Вияние орхидэктомии на иммунный статус мышей гибридов F1. Монография

клеток, соответствующие другим про- и пре-В-клеточным стадиям. Снижение продукции или функции половых стероидов влияет на стадии В-клеточной дифференцировки, влияние их на периферическую В-клеточную популяцию неизвестно (Smithson, 1994; Viselli, 1997).

В работах ряда исследователей установлено увеличение массы селезенки после гонадэктомии (Viselli et al.,1995; Elis et al., 2001). Гиперплазия селезенки может происходить за счет увеличения популяция В-лимфоцитов в селезенке при усиленном образовании предшественников В-лимфоцитов в костном мозге (Viselli et al., 1995; Olsen, Kovacs, 2001). По-

сле гонадэктомии клетки селезенки кастрированных мышей продуцировали повышенное количество ИЛ-2, ИФ-γ и аутореактивных антител (ревматоидный фактор и антитиреог-

лобулин) (Viselli et al., 1995).

Андрогены и эстрогены оказывают мощное регуляторное влияние на иммунную систему, механизм которого недостаточно ясен. Эстрогены повышают гуморальный иммунный ответ и угнетают клеточно-опосредованный иммунитет, тогда как после кастрации усиливается клеточноопосредованная функция у самок или самцов мышей (Eidinger, Garett, 1972). Повышенная восприимчивость к аутоиммунным патологиям самок указывает на роль половых гормонов в регуляции функции лимфоцитов и аутореактив-

ности (Ansar Ahmed et al., 1985; Smithson et al., 1998).

У кастрированных самцов повышается концентрация IgM, IgG. Иммунный ответ на Т-зависимые антигены у сам-

цов такой же, как у самок (Edinger, Garett, 1972).

Предполагается, что гиперплазия тимуса способствует усилению антителобразования (Myers et al., 1972). Увеличение функциональной активности клеток тимуса играет роль в повышении гуморального ответа на тимусзависимый антиген, тимический гормон обусловливает увеличение ответа на тимуснезависимый антиген (Kerbel, Eidinger, 1972).

31

После интраназальной иммунизации PLA2 самцы мышей CBA/J продуцировали значительно меньшее количество антигенспецифических IgЕ (но не IgG1), чем самоки (Yamamoto et al., 2001). Кастрированные мыши продуцировали большее количество IgЕ, чем ложно оперированные самцы, и эти индуцированные кастрацией изменения отменялись при обработке андрогенами. M.I. Astorqiza et аl. (1991) сообщили, что IgЕ-ответ (но не IgG и IgМ) ниже у самцов, чем у самок после пренатальной иммунизации овальбумином, адсорбированным алюминием. Они также показали, что такие обусловленные полом различия отсутствуют у кастрированных мышей.

При местной иммунизации мышей in vivo мужские половые гормоны подавляют продукцию антигенспецифических IgЕ. Механизмы иммуносупрессивной роли мужских половых гормонов в продукции IgЕ in vivo остаются неясными (Yamamoto et al., 2001). Отмечено, что после кастрации увеличивалась продукция ИЛ-2 и ИНФ-γ периферическими Т-клетками у нормальных мышей (Visseli et al., 1995). Мужские половые стероиды оказывали иммунодепрессивное действие за счет угнетения продукции ИЛ-2 и ИЛ-3 спленоцитами у мышей (Wichmann et al., 1996). Показано, что ИНФ-γ обнаруживался у самок мышей DBA/2, но не у самцов, после заражения Leishmania mexicana, которая стимулирует Th1-ответ (Satoskar, Alexander, 1995). Продук-

ция IgЕ и IgG1 у мышей регулируется Th2-лимфоцитами

(Snapper, Paul, 1987). Th2-обусловленный синтез IgЕ может иметь место в меньшей степени при прямом влиянии мужских половых гормонов на продукцию цитокинов (Yamamoto et al., 2001).

Во многих исследованиях показано, что эстрадиол и тестостерон обладают ингибирующим влиянием на клеточ- но-опосредованный иммунитет (Olsen, Kovacs, 1996). Кле- точно-опосредованный иммунитет супрессировался у ова-

32

риэктомированных и кастрированных животных по сравнению с интактными самками и самцами у сибирских хомячков. Эстрадиол и тестостерон, но не холестерол, повышали пролиферацию лимфоцитов in vitro (Bildo, Nelson, 2001).

Эндотоксины способны стимулировать активность оси «гипоталамус–гипофиз–надпочечники» (ГГН) (River et al., 1989). На реактивность ГГН-оси и иммунной системы после воздействия эндотоксинов модулирующее влияние оказывают эндогенные половые гормоны (Spinedi et al., 1992). После введения липолисахарида (ЛПС) в течение острой фазы ответа (60-240 мин) отмечалось: 1) у самок высвобождалось более высокое количество кортикостерона, чем у самцов; 2) ЛПС-стимулированное высвобождение кортикостерона у самок мышей является невариабельным в течении стадий эстрального цикла; 3) наблюдается гиперсекреция глюкокортикоидов у гонад- и овариоэктомированных мышей через 20 дней после операции по сравнению с ложнооперированными животными; 4) повышение надпочечникового и иммунного ответа у гонадэктомированных мышей; 5) ЛПС прямо не модифицировал спонтанную и AКТГстимулированную глюкокортикоидную секрецию; 6) после стимуляции эндотоксином отмечалась гиперреактивность ГГН-оси у гонадэктомированных животных, что не обязательно приводило к повышению надпочечникового ответа как следствию гонадэктомии (Spinedi et al., 1992).

Влияние половых гормонов на иммунно-эндокринный ответ после стимуляции эндотоксином согласуется с иммунологическим половым диморфизмом, описанным C.J. Grossman (1984).

Воздействие ЛПС in vivo способствует активации не только иммунных (Michie et al., 1988), но и других клеточных популяций. Так, эндотоксин индуцирует продукцию ИЛ-6 инкубированными фрагментами гипоталамуса (Spangelo et al., 1990) и повышет уровни экспрессии mRNA ИЛ-1

33

в переднем гипофизе (Koeing et al.,1990). Цитокины, напротив, могут стимулировать гипоталамический CRH (Koeing et al.,1990; Naitoh et al., 1988; Spinedi et al., 1992), так же как гипофизарную (Berton et al., 1987; Kehrer et al., 1988, Suda et al., 1989) и внегипофизарную (Harbour-Mcmenamin et al., 1985) секрецию аденокортикотропного гормона (АКТГ). Известно, что серотонин (Spinedi et al., 1983), эпинефрин

(Spinedi, 1988), брадикинин (Hargreves, 1989) и простаглан-

дины (River et al., 1991) высвобождаются в течение острой фазы ответа на эндотоксиновый шок и способны стимулировать ГГН-ось. Зависит ли повышение высвобождения и действия этих веществ на функции ГГН оси от половых стероидов, остается неизвестным.

С другой стороны, ЛПС прямо не действует на секрецию АКТГ у мышей или крыс и не способен прямо модулировать продукцию глюкокортикоидов из надпочечников (Yasuda et al., 1978). Эти наблюдения показали, что половой диморфизм в эндотоксин-стимулированной функции оси ГГН может приводить к регуляторному действию половых стероидов на ЛПС-стимуляцию иммунных и нейроэндок-

ринных клеток (Spangelo et al., 1990; Koeing et al.,1990).

В работе E. Spinedi et al. (1992) не найдено различий между действием тестостерона и эстрадиола при предварительном повышении ЛПС-стимулированного высвобождения глюкокортикоидов у гонадэктомированных животных обоих полов.

Показано преобладание ингибирующей роли тестостерона на ГГН-иммунную ось в ответ на введение эндотоксина. Физиологические уровни андрогенов приводят к снижению высвобождения кортикостерона по сравнению с самками мышей. Устранение эндогенных андрогенов гонадэктомией приводит к повышению секреции кортикостерона в плазме в большей степени, чем при устранении эстрогенов овариоэктомией. Билатеральная гонадэктомия и ова-

34

риоэктомия также приводят к повышению ЛПС-зависимой секреции ФНО-α. Терапия тестостероном в полной мере отменяла повышение ЛПС-индуцированного высвобождения ФНО-α у гонадэктомированных и овариоэктомированных мышей, обработка эстрадиолом только блокировала этот эффект у самок мышей и не имела действия на гонадэктомированных самцов животных. Так, у обоих полов тестостерон более эффективен, чем обработка эстрогенами, в уменьшении действия гонадэктомии на ЛПСстимулированную секрецию ФНО-α . Возможно, половые гормоны могут оказывать влияние на высвобождение ИЛ-1

после действия ЛПС (Spinedi et al., 1992).

Было обнаружено, что овариоэктомия не обладает значительным действием как на печеночную, так и на селезеночную активность ретикулоэндотелиальной системы (РЭС). Обработка ЛПС после овариоэктомии также существенно не влияет на активность РЭС. С другой стороны, орхидэктомия усиливает селезеночную, но не печеночную активность РЭС. Дополнительная обработка ЛПС значительно увеличивает активность РЭС печени и селезенки у орхидэктомированных мышей. Эти наблюдения по увеличению активности РЭС, индуцированной орхидэктомией, показали, что активность РЭС самцов физиологически снижается под влиянием семенников. Таким образом, была показана сфера различий чувствительности РЭС к орхидэкто-

мии (Ooga еt al., 2001).

Установлено, что низкие дозы ЛПС приводили к повышению фагоцитарной активности макрофагов (Spitzer, Zhang P., 1996). По данным других авторов, сочетанная обработка эстрогенами и ЛПС активизировала макрофаги

(Robert, Spitzer, 1997; Ikejima et al., 1998, Hu et al., 1988).

Обнаружено, что значительное увеличение уровней печеночной активности РЭС в органе и тканях достигались дополнительной обработкой ЛПС после орхидэктомии. Это

35

показывает, что уменьшение эндогенного тестостерона может повышать чувствительность печеночной РЭС к ЛПС. Селезеночная РЭС, напротив, значительно активизировалась орхидэктомией без добавления ЛПС. Причины таких различий неясны (Ooga et al., 2001).

Таким образом, после орхидэктомии останавливается возрастная инволюция тимуса, а также изменяются параметры клеточного и гуморального иммунного ответа.

1.4. РТПХ-индуцированные экспериментальные модели патологии иммунной системы

Реакция трансплантат против хозяина – иммунная реакция клеточного типа, развивающаяся при трансплантации зрелых Т-лимфоцитов неспособному к их отторжению хозяину в условиях тканевой несовместимости донора и реципиента (Шевелёв, 1976).

Существует моделирование неорганоспецифических аутоиммунных расстройств путем индукции реакции трансплантат против хозяина, при этом возникают антитела против форменных элементов крови, антигенов кожи и др. Развиваются анемии, дерматиты, поражения почек, кишечника и другие расстройства, сходные с таковыми при различных аутоиммунных заболеваниях. Действительно, ситуации, складывающиеся в организме, при аутоиммунном расстройстве и РТПХ весьма сходны. Основным сходством является наличие в организме иммунокомпетентных клеток, осуществляющих иммунную агрессию против тех или иных нормальных тканей организма. Только при РТПХ они введены извне, а при аутоиммунных расстройствах такие агрессивные клетки возникают в собственной лимфоидной ткани организма.

РТПХ, вызванная аллогенными или полуаллогенными зрелыми донорскими Т-лимфоцитами, направленными про-

36

тив трансплантационных антигенов хозяина, ведет к развитию реакции трансплантат против хозяина, которое проявляется у животных и человека в двух формах – острой и хронической, различающихся по клиническим, патоморфологическим, иммунологическим механизмам развития и исхода.

В настоящее время активно используют модели РТПХиндуцированных дисфункций иммунитета, обусловленных Т-клетками донорского инокулята, распознающих Н-2 аллоантигены, экспрессируемые на F1, при внутривенном введении родительских клеток селезенки здоровым взрослым необлученным мышам-реципиентам F1 (родитель -> F1= DBA/2 -> (C57BL/6 x DBA/2)F), т.е. индукция РТПХ произ-

водится в полуаллогенной системе.

При использовании различных комбинаций родительских линий мышей и F1 возможно индуцировать различные типы РТПХ: острой или хронической – и соответствующей иммунопатологии. В большей степени для экспериментального моделирования в настоящее время используются следующие сочетания донор−реципиент в полуаллогенной системе родитель -> F1:

1.С57BL/6 -> (C57BL/6 x DBA/2)F1 B6 -> B6D2F1 -

оРТПХ

2.DBA/2 -> (C57BL/6 x DBA/2)F1D2 -> B6D2F1 -

хРТПХ

3.C57BL/10 -> (C57BL/10 x DBA/2)F1 B10 - B10D2F1 - оРТПХ

4. DBA/2 -> (C57BL/10 x DBA/2)F1 D2 ->B10D2F1

-хРТПХ

5.BALB/c -> (BALB/c x A/J)F1 BALB/c -> CAF1 -

хРТПХ

6.A/J -> (BALB/c x A/J)F1 A/J -> CAF1 - хРТПХ

7.A/J -> (C57BL/6 x A/J)F1

8.A/J -> (CBA x A/J )F1

37

9.B10.LP -> (BALB/c x B10.LP)F1

10.C57BL/6 -> (A/J x C57BL/6)F1

11.B6 -> (NZB x BXSB)F1 хРТПХ -> оРТПХ – тор-

можение гломерулонефрита

12.NZW -> (NZB x NZW)F1 (H-2b/z) – торможение гломерулонефрита

Известны различные варианты аутоиммунных нарушений, которые зависят от генетических особенностей как донора, так и реципиента – от СКВ до смешанного системного заболевания (люпусный нефрит и ревматоидный артрит). При введении лимфоцитов родительских линий

(DBA/2, BALB/c, BALB.D2, C57Bl/10.D2 − все H-2d) гибри-

дам F1 мышей этих линий и C57BL/10 (H-2b) развивается хроническая РТПХ с аутоантителами разной специфичности, отложением ИК в клубочках почек, развитием альбуминурии и гломерулосклероза. Но мыши разных линий, идентичных по H-2d, отличаются по срокам развития и интенсивности указанных проявлений патологии почек. Аутоантитела к мембране почечных клубочков, линейное отложение ИКК и последующее проявление гломерулонефрита

игломерулосклероза в полной мере отмечается только у мышей DBA/2 и особенно C57BL/10D2, что свидетельствует о том, что в реализации процессов, приводящих к аутоиммунному поражению почек, важную роль играют слабые (не ГКГС) гены гистосовместимости (Sutmuller et al., 1996). Так в работе J.A. Bruijn et al. (1989) указывается, что не Н-2 факторы у мышей определяют чувствительность к повреждению почек при хронической РТПХ – нефрит и протеинурия проявляются у всех 100% мышей в комбинации DBA/2 - > (C57BL/10 x DBA/2)F1 и в 54% в комбинации DBA/2 -> (B10.S x DBA/2)F1 и соответственно асцит в 85 и 8% случаев. РТПХ, которая развивается у (C57BL/6 x DBA/2)F1 (B6D2F1) мышей после переноса родительских лимфоцитов, особенно интересна, т.к. картина заболевания критиче-

38

ски зависит от того, какие родительские донорские клетки используются для индукции РТПХ – С57BL/6 или DBA/2. У B6D2F1мышей после переноса B6 донорских клеток (B6 -> B6D2F1) развивается острая РТПХ с ранней лимфоидной гиперплазией с последующей иммуносупрессией, активацией анти-F1цитотоксических лимфоцитов, снижением массы и ранней гибелью животных. Напротив, у B6D2F1 мышей после переноса донорских клеток DBA/2 (D2 -> B6D2F1) проявляется хроническая стимуляторная РТПХ, характеризующаяся В-клеточной гиперреактивностью, продукцией аутоАТ и развитием иммунокомплексного гломерулонефрита. Эти различные варианты РТПХ у мышей связаны с различными профилями продукции цитокинов. Острая РТПХ характеризуется продукцией высоких уровней ИФγ и ИЛ-2, хроническая РТПХ связана с продукцией Th2зависимых цитокинов ИЛ-4, 5, 10. Эти два вида РТПХ отражают активацию различных субпопуляций CD4+ Th, хотя причина такой поляризации остается неясной (Williamson et al., 1997).

1.4.1. Хроническая иммуностимуляторная РТПХ как модель СКВ

Несмотря на генетическую однородность реципиентов при индукции хРПТХ в системе DBA/2 (DBA/2 x C57Bl/6)F1, было обнаружено, что реакция может идти по двум направлениям: у 50-60 % мышей развивается аутоиммунный гломерулонефрит на фоне супрессии клеточного и гуморального иммунитета, а у остальных мышей отсутствуют значимые проявления поражения почек, и к тому же резко выраженная супрессия гуморального иммунного ответа не сочетается с супрессией клеточного ответа (Кудаева, 1993). В то же время в обеих группах развивается типичная хроническая РТПХ: увеличение общего количества клеток

39

селезёнки и поликлональная активация В-лимфоцитов, более выраженные у мышей с гломерулонефритом, при отсутствии выраженных изменений тимуса (Nezlin et al., 1999).

Развитие иммунной реакции по клеточному или гуморальному типу связано с преимущественной активацией клонов Т-хелперов 1-го или 2-го типа, которые различаются по своей функции и по спектру экспрессируемых цитокинов.

Тип аутоиммунного заболевания, обусловленный аутоантителами или аутореактивными Т-лимфоцитами, определяется преобладанием либо Тh1, либо Тh2-клеток (Козлов, 1997).

Течение хронической РТПХ зависит от преобладающего соотношения Th1/Th2 в ключевой момент развития реакции, что приводит к двум вариантам хронической РТПХ: с преобладающим влиянием Th2 (группа lupus со сниженным клеточным ответом и ИКГ) или Th1-клеток (группа nonlupus с нормальным клеточным иммунным ответом и без развития нефрита) (Кудаева и др., 1993).

У реципиентов в группах с развитем протеинурии и без таковой наблюдается повышение общего уровня сывороточного IgG, но у мышей lupus этот рост начинается раньше и достигает больших значений (Кудаева и др., 1993). Интегральным показателем преобладающей активности Th1 или Th2 является соотношение подклассов иммуноглобулинов IgG1/IgG2а, так как Th1 стимулируют продукцию IgG2а, Th2 – IgG1 (Snapper, Paul, 1987).. Соотношение подклассов иммуноглобулинов IgG1/IgG2а также различается между двумя опытными группами. У мышей lupus этот показатель выше, а у мышей ниже по сравнению с контролем. Таким образом, у мышей lupus в отличие от мышей nonlupus наблюдается подавление Т-клеточных реакций. Таким образом, происходит сдвиг баланса Т-хелперов при индукции

40