Метилен зәңгәре һәм ялкынсыну сигналлары: инфламмасомалар, IL-6 һәм STAT3

Әйтик, өч лаборатория бер үк зәңгәр кушылманың ялкынсынуга каршы тәэсире турында хәбәр итә. Берсе макрофаглардан IL-1beta бүленеп чыгуның кимүен күрсәтә. Икенчесе шул ук төр күзәнәкләрдә iNOS ферментының кимүен күрсәтә. Өченчесе канда IL-6 һәм баш миендә STAT3 активлыгы кимүен күрсәтә. Бу өч нәтиҗәне бер раслауга берләштерәсе килә. Ләкин мондый берләштерү ачышның асылын яшерә.

Һәр нәтиҗә үз триггеры, җыелу этабы һәм үлчәнә торган күрсәткече булган аерым сигнал механизмына карый. Метилен зәңгәре һәр механизмга төрле ноктада тәэсир итә. Боларның берәрсе сәламәтлек нәтиҗәләрен яхшыртамы — аерым сорау; ул метилен зәңгәре һәм ялкынсыну турындагы күзәтүебездә карала. Бу биттә сүз сигнал юллары турында гына бара.

1 нче юл: инфламмасома җыелуы һәм каспаза-1

Инфламмасома — миелоид күзәнәк эчендә кирәк булганда җыела торган аксым каркасы. Аның өлешләре — сенсор, ASC дип аталган адаптер һәм каспаза-1 дип аталган эффектор фермент. Җыелганнан соң, каспаза-1 pro-IL-1beta һәм pro-IL-18 не аларның бүленеп чыга торган формаларына кадәр кисә һәм пироптозны — күзәнәк үлеменең ялкынсынулы төрен — башлап җибәрә ала. Инфламмасоманың төрен сенсор билгели: NLRP3 кристалларга һәм нигерицин белән ATP кебек күзәнәк мембранасында тишекләр барлыкка китерүче токсиннарга җавап бирә, NLRC4 бактерия флагеллинына җавап бирә, AIM2 цитозольдәге ике чылбырлы ДНКга җавап бирә, ә каноник булмаган юл күзәнәк эчендәге липополисахаридка җавап бирә.

Активлашу өчен ике сигнал кирәк. Беренче сигнал — әзерләү: Toll-сыман рецептор лиганды NLRP3 һәм pro-IL-1beta ның NF-kB га бәйле транскрипциясен этәрә, һәм нәтиҗәдә кирәкле өлешләр барлыкка килә. Икенче сигнал — җыелу: икенче триггер ASC ның олигомерлашып ноктасыман тупланмаларга әйләнүенә, каспаза-1 нең p20 фрагментына кадәр киселүенә һәм өлгергән IL-1beta p17 нең бүленеп чыгуына китерә. Митохондрияләрдәге реактив кислород төрләре һәм кристалларны йоту NLRP3 өчен икенче сигналга өлеш кертүче билгеле факторлар булып тора.

2017 елгы макрофагларда инфламмасомаларны киң колачлы тыю тикшеренүендә метилен зәңгәре ике сигналда да сыналды. Липополисахарид белән алдан әзерләнгән тычкан сөяк мие макрофагларында нигерицин, ATP һәм мононатрий урат кристалларының һәрберсе IL-1beta һәм каспаза-1 бүленеп чыгуын, шулай ук ASC ноктасыман тупланмалары барлыкка килүен китереп чыгарды. 20 дән 200 микромолярга кадәр концентрациядәге метилен зәңгәре, күзәнәкләрне үтермичә, өч күрсәткечне дә дозага бәйле рәвештә киметте. NLRC4 өчен флагеллин һәм Salmonella, AIM2 өчен ике чылбырлы ДНК һәм Listeria, каноник булмаган юл өчен трансфекция аша кертелгән липополисахарид яки тере E. coli да шул ук күренешне күрсәтте. Кушылма үзе генә бүленеп чыгуны башлатмады, ә контроль планшетларда антибактериаль тәэсир күзәтелмәде. Димәк, нәтиҗә хуҗа организмның җавап реакциясенә карый.

Юлның алдагы этапларында тәэсирнең өч төре үлчәнде. Метилен зәңгәре йогынтысында ротенон китереп чыгарган митохондриаль супероксид кимеде, һәм аның белән бергә ротенон этәргән IL-1beta бүленеп чыгу да кимеде. Флуоресцент шарчыкларны йоту кимеде; бу кристалларны таныганчы фагоцитозның кимүенә туры килә. Ике NF-kB участогы булган NLRP3 промоторы идарә иткән репортер метилен зәңгәре белән түбәнрәк активлык күрсәтте, ә бу участоклары булмаган кыскартылган промотор җавап бирмәде. Күзәнәкләрсез пробиркада метилен зәңгәре рекомбинант кеше каспаза-1 енең активлыгын да турыдан-туры киметте. Кушылманы әзерләү этабында гына яки активлашу этабында гына өстәү дә IL-1beta, IL-18 һәм каспаза-1 бүленеп чыгуын киметте. Димәк, ике этап та катнаша.

Тычканнардагы сынаулар да шушы сайлап тәэсир итүгә туры килде. Липополисахаридның үлемгә китерүче дозасы контроль төркемдәге тычканнарны берничә сәгать эчендә үтерде, ә метилен зәңгәре исән калуны яхшыртты; корсак куышлыгы сыекчасында IL-1beta кимеде, ләкин шул ук сыекчада IL-6 кимемәде. Listeria китереп чыгарган перитонит моделендә корсак куышлыгындагы IL-1beta кимеде, ә күзәнәкләрнең гомуми саны үзгәрмәде. Кешенең THP-1 моноцитлары инфламмасоманың дүрт төрендә дә тычкан макрофаглары кебек җавап бирде. Инфламмасома нәтиҗәсе һәр цитокинны түгел, ә IL-1beta һәм IL-18 өлгерүен аңлата. Шуңа күрә микроглия һәм астроцитлар белән тәҗрибәләрдә баш миенең иммун күзәнәкләре формасы да каркас җыелуыннан аерылып торган сорауга җавап бирә.

2 нче юл: NF-kB һәм STAT1 бәйләнүе аша iNOS транскрипциясе

Индукцияләнә торган азот оксиды синтазасы, ягъни iNOS, тыныч хәлдә бик аз күләмдә була һәм кирәк булганда транскрипцияләнә. Липополисахарид аны нигездә IkB-alpha таркалуы, аннары NF-kB фосфорлануы һәм төшкә керүе аша этәрә. Интерферон-гамма аны нигездә Янус киназасы тарафыннан STAT1 фосфорлануы, аннары STAT1 нең төшкә керүе аша этәрә. Шуннан соң һәр фактор iNOS промоторындагы үз участогына бәйләнә. Фермент активлыгы һәм ген индукциясе — аерым контроль нокталары; препарат аларның берсенә яки икесенә дә тәэсир итә ала.

2015 елгы макрофагларда һәм эндотоксемияле тычканнарда iNOS индукциясен тикшерү тәэсирнең хәбәрче РНК дәрәҗәсендә булуын күрсәтте. RAW 264.7 күзәнәкләрендә һәм тычканнарның беренчел макрофагларында липополисахарид, интерферон-гамма яки икесе бергә бирелгәнче 30 минут алдан кертелгән 1 микромоляр метилен зәңгәре 8 дән 24 сәгатькә кадәрге чорда iNOS аксымын һәм mRNA ны киметте; тирәлектәге нитрит күләме дә түбәнрәк булды, күзәнәкләрнең яшәү сәләте кимемәде. 25 mg per kg липополисахарид бирелгән тычканнарда бер сәгать алдан бер тапкыр кертелгән 5 mg per kg доза үпкәдә, бавырда һәм йөрәктә iNOS аксымын һәм mRNA ны киметте.

Аеруча әһәмиятле деталь — нәрсәнең үзгәрмәве. IkB-alpha таркалуы, NF-kB фосфорлануы, STAT1 фосфорлануы һәм ике факторның да төштә туплануы үзгәрешсез калды. Өзеклек бер этап соңрак барлыкка килде: төш экстрактлары липополисахаридтан соң NF-kB ның үз ДНК элементына азрак бәйләнүен һәм интерферон-гаммадан соң STAT1 нең азрак бәйләнүен күрсәтте. Хроматин иммунопреципитациясе күзәнәкләр эчендә iNOS промоторына ике факторның да азрак бәйләнүен раслады. Промоторы шулай ук NF-kB ны кулланган шеш некрозы факторы альфа да кимеде. Факторлар активлашкан һәм тиешле урынга килеп җиткән, ләкин үзләре юнәлтелгән ДНКга начар бәйләнгән.

1 нче юл белән аермага игътибар итегез. Биредә сүз факторның ДНКга бәйләнүе турында бара, STAT3 түгел, ә STAT1 катнаша, һәм ASC ноктасыман тупланмалары белән каспаза-1 фрагментлары урынына mRNA, аксым һәм нитрит үлчәнә. Күзәнәк модельләрендә метилен зәңгәренең тәэсир нокталары картасы бу транскрипция дәрәҗәсен ферментларны һәм митохондрияләрне турыдан-туры үлчәүләрдән аерып күрсәтә.

3 нче юл: кан сүлендәге IL-6 һәм тукымаларда STAT3 активлашуы

IL-6 gp130 рецепторлары гаиләсе аша Янус киназасыннан STAT3 кә сигнал тапшыру каскадына тәэсир итә. Фосфорланган STAT3 димерлаша, төшкә керә һәм ялкынсыну программаларын этәрә. Шул ук вакытта IL-6 үзе NF-kB ның максаты булып тора, шуңа күрә алар икесе кире бәйләнеш боҗрасы барлыкка китерә; аны еш кына IL-6–STAT3 күчәре дип атыйлар. Стандарт үлчәү күрсәткечләре — юл башындагы кан сүле IL-6 сы, фосфорланган STAT3 нең гомуми STAT3 кә нисбәте һәм юл ахырындагы iNOS белән COX2 кебек эффектор ферментлар.

2023 елгы липополисахаридтан соң тычканнарда IL-6 һәм STAT3 не тикшерүдә бу күчәр төрле бүлекләрдә үлчәнде. Ата C57BL/6 тычканнарына өч көн дәвамында көн саен 1 mg per kg липополисахарид бирелде, һәр дозадан 30 минут соң 5 яки 10 mg per kg метилен зәңгәре кертелде. Өченче көнне метилен зәңгәре алган ике төркемдә дә кан сүлендәге IL-6, липополисахарид кына алган төркем белән чагыштырганда, түбәнрәк иде; шул ук вакытта үлчәүләр җыелмасына кергән башка цитокиннарның күбесе тәэсир нәтиҗәсендә үзгәрмәде. Баш мие кабыгында, гиппокампта һәм колак тиресендә фосфорланган STAT3 нең гомуми STAT3 кә нисбәте түбәнрәк булды. Моның белән бергә микроглиянең Iba-1 белән буялуы, iNOS һәм COX2 кимеде, ә авырлык югалту өлешчә йомшарды.

Монда ике искәрмә кирәк. Кан сүлендә IL-6 кимүе белән бергә тукымаларда STAT3 фосфорлануының кимүе күчәр үзгәрүенә туры килә, ләкин төп тәэсир ноктасын аерып күрсәтми: юл башындагы цитокинның кимүе, рецептор аша сигнал тапшыруның кимүе яки фосфатаза активлыгының үзгәрүе бер үк нисбәтне китереп чыгара ала. Ә кискен тәэсирнең өч көне дәвамындагы авырлык — симптом яки ремиссия баллы түгел, бөтен хайван дәрәҗәсендәге күрсәткеч. Ул блот нәтиҗәсенә өстәмә контекст бирә, ләкин сигнал нәтиҗәсен дәвалау турындагы раслауга әйләндерми. Митохондрияләрдәге оксидлашу-кайтарылу процессларының аерым химиясе бу цитокин тасвирламасына параллель бара һәм аның белән берләштерелергә тиеш түгел.

Юлларны чагыштыру: тәэсир нокталары һәм үлчәү күрсәткечләре

Таблица өч нигезсез күчереп куллануны булдырмый. ASC ноктасыман тупланмалары турындагы нәтиҗә STAT3 нәтиҗәсен расламый. STAT1 нең iNOS промоторына бәйләнүе турындагы нәтиҗә дә, ике аксым да STAT гаиләсенә керсә дә, STAT3 нәтиҗәсен расламый. Кан сүлендәге IL-6 нәтиҗәсе инфламмасома җыелуының кимүен расламый: корсак куышлыгы тәҗрибәсендә IL-1beta кимеде, ә IL-6 кимемәде. Һәр юлга үз триггеры һәм үз үлчәү күрсәткече кирәк. Шуңа күрә метилен зәңгәрен күзәнәкләрдә, хайваннарда һәм клиникада тикшергән эшләрне укыганда һәр раслауны ул үлчәнгән дәрәҗә белән туры китерү зарур.

Боларның берсе дә кешеләр өчен дозалауны, куркынычсызлыкны яки файданы билгеләми. Липополисахарид модельләре — механизмны сынау өчен контрольдә тотылган триггерлар, хроник авыруның күчермәләре түгел. Триггер белән бергә доза кертү инде барлыкка килгән авыруны кире кайтаруны түгел, ә ясалма рәвештә китереп чыгарылган үзгәрешне булдырмауны сыный. Бу механизм тасвирламасын пациентлардагы нәтиҗәләрдән аерып карагыз һәм сәламәтлеккә кагылышлы һәр раслауны аңа нигез булган пациентлар тикшеренүе буенча бәяләгез.