A ROLE OF INTERLEUKIN-8 AND T-LYMPHOCYTES IN ATHEROSCLEROTIC PLAQUE DESTABILIZATION IN HUMANS

Abstract


Comparative histological and immunohistological studies of atherosclerotic lesions in human aorta, coronary arteries, and basilar artery revealed a marked expression of the potent chemotactic factor interleukin-8 in the endothelial cells that line the surfaces of nascent and mature unstable atherosclerotic plaques. Concomitantly, macrophage and T-cell fixation at the endothelium and their subsequent penetration in the intima of arteries were observed. The T-cells are represented mainly by CD4 cells and Th17 helpers. Based on the original findings and data reported in the literature, a hypothesis is put forward that interleukin-8 and the above cells promote immuno-inflammatory reactions when unstable atherosclerotic plagues develop.

Введение. Известно, что в формировании атеросклеротических поражений важную роль играют иммуновоспалительные реакции [1, 2]. Одним из источников этих реакций являются проникающие в интиму артерий негранулярные лейкоциты: макрофаги и субпопуляции Т-лимфоцитов [3]. Возможность такого проникновения зависит от состояния эндотелиального покрова сосудистой стенки и, в частности, его активации. При атеросклерозе основными факторами, приводящими к активации эндотелия, являются атерогенные липопротеины, в первую очередь, модифицированные липопротеины низкой плотности [4]. Кроме них, для полноценной адгезии и миграции клеток в интиму артерий необходимы хемоадгезивные факторы и хемоаттрактанты. Среди последних ключевую роль играет интерлейкин-8 (IL-8). IL-8 обеспечивает адгезию на эндотелиальной поверхности мононуклеарных клеток с последующим их проникновением в сосудистую стенку. Важно, что активированные моноциты/макрофаги и Т-клетки сами способны секретировать интерлейкин-8. Этот интерлейкин способствует переходу острой воспалительной реакции в хроническую за счет его воздействия на эндотелиальные клетки и экспрессией последними моноцитарного хемоаттрактантного белка-1 (MCP-1), а также продукцией интерлейкина-6 нейтрофильными лейкоцитами в очаге воспаления [5]. В клинических исследованиях было показано, что у пациентов с острой нестабильной стенокардией уровень IL-8 был значительно выше, по сравнению с контрольной группой [6, 7]. Авторы полагают, что этот показатель может отражать риск возникновения острого коронарного синдрома [7]. В отношении обнаружения IL-8 в прогрессирующих нестабильных атеросклеротических поражениях в артериях человека иммуноморфологические исследования отсутствуют. Имеются отдельные биохимические работы, в которых этот интерлейкин выявлялся в гомогонезированной интиме коронарной артерий человека (операционный материал). Авторы отмечали резкое увеличение уровня этого интерлейкина в нестабильных бляшках с выраженным липидным ядром [8]. Полностью отсутствуют работы, в которых проводилось бы сопоставление экспрессии IL-8 эндотелиальными клетками с адгезией и проникновением в интиму негранулярных лейкоцитов - макрофагов и лимфоцитов. Цель работы: сравнительное иммуногистохимическое исследование содержания IL-8 и мононукле- арных клеток - макрофагов и лимфоцитов в нестабильных и в стабильных атеросклеротических бляшках у человека. Материалы и методы исследования. Объектом исследования служил аутопсийный материал, полученный от 8 мужчин (средний возраст - 59±6 лет), умерших от острой сердечно-сосудистой недостаточности атеросклеротической этиологии. Непременным условием отбора материала являлось отсутствие тяжелых, сопутствующих заболеваний, способных оказывать воздействие на иммунологическую реактивность. Исследовали сегменты аорты (из района дуги, грудного и брюшного отделов), коронарные артерии и a. basilaris - всего 38 образцов ткани. Иссеченные кусочки фиксировали в 4% параформальдегиде на 0,1 М фосфатном буфере (pH 7,2-7,4). Иммуноморфологическое и микроскопическое исследование проводили на парафиновых и криостатных срезах толщиной 3-5 мкм. На первом этапе работы, для верификации типов атеросклеротических поражений и отбора нестабильных, обладающих признаками прогрессирующего роста бляшек, препараты окрашивали красителем Oil Red O. Одновременно выявляли степень инфильтрации сосудистой стенки мононуклеарами с помощью окрашивания срезов гематоксилином Майера с докраской водно-спиртовым раствором эозина. Для определения IL-8 в клеточных и внеклеточных структурах нестабильных и стабильных атеросклеротических поражений осуществляли иммуногистохимическое исследование высокочувствительным двухступенчатым стрептавидин-биотиновым методом. С этой целью использовали поликлональные антитела к IL-8 (в концентрации 50 мкг/мл, «Sigma»), Т-лимфоци- там (CD3, 50 мкг/мл, «Sigma»), Т-лимфоцитам- хелперам (CD4 FLEX, клон 4В12, ready to use, «Dako»), Т-лимфоцитам-супрессорам (CD8, клон С8/144В, 50 мкг/мл, «Dako»), интерлейкину-17 (IL-17, 50 мкг/мл, «R&D Systems») и макрофагам (CD68, клон КР1, ready to use, «Dako»). Продукт реакции выявляли с помощью готового набора реагентов «R&D Systems» (Cell&Tissue Staining Kit, HRP-DAB System). Докрашивание ядер производили метиловым зеленым (готовый раствор Methyl Green, «Dako»). Полученные препараты исследовали в световом микроскопе «Leica» DM 2500. Микрофотографии получали с использованием цифровой фотокамеры «Leica» DFC 420 и компьютерной программы «Leica Application Suite Version 3.4.0». Результаты и их обсуждение. Сравнительный иммуногистохимический анализ показал, что в эндотелиальных клетках, выстилающих поверхность молодых и выраженных нестабильных бляшек в аорте, коронарных артериях ива. basilaris человека наблюдается выраженная экспрессия IL-8 (рис. 1, а). В то же время в эндотелиальном слое стабильных атеросклеротических поражений секреция IL-8 либо обнаруживается в единичных эндотелиоцитах, либо отсутствует совсем (рис. 1, г). Одновременно с эндотелиальными клетками выраженная экспрессия IL-8 выявляется в мононук- леарных клетках, которые обнаруживаются как на поверхности эндотелия (иногда в виде компактных групп), так и в субэндотелиальном пространстве в нестабильных атеросклеротических бляшках (рис. 1, б). Эти факты могут свидетельствовать в пользу гипотезы об активной адгезии мононуклеарных клеток с последующим их проникновением в интиму нестабильных атеросклеротических поражений. Интересно, что мононуклеары с IL-8 в цитоплазме наблюдаются не только в молодых, формирующихся нестабильных бляшках, но и в осложненных, выраженных поражениях в зоне разрыва их покрышки (рис. 1, в). На следующем этапе работы важно было выяснить, к какому клеточному типу принадлежат мононуклеары, участвующие в адгезии и проникновении в сосудистую стенку. Иммуноморфологическое исследование показало, что подавляющее большинство из них являются CD3 -клетками (Т-лимфо- цитами) (рис. 2, а) и CD68-клетками (макрофагами) (рис. 2, в). Часть популяции Т-лимфоцитов оказалась представлена CD4-клетками, или хелпер- ными лимфоцитами (рис. 2, б), в то время как CD8 -клетки или Т-лимфоциты-супрессоры в нестабильных бляшках полностью отсутствовали. Эти факты могут свидетельствовать о том, что часть проникающих в сосудистую стенку Т-лимфоцитов дифференцируется в Т-хелперы, которые необходимы для формирования местного иммунного ответа, связанного с развитием иммуновоспалительной реакции в стенке артерий при образовании нестабильной атеросклеротической бляшки [2]. Рис. 2. Многочисленные С03-клетки (стрелки) (а) и единичные 004-лимфоциты (стрелки) (б) в поверхностных отделах поврежденной интимы нестабильной атеросклеротической бляшки в a. basilaris; многочисленные макрофаги (стрелки) в субэндотелиальном слое интимы нестабильной бляшки в аорте человека (в). Иммуногистохимическая реакция на выявление С03, С04 и С068 клеток с подкраской ядер метиловым зеленым. Увеличение *750. Известно, что Т-лимфоциты хелперы не являются из открытых на сегодняшний день в семействе Т-хел^ однородной популяцией. Th 17-клетки последние перных лимфоцитов (наряду с Th1- и Th2 -клетка ми). Их отличительное свойство - активное участие в воспалительных и аутоиммунных процессах. Они продуцируют интерлейкины-17 и -23, первый из которых способствует адгезии и активации макрофагов в атеросклеротических поражениях [9]. Согласно единичным литературным данным, дисбаланс между Th17-клетками и Т-регуляторными лимфоцитами (CD4 и CD25) может иметь решающее значение в патогенезе дестабилизации атеросклеротических бляшек [10]. Согласно собственным результатам исследования, мононуклеарные клетки, экспрессирующие IL-17, были обнаружены на эндотелии, выстилающем интиму нестабильной атеросклеротической бляшки (рис. 3, а). Одновременно Th17-клетки выявлялись в глубоких отделах интимы этого же вида поражений (рис. 3, б). В интиме стабильных атеросклеротических бляшек мононуклеарные клетки, экспрессирующие IL-17, отсутствуют (рис. 3, в). интерлейкина, что может говорить о генерализованном характере адгезионного процесса в сосудистой стенке при формировании нестабильных поражений. Основными клеточными популяциями, проникающими в стенку артерий, являются макрофаги и лимфоциты. Последние представлены в основном субпопуляцией Т-лимфоцитов, среди которых преобладают хел- перные CD4-клетки и Th17-лимфоциты. Известно, что эти клетки, наряду с макрофагами, обеспечивают развитие иммуновоспалительных реакций при различных патологических состояниях аутоиммунной природы [11]. В нашем случае речь идет о формировании нестабильных атеросклеротических бляшек. В отличие от них, в стабильных поражениях как адгезионная активность эндотелия, так и иммуновоспалительные клетки либо были выражены в минимальной степени, либо отсутствовали совсем. Заключение. Комплексное сравнительное гистологическое и иммуногистохимическое исследование Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что наибольшая адгезионная активность IL-8, являющегося мощным хемоаттрактантом, наблюдается в эндотелиальных клетках, выстилаю - щих поверхность как молодых, так и уже сформировавшихся нестабильных атеросклеротических бляшек. Интересно, что в цитоплазме моноцитов, проникающих в интиму, также выявляется экспрессия этого атеросклеротических поражений человека позволило установить, что за счет активного синтеза IL-8 эндотелиальными клетками в интиму артерий человека из тока крови проникают макрофаги, CD4 и Th17-лимфоциты, усиливающие иммуновоспалительные реакции, необходимые для формирования нестабильных, прогрессирующих атеросклеротических поражений.

P V Pigarevsky

Institute of Experimental Medicine

St.-Petersburg, Russia

S V Maltseva

Institute of Experimental Medicine

St.-Petersburg, Russia

V A Snegova

Institute of Experimental Medicine

St.-Petersburg, Russia

N G Davydova

Institute of Experimental Medicine

St.-Petersburg, Russia

O G Yakovleva

Institute of Experimental Medicine

St.-Petersburg, Russia

R A Vorozhbit

Institute of Experimental Medicine

St.-Petersburg, Russia

  1. Климов А. Н., Нагорнев В. А., Денисенко А. Д. Изучение иммунологических механизмов развития атеросклероза и новые методы его диагностики и лечения // Мед. акад. журн.- 2005.- Т. 5, № 2.- С. 18-32.
  2. Пигаревский П. В., Мальцева С. В., Снегова В. А. Прогрессирующие атеросклеротические поражения у человека. Морфологические и иммуновоспалительные аспекты // Цитокины и воспаление.- 2013.- Т. 12, № 1-2.- С. 5-12.
  3. Пигаревский П. В. Антигены и их роль в иммуновоспалительных реакциях при атерогенезе у человека // Мед. акад. журн.- 2010.- Т. 10, № 4.- С. 210-217.
  4. Нагорнев В., Анестиади В., Зота Е. Патоморфоз атеросклероза (иммуноаспекты).- СПб.- Кишинев, 2008.- 318 с.
  5. Marin V., Montero-Julian F. A., Gres S. The IL-6-soluble IL-6Ralpha autocrine loop of endothelial activation as an intermediate between acute and chronic inflammation: an experimental model involving thrombin // J. Immunol.- 2001.- Vol. 167, № 6.- P. 3435-3442.
  6. Romuk E., Skrzep-Poloczek B., Wojciechowska C. Selectin-P and interleukin-8 plasma levels in coronary heart disease patients // Eur. J. Clin. Invest.- 2002.- Vol. 32, № 9.- P. 657-661.
  7. Velasquez I. М., Frumento P., Johansson K., Berglund A., Faire U., Leander K., Gigante B. Associantion of interleukin 8 with myocardial infarction: results from the Stockholm Heart Epidemiology Program // Int. J. Cardiol.- 2014.- Vol. 172.- P. 173-178.
  8. Кетлинский С. А. Семейство цитокинов IL-17 и его биологические функции // Мед. акад. журн.- 2006.- Т. 6, № 2.- С. 12-27.
  9. Рагино Ю. И., Чернявский А. М., Полонская Я. В., Волкова А. М., Каштанова Е. В. Содержание провоспалительных цитокинов, хемоаттрактантов и деструктивных металлопротеиназ в разных типах нестабильных атеросклеротических бляшек / / Атеросклероз и дислипидемии.- 2011.- № 1.- С. 21-25.
  10. Cheng X., Yu X., Ding Y-J., Fu Q., Xie J., Tang T., Yao R., Chen Y., Liao Yu. The Th17/Treg imbalance in patients with acute coronary syndrome // Clinical Immunology.- 2008.- Vol. 127.- P. 89-97.
  11. Пигаревский П. В., Снегова В. А., Мальцева С. В., Давыдова Н. Г. Т-лимфоциты и макрофаги в нестабильных атеросклеротических поражениях у человека // Цитокины и воспаление.- 2015.- Т. 4, № 2.- С. 73-76.

Views

Abstract - 51

PDF (Russian) - 1

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2016 Pigarevsky P.V., Maltseva S.V., Snegova V.A., Davydova N.G., Yakovleva O.G., Vorozhbit R.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies