CC BY
74
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ФИЗИОЛОГИИ
М.А. Чейдо, М.М. Геворгян
ФГБУ «Научно-исследовательский институт физиологии» Сибирского отделения РАМН, Новосибирск
Роль дофаминовых D1- и D2-рецепторов в дельта1-опиоидергической иммуностимуляции
На мышах линии СВА, иммунизированньа эритроцитами барана (5x108), обнаружен выраженный иммуноактивирующий эффект высокоселективного пептидного агониста дельта-опиоиднъа рецепторов ОРОРЕ (100 мкг/кг). Сопоставление результатов, полученных с введением ОРОРЕ на фоне предварительной блокады постсинаптических дофаминовых О- (ЗСИ-23390, 1 мг/кг) или О2- (галоперидол, 1 мг/кг) типов рецепторов, позволило установить более значимый вклад О-рецепторов в процесс дельта-опиоидергической иммуностимуляции.
Ключевые слова: дельта-опиоидные рецепторы, DPDPE, DI-, D2-дофаминовые рецепторы, IgM-иммунный ответ.
Введение
Дельта-опиоидные рецепторы (дельта-ОР) привлекают внимание клиницистов и экспериментаторов в связи с их включением в регуляцию многих биологических (ноцицепция, когнитивные функции, настроение, эмоциональное состояние, двигательная активность и т.д.) [1] и патологических (развитие тревожности, депрессии) [2] процессов. Установлено также модулирующее влияние синтетических дельта-агонистов на функцию иммунной системы [3—6], и на сегодняшний день перспектива их использования в качестве иммуномодуляторов стала актуальной проблемой. Согласно результатам радиорецепторных исследований, из большого числа дельта-лигандов пептидной природы самыми эффективными являются DPDPE и DSLET, действующие, соответственно, на дельта^ и дельта2-подтипы ОР [7]. В настоящее время наиболее полно освещена иммуномодулирующая роль гексапептида DSLET, который обладает выраженным супрес-сирующим влиянием на иммунитет [3 — 6]. В наших работах было показано, что данный эффект является серотонинзависимым (5-НТ-зависимым) и реализуется преимущественно через пресинаптические 5-НТ1а-ауторецепторы и постсинаптические 5-НТ2А-рецепторы [3]. В то же время в условиях избирательной блокады
дельта-ОР ICI-174864 [8] так же, как при активации ^-ОР DAGO [9], у мышей и крыс наблюдается усиление иммунной реакции, которое обеспечивается иммуностимулирующими дофаминовыми механизмами. 55 Что же касается изучения модулирующего влияния агониста дельта^ОР DPDPE на иммунную функцию, то подобных исследований in vivo было проведено очень мало.
В связи с вышеизложенным в качестве цели настоящего исследования можно обозначить выяснение роли DPDPE в контроле иммунного ответа и нейрохимического обеспечения этого процесса.
Материалы и методы
Работа выполнена на 97 мышах-самцах линии СВА (22—24 г) в возрасте 2,0—2,5 мес (виварий НИИ физиологии СО РАМН), которых содержали в стандартных условиях. Опыты проведены с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕС) и одобренных Комитетом по биомедицинской этике НИИ физиологии СО РАМН.
Специфический агонист дельта^ОР DPDPE —
[D-Pen 2,5]-enkephalin (Sigma, Германия) (100 мкг/кг), а также блокаторы постсинаптических дофаминовых D:-
M.A. Cheido, M.M. Gevorgjan
Federal State Budgetary Institution «Research Institute of Physiology» under the Siberian Branch of the Russian Academy
of Medical Sciences , Novosibirsk
Role of dopamine Dx- and D2-receptors in the deltaj-opioidergic
immunostimulation
The study has shown that activation of delta-opioid receptors by a highly selective peptide agonist DPDPE (100 Mg/kg) results in a significant increase of the immune response to antigen (SRBC, 5x 108) in CBA mice. SCH-23390 (1 mg/kg), a selective antagonist of the postsynaptic dopamine D-receptors, and selective D2-blocker haloperidol (1 mg/kg) prevented immunostimulating effect of DPDPE. Comparison of effects of the antagonists suggests that delta-opioidergic immunostimulation has more significant impact due to involvement of dopamine D-receptors.
Key words: delta-opioid receptors, DPDPE, D-, D2-dopamine receptors, IgM-immune response.
ВЕСТНИК РАМН /2012/ № 5
Результаты
Избирательная активация дельта^ОР высокоспецифичным агонистом DPDPE в дозе 100 мкг/кг вызывает по сравнению с контрольной группой статистически достоверное нарастание числа IgM-АОК [F1 39=5,75; p <0,02] в селезенке мышей линии СВА, иммунизированных Т-зависимым антигеном — ЭБ (5х108) (рис. 1).
При этом анализ субпопуляционного состава клеток показал, что при иммуностимулирующем действии DPDPE в селезенке животных наблюдается накопление Т-клеток с маркером CD3 (с 39,4+1,95 до 45,9+2,3) [F113=4,71; p <0,05] по сравнению с их количеством в группе животных без введения препарата (контроль). Одновременно здесь намечается незначительная тенденция к повышению содержания CD8+ Т-лимфоцитов [F113=3,53; p <0,08] и происходит уменьшение числа СDl6/32+-клеток (с 50,0+0,74 до 46,2+1,36) [F111=6,43; p<0,03], обладающих киллерной активностью. Под влиянием опиоида в результате увеличения содержания CD4+ Т-лимфоцитов (с 26,01+1,1 до 30,5+1,3) [F113=6,51; p <0,02] в селезенке повышается индекс иммунореактивности (соотношение CD4+/CD8+) [F113=7,73; p <0,02]. В периферической крови не было обнаружено достоверных изменений субпопуляционного состава лимфоцитов.
В ходе экспериментов также было продемонстрировано, что системное введение мышам избирательных антагонистов D1-рецепторов SCH-23390 (1 мг/кг) [F125=42,15; p <0,001] и D2-рецепторов галоперидола (1 мг/кг) [F1 25=10,23; p <0,001] приводит к однонаправленному эффекту — выраженному уменьшению числа IgM-АОК относительно контроля (см. рис. 1). Подобное снижение иммунной функции под действием обоих антагонистов было обнаружено и ранее, на мышах другой линии (C57BL/6J) и крысах линии Вистар.
Кроме того, установлено, что предварительная блокада D1-рецепторов SCH-23390 (1 мг/кг) предотвращает иммуностимулирующее действие DPDPE (см. рис. 1). Это выражается в сохранении числа IgM-АОК на уровне, наблюдаемом при использовании самого блокатора [F1 26=0,29; p >0,05], и свидетельствует о включении D1-рецепторов в эффект дельта1-агониста. Из рис. 1 также видно, что содержание IgM-секретирующих клеток в данных условиях эксперимента значительно снижено как по сравнению с контрольной (без препарата) [F1 21=33,79; p <0,001], так и с опытной (введение DPDPE) [F: 34=58,88; p <0,001] группой мышей.
Иной результат был получен при комбинированном применении галоперидола (1 мг/кг) и DPDPE (100 мкг/ кг). В этом случае число IgM-АОК, хотя и превышает таковое у животных, обработанных антагонистом [F1,16=5, 96; p <0,03], однако не достигает значений при введении только DPDPE, а соответствует контрольному уровню [F119=0,14; p >0,05] (см. рис. 1).
Обсуждение
В настоящем исследовании установлено участие дельта1-агониста DPDPE в иммуностимулирующих механизмах. Также показано, что ключевым нейрохимическим механизмом эффекта DPDPE является допаминер-гический с дифференцированным вкладом постсинап-тических D1- и D2-рецепторов, роль которых известна в развитии ряда дегенеративных заболеваний и психических расстройств. В пользу полученных данных свиде-
/1 1 1 1 1 1
| ГП+DPDPE IJ 0
1 1 1 1
I ГП U *
1 1 1
[ SCH+DPDPE и$
1 1 1
| SCH-23390 1 *
1 1 1
DPDPE Р *
| КОНТРОЛЬ U
0 50 100 150 200 250 300 350 400
56
Рис. 1. Влияние DPDPE на иммунный ответ мышей линии СВА в условиях блокады постсинаптических дофаминовых D1-и D2-рецепторов.
По оси абсцисс — относительное число ^М-АОК в селезенке животных на 5-й день после иммунизации эритроцитами барана (5х108). По оси ординат — группы животных, получавших DPDPE (100 мкг/кг) на фоне предварительного введения SCH-23390 (1 мг/кг) или галоперидола (ГП) (1 мг/кг) за 30 мин до введения антигена.
* — р <0,001 по сравнению с контролем; $ — р >0,05 по сравнению с введением SCH-23390; о — р <0,02 по сравнению с гало-перидолом.
[R-(+)-SCH-23390, Sigma, Германия] и D2-рецепторов (галоперидол, Гедеон Рихтер А.О., Венгрия) вводили мышам в дозе 1 мг/кг внутрибрюшинно в физиологическом растворе за 30 мин до иммунизации эритроцитами барана (ЭБ, 5х108) в хвостовую вену. При комбинированном использовании препаратов интервал между введениями составлял 5—10 мин. Контрольные животные получали соответствующий объем растворителя по той же схеме, что и препараты. В каждой серии было не менее 10 мышей.
Интенсивность гуморального иммунного ответа оценивали в селезенке мышей на 5-й день после иммунизации по количеству IgM-антителообразующих клеток (IgM-АОК) [10].
На проточном цитофлуориметре «FACS Calibur» (Becton Dickinson, США) определяли процентное содержание CD3+-, CD4+-, CD8+- и CD16/32+-лимфоцитов в периферической крови и селезенке иммунизированных мышей с введением DPDPE. Для иммунофенотипи-рования клеток использовали моноклональные антитела к CD3, меченные флуоресцеином-5-изотиоцинатом (FITC), к CD4 и CD16/32 — меченные фикоэритрином, и антитела к CD8, меченные перидинин-хлорофилл протеином (PerCP). Удаление эритроцитов в исследуемых пробах периферической крови и селезенки осуществляли раствором BD FASC Lysin Solution «Becton Dickinson» (США) c последующим 3-разовым отмыванием клеток. По соотношению числа CD4+ и CD8+-Т-лимфоцитов (CD4/CD8) вычисляли индекс иммунореактивности. Математический анализ (сбор и обработку данных) проводили с применением программного обеспечения «CellQuest Pro». В каждой пробе анализировали не менее 3000 лимфоцитов.
Достоверность различий между сравниваемыми группами определяли посредством однофакторного дисперсионного анализа ANOVA с использованием статистического пакета Statistica Advanced for Windows v. 10,0 и парного сравнения по ^-критерию Стьюдента.
2
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ФИЗИОЛОГИИ
тельствует ряд фактов. Так, особенность нейрохимической организации дельта1-ОР заключается в их локализации в ряде дофаминсодержащих структур мозга. К ним прежде всего относятся хвостатое (nucleus caudatus) и прилежащее (nucleus accumbens) ядро головного мозга крыс [11], в которых сосредоточены в высокой концентрации D1- и D2-рецепторы, играющие важную роль в контроле иммунной функции [12, 13]. Кроме того, по данным современных исследований, установлено, что под влиянием DPDPE (в отличие от DSLET) происходит усиление выделения дофамина в прилежащем ядре крыс [14].
Результаты сравнительного анализа иммуностимулирующего влияния DPDPE, зафиксированного на фоне блокады D1- и D2-рецепторов, соответственно, SCH-23390 и галоперидолом, показали, что, несмотря на установленное включение обоих типов дофаминовых рецепторов
в DPDPE-индуцированную иммуностимуляцию, роль D1-рецепторов в этом процессе более значима по сравнению с вкладом D2-рецепторов.
Интересно отметить, что дофаминергические механизмы также лежат в основе ^-опиоидной иммуностимуляции, однако в этом случае эффект обусловлен включением только постсинаптических D2-рецепторов [9, 15]. Одним из возможных объяснений дифференцированного участия дофаминовых рецепторов во взаимодействии с различными типами ОР в иммуномодуляции могут служить ультраструктурные доказательства ко-локализации дельта-ОР и D1-рецепторов в отличие от сосуществования ^-ОР с D2-рецепторами в некоторых структурах мозга крыс [16]. Более того, ранее нами были получены данные о неравноценном вовлечении D1- и D2-рецепторов в процесс нейроиммуностимуляции [13].
ЛИТЕРАТУРА
1. Coop A., Rice K.C. Role of 5-opioid receptors in biological processes. Drug News Perspect. 2000; 13 (13): 481-487.
2. Varona A., Gill J., Saracibar G. et al. Effects of imipramine treatment on delta-opioid receptors of the rat brain cortex and striatum. Arzneimittelforschung. 2003; 53 (1): 21-25.
3. Чейдо М.А., Идова Г.В. Роль серотониновых рецепторов в дельта-опиоидной иммуносупрессии. Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2010; 96 (2): 1234-1240.
4. Husted T.L., Govindaswami M., Oeltgen P.R. et al. A delta2-opioid agonist inhibits p38 MARK and suppresses activation of murine macrophages. JSurgRes. 2005; 128 (1): 45-49.
5. Rahim R.T., Meissier J.J., Cowan A. et al. Administration of mu-, kappa- or delta2-receptor agonists via osmotic minipumps suppresses murine splenic antibody responses. Int. Immunopharmacol. 2001; 1 (11): 2001-2009.
6. Smakhtin M.Y., Konoplya A.I., Sever’yanova L.A., Shveinov I.A. DSLET and ACTH(4-10) increase mitotic activity of hepatocytes and suppress antibody production. Bull Exp. Biol. Med. 2003; 135 (5): 428-429.
7. Kim K.W., Kim S.J., Shin B.S., Choi H.J. Ligand binding profiles of delta-opioid receptor in human cerebral cortex membranes: evidence of delta-opioid receptor heterogeneity. Life Sci. 2001; 68 (14): 1649-1656.
8. Cheido M.A., Idova G.V., Devoino L.V. Involvement of delta-opioid receptors in immunosuppression. Inter. J. Neurosci. 1996; 84: 195-203.
9. Devoino L., Cheido M., Alperina E., Idova G. Evidence for a role of dopaminergic mechanisms in the immunostimulating effect of
ц-opioid receptor agonist DAGO. Intern. J. Neurosci. 2003; 113: 1381-1394.
10. Cunningham A.J. A method of increased sensitivity for detecting single antibody forming cells. Nature. 1965; 207: 1106-1107.
11. Hiller J.M., Fan LQ., Simon E.J. Autoradiographic comparison of [3]DPDPE and [3]DSLET binding: evidence for distinct delta 1 and delta 2 opioid receptor populations in rat brain. Brain Res. 1996; 719 (1-2): 85-95.
12. Nistico G., Caroleo M.C., Arbitrio M., Pulvirenti L. Evidence for involvement of dopamine D1 receptors in the limbic system in the control of immune mechanisms. Neuroimmunomodulation. 1994; 1 (3): 174-180.
13. Девойно Л.В., Альперина Е.Л., Геворгян М.М., Чейдо М.А. Участие в иммуностимуляции дофаминовых Dj- и D2-рецеп-торов прилежащего ядра у крыс. Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2005; 91 (11): 1281-1287.
14. Hirose N., Murakawa K., Takada K. et al. Interactions aming mu- and delta-opioid receptors, especially putative delta1- and delta2- opioid receptors, promote dopamine release in the nucleus accumbens. Neuroscience. 2005; 135 (1): 213-225.
15. Чейдо М.А., Идова Г.В. Дифференцированный вклад дофаминовых D1- и D2-рецепторов в ц-опиоидергическую иммуномодуляцию. Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2006; 92 (5): 546-551.
16. Ambrose L.M., Gallagher S.M., Unterwald E.M., Van Bockstaele E.J. Dopamine D1 and delta-opioid receptors co-exist in rat striatal neurons. Neurosci. Lett. 2006; 399 (3): 191-196.
57
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Чейдо Маргарита Александровна —кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов нейрохимической модуляции ФГБУ «Научно-исследовательский институт физиологии» Сибирского отделения РАМН
Адрес: 630117, Новосибирск, ул. Академика Тимакова, д. 4 Тел.: (383) 335-98-58 Факс: (383) 335-98-54 E-mail: с[email protected]
Геворгян Маргарита Маиловна — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов нейрохимической модуляции ФГБУ «Научно-исследовательский институт физиологии» Сибирского отделения РАМН
Адрес: 630117, Новосибирск, ул. Академика Тимакова, д. 4 Тел.: (383) 335-98-58 Факс: (383)335-98-54 E-mail: [email protected]
