Роль сигнального каскада IKK-2/NF-κB в активации перитонеальных макрофагов гуминовыми кислотами торфа

Введение. Макрофаги занимают особое место в формировании и координации иммунного ответа, их популяция характеризуется гетерогенностью, однако среди них выделяют два основных типа: провоспалительные (классически активированные) макрофаги М1, которые активируются интерфероном-γ (ИФН-γ) или липополисахаридом (ЛПС) бактерий, продуцируют провоспалительные цитокины, оксид азота (NO) и инициируют иммунный ответ, и противовоспалительные (альтернативно активированные) макрофаги М2, которые активируются такими цитокинами как интерлейкин 1 (ИЛ-1), ИЛ-10 или ИЛ-13 и связаны с подавлением иммунного ответа и заживлением тканей. Провоспалительные свойства макрофагов чаще всего связывают с активацией внутриклеточного сигнального каскада с участием киназного комплекса IKK-2 и ядерного фактора-κB (NF-κB), который является важнейшей молекулой сигнальной трансдукции. Ранее было показано, что гуминовые кислоты (ГК) торфа вызывают появление у макрофагов провоспалительных свойств, однако внутриклеточные механизмы такой активации не изучены.

Цель. Изучение вклада внутриклеточного сигнального каскада IKK-2/NF-κB в процесс активации провоспалительных свойств макрофагов гуминовыми кислотами торфа.

Материалы и методы. Исследования проводили с помощью культуральных методов, а также методом вестерн-блоттинга.

Результаты и обсуждение. Показано, что добавление ингибитора киназы IKK-2 в культуру макрофагов снижало способность ГК стимулировать продукцию оксида азота исследуемыми клетками. Методом вестерн-блоттинга выявлено, что через 30 минут после совместной инкубации ГК с макрофагами содержание молекулы NF-κB p65 в клетках увеличивалось, через 60 минут снижалось до показателей интактного контроля, а через 17 часов уменьшалось в 3 раза по сравнению с контрольным уровнем. Однако ингибитор IKK-2 после 30-минутной инкубации не оказывал блокирующего влияния на киназу IKK, тогда как через час после совместной инкубации клеток с ингибитором и веществами наблюдалось снижение уровня NF-κB p65. Эта тенденция сохранялась и к 17 часам.

Заключение. Стимулирующее действие гуминовых кислот торфа на макрофаги реализуется, в том числе, за счет активации киназного комплекса IKK-2 с дальнейшим высвобождением субъединицы p65 молекулы NF-κB. Прослеживается зависимость степени активации NF-κB от срока взаимодействия клетки с активирующими агентами. ГК осуществляют запуск внутриклеточного сигнального каскада ядерного фактора NF-κB уже в течение первых 30 минут.

1. Shapouri-Moghaddam A., Mohammadian S., Vazini H., Taghadosi M., Esmaeili S.-A., Mardani F., Seifi B., Mohammadi A., Afshari J. T., Sahebkar A. Macrophage plasticity, polarization, and function in health and disease. Journal of Cellular Physiology. 2018;233(9):6425–6440. DOI: 10.1002/jcp.26429.

2. Liu T., Zhang L., Joo D., Sun S. C. NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2017;2(17023). DOI: 10.1038/sigtrans.2017.23.

3. Trofimova E. S., Ligacheva A. A., Sherstoboev E. Y., Zhdanov V. V., Danilets M. G., Dygai A. M., Zykova M. V., Belousov M. V., Yusubov M. S., Krivoshchekov S. V. Influence of humic acids extracted from peat by different methods on functional activity of macrophages in vitro. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2017;162(6):741–745. DOI: 10.1007/s10517-017-3702-5.

4. Trofimova E. S., Zykova M. V., Sherstoboev E. Yu., Danilets M. G., Ligacheva A. A., Belousov M. V. Effects of Humic Acids, Isolated from High-Moor Pine-Peat Moss-Cotton Grass Peat on the Production of Cytokines by Mouse and Human Immunocompetent Cells and on Humoral Immune Response. Bulletin of experimental biology and medicine. 2020;168(5):651–653. DOI: 10.1007/s10517-020-04772-2.

5. Dorrington M. G., Fraser I. D. C. NF-κB Signaling in Macrophages: Dynamics, Crosstalk, and Signal Integration. Frontiers in immunology. 2019;10:705. DOI: 10.3389/fimmu.2019.00705.

6. Зыкова М. В., Логвинова Л. А., Белоусов М. В. Высокомолекулярные соединения гуминовой природы – перспективные биологически активные соединения. Традиционная медицина. 2018;2(53):27–38.

7. Cagno V., Donalisio M., Civra A., Cagliero C., Rubiolo P., Lembo D. In vitro evaluation of the antiviral properties of Shilajit and investigation of its mechanisms of action. Journal of Ethnopharmacology. 2015;166:129–134. DOI: 10.1016/j.jep.2015.03.019.

8. Radomska-Leśniewska D. M., Skopińska-Różewska E., Jóźwiak J., Demkow U., Bałan B. J. Angiomodulatory properties of some antibiotics and Tołpa Peat Preparation. Central-European Journal of Immunology. 2016;41(1):19–24. DOI: 10.5114/ceji.2016.58312.

9. Малышев И. Ю. Феномены и сигнальные механизмы репрограммирования макрофагов. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2015;59(2):99–111.

10. Zhou D., Huang C., Lin Z., Zhan S., Kong L., Fang C., Li J. Macrophage polarization and function with emphasis on the evolving roles of coordinated regulation of cellular signaling pathways. Cell Signal. 2014;26(2):192–197. DOI: 10.1016/j.cellsig.2013.11.004.

11. Connelly L., Palacios-Callender M., Ameixa C., Moncada S., Hobbs A. J. Biphasic Regulation of NF-κB Activity Underlies the Pro- and Anti-Inflammatory Actions of Nitric Oxide. The Journal of Immunology. 2001;166(6):3873–3881. DOI: 10.4049/jimmunol.166.6.3873.