КЛЕТКИ ЛИНИИ THP-1 МЕНЯЮТ СПЕКТР ПРОДУЦИРУЕМЫХ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ВЕЗИКУЛ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРОТОКОЛА АКТИВАЦИИ И ПОЛЯРИЗАЦИИ В НАПРАВЛЕНИИ M1- ИЛИ M2-МАКРОФАГОВ
- Авторы: Самбур Д.Б., Калинина О.В., Акино А., Тирикова П.В., Зубкова К.Д., Дрейзис И.И., Рубинштейн А.А., Трулёв А.С., Кудрявцев И.В., Головкин А.С.
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья опубликована: 21.11.2024
- URL: https://journals.eco-vector.com/MAJ/article/view/639999
- DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ639999
- ID: 639999
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Макрофаги способны секретировать внеклеточные везикулы (ВВ), обладающие широким спектром биологических эффектов, включая модуляцию иммунного ответа при патологических состояниях.
Цель – сравнить качественный и количественный состав ВВ, продуцируемых клетками линии ТНР-1, в зависимости от концентрации и длительности активации форбол-12-миристат-13-ацетатом (РМА) и направления поляризации в М1 или М2 макрофаги.
Методы. Клетки активировали разными концентрациями РМА (100 нг/мл и 10 нг/мл). Поляризацию клеток в М1 макрофаги осуществляли обработкой IFN-γ и LPS; в М2 – IL-4 и IL-13. Клетки и их ВВ иммунофенотипировали по CD80, CD64, HLA-DR, CD206, CD209 и CD163. В клетках оценивали относительную экспрессию генов IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12p40, TNFα, CXCL10, CD163, CD206, CCL22, IL-10, FN и GAPDH. Размер и концентрацию ВВ оценивали методом анализа траектории наночастиц (NTA). Дополнительно белковый состав ВВ оценивали по наличию тетраспаниновых рецепторов (CD9, CD63, CD82 и CD81) и белка флотиллина-1.
Результаты. Активация клеток высокими дозами РМА с последующей поляризацией в направлении М1 по сравнению с М2 приводила к увеличению экспрессии CD80, CD209 и CD163. Вне зависимости от примененного протокола активации поляризации ТНР-1 клетки распределялись по результатам дискриминантного анализа уровня экспрессии генов на обособленные компактные кластеры. Активация клеток сопровождалась увеличением продукции ВВ более чем в 10 раз. После активации высокими дозами PMA последующая поляризация в направлении М1 приводила к секреции наибольшего количества ВВ (188*108 (185*108; 202.5*108) частиц/мл) более крупного размера (134 ±6.1 нм) и экспрессирующих CD63 и CD82. Однако, содержание в них флотиллина-1 было пониженным.
Выводы. Таким образом, активация клеток ТНР-1 высокими дозами РМА более эффективна для дальнейшей поляризации. В зависимости от примененного протокола поляризации, клетки продуцируют ВВ, различающиеся по количественному и качественному составу.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Дарина Борисовна Самбур
Email: sambour-darina@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-6352-813X
Россия
Ольга Викторовна Калинина
Email: olgakalinina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1916-5705
Артур Даниил Акино
Email: akino97@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-6516-7184
Полина Валерьевна Тирикова
Email: tipo.paulina2002@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4433-1640
Ксения Дмитриевна Зубкова
Email: zubkowa.ksenija@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-8108-0311
Ирина Ильинична Дрейзис
Email: ira.dreyzis@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-3673-015X
Артем Аркадьевич Рубинштейн
Email: arrubin6@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8493-5211
Андрей Сергеевич Трулёв
Email: trulioff@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7495-446X
Игорь Владимирович Кудрявцев
Email: igorek1981@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7204-7850
Алексей Сергеевич Головкин
Автор, ответственный за переписку.
Email: golovkin_a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7577-628X
Список литературы
- Buzas EI. The roles of extracellular vesicles in the immune system. Nat Rev Immunol. 2023;23(4):236–250. https://doi.org/10.1038/s41577-022-00763-8
- Deville S, Garcia Romeu H, Oeyen E, Mertens I, Nelissen I, Salvati A. Macrophages Release Extracellular Vesicles of Different Properties and Composition Following Exposure to Nanoparticles. Int J Mol Sci. 2023;24(1):1–18. https://doi.org/10.3390/ijms24010260
- Sun L, Wang X, Saredy J, Yuan Z, Yang X, Wang H. Innate-adaptive immunity interplay and redox regulation in immune response. Redox Biol. 2020;37:101759. https://doi.org/10.1016/j.redox.2020.101759
- Duan T, Du Y, Xing C, Wang HY, Wang RF. Toll-Like Receptor Signaling and Its Role in Cell-Mediated Immunity. Front Immunol. 2022;13(March):1–22. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.812774
- Li D, Wu M. Pattern recognition receptors in health and diseases. Signal Transduct Target Ther. 2021;6(1):1–24. https://doi.org/10.1038/s41392-021-00687-0
- Porcelli SA. Innate Immunity. Kelley Firestein’s Textb Rheumatol Vol 1-2, Tenth Ed. 2016;1:274–87.
- Zhou D, Huang C, Lin Z, Zhan S, Kong L, Fang C, et al. Macrophage polarization and function with emphasis on the evolving roles of coordinated regulation of cellular signaling pathways. Cell Signal. 2014;26(2):192–7. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2013.11.004
- Rumpel N, Riechert G, Schumann J. miRNA-Mediated Fine Regulation of TLR-Induced M1 Polarization. Cells. 2024;13(8):1–18. https://doi.org/10.3390/cells13080701
- Zhao W, Ma L, Deng D, Zhang T, Han L, Xu F, et al. M2 macrophage polarization: a potential target in pain relief. Front Immunol. 2023;14(August):1–10. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1243149
- Shapouri-Moghaddam A, Mohammadian S, Vazini H, Taghadosi M, Esmaeili SA, Mardani F, et al. Macrophage plasticity, polarization, and function in health and disease. Vol. 233, Journal of Cellular Physiology. 2018. 6425–6440 p. https://doi.org/10.1002/jcp.26429
- Funes SC, Rios M, Escobar-Vera J, Kalergis AM. Implications of macrophage polarization in autoimmunity. Immunology. 2018;154(2):186–95. https://doi.org/10.1111/imm.12910
- Yunna C, Mengru H, Lei W, Weidong C. Macrophage M1/M2 polarization. Eur J Pharmacol. 2020;877:173090. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2020.173090
- Strizova Z, Benesova I, Bartolini R, Novysedlak R, Cecrdlova E, Foley LK, et al. M1/M2 macrophages and their overlaps - myth or reality? Clin Sci. 2023;137(15):1067–93. ttps://doi.org/10.1042/CS20220531
- Luo M, Zhao F, Cheng H, Su M, Wang Y. Macrophage polarization: an important role in inflammatory diseases. Front Immunol. 2024;15(April):1–16. https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1352946
- Zhang Q, Sioud M. Tumor-Associated Macrophage Subsets: Shaping Polarization and Targeting. Int J Mol Sci. 2023;24(8). https://doi.org/10.3390/ijms24087493
- Arora S, Dev K, Agarwal B, Das P, Syed MA. Macrophages: Their role, activation and polarization in pulmonary diseases. Immunobiology. 2018;223(4–5):383–96. https://doi.org/10.1016/j.imbio.2017.11.001
- Kiseleva V, Vishnyakova P, Elchaninov A, Fatkhudinov T, Sukhikh G. Biochemical and molecular inducers and modulators of M2 macrophage polarization in clinical perspective. Int Immunopharmacol. 2023 Sep;122:110583. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2023.110583
- Wang L xun, Zhang S xi, Wu H juan, Rong X lu, Guo J. M2b macrophage polarization and its roles in diseases. J Leukoc Biol. 2019 Jul 25;106(2):345–58. https://doi.org/10.1002/JLB.3RU1018-378RR
- Noh JY, Han HW, Kim DM, Giles ED, Farnell YZ, Wright GA, et al. Innate immunity in peripheral tissues is differentially impaired under normal and endotoxic conditions in aging. Front Immunol. 2024 Aug 16;15. https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1357444
- Deng L, Jian Z, Xu T, Li F, Deng H, Zhou Y, et al. Macrophage Polarization: An Important Candidate Regulator for Lung Diseases. Molecules. 2023 Mar 4;28(5):2379. https://doi.org/10.3390/molecules28052379
- Gao J, Liang Y, Wang L. Shaping Polarization Of Tumor-Associated Macrophages In Cancer Immunotherapy. Front Immunol. 2022 Jun 30;13. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.888713
- Zhou X, Xie F, Wang L, Zhang L, Zhang S, Fang M, et al. The function and clinical application of extracellular vesicles in innate immune regulation. Cell Mol Immunol. 2020 Apr 19;17(4):323–34. https://doi.org/10.1038/s41423-020-0391-1
- Hoppenbrouwers T, Bastiaan-Net S, Garssen J, Pellegrini N, Willemsen LEM, Wichers HJ. Functional differences between primary monocyte-derived and THP-1 macrophages and their response to LCPUFAs. PharmaNutrition. 2022 Dec 1;22. https://doi.org/10.1016/j.phanu.2022.100322
- Mohd Yasin ZN, Mohd Idrus FN, Hoe CH, Yvonne-Tee GB. Macrophage polarization in THP-1 cell line and primary monocytes: A systematic review. Differentiation. 2022 Nov;128:67–82. https://doi.org/10.1016/j.diff.2022.10.001
- Chanput W, Mes JJ, Wichers HJ. THP-1 cell line: An in vitro cell model for immune modulation approach. Vol. 23, International Immunopharmacology. Elsevier; 2014. p. 37–45. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2014.08.002
- Scobie MR, Abood A, Rice CD. Differential Transcriptome Responses in Human THP-1 Macrophages Following Exposure to T98G and LN-18 Human Glioblastoma Secretions: A Simplified Bioinformatics Approach to Understanding Patient-Glioma-Specific Effects on Tumor-Associated Macrophages. Int J Mol Sci. 2023 Mar 7;24(6):5115. https://doi.org/10.3390/ijms24065115
- Tang D, Cao F, Yan C, Fang K, Ma J, Gao L, et al. Extracellular Vesicle/Macrophage Axis: Potential Targets for Inflammatory Disease Intervention. Front Immunol. 2022 Jun 13;13. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.705472
- Akino AD, Rubinshtein AA, Golovkin IA, Tirikova P V., Trulyov AS, Kudryavtsev I V., et al. FEATURES OF EXTRACELLULAR VESICLE PRODUCTION BY THP-1 CELLS DURING IN VITRO STIMULATION. Complex Issues Cardiovasc Dis. 2024 Sep 30;13(3):154–66. https://doi.org/10.17802/2306-1278-2024-13-3-154-166
- Sambur DB, Kalinina O V., Aquino AD, Tirikova P V., Migunova MA, Koroleva EE, et al. Extracellular Vesicles Secreted by the Activated THP-1 Cells Influence the Inflammation Gene Expression in Zebrafish. Neurochem J. 2024 Mar 24;18(1):92–107. https://doi.org/10.31857/S1027813324010096
- Petrova T, Kalinina O, Aquino A, Grigoryev E, Dubashynskaya N V., Zubkova K, et al. Topographic Distribution of miRNAs (miR-30a, miR-223, miR-let-7a, miR-let-7f, miR-451, and miR-486) in the Plasma Extracellular Vesicles. Non-Coding RNA. 2024 Feb 15;10(1):15. https://doi.org/10.3390/ncrna10010015
- Wang Y, Zhao M, Liu S, Guo J, Lu Y, Cheng J, et al. Macrophage-derived extracellular vesicles: diverse mediators of pathology and therapeutics in multiple diseases. Cell Death Dis. 2020 Oct 28;11(10):924. https://doi.org/10.1038/s41419-020-03127-z
- Nielsen MC, Hvidbjerg Gantzel R, Clària J, Trebicka J, Møller HJ, Grønbæk H. Macrophage Activation Markers, CD163 and CD206, in Acute-on-Chronic Liver Failure. Cells. 2020 May 9;9(5):1175. https://doi.org/10.3390/cells9051175
- Nielsen MC, Andersen MN, Rittig N, Rødgaard-Hansen S, Grønbæk H, Moestrup SK, et al. The macrophage-related biomarkers sCD163 and sCD206 are released by different shedding mechanisms. J Leukoc Biol. 2019 Oct 21;106(5):1129–38. https://doi.org/10.1002/JLB.3A1218-500R
- Heideveld E, Horcas-Lopez M, Lopez-Yrigoyen M, Forrester LM, Cassetta L, Pollard JW. Methods for macrophage differentiation and in vitro generation of human tumor associated-like macrophages. In 2020. p. 113–31. https://doi.org/10.1016/bs.mie.2019.10.005
- Rynikova M, Adamkova P, Hradicka P, Stofilova J, Harvanova D, Matejova J, et al. Transcriptomic Analysis of Macrophage Polarization Protocols: Vitamin D3 or IL-4 and IL-13 Do Not Polarize THP-1 Monocytes into Reliable M2 Macrophages. Biomedicines. 2023 Feb 17;11(2):608. https://doi.org/10.3390/biomedicines11020608
- Zhao F, Zhang J, Liu YS, Li L, He YL. Research advances on flotillins. Virol J. 2011 Dec 25;8(1):479. https://doi.org/10.1186/1743-422X-8-479
- Skytthe MK, Graversen JH, Moestrup SK. Targeting of CD163+ Macrophages in Inflammatory and Malignant Diseases. Int J Mol Sci. 2020 Jul 31;21(15):5497. https://doi.org/10.3390/ijms21155497
Дополнительные файлы
