Вплив експериментального гестаційного діабету та введень глібенкламіду на рівень мРНК NLRP3-інфламасоми та розподіл NLRP3+-клітин у брижових лімфатичних вузлах у нащадків

Т. М. Prozorova, V. A. Kamyshna, О. М. Kamyshnyi

Анотація


У нащадків щурів з експериментальним гестаційним діабетом (ЕГД) спостерігається ціла низка порушень функціонування вроджених й адаптивних компонентів імунної системи. При ЕГД важливою ланкою патогенезу є активація NLRP3-інфламасоми. Саме тому вона – привабливий об’єкт для фармацевтичного впливу. Серед інгібіторів інфламасоми перспективним є глібенкламід, який до того ж може ефективно коригувати гіперглікемію у вагітних.

Мета роботи – з’ясувати рівень експресії мРНК NLRP3-інфламасоми та розподіл NLRP3+-лімфоцитів у брижових лімфатичних вузлах у нащадків щурів з експериментальним гестаційним діабетом і після введень глібенкламіду вагітним щурам лінії Вістар.

Матеріали та методи. Здійснили молекулярно-генетичне дослідження методом полімеразної ланцюгової реакції зі зворотною транскрипцією в режимі реального часу (ЗТ-ПЛР) рівня експресії мРНК гена Nlrp3, імунофлюоресцентне та імуногістохімічне дослідження розподілу NLRP3+-клітин у БЛВ у експериментальних тварин.

Результати. Розвиток ЕГД супроводжується транскрипційною індукцією гена Nlrp3 в БЛВ у нащадків, рівень мРНК котрого зростав у 5 разів (р < 0,05) в 1-місячних і в 3 рази – (р < 0,05) у 6-місячних тварин. Введення глібенкламіду під час вагітності інгібує транскрипцію гена Nlrp3 тільки у віці 1 місяць (у 5,3 раза, р < 0,05) і не змінюється у старшій віковій групі. У нащадків щурів з ЕГД зростає щільність популяції NLRP3+-лімфоцитів у БЛВ, виразніше – на ранніх термінах спостереження. Приймання глібенкламіду знижує кількість NLRP3+-лімфоцитів тільки у віці 1 місяць (на 33 %, коркове плато), тоді як у 6-місячних нащадків їхня чисельність у м’якотних тяжах навіть зростає.

Висновки. Підвищення рівня експресії мРНК NLRP3-інфламасоми та щільності NLRP3+-лімфоцитів у БЛВ у нащадків щурів з ЕГД свідчить про активацію прозапальної сигналізації. Глібенкламід як інгібітор активації NLRP3 продемонстрував свою ефективність лише на ранніх термінах спостереження.


Ключові слова


ЕГД; БЛВ; NLRP3-інфламасома; глібенкламід

Посилання


Kamyshny, A. M., Prozorova, T. M., & Kamyshna, V. A. (2015). Vliyanie e´ksperimental'nogo gestacionnogo diabeta na uroven' e´kspressii mRNK AIRE i kharakter differencirovki FOXP3+ kletok v bryzheechnyh limfaticheskikh uzlakh [The influence of experimental gestational diabetes on expression of Aire mRNA and character of differentiation of Foxp3+ - cells in mesenteric lymph nodes in the offspring]. Morfolohiia, 9(2), 29–35. [in Russian].

Prozorova, T. M., & Kamyshnyy, O. M. (2016). Zminy rivnia ekspresii mRNK heniv AIRE, DEAF1, FOXP3,CTLA4 i IL10 v bryzhovykh limfatychnykh vuzlakh u nashchadkiv shchuriv z eksperymentalnym hestatsiinym diabetom i v umovakh formuvannia oralnoi tolerantnosti do insulinu [Changes of mRNA gene expression level of AIRE, DEAF1, FOXP3, CTLA4 and IL-10 in the offspring of rats with experimental gestational diabetes and in conditions of insulin oral tolerance formation]. Problemy endokrynnoi patolohii, 3, 50–59. [in Ukrainian].

Wojcik, M., Zieleniak, A., Zurawska-Klis, M., Cypryk, K., & Wozniak, L. (2016). Increased expression of immune-related genes in leukocytes of patients with diagnosed gestational diabetes mellitus (GDM). Experimental Biology And Medicine, 241(5), 457–465. doi: 10.1177/1535370215615699.

Li, Q., Pereira, T., Moyce, B., Mahood, T., Doucette, C., Rempel, J., & Dolinsky, V. (2016). In utero exposure to gestational diabetes mellitus conditions TLR4 and TLR2 activated IL-1beta responses in spleen cells from rat progeny. Biochimica Et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Basis Of Disease, 1862(11), 2137–2146. doi: 10.1016/j.bbadis.2016.08.004.

Jo, E., Kim, J., Shin, D., & Sasakawa, C. (2015). Molecular mechanisms regulating NLRP3 inflammasome activation. Cellular And Molecular Immunology, 13(2), 148–159. doi: 10.1038/cmi.2015.95.

Lappas, M. (2014). Activation of inflammasomes in adipose tissue of women with gestational diabetes. Molecular And Cellular Endocrinology, 382(1), 74–83. doi: 10.1016/j.mce.2013.09.011.

Coll, R., Robertson, A., Chae, J., Higgins, S., Muñoz-Planillo, R., Inserra, M. et al. (2015). A small-molecule inhibitor of the NLRP3 inflammasome for the treatment of inflammatory diseases. Nature Medicine, 21(3), 248–55. doi: 10.1038/nm.3806.

Netea, M., & Joosten, L. (2015). Inflammasome Inhibition: Putting Out the Fire. Cell Metabolism, 21(4), 513–514. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2015.03.012.

Shao, B., Xu, Z., Han, B., Su, D., & Liu, C. (2015). NLRP3 inflammasome and its inhibitors: a review. Frontiers In Pharmacology, 6, 262. doi: 10.3389/fphar.2015.00262.

Berggren, E. K., & Boggess, K. A. (2013). Oral Agents for the Management of Gestational Diabetes. Clinical Obstetrics And Gynecology, 56(4), 827–836. doi: 10.1097/GRF.0b013e3182a8e0a5.

Bimson, B., Rosenn, B., Morris, S., Sasso, E., Schwartz, R., & Brustman, L. (2016). Current trends in the diagnosis and management of gestational diabetes mellitus in the United States. The Journal Of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine, 1–6. doi: 10.1080/14767058.2016.1257603.

Koren, R., Ashwal, E., Hod, M., & Toledano, Y. (2016). Insulin detemir versus glyburide in women with gestational diabetes mellitus. Gynecological Endocrinology, 32(11), 916–919. doi: 10.1080/09513590.2016.1209479.

Lamkanfi, M., Mueller, J., Vitari, A., Misaghi, S., Fedorova, A., Deshayes, K. et al. (2009). Glyburide inhibits the Cryopyrin/Nalp3 inflammasome. The Journal Of Cell Biology, 187(1), 61–70. doi: 10.1083/jcb.200903124.

Masters, S., Dunne, A., Subramanian, S., Hull, R., Tannahill, G., & Sharp, F. et al. (2010). Activation of the NLRP3 inflammasome by islet amyloid polypeptide provides a mechanism for enhanced IL-1β in type 2 diabetes. Nature Immunology, 11(10), 897–904. doi: 10.1038/ni.1935.

Hughes, F. M. Jr., Kennis, J. G., Youssef, M. N., Lowe, D. W., Shaner, B. E., & Purves, J. T. (2016). The NACHT, LRR and PYD Domains-Containing protein 3 (NLRP3) Inflammasome Mediates Inflammation and Voiding Dysfunction in a Lipopolysaccharide-Induced Rat Model of Cystitis. Journal Of Clinical & Cellular Immunology, 07(01). doi: 10.4172/2155-9899.1000396.

Schroder, K., & Tschopp, J. (2010). The Inflammasomes. Cell, 140(6), 821–832. doi: 10.1016/j.cell.2010.01.040.

Lawlor, K., & Vince, J. (2014). Ambiguities in NLRP3 inflammasome regulation: Is there a role for mitochondria? Biochimica Et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects, 1840(4), 1433–1440. doi: 10.1016/j.bbagen.2013.08.014.

Patel, M., Carroll, R., Galván-Peña, S., Mills, E., Olden, R., Triantafilou, M. et al. (2017). Inflammasome Priming in Sterile Inflammatory Disease. Trends In Molecular Medicine, 23(2), 165–180. doi: 10.1016/j.molmed.2016.12.007.

Pellegrini, C., Antonioli, L., Lopez-Castejon, G., Blandizzi, C., & Fornai, M. (2017). Canonical and Non-Canonical Activation of NLRP3 Inflammasome at the Crossroad between Immune Tolerance and Intestinal Inflammation. Frontiers In Immunology, 8, 36. doi: 10.3389/fimmu.2017.00036.

Doitsh, G., Galloway, N., Geng, X., Yang, Z., Monroe, K., Zepeda, O., et al. (2013). Cell death by pyroptosis drives CD4 T-cell depletion in HIV-1 infection. Nature, 505(7484), 509–514. doi: 10.1038/nature12940.

Arbore, G., West, E., Spolski, R., Robertson, A., Klos, A., Rheinheimer, C., et al. (2016). T helper 1 immunity requires complement-driven NLRP3 inflammasome activity in CD4+ T cells. Science, 352(6292), aad1210. doi: 10.1126/science.aad1210.

Bruchard, M., Rebé, C., Derangère, V., Togbé, D., Ryffel, B., Boidot, R., et al. (2015). The receptor NLRP3 is a transcriptional regulator of TH2 differentiation. Nature Immunology, 16(8), 859–70. doi: 10.1038/ni.3202.

Kumar, P., & Subramaniyam, G. (2015). Molecular underpinnings of Th17 immune-regulation and their implications in autoimmune diabetes. Cytokine, 71(2), 366–376. doi: 10.1016/j.cyto.2014.10.010.

Chung, Y., Chang, S., Martinez, G., Yang, X., Nurieva, R., Kang, H., et al. (2009). Critical Regulation of Early Th17 Cell Differentiation by Interleukin-1 Signaling. Immunity, 30(4), 576–587. doi: 10.1016/j.immuni.2009.02.007.

Mailer, R., Joly, A., Liu, S., Elias, S., Tegner, J., & Andersson, J. (2015). IL-1β promotes Th17 differentiation by inducing alternative splicing of FOXP3. Scientific Reports, 5, 14674. doi: 10.1038/srep14674.

Schroder, K., Zhou, R., & Tschopp, J. (2010). The NLRP3 Inflammasome: A Sensor for Metabolic Danger? Science, 327(5963), 296–300. doi: 10.1126/science.1184003.

Hu, C., Ding, H., Li, Y., Pearson, J., Zhang, X., Flavell, R., et al. (2015). NLRP3 deficiency protects from type 1 diabetes through the regulation of chemotaxis into the pancreatic islets. Proceedings Of The National Academy Of Sciences, 112(36), 11318–11323. doi: 10.1073/pnas.1513509112.

Pontillo, A., Brandao, L., Guimaraes, R., Segat, L., Araujo, J., & Crovella, S. (2010). Two SNPs inNLRP3gene are involved in the predisposition to type-1 diabetes and celiac disease in a pediatric population from northeast Brazil. Autoimmunity, 43(8), 583–589. doi: 10.3109/08916930903540432.

Carlos, D., Costa, F., Pereira, C., Rocha, F., Yaochite, J., Oliveira, G., et al. (2017). Mitochondrial DNA Activates the NLRP3 Inflammasome and Predisposes to Type 1 Diabetes in Murine Model. Frontiers In Immunology, 8, 164. doi: 10.3389/fimmu.2017.00164.

Volpe, C., Anjos, P., & Nogueira-Machado, J. (2016). Inflammasome as a New Therapeutic Target for Diabetic Complications. Recent Patents On Endocrine, Metabolic & Immune Drug Discovery, 10(1), 56–62. doi: 10.2174/1872214810666160219163314.

Lamprianou, S., Gysemans, C., Bou Saab, J., Pontes, H., Mathieu, C., & Meda, P. (2016). Glibenclamide Prevents Diabetes in NOD Mice. PLoS One, 11(12), e0168839. doi: 10.1371/journal.pone.0168839.




DOI: https://doi.org/10.14739/2310-1237.2017.2.109269

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


ПАТОЛОГІЯ   Лицензия Creative Commons
Запорізький державний медичний університет