Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭРИРОПОЭТИНА НА МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ Т-ЛИМФОЦИТОВ ТИМУСА КРЫС in vitro'

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭРИРОПОЭТИНА НА МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ Т-ЛИМФОЦИТОВ ТИМУСА КРЫС in vitro Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
96
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Эритропоэтин / Т-лимфоциты / энергетическая активность / ингибиторы / потенциалчувствительный витальный флуоресцентный зонд-катион 4-(п-диметиламиностирил)-1метилпиридиния (ДСМ) / Erythropoietin / T-lymphocytes / energy activity / inhibitors / electrical field gradient sensitive probe DSM [4-(p-dimethylaminostyryl)- 1-methylpyridinium]

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Пархоменко Татьяна Васильевна, Клыценко О. А., Томсон В. В., Галибин О. В.

Введение. Эритропоэтин (ЭПО)— физиологический стимулятор эритропоэза. Одним из основных эффектов ЭПО является снижение скорости апоптоза эритроидных клеток-предшественниц в костном мозге. Протекторные свойства ЭПО продемонстрированы при различных заболеваниях в клинических и экспериментальных условиях. Ранее было установлено, что ЭПО оказывает активирующее воздействие на Т-лимфоциты (ТЛЦ), сопровождающееся увеличением количества флуоресцирующих митохондрий в клетке (n m/c), и увеличением суммарного трансмембранного потенциала на плазматической (Δφp) и митохондриальных мембранах (Δφm). Однако остается неясным, какой именно мембранный потенциал реагирует на воздействие ЭПО: Δφm, или (и) Δφp. Для ответа на этот вопрос мы использовали специфические ингибиторы реакций фосфорилирования в дыхательной цепи. Цель настоящего исследования — оценка реакции ТЛЦ на ЭПО после воздействия ингибиторов разных классов. Материалы и методы. Исследовалось влияние ЭПО («Eprex», Cilag) на ТЛЦ крыс in vitro после их деэнергизации несколькими ингибиторами: динитрофенолом (ДНФ) — ингибитором дыхательной цепи и разобщителем окислительного фосфорилирования; пентахлорфенолом (ПХФ) — разобщителем окислительного фосфорилирования; дициклогексилкарбодиимидом (ДЦКД) — ингибитором мембрансвязанной части АТФ-азы митохондриальной мембраны с помощью потенциал-чувствительноговитальногофлуоресцентного зонда-катиона 4-(п-диметиламиностирил)-1метилпиридиния (ДСМ). ТЛЦ выделяли из тимусов по стандартной методике. Окрашенные ДСМ клетки исследовали на люминесцентном микроскопе («Люмам — Р8», ЛОМО, Россия) с использованием термостатированного столика. В каждом препарате измеряли флуоресценцию 50 – 70 клеток и рассчитывали среднюю интенсивность флуоресценции ТЛЦ (F‘). В каждой флуоресцирующей клетке подсчитывали n m/c. Статистическую обработку данных экспериментов проводили по коэффициенту корреляции рангов Спирмена. Результаты и обсуждение. В экспериментах с ТЛЦ из разных тимусов зарегистрировано снижение n m/c и F‘ после инкубации со всеми использованными ингибиторами, причем степень и скорость снижения этих параметров зависела от типа ингибитора и длительности инкубации. Реакция ТЛЦ на ДЦКД подтверждает важную роль АТФ — азы в поддержании мембранного митохондриального потенциала. После деэнергизации ТЛЦ под действием ДЦКД, ЭПО восстанавливает ~ 42 % n m/c и ~ 38 % F‘. В заключение следует отметить: ЭПО способен частично восстанавливать поляризацию мембран митохондрий в ТЛЦ, нарушенную в результате воздействия ДЦКД.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Пархоменко Татьяна Васильевна, Клыценко О. А., Томсон В. В., Галибин О. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A STUDY ON THE EFFECT OF ERYTHROPOIETI N ON THE MEMBRANE POTENTIAL OF T-LYMPHOCYTES THYMUS OF RATS in vitro

Relevance. Erythropoietin (EPO) -physiological stimulator of erythropoiesis. It activates the mitosis and maturation of red blood cells from progenitor cells erythroid series. One of the main effects of EPO is the slowdown in the rate of apoptosis of erythroid progenitor cells in the bone marrow. Protective properties of EPO demonstrated in various diseases in clinical and experimental conditions. Previously, it was found that activating EPO-effect on T-lymphocytes (TLC) accompanied by an increase in the number of fluorescent mitochondria (n m/c) and an increase in the total transmembrane potential at the plasma (Δφp) and mitochondrial membranes (Δφm). However, it remains unclear which membrane potential reacts to the effect of erythropoietin: Δφm or (and) Δφp. To answer this question, we used specific inhibitors of the reactions of phosphorylation in the respiratory chain. The aim of this work was to investigate the TLC response upon EPO after exposure to different classes of inhibitors. Materials and methods. We studied EPO (Eprex, Cilag) influence on rat TLC after inhibition its fluorescence by some compounds: dinitrophenol (DNP-uncoupler of oxidative phosphorylation and ingibitor of respiratory chain), pentachlorphenol (PCPuncoupler of oxidative phosphorylation), N, N -dicyclohexylcarbodiimide (DCCDingibitor of Ca2+dependent mitochondria ATP — аse) by electrical field gradient sensitive probe DSM [4-(p-dimethylaminostyryl)-1methylpyridinium]. Rat TLC were isolated according to the standard method. The microfluorimetric studies of DSM-stained TLC were performed by means of fluorescent microscope «Lumam R-8», «Lomo», Russia) with thermostatic table. Each specimen was measured 50 – 70 single cells, mean fluorescence intensity of TLC was calculated (F‘) and n m/c. Statistical processing of data the experiments were performed on the range correlation coefficient Spirmen. Results. In experiments with TLC from different animals was registered a decrease in F‘ and n m/c after incubation with all used inhibitors. It was found that difference in decrease velocity of n m/c and of F‘ depends on the type of inhibitor and on the duration of incubation. The reaction of TLC on the DCCD confirms the important role of the ATP-ASE in the maintenance of mitochondrial membrane potential. After deenergization of TLC under the action of DCCD, EPO restores ~ 42 % of n m/c and ~ 38 % of F‘. Conclusion. EPO is able to partially recover the polarization of the mitochondria membranes in TLC violated as a result of exposure to DCCD.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭРИРОПОЭТИНА НА МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ Т-ЛИМФОЦИТОВ ТИМУСА КРЫС in vitro»

Пархоменко Т. В., Клыценко О. А., Томсон В. В., Галибин О. В.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской федерации, Санкт-Петербург, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭРИРОПОЭТИНА НА МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

ТЛИМФОЦИТОВ ТИМУСА КРЫС in vitro

Parkhomenko T. V., Klytsenko O. A., Tomson V. V., Galibin O. V.

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Academician I. P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University «, of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

A STUDY ON THE EFFECT OF ERYTHROPOIETI N ON THE MEMBRANE POTENTIAL OF T-LYMPHOCYTES THYMUS OF RATS in vitro

Резюме.

Введение. Эритропоэтин (ЭПО)— физиологический стимулятор эритропоэза. Одним из основных эффектов ЭПО является снижение скорости апоптоза эритроидных клеток-предшественниц в костном мозге. Протекторные свойства ЭПО продемонстрированы при различных заболеваниях в клинических и экспериментальных условиях. Ранее было установлено, что ЭПО оказывает активирующее воздействие на Т-лимфоциты (ТЛЦ), сопровождающееся увеличением количества флуоресцирующих митохондрий в клетке (n ), и увеличением суммарного трансмембранного потенциала на плазматической (Дфр) и митохондриальных мембранах (Дфш). Однако остается неясным, какой именно мембранный потенциал реагирует на воздействие ЭПО: Дфш, или (и) Дфр. Для ответа на этот вопрос мы использовали специфические ингибиторы реакций фосфорили-рования в дыхательной цепи.

Цель настоящего исследования — оценка реакции ТЛЦ на ЭПО после воздействия ингибиторов разных классов.

Материалы и методы. Исследовалось влияние ЭПО («Eprex», Cilag) на ТЛЦ крыс in vitro после их деэнергизации несколькими ингибиторами: динитрофенолом (ДНФ) — ингибитором дыхательной цепи и разобщителем окислительного фосфорилирования; пентах-лорфенолом (ПХФ) — разобщителем окислительного фосфорилирования; дициклогек-силкарбодиимидом (ДЦКД) — ингибитором мембрансвязанной части АТФ-азы митохон-дриальной мембраны с помощью потенциал-

Abstract

Relevance. Erythropoietin (EPO) -physiological stimulator of erythropoiesis. It activates the mitosis and maturation of red blood cells from progenitor cells erythroid series. One of the main effects of EPO is the slowdown in the rate of apoptosis of erythroid progenitor cells in the bone marrow. Protective properties of EPO demonstrated in various diseases in clinical and experimental conditions. Previously, it was found that activating EPO-effect on T-lymphocytes (TLC) accompanied by an increase in the number of fluorescent mitochondria (n ) and an increase in the total transmembrane potential at the plasma (A^p) and mitochondrial membranes (A^m). However, it remains unclear which membrane potential reacts to the effect of erythropoietin: A^m or (and) A^p. To answer this question, we used specific inhibitors of the reactions of phosphorylation in the respiratory chain.

The aim of this work was to investigate the TLC response upon EPO after exposure to different classes of inhibitors.

Materials and methods. We studied EPO (Eprex, Cilag) influence on rat TLC after inhibition its fluorescence by some compounds: dinitrophenol (DNP-uncoupler of oxidative phosphorylation and ingibitor of respiratory chain), pentachlorphenol (PCP-uncoupler of oxidative phosphorylation), N, N -dicyclohexylcarbodiimide (DCCD- ingibitor of Ca2+- dependent mitochondria ATP — ase) by electrical field gradient sensitive probe DSM [4-(p-dimethylaminostyryl)-1-methylpyridinium]. Rat TLC were isolated

чувствительного витального флуоресцентного зонда-катиона 4-(п-диметиламиностирил)-1-метилпиридиния (ДСМ). ТЛЦ выделяли из тимусов по стандартной методике. Окрашенные ДСМ клетки исследовали на люминесцентном микроскопе («Люмам — Р8», ЛОМО, Россия) с использованием термостатированного столика. В каждом препарате измеряли флуоресценцию 50 - 70 клеток и рассчитывали среднюю интенсивность флуоресценции ТЛЦ (Р). В каждой флуоресцирующей клетке подсчитывали п . Статистическую обработку данных экспериментов проводили по коэффициенту корреляции рангов Спирмена.

Результаты и обсуждение. В экспериментах с ТЛЦ из разных тимусов зарегистрировано снижение п и Р после инкубации со всеми использованными ингибиторами, причем степень и скорость снижения этих параметров зависела от типа ингибитора и длительности инкубации. Реакция ТЛЦ на ДЦКД подтверждает важную роль АТФ — азы в поддержании мембранного митохондриального потенциала. После деэнергизации ТЛЦ под действием ДЦКД, ЭПО восстанавливает ~ 42 % п и ~ 38 % Р. В заключение следует отметить: ЭПО способен частично восстанавливать поляризацию мембран митохондрий в ТЛЦ, нарушенную в результате воздействия ДЦКД.

Ключевые слова. Эритропоэтин, Т-лимфоциты, энергетическая активность, ингибиторы, потенциалчувстви-тельный витальный флуоресцентный зонд-катион 4-(п-диметиламиностирил)-1-метилпиридиния (ДСМ).

according to the standard method. The microfluorimetric studies of DSM-stained TLC were performed by means of fluorescent microscope «Lumam R-8», «Lomo», Russia) with thermostatic table. Each specimen was measured 50 - 70 single cells, mean fluorescence intensity of TLC was calculated (F) and n . Statistical processing of data the experiments were performed on the range correlation coefficient Spirmen.

Results. In experiments with TLC from different animals was registered a decrease in F and n after incubation with all used inhibitors.

m/c

It was found that difference in decrease velocity of n m/c and of F depends on the type of inhibitor and on the duration of incubation. The reaction of TLC on the DCCD confirms the important role of the ATP-ASE in the maintenance of mitochondrial membrane potential. After deenergization of TLC under the action of DCCD, EPO restores ~ 42 % of n , and ~ 38% of F.

m/c

Conclusion. EPO is able to partially recover the polarization of the mitochondria membranes in TLC violated as a result of exposure to DCCD.

Key words. Erythropoietin, T-lymphocytes, energy activity, inhibitors, electrical field gradient sensitive probe DSM [4-(p-dimethylaminostyryl)-1-methylpyridinium].

Введение. Эритропоэтин (ЭПО) — физиологический стимулятор эритропоэза. Он активирует митоз и созревание эритроцитов из клеток-предшественников эритроцитар-ного ряда [1]. ЭПО секретируется в почках и в перисинусоидальных клетках печени. Одним из основных эффектов ЭПО является снижение скорости апоптоза эритроидных клеток-предшественниц в костном мозге. Рецепторы к ЭПО обнаружены на клетках нервной ткани, яичников и яичек, матки, гладко-мышечных клетках сосудов, кардиомиоцитах, эндотелиоцитах, эпителии легких и почечных канальцев [2]. Рекомбинантный эри-тропоэтин альфа (Эпобиокрин, Эпрекс, Эпо-стим) широко используется для коррекции

анемий при различных заболеваниях [3,4,5]. ЭПО связывается с рецептором эритропоэти-на на поверхности клеток-предшественников и активирует |ЛК2[3] сигнальный каскад [6, 7]. ЭПО увеличивает аффинность коло-ниеобразующих эритроцитарных единиц к макрофагам костного мозга, что усиливает пролиферацию и дифференцировку эритро-бластов, стимулирует секрецию макрофагами эритробластических островков (ЭО) эндогенного ЭПО и гликозаминогликанов, способствуя формированию эритропоэтиче-ского микроокружения, а также подавляет апоптоз эритрокариоцитов в ЭО [8]. ПриТ. Т. (термическая травма) зафиксирован ПОЛ — ограничивающий эффект ЭПО в лимфоцитах

периферической крови (ПОЛ — перекисное окисление липидов). Можно предположить стимулирующий эффект ЭПО в отношении пролиферации и дифференцировки клеток в ходе лимфопоэза в костном мозге, других органах иммунной системы [9,10]. Протекторные свойства ЭПО, в связи с иммуномоду-лирующим действием продемонстрированы при различных заболеваниях в клинических и в экспериментальных условиях [11,12,13]. В 2007г был обнаружен модулирующий характер влияния ЭПО на Т-лимфоциты (ТЛЦ), выделенные из тимуса крыс in vitro по изменению их энергетического состояния с использованием потенциал чувствительного флуоресцентного зонда [14]. Авторами было установлено, что ЭПО оказывает активирующее воздействие на ТЛЦ, сопровождающееся увеличением количества светящихся митохондрий в клетке (n ), имеющих протонный потенциал (Дфш), и (или) ростом внешнего мембранного потенциала (Дфр) [15]. Однако остается неясным, какой именно мембранный потенциал реагирует на воздействие ЭПО: Дфш или (и) Дфр. Для ответа на этот вопрос мы использовали специфические ингибиторы реакций фосфорилирования в дыхательной цепи, которые являются важным инструментом при изучении процессов энергообеспечения в клетках. Цель настоящего исследования — оценка реакции ТЛЦ на ЭПО после воздействия ингибиторов разных классов.

Материалы и методы. Объектом исследования служили ТЛЦ, выделенные из тимусов белых крыс линии Вистар, весом 200 - 300г по известной методике [14]. Полученные клетки помещали в стандартный раствор Хенкса. Состав раствора Хенкса: 0,13 М хлорида натрия, 5,5 М хлорида калия, 1,2 мМ фосфата натрия, 1,0 мМ хлорида кальция, 1,0 мМ хлорида магния, 10,0 мМ глюкозы; рН 7,4 в 100 мл дистиллированной воды. Для верификации клеток с неповрежденными цито-плазматическими мембранами применяли тест с трипановым синим. В работе применяли: динитрофенол (ДНФ) (Sigma) — ингибитор дыхательной цепи и разобщитель окислительного фосфорилирования; пен-тахлорфенол (ПХФ) (Sigma) — разобщитель окислительного фосфорилирования; дици-клогексилкарбодиимид (ДЦКД) (Sigma) — ингибитор мембрансвязанной части АТФ-азы митохондриальной мембраны; ЭПО («Eprex»,

Сл^); потенциал чувствительный флуоресцентный зонд 4-(п-диметиламиностирил)-1-метилпиридиния (ДСМ), синтезированный в Институте органического синтеза АН Латвии [14]. Опытные образцы суспензии ТЛЦ [~ 2 - 3).107 клеток/ мл] в пробирках типа Эппендорф инкубировали в присутствии ингибиторов в течение 10, 20, 40 мин при 370С, затем добавляли ЭПО (в конечной концентрации 2 ед./мл), инкубировали далее 30 мин, добавляли зонд ДСМ (конечная концентрация 1,5 мкМ) и продолжали инкубацию еще 20 мин. Конечные концентрации ингибиторов: ДНФ — 0,1 мМ; ПХФ — 1,5 мкМ; ДЦКД — 0,1 мМ. Все ингибиторы растворяли в 70% этиловом спирте. Отношение объемов добавляемых растворов к исходному объему суспензии клеток не превышало 1:20 соответственно. К контрольным пробам добавляли объемы раствора Хенкса, равные объемам ингибиторов, и после инкубации при 370С в течение 10, 20, 40 мин, инкубировали с ЭПО (в конечной концентрации 2 ед./мл) 30 мин, далее — с ДСМ в течение 20 мин. Контрольные и опытные образцы ТЛЦ исследовали на люминесцентном микроскопе «Люмам — Р8» (ЛОМО, Россия) при увеличении в 900 раз, с использованием термостатированного столика. Флуоресценцию зонда возбуждали ртутной лампой с длиной волны 405-436 нм. Для регистрации флуоресценции использовали фотометрическую насадку ФМЭЛ-1 и интерференционный фильтр с максимумом пропускания 585 нм. Регистрировали величину интенсивности флуоресценции каждой индивидуальной клетки. Аналоговый сигнал, регистрируемый с помощью вольметра, преобразовывался в цифровой с помощью прибора — аналогового-цифрового преобразователя (АЦП), сконструированного на ЛОМО, Россия. Размер фотометрируемого участка был равен диаметру клетки, т. е. фотометри-ровали всю клетку целиком. В каждой флуоресцирующей клетке подсчитывали количество светящихся митохондрий (п ), которые визуально распознавали по характерной гранулярной желтой флуоресценции зонда ДСМ [14]. В каждом препарате измеряли флуоресценцию 50 - 70 клеток и рассчитывали среднюю интенсивность флуоресценции ТЛЦ (Русл.ед.). За время измерений в клетках не происходило существенных изменений флуоресцентного сигнала. Фотосъемку препаратов клеток, окрашенных зондом ДСМ, вы-

полняли, используя микроскоп «Люмам-Р8» и фотокамеру ТСА-5,0; программный пакет «Микро-Анализ View»(000 «ЛОМО-Микро-системы», Россия). Статистическую обработку данных экспериментов проводили по коэффициенту корреляции рангов Спирмена. Всего было исследовано 8000 клеток в 160 препаратах. Некоторые предварительные результаты восстанавливающего эффекта ЭПО на ТЛЦ крыс после их обработки ингибиторами опубликованы нами ранее [16].

Результаты и обсуждение. Энергетическая активность каждой исследованной клетки характеризуется интегральной интенсивностью флуоресценции ДСМ в цитоплазме, которая зависит от суммы трансмембранных потенциалов на плазматической и митохон-дриальной мембранах. Ранее нами было установлено, что ЭПО воздействует на ТЛЦ крыс, изменяя градиенты электрических полей на клеточных мембранах. Lifshitz L. и др. [11], продемонстрировавшие иммуномодулиру-ющие эффекты ЭПО, которые проявлялись на клеточном и гуморальном уровнях иммунной системы, не обнаружили рецепторов ЭПО на лимфоцитах. По данным этих авторов, рецепторы ЭПО имеются на макрофагах костного мозга. Обработка ЭПО этих клеток in vitro повышала их фагоцитарную активность и увеличивала экспрессию на клеточной поверхности рецепторов CD116, F4/80 и CD80. Артюховым В. Г. и др. [17] было показано, что активирующее воздействие, например, облучение УФ — светом, индуцирует изменение поверхностного фенотипа ТЛЦ крови человека, вызывая изменение уровня экспрессии антиген — распознающих рецеп-торных комплексов (CD3-, CD4- и CD8- марке-

ров) и перераспределение их на поверхности иммунокомпетентных клеток с образованием рецепторных кластеров различных типов. Возрастание Р и п под действием ЭПО в ТЛЦ, скорее всего, отражает возрастание общей поляризации мембран; поляризация мембран связана с экспрессией поверхностных рецепторов, которая, в свою очередь, обусловлена энергетическим состоянием примембранных комплексов митохондрий вблизи поверхности. [18]. Исходно доля клеток с неповрежденными цитоплазматически-ми мембранами в данной работе составляла 92 - 96%. В экспериментах с ТЛЦ из разных тимусов зарегистрировано снижение п и Р после инкубации со всеми использованными ингибиторами, причем степень и скорость снижения этих параметров зависела от типа ингибитора и длительности инкубации (таблица 1, рис. 1, 2, 3). Максимальный эффект достигался при воздействии ДНФ: уже через 10 мин инкубации светящиеся митохондрии практически отсутствуют в суспензии клеток; Р также резко снижается; через 20 мин продолжается снижение п и Р; через 40 мин светящихся митохондрий не видно, Р на уровне фона. ЭПО не восстанавливает Р и п . На рис. 1 наглядно продемонстрирована динамика нарастания доли ТЛЦ без флуоресцирующих митохондрий , %)

под действием ДНФ и отсутствие восстанав-ливавающего эффекта ЭПО. ДНФ является классическим протонофором, который быстро и необратимо снижает одновременно оба компонента электрохимического градиента — электрический и химический, деполяризует мембраны.

Таблица 1

Изменение средней интенсивности флуоресценции (Русл. ед.) и числа флуоресцирующих митохондрий на клетку (п ) в процессе инкубации ТЛЦ с ингибиторами и ЭПО при 37°С.

контроль ТЛЦ + ДНФ ТЛЦ + ПХФ ТЛЦ + ДЦКД

1:,мин Пт/с F Пт/с F Пт/с F Пт/с F

10 10,8 ± 0,8 27,6 ± 2,6 0,5 ± 0,1* 5,7 ± 06** 4,4 ± 0,8* 9,6 ± 0,8* 3,3±0,3* 9,2 ± 0,6*

20 9,0 ± 0,7 25,5 ± 2,5 0,4 ± 0,1* 4,5 ± 0,5* 2,8 ± 0,3** 7,0 ± 0,6* 1,9±0,3** 5,5 ± 0,5*

40 8,8 ± 0,6 23,0 ± 2,5 0 2,3 ± 0,3* 0 2,5 ± 03* 0 2,8 ± 0,4**

+ЭПО

30 20,5 ± 1,0 48,3 ± 4,7 0 2,3 ± 0,3* 4,7 ± 0,6* 9,7 ± 0,7* 8,7 ± 0,8** 18,4 ± 0,8**

* — P < 0,01, ** — P < 0,025; п — среднее число флуоресцирующих митохондрий на клетку в данных временных точках по всем измеренным клеткам; Русл. ед. — средние величины флуоресценции в данных временных точках по всем измеренным клеткам. Контроль: ТЛЦ, инкубированные без ингибиторов при 37° С, с добавлением ЭПО через 40 мин инкубации; опыт: ТЛЦ + ДНФ, ТЛЦ + ПХФ, ТЛЦ + ДЦКД — клетки после инкубации с ДНФ, ПХФ и ДЦКД и затем — с ЭПО пр 370С. Для каждой временной точки приведена величина среднего (М) и ошибка среднего (т).

Через 10 мин инкубации ТЛЦ с ПХФ остается ~ 37 % п и ~ 35 % Р; через 20 мин ~ 26 % п т/с и ~ 25 % Р от контроля; через 40 мин светящихся митохондрий не видно, Р на уровне фона. На рис. 2 показано изменение доли ТЛЦ без флуоресцирующих митохондрий (ЫС-ЕМ, %) под действием ПХФ и эффект ЭПО. Нарастание во времени ингибирующего воздействия ПХФ на ТЛЦ практически линейно и частично обратимо в присутствии ЭПО, который восстанавливает ~ 23% п и ~20% Р, что примерно соответствует доле зрелых ТЛЦ в суспензии клеток тимуса. Можно предположить, что эффект обратимости является кажущимся, поскольку под действием ЭПО активитуются те клетки, которые исходно имели высокий Дфр, и ПХФ в них практиче-

ски не проникает, т. к. имеет отрицательный заряд и не повреждает мембрану снаружи, как в случае ДНФ.

Десятиминутная инкубация ТЛЦ с ДЦКД оставляет ~ 30% флуоресцирующих п

т/с

и ~

33 % Р. После 20 мин воздействия ДЦКД в суспензии регистрируется ~ 18 % п и ~ 20 % Р, происходит резкая деэнергизация митохондрий. Через 40 мин светящихся митохондрий не видно, Р на уровне фона. 30-минутная инкубация с ЭПО восстанавливает ~ 42% п т/с и ~ 38 % Р от контрольного уровня. Рис. 3 демонстрирует изменение доли ТЛЦ без флуоресцирующих митохондрий (Н , %) под действием ДЦКД и восстанавливавающее воздействие ЭПО.

С-ЕМ.Я

0 10 М 30 <0 50 № И

пйп

Рис. 1

10 20 30 40 50 60 70

т1п

Рис.2

10 20 80 40 50 60 70

т1п

Рис. 3

Изменение доли Т-лимфоцитов без флуоресцирующих митохондрий (1\1с , %) в процессе инкубации с ДНФ (Рис. 1), с ПХФ (Рис. 2), с ДЦКД (Рис. 3) и влияние ЭПО при 37°С. По оси абсцисс отложено время в минутах; по оси ординат — средние величины долей Т-лимфоцитов без флуоресцирующих митохондрий для каждой временной точки по всем измеренным клеткам.

Доверительные интервалы при Р < 0,05.

Р0Р1-АТФ — аза митохондрий является сложным липопротеидным комплексом и состоит из гидрофильного каталитического центра Р1 и мембранного сектора Р0 [19]. ДЦКД — специфический ингибитор транслокации протонов в Р0Р1 АТФ-азе митохондрий [20] который ковалентно связывается с протеолипидом — одной из субъединиц

Р0. В опытах с меченым ДЦКД было установлено, что ДЦКД действует на протеолипид, связываясь всего с одним остатком глута-миновой кислоты GLY-59 [21]. ДЦКД ингиби-рует АТФ — азу в мембранах митохондрий, за счет этого снижается п и общая Р. Ре-

т/с

акция ТЛЦ на воздействие ДЦКД подтверждает важную роль АТФ-азы в поддержании

мембранного митохондриального потенциала. Эффект деэнергизации митохондрий под действием ДЦКД обратим в присутствии ЭПО, если судить по среднему числу митохондрий в восстановленных ТЛЦ. Это может свидетельствовать о способности ЭПО частично восстанавливать поляризацию митохондри-

альных мембран. На рис. 4, 5, 6 изображены ТЛЦ, окрашенные зондом ДСМ: (Рис. 4 — исходный образец после инкубации с ЭПО; Рис. 5—ТЛЦ после 40-минутной инкубации с ДЦКД; Рис. 6 — ТЛЦ после воздействия ЭПО на обработанные ДЦКД клетки.

Рис. 4 Рис. 5 Рис. 6

Т-лимфоциты из тимуса крысы, окрашенные зондом ДСМ. Рис. 4 — исходный образец после инкубации с ЭПО, Р= 52,0 усл. ед.; Рис. 5 — ТЛЦ после 40-минутной инкубации с ДЦКД Р = 3,0 усл. ед.; Рис. 6 — ТЛЦ после воздействия ЭПО

на обработанные ДЦКД клетки, Р = 20,0 усл. ед.

Возможно, что механизм избирательного обратимого воздействия ЭПО после ДЦКД на ТЛЦ объясняется различным содержанием и состоянием Р0Р1 АТФ-азы в мембранах митохондрий клеток разной степени рецепторной зрелости и связанной с этим метаболической реактивностью. Наши данные свидетельствуют о том, что ЭПО влияет на метаболизм ТЛЦ, связанный с энергетической активностью митохондрий.

Выводы. Максимальный восстанавливающий эффект эритропоетина на Т-лимфоциты наблюдается после воздействия ингибитора АТФ-азы — дицклогексилкарбодии-мида, что свидетельствует о существенной роли протонной помпы АТФ — азы в создании градиента на мембранах митохондрий и о способности эритропоэтина частично восстанавливать поляризацию мембран митохондрий в Т-лимфоцитах.

ЛИТЕРАТУРА

1. JelkmannW., Gross A. J. (Eds.) Erythropoietin. // Springer-Verlag Berlin Yeidelberg New York, 1989,180 p.

2. Осиков М. В., Григорьев Т. А., Федосов А.А., Козочкин Д.А., Ильиных М.А. Влияние эритропо-этина на функциональную активность тромбоцитов.// Современные проблемы науки и об-разования.—2012.—№ 6.; URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_23220530_33460976. pdf.

3. Бакшеев В.И., Коломоец Н.М.Эритропоэтин в клинической практике.// Клиническая медицина. 2007;85(9):30 - 37.

4. Biggar P, Kim GH. Treatment of renal anemia: Erythropoiesis stimulating agents and beyond.// Kidney Res Clin Pract. 2017; 36(3):209 - 223.

5. Bonomini M1, Del Vecchio L2, Sirolli V3, Locatelli F2. New Treatment Approaches for the Anemia of CKD. // Am J Kidney Dis. 2016; 67(1):133 - 42.

6. Livnah O, Johnson DL, Stura EA., et al. Anantagonist peptide-EPO receptor complex suggests that receptor dimerization is not sufficient for activation. // Nature Structural & Molecular Biology.1998; 5 (11): 993-1004.

7. Сараева Н. О. Использование рекомбинантного эритропоэтина в гематологической практике. // Сибирский медицинский журнал. 2006;64(6): 5 - 10.

8. Захаров Ю. М., Мельников И. Ю., Тишевская Н. В., Шевяков С. А. Исследование роли межклеточных взаимодействий в регуляции эритропоэза в эритробластических островках костного мозга.// Вестник уральской медицинской академической науки.2015; 55(4): 59 - 62.

9. Осиков М. В., СимонянЕ.В., Саедгалина О. Т., Федосов А. А. Механизм влияния эритропо-этина на количественный состав лимфоцитов крови при экспериментальной термической травме. // Современные проблемы науки и образования.— 2016.— № 2 URL: https:// elibrary.ru/download/elibrary_25869790_84106576.pdf.

10. Rocha J, Eduardo-Figueira M, BarateiroA., et al. Erythropoietin reduces acute lung injury and multiple organ failure/dysfunction associated to a scald-burn inflammatory injury in the rat. // Inflammation. 2015; 38(1):312 - 26.

11. Lifshitz L., Avneon M., Prutchi-Sagiv S., Katz O., Gassmann M., Mittelman M., NeumanD.// Immunomodulatory functions of Erythropoietin. Focus uni-luebeck Supplement. 2009; 28.

12. Todosenko NM1, Shmarov VA1, Malashchenko VV1., et al. Erythropoietin exerts direct immunomodulatory effects on the cytokine production by activated human T-lymphocytes. // Int Immunopharmacol. 2016; 36:277 - 281.

13. Wang S12, Zhang C12, Li J12., et al. Erythropoietin protects against rhabdomyolysis-induced acute kidney injury by modulating macrophage polarization. // Cell Death Dis. 2017; 8(4): e2725.

14. Morozova G. I., Parkhomenko T. V., Klitsenko O. A., Tomson V. V. Stimulating effect of erythropoietin on thymocyte energetics established in vitro with a potential-sensitive fluorescent probe in the mitochondria.// Biochem. Suppl.Series A: Membr Cell Biology. 2007; 1 (4):325 - 330.

15. Parkhomenko T. V., Morozova G. I., Klytsenko O. A., Tomson V. V. Quantitative evaluation of erythropoietin (EPO) influence on rat T-lymphocytes.//Annals of Hematology 2000;79(5): B8.

16. Parkhomenko T. V., Morozova G. I., Klytsenko O. A., Tomson V. V. Evaluation of restoring erythropoietin (EPO) effect on rat T-lymphocytes after their treatment with some inhibitors in vitro. // Annals of Hematology. 2003;82 (6): S114.

17. Артюхов В. Г., Путинцева О. В., Брагина В. А., Пашков М. В., Василенко Д. В. Флюоресцентные методы в исследовании УФ-индуцированных изменений структурно-функционального состояния лимфоцитов крови человека. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012;153 (6): 891 - 895.

18. Parkhomenko T. V., Morozova G. I., Klitsenko O. A., Tomson V. V. The erythropoietin (EPO) response of cells isolated from rat thymuses in vitro. // Focus uni-luebeck Supplement. 2009:32.

19. Futai M., Noumi T., Maeda M. ATP — synthase (H+- ATP — ASE) — results by combined biochemical and molecular biological approaches. // Annual Review of Biochemistry.1989; 58:111- 136.

20. Clejan L., Bosch C. G., Beattie D. S. Inhibition by dicyclohexylcarbodiimide of proton ejection but not electron-transfer in rat-liver mitochondria. // Journal of Biological Chemistry.1984; 259 (21):13017 -13020.

21. Linnane A., Lukins H., Nagley P., et al. Assembly of the yeast mitochondrial H+ATP-Ase correlative studies involving gene sequencing and immunochemical probes of assembly. //Achievements and perspectives of mitochondrial research.1985; 1(Bioenergetics):211 - 222.

Данные для корреспонденции:

Пархоменко Татьяна Васильевна, ст. научн. сотр. лаборатории патоморфологии НИЦ ГБОУ ВПО СПбГМУ им. И. П. Павлова Минздрава России;

197022, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 6/8, тел/факс: +7 (812) 499-71-54, e-mail: [email protected].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.