бифуркации), уровень экспрессии генов IL13R и уровень экспрессии рецептора IL-13R были значительно выше, чем в образцах трахеи без ганглиев. Кромогликат натрия, введенный в организм крыс через 5 ч после последней ингаляции овальбумином, приводил к снижению содержания мРНК в бронхах животных по сравнению с животными, не получавшими обработку стабилизатором тучных клеток.

Об авторах

Л. Е. Блажевич

Петрозаводский государственный университет, Республика Карелия

Автор, ответственный за переписку.
Email: lyu15041988@yandex.ru
Россия, Петрозаводск

О. Е. Смирнова

Петрозаводский государственный университет, Республика Карелия

Email: lyu15041988@yandex.ru
Россия, Петрозаводск

В. М. Кирилина

Петрозаводский государственный университет, Республика Карелия

Email: lyu15041988@yandex.ru
Россия, Петрозаводск

П. М. Маслюков

Ярославский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения
Российской Федерации

Email: lyu15041988@yandex.ru
Россия, Ярославль

Список литературы

  1. Nikolskii AA, Shilovskiy IP, Barvinskaia ED, Korneev AV, Sundukova MS, Khaitov MR (2021) Role of STAT3 Transcription Factor in Pathogenesis of Bronchial Asthma. Biochemistry (Mosc) 86(11): 1489–1501. https://doi.org/10.1134/S0006297921110122
  2. Duan W, Aguinaldo AM, Leung BP, Vlahos CJ, Wong WS (2005) An anti-inflammatory role for a phosphoinositide 3-kinase inhibitor LY294002 in a mouse asthma model. Int Immunopharmacol J 5: 495–502. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2004.10.015
  3. Marone G, Granata F, Pucino V, Pecoraro A, Heffler E, Loffredo S, Scadding GW, Varricchi G (2019) The Intriguing Role of Interleukin 13 in the Pathophysiology of Asthma. Front Pharmacol 10: 1387. https://doi.org/10.3389/fphar.2019.01387
  4. Eum SY, Maghni K, Tolloczko B, Eidelman DH, Martin JG (2005) IL-13 may mediate allergen-induced hyperresponsiveness independently of IL-5 or eotaxin by effects on airway smooth muscle. Am Physiol Lung Cell Mol Physiol J 288: 576–584. https://doi: 10.1152 /ajplung.00380.2003
  5. Harb H, Chatila Talal A (2019) Mechanisms of Dupilumab. Clin Exp Allergy 50(1): 5–14. https://doi.org/10.1111/cea.13491
  6. Moran A, Pavord ID (2020) Anti-IL-4/IL-13 for the treatment of asthma: the story so far. Expert Opin Biol Ther 20(3): 283–294. https://doi.org/10.1080/14712598.2020.1714027
  7. Hammad H, Lambrecht BN (2021) The basic immunology of asthma. Cell Epub 184(6): 1469–1485. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.016
  8. Lentsch AB, Czermak BJ, Jordan JA, Ward PA (1999) Regulation of acute lung injury by endogenous IL-13. J Immunol 162: 1071–1076. PMID: 9916735
  9. Amin K, Janson C, Boman G, Venge P (2005) The extracellular deposition of mast cell products is increased in hypertrophic airways smooth muscles in allergic asthma but not in nonallergic asthma. Allergy J 60: 1241–1247. https://doi: 10.1111 / j.1398-9995.2005.00823.x
  10. Munitz A, Brandt EB, Mingler M, Finkelman FD, Rothenberg ME (2008) Different roles of IL-13 and IL-4 via IL-13 alpha1 receptor and L-4 type II receptor in the pathogenesis of asthma. Proc Natl Acad Sci U S A 105: 7240–7245. https://doi.org/10.1073/pnas.0802465105
  11. Hershey GK (2003) IL-13 receptors and signaling pathways: an evolving web. J Allergy Clin Immunol 111: 677–690. https://doi.org/10.1067/mai.2003.1333
  12. Bhattacharjee A, Shukla M, Yakubenko VP, Mulya A, Kundu S, Cathcart MK (2013) IL-4 and IL-13 employ discrete signaling pathways for target gene expression in alternatively activated monocytes/macrophages. Free Radic Biol Med 54: 1–16. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2012.10.553
  13. Kuperman DA, Huang X, Koth LL, Chang GH, Dolganov GM, Zhu Z (2002) Direct effects of interleukin-13 on epithelial cells cause airway hyperreactivity and mucus overproduction in asthma. Nat Med 8: 885–889. https://doi.org/10.1038/nm734
  14. Cao H, Zhang J, Liu H, Wan L, Zhang H, Huang Q (2016) IL-13/STAT6 signaling plays a critical role in the epithelial-mesenchymal transition of colorectal cancer cells. Oncotarget 7: 61183–61198.https://doi.org/10.18632/oncotarget.11282
  15. Wang IM, Lin H, Goldman SJ, Kobayashi M (2004) STAT-1 is activated by IL-4 and IL-13 in multiple cell types. Mol Immunol 41: 873–884. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2004.04.027
  16. Pham TH, Bak Y, Oh JW, Hong J, Lee S, Hong JT (2019) Inhibition of IL-13 and IL-13Ralpha2 Expression by IL-32theta in Human Monocytic Cells Requires PKCdelta and STAT3. Associat Int J Mol Sci 20: 19–49. https://doi.org/10.3390/ijms20081949
  17. Chen W, Sivaprasad U, Tabata Y, Gibson AM, Stier MT, Finkelman FD (2009) IL-13R alpha 2 membrane and soluble isoforms differ in humans and mice. J Immunol 183: 7870–7876. https://doi.org/10.4049/jimmunol.0901028
  18. Chen W, Sivaprasad U, Gibson AM, Ericksen MB, Cunningham CM, Bass SA (2013) IL-13 receptor alpha2 contributes to development of experimental allergic asthma. J Allergy Clin Immunol 132: 951–958. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2013.04.016
  19. Ingram JL, Kraft M (2012) IL-13 in asthma and allergic disease: asthma phenotypes and targeted therapies. J Allergy Clin Immunol 130: 829–842. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2012.06.034
  20. Lupardus PJ, Birnbaum ME, Garcia KC (2010) Molecular basis for hared cytokine recognition revealed in the structure of an unusually high ffinity complex between IL-13 and IL-13Ralpha2. Structure 18: 332–342. https://doi.org/10.1016/j.str.2010.01.003
  21. Kasaian MT, Raible D, Marquette K, Cook TA, Zhou S, Tan XY (2011) IL-13 antibodies influence IL-13 clearance in humans by modulating scavenger activity of IL-13Ralpha2. J Immunol 187: 561–569. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1100467
  22. Fichtner-Feigl S, Strober W, Kawakami K, Puri RK, Kitani A (2006) IL-13 signaling through the IL-13alpha2 receptor is involved in induction of TGF-beta1 production and fibrosis. Nat Med 12: 99–106. https://doi.org/10.1038/nm1332
  23. Fujisawa T, Joshi B, Nakajima A, Puri RK (2009) A novel role of interleukin-13 receptor alpha2 in pancreatic cancer invasion and metastasis. Cancer Res 69: 8678–8685. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-09-2100
  24. ГОСТ 33215-2014 Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур от 01.07.2016. [GOST 33215-2014 Guidelines for the maintenance and care of laboratory animals. Rules for equipping premises and organizing procedures dated 01.07.2016. (In Russ)].
  25. Close B, Banister K, Baumans V, Warwick C (1997) Recommendations for euthanasia of experimental animals. Part 2 DGXT of the Eur Commission Lab Animals J 31: 1–32. https://doi.org/10.1258/002367797780600297
  26. Masakazu Y, Osamu S, Kenji N, Tetsuji M, Koji S (2006) Propofol Attenuates Ovalbumin-Induced Smooth Muscle Contraction of the Sensitized Rat Trachea: Inhibition of Serotonergic and Cholinergic Signaling. Anesthesia & Analgesia J 3: 594–600.
  27. Akin Yilmaz, Hacer Ilke Onen, Ebru Alp, Sevda Menevse (2012) Real-Time PCR for Gene Expression Analysis. INTECH 12: 229–254. https://doi.org/10.5772/37356
  28. Masuda N, Mantani Y, Yoshitomi C, Yuasa H, Nishida M, Aral M, KawanoJ, Yokoyama T, Hoshi N, Kitagawa H (2018) Immunohistochemical study on the secretory host defense system with lysozyme and secretory phospholipase A2 throughout rat respiratory tract. J Vet Med Sci 80(2): 323–332. https://doi.org/10.1292/jvms.17-0503
  29. Bochner BS, Klunk DA, Sterbinsky SA, Coffman RL, Schleimer RP (1995) IL-13 selectively induces expression of the vascular cell adhesion molecule-1 in human endothelial cells. J Immunol 154: 799–803.
  30. Oetjen LK, Mack MR, Feng J, Whelan TM, Niu H, Guo CJ (2017) Sensory neurons co-opt classical immune signaling pathways to mediate chronic pruritus. Cell 171: 217–228. https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.08.006
  31. Трулев АС, Кудрявцев ИВ, Назаров ПГ (2012) Факторы острой фазы воспаления как модуляторы взаимодействия тучных клеток и фибробластов. Бюл ВСНЦ СО РАМН 85(3): 319–322. [Trulev AS, Kudryavtsev IV, Nazarov PG (2012) Factors of the acute phase of inflammation as modulators of the interaction between mast cells and fibroblasts. Bull VSNC SO RAMS 85(3): 319–322. (In Russ)].

© Л.Е. Блажевич, О.Е. Смирнова, В.М. Кирилина, П.М. Маслюков, 2023