Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Экология человека1728-08692949-1444Eco-Vector8143610.33396/1728-0869-2021-9-4-10ArticlesСтатьиResearch ArticleASSOCIATIONS BETWEEN BLOOD CONCENTRATIONS OF CYTOTOXIC CD8+ CELLS AND LYMPHOCYTE APOPTOSIS IN HEALTHY HUMANSУровни апоптотической гибели лимфоцитов в зависимости от содержания цитотоксических клеток CD8+ у практически здоровых людейStavinskayaO. A.СтавинскаяОльга АлександровнаDobrodeevaL. K.ДобродееваЛилия КонстантиновнаPatrakeevaV. P.ПатракееваВероника Павловна

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, зав. лабораторией экологической иммунологии

patrakeewa.veronika@yandex.ruN. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Institute of Environmental PhysiologyФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лавёрова Уральского отделения Российской академии наук, Институт физиологии природных адаптаций15092021289NO9 (2021)№9 (2021)41030092021Copyright ©; 2021, Stavinskaya O.A., Dobrodeeva L.K., Patrakeeva V.P.Copyright ©; 2021, Ставинская О.А., Добродеева Л.К., Патракеева В.П.2021Stavinskaya O.A., Dobrodeeva L.K., Patrakeeva V.P.Ставинская О.А., Добродеева Л.К., Патракеева В.П.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/81436

Introduction: Cytotoxic T-lymphocytes play an important role in a specific immune response via a lytic effect in relation to abnormal cells. The number of these cells greatly increases sin pathological states. In addition, an increased cytotoxic activity is a characteristic of the immune response of people living in the Far NorthTherefore, it is important to understand what function cytotoxic T-lymphocytes predominantly perform in healthy people in the North - cytolytic or suppressor? Aim: To assess associations between CD8+ concentration and immune response and apoptotic deaths of the lymphocytes in healthy individuals. Methods: Ninety-three healthy adult residents of the Russian North comprised the sample. Apoptotic lymphocyte death was studied by flow cytometry. FITC-annexine-V and propidium iodide labelled cells were detected. Concentrations of cytokines and apoptosis mediators were assessed by a solid-phase enzyme immunoassay. Neutrophiles, monocytes and phagocytic activity of neutrophils were studied in blood smears stained by Romanowsky's - Giemsa. The level of phenotypic activity of lymphocytes was assessed by double peroxidase labeling using monoclonal antibodies. The data were presented using means, standard deviations, medians, the 1st and the 3rd quartiles. All study participants were divided into two groups: with normal- (0.2-0,4 х109 kl/l) and elevated (more 0,6 х109 kl/l) blood cytotoxic lymphocyte levels. The groups were similar in terms of by age- and gender distribution. Continuous variables were analyzed using Mann-Whitney tests. Results: In individuals with an increased level of cytotoxic CD8+ lymphocytes in peripheral venous blood had greater concentrations of leukocytes (7.4 ± 0.49 х109 cells/l vs. 5.5 ± 0.23 х109, p = 0.003), lymphocytes (2.8 ± 0.17 х109 cells/l vs.1.8 ± 0.07 х109 cells/t p = 0.005), and mature neutrophils (4.1 ± 0.19 х109 cells/l vs. 3.4 ± 0.49 х109 cells/l, p = 0.013). No associations between the level of apoptosis of lymphocytes (AnV+/PI-) and concentrations of sFasL, TRAIL, TNFa, and cytochrome C were observed. Conclusions: Lymphocytes CD8+ in healthy residents of the Russian North perform mainly cytotoxic function, which is not related to apoptotic cellular death.

Введение: Цитотоксические Т-лимфоциты играют важную роль в специфическом иммунном ответе, осуществляя литическое действие по отношению к инфицированным и опухолевым клеткам организма. Уровни данных клеток значительно увеличиваются при различных хронических патологиях. Кроме того, повышенный уровень цитотоксической активности характерен для иммунного ответа людей, проживающих на северных территориях. В этих условиях важно разобраться, какую функцию преимущественно выполняют цитотоксические Т-лимфоциты у практически здоровых людей - цитолитическую или супрессорную? Цель: Определить соотношение содержания CD8+ и активности иммунных реакций у практически здоровых людей, установить характер взаимосвязи содержания лимфоцитов CD8+ с процессами апоптоза иммунокомпетентных клеток. Методы: Выборочную совокупность составили 93 практически здоровых резидента европейского Севера России. Апоптотическую гибель лимфоцитов изучали методом проточной цитофлюориметрии. Детектировались клетки, меченные ИТС-аннексином-V и пропидиумом йодидом. Концентрацию цитокинов и медиаторов апоптоза определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа. В мазках крови, окрашенных по Романовскому - Гимзе, изучали нейтрограмму, моноцитограмму, фагоцитарную активность нейтрофилов. Уровень фенотипической активности лимфоцитов устанавливали методом двойной пероксидазной метки с использованием моноклональных антител. Для реализации поставленной цели были выделены две группы практически здоровых обследуемых людей: с пониженным (0,2-0,4 х109 кл/л) и повышенным (более 0,6 x109 кл/л) уровнем цитотоксических лимфоцитов (CD8+) в периферической крови. Группы были практически равноценны по возрасту и полу. Описание полученных данных проводили при помощи среднего значения и стандартного отклонения, медианы, первого и третьего квартилей. Группы сравнивали с помощью непарного критерия Стьюдента и критерия Манна - Уитни в зависимости от распределения. Результаты: У практически здоровых людей при увеличении содержания цитотоксических лимфоцитов CD8+ в периферической венозной крови нарастает общий уровень лейкоцитов с (5,5 ± 0,23) до (7,4 ± 0,49) х109 кл/л (р = 0,003), лимфоцитов с (1,8 ± 0,07) до (2,8 ± 0,17) х109 кл/л (р = 0,005) и зрелых дифференцированных нейтрофилов с (3,4 ± 0,49) до (4,1 ± 0,19) х109 кл/л (р = 0,013). Не установлено статистически значимых различий в уровне апоптоза лимфоцитов (AnV+/PI-) и таких показателей некротической гибели клеток, как sFasL, TRAIL, TNFa, цитохром с. Выводы: Лимфоциты CD8+ у практически здоровых людей выполняют в основном цитотоксическую функцию, что связано с реализацией клеточно-опосредованной защиты, и не связано с клеточной гибелью по механизму апоптоза или некроза.

apoptosis of lymphocytesCD8 T-cellscytotoxicityhumansапоптоз лимфоцитовТ-клетки CD8+цитотоксичностьчеловекДобродеева Л. К. Иммунологическое районирование. Сыктывкар: Изд-во Коми научного центра УрО РАН, 2001. 112 сДобродеева Л. К., Сергеева Е. В. Состояние иммунной системы в процессе старения. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2014. 136 сКудрявцев И. В., Борисов А. Г., Волков А. Е., Савченко А. А., Серебрякова М. К., Полевщиков А. В. Анализ уровня экспрессии CD56 и CD57 цитотоксическими Т-лимфоцитами различного уровня дифференцировки // Тихоокеанский медицинский журнал. 2015. № 2. С. 30-35Кудрявцев И. В., Борисов А. Г., Кробинец И. И., Савченко А. А., Серебрякова М. К. Определение основных субпопуляций цитотоксических Т-лимфоцитов методом многоцветной проточной цитометрии // Медицинская иммунология. 2015. Т. 17, № 6. С. 525-538Леванюк А. И. Состояние иммунной системы у воспитанников детских домов: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Архангельск, 2006. 18 сПределы физиологического колебания в периферической крови метаболитов, гормонов, лимфоцитов, цитокинов и иммуноглобулинов у жителей Архангельской области: Информационные материалы / сост. и отв. ред. Л. К. Добродеева. Архангельск, 2005. 52 сРаспопина Н. А., Шуганов Е. Г., Палеев Ф. Н., Салмаси Ж. М., Шуганов А. Е. Роль цитотоксических лимфоцитов в воспалении у больных хронической обструктивнойТрушина Э. Н., Мустафина О. К., Гаппарова К. М., Ханферьян Р. А. Состояние клеточного иммунитета у высококвалифицированных спортсменов различных видов спорта // Вопросы питания. 2014. Т. 83, S3. С. 147Штаборов В. А. Соотношение общих и местных реакций иммунной защиты у жителей Севера: автореф. канд. дисc. Архангельск, 2009. 18 сAdrain C., Murphy B. M., Martin S. J. Molecular ordering of the caspase activation cascade initiated by the cytotoxic T lymphocyte/natural killer (CTL/NK) protease granzyme B. J. Biol. Chem. 2005, 280, pp. 4663-4673.Andrade F., Roy S., Nicholson D. Granzyme B directly and efficiently cleaves several downstream caspase substrates: implications for CTL-induced apoptosis. Immunity. 1998, 8, 4, pp. 451-460.Catalfamo M., Henkart P. A. Perforin and the granule exocytosis cytotoxicity. Curr. Opin. Immunol. 2003, 15 (5), pp. 522-527.Fan Z., Beresford P J., Zhang D. Cleaving the oxidative repair protein Ape1 enhances cell death mediated by granzyme A. Nat. Immunol. 2003, 4, pp. 145-153.Guo Y., Chen J., Zhao T., Fan Z. Granzyme K degrades the redox/DNA repair enzyme Ape1 to trigger oxidative stress of target cells leading to cytotoxicity. Mol. Immunol. 2008, 45 (8), pp. 2225-2235.Jacobson M. D., McCarthy N. Apoptosis the molecular biology of programmed cell death. Oxford University Press, 2002, 321 p.Kinzler M. N., Zielke S., Kardo S., Meyer N., Kögel D., Sjoerd J. L., Fulda S. STF-62247 and pimozide induce autophagy and autophagic cell death in mouse embryonic fibroblasts. Scientific Reports. 2020, 10, pp. 1-15.Lieberman J. Cell death and immunity: the ABCs of granule-mediated cytotoxicity. New weapons in the arsenal. Nat. Rev. Immunol. 2003, 3, pp. 361-370.Metkar S. S., Wang B., Aguilar-Santelises M., Raja S. M., Uhlin-Hansen L., Podack E., Trapani J. A., Froelich C. J. Cytotoxic cell granule-mediated apoptosis: perforin delivers granzyme B-serglycin complexes into target cells without plasma membrane pore formation. Immunity. 2002, 16, pp. 417-428.Rienzo M. D., Romagnoli A., Antonioli M., Piacentini M., Fimia G. M. TRIM proteins in autophagy: selective sensors in cell damage and innate immune responses. Cell Death and Differentiation. 2020, 178, pp. 1-16.Shi L., Keefe D., Durand E. Granzyme B binds to target cells mostly by charge and must be added at the same time as perforin to trigger apoptosis. J. Immunol. 2005, 174, pp. 5456-5461.Shresta S., Graubert T., Thomas D., Raptis S. Z., Ley T. J. Granzyme A initiates an alternative pathway for granulemediated apoptosis. Immunity. 1999, 10 (5), pp. 595-605.Sperling A. I., Auger J. A., Ehst B. D., Rulifson I. C., Thompson C. B., Bluestone J. A. CD28/B7 interactions deliver a unique signal to naive T cells that regulates cell survival but not early proliferation. J. Immunol. 1996, 157, pp. 3909-3917.Thomas D. A., Du C., Xu M., Wang X., Ley T. J. DFF45/ ICAD can be directly processed by granzyme B during the induction of apoptosis. Immunity. 2000, 12 (6), pp. 621-632.Waterhouse N. J., Sutton V. R., Sedelies K. A., Ciccone A., Jenkins M., Turner S. J., Bird P. I., Trapani J. A. Cytotoxic T lymphocyte-induced killing in the absence of granzymes A and B is unique and distinct from both apoptosis and perforin-dependent lysis. J. of Cell Biol. 2006, 173 (1), pp. 133-144.Zhao T., Zhang H., Guo Y., Fan Z. Granzyme K directly processes bid to release cytochrome c and endonuclease G leading to mitochondria-dependent cell death. J. Biol. Chem. 2007, 282 (16), pp. 12104-12111.