РОЛЬ ТКАНЕВОГО ЭРИТРОПОЭТИНА И МЕХАНИЗМОВ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В ЛОКАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ЭРИТРОПОЭЗА
PDF

Ключевые слова

эритропоэз
эритробластический островок
эритропоэтин

Как цитировать

Шевяков , С. А., & Тишевская, Н. В. (2020). РОЛЬ ТКАНЕВОГО ЭРИТРОПОЭТИНА И МЕХАНИЗМОВ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В ЛОКАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ЭРИТРОПОЭЗА. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 106(9), 1122–1131. https://doi.org/10.31857/S0869813920090071

Аннотация

Эритробластические островки (ЭО) костного мозга крысы культивировали 24, 48 или 72 ч вместе с эритроцитами разной степени зрелости, моделируя в системе in vitro состояние гипер- или гипорегенерации эритрона. В контрольных и опытных культурах ЭО определяли концентрацию эритропоэтина методом двухсайтового твердофазного иммуноферментного анализа. При добавлении ретикулоцитов/молодых эритроцитов (модель гиперрегенерации эритрона) в дозе 30 или 60 клеток/1ЭО через 24 ч культивирования концентрация эритропоэтина в культуральной среде увеличилась на 37% по сравнению с контрольными культурами. В культурах с 120/1 ЭО ретикулоцитами/молодыми эритроцитами концентрация эритропоэтина к 48 ч снижалась на 25%. Добавление зрелых/старых эритроцитов (модель гипорегенерации эритрона) вызывало торможение синтеза эритропоэтина в культуре ЭО. К 48 ч содержание этого гормона в культивационной среде достоверно уменьшилось во всех сериях эксперимента: в культурах с 30 клеток/1 ЭО – на 18%, а в культурах с большой эритроцитарной нагрузкой – на 28%. В 72-часовых культурах, содержащих 30, 60 или 120 эритроцитов/1ЭО, концентрация эритропоэтина снизилась на 26%, 40% и 53% соответственно по сравнению с контролем. Нами установлено, что локальная регуляция эритропоэза напрямую связана с синтезом эритропоэтина в ЭО и зависит от количества и степени зрелости клеток, продуцируемых красным костным мозгом. Полученные данные позволяют утверждать, что именно тканевой эритропоэтин является важнейшим звеном в реализации механизмов обратной связи, обеспечивающих адекватный ответ центрального звена эритрона на кислородный запрос в физиологических условиях и поддерживающих эритропоэз при патологических состояниях, сопровождающихся недостаточной продукцией эритропоэтина в почках.

https://doi.org/10.31857/S0869813920090071
PDF

Литература

Chasis J.A., Mohandas N. Erythroblastic islands: niches for erythropoiesis. Blood. 112(3): 470–478. 2008.

Hom J., Dulmovits B.M., Mohandas N., Blanc L. The erythroblastic island as an emerging paradigm in the anemia of inflammation. Immunol. Res. 63(1-3): 75–89. 2015.

Yeo J.H., Cosgriff M.P., Fraser S.T. Analyzing the formation, morphology, and integrity of erythroblastic islands. Methods Mol. Biol. 1698: 133–152. 2018.

Elvarsdottir E.M., Mortera-Blanco T., Dimitriou M., Bouderlique T., Jansson M., Hofman I.J.F., Conte S., Karimi M., Sander B., Douagi I., Woll P.S., Hellstrцm-Lindberg E. A three-dimensional in vitro model of erythropoiesis recapitulates erythroid failure in myelodysplastic syndromes. Leukemia. 34(1): 271–282. 2020.

Тишевская Н.В., Шевяков С.А., Захаров Ю.М. Влияние эритропоэтина и макрофагального колониестимулирующего фактора на пролиферативную активность эритроидных клеток в культурах эритробластических островков. Мед. акад. журн. 3(3): 67–72. 2003. [Tishevskaya N.V., Shevyakov S.A., Zakharov Yu.M. The effect of erythropoietin and macrophage colony stimulating factor on the proliferative activity of erythroid cells in cultures of erythroblastic islets. Med. akad. zhurn. 3(3): 67–72. 2003. (In Russ)].

Eggold J.T., Rankin E.B. Erythropoiesis, EPO, macrophages, and bone. Bone. 119: 36–41. 2019.

Захаров Ю.М., Шевяков С.А. Влияние эритроцитов разной степени зрелости на пролиферативную активность эритроидных клеток «короны» эритробластических островков. Рос. физиол. журн. им. Сеченова. 90(7): 874–881. 2004. [Zakharov Yu.M., Shevyakov S.A. The influences of various stage maturity of erythrocytes on proliferation rate of erythroid cells in «crown» of erythroblastic islands. Russ. J. Physiol. 90(7): 874–881. 2004. (In Russ)].

Шевяков С.А., Захаров Ю.М. Влияние супернатанта культур эритробластических островков костного мозга на эритропоэз in vitro. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 98(9): 1140–1148. 2012. [Shevyakov S.A., Zakharov Yu. M. Effect of supernatant of erythroblastic island bone marrow cultures on erythropoiesis in vitro. Russ. J. Physiol. 98(9): 1140–1148. 2012. (In Russ)].

Tishevskaya N.V., Zakharov Yu.M., Golubotovskii E.V., Kolesnikov O.L., Trofimova N.V., Arkhipenko Yu.V., Sazontova T.G. Effects of fullerenol C60(OH)24 on erythropoiesis in vitro. Bull. Exp. Biol. Med. 157(1): 49–51. 2014.

Волчегорский И.А., Тишевская Н.В., Кузнецов Д.А. Влияние «средних молекул», выделенных из плазмы крови интактных и обожженных животных, на клеточный состав культур эритробластических островков костного мозга. Вестник Рос. академии мед. наук. 2: 30–36. 2002. [Volchegorsky I.A., Tishevskaya N.V., Kuznetsov D.A. Influence of «middle molecules», separated from the blood plasma of intact and burned animals, on the cell composition of cultures of erythroblastic islands of bone marrow. Ann. Russ. Acad. Med. Sci. 2: 30–36. 2002. (In Russ)].

Тишевская Н.В., Болотов А.А., Захаров Ю.М. Математическое моделирование межклеточных взаимодействий в культуре эритробластических островков. Мед. акад. журн. 5(4): 50–59. 2005. [Tishevskaya N.V., Bolotov A.A., Zakharov Yu.M. Mathematical modeling of intercellular interactions in the culture of erythroblastic islets. Med. Akad. zhurn. 5(4): 50–59. 2005. (In Russ)].

Шевяков С.А., Захаров Ю.М. Исследование динамики концентрации эритропоэтина в культурах эритробластических островков. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 95(11): 1207–1215. 2009. [Shevyakov S.A., Zakharov Yu.M. The investigation of dynamic changes of erythropoietin content of the erythroblast island cultures. Russ. J. Physiol. 95(11): 1207–1215. 2009. (In Russ.)]

Sato T., Maekawa T., Watanabe S., Tsuji K., Nakahata T. Erythroid progenitors differentiate and mature in response to endogenous erythropoietin. J. Clin. Invest. 106(2): 263–270. 2000.

Rich I.N., Heit W., Kubanek B. Extrarenal erythropoietin production by macrophages. Blood. 60(4): 1007–1018. 1982.

Ohls R.K., Li Y., Trautman M.S., Christensen R.D. Erythropoietin production by macrophages from preterm infants: implications regarding the cause of the anemia of prematurity. Ped. Res. 35(2): 169–170. 1994.

Chernykh E.R., Shevela E.Y., Sakhno L.V., Tikhonova M.A., Petrovsky Y.L., Ostanin A.A. The generation and properties of human M2-like macrophages: potential candidates for CNS repair? Cell. Therapy Transplant. 2(6): 1–7. 2010.

Sakhno L.V., Shevela E.Y., Ostanin A.A., Chernykh E.R., Lykov A.P., Poveshchenko O.V. Effect of apoptotic neutrophils on the production of erythropoietin, MMP-9, and TIMP-1 in cultures of human macrophages. Bull. Exp. Biol. Med. 167(6): 755–758. 2019.

Тишевская Н.В., Шевяков С.А., Захаров Ю.М. Влияние гуморальных факторов на фагоцитарную активность центральных макрофагов в культуре эритробластических островков. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 88(9): 1191–1198. 2002. [Tishevskaya N.V., Shevyakov S.A., Zakharov Yu.M. The effect of humoral factors on phagocytic activity of central macrophages in the erythroblast islet culture. Russ. J. Physiol. 88(9): 1191–1198. 2002. 2009. (In Russ)].

Means R.T. Recent development in the anemia of chronic disease. Curr. Haematol. Rep. 2(2): 116–121. 2003.

Тишевская Н.В., Геворкян Н.М., Козлова Н.И. Современный взгляд на роль Т-лимфоцитов в регуляции эритропоэза. Успехи соврем. биологии. 136(1): 83–96. 2016. [Tishevskaya N.V., Gevorkyan N.M., Kozlova N.I. A modern view of the role of T-lymphocytes in regulation of erythropoiesis. Uspekhi sovrem. biologii. 136 (1): 83–96. 2016. (In Russ)].

Merkerova M., Belickova M., Bruchova H. Differential expression of microRNAs in hematopoietic cell lineages. Eur. J. Haematol. 81(4): 30–43. 2008.

Okamoto M., Fukushima Y., Kouwaki T., Daito T., Kohara M., Kida H., Oshiumi H. MicroRNA-451a in extracellular, blood-resident vesicles attenuates macrophage and dendritic cell responses to influenza whole-virus vaccine. J. Biol. Chem. 293(48): 18585–18600. 2018.

Sangokoya C., LaMonte G., Chi J.T. Isolation and characterization of microRNAs of human mature erythrocytes. Methods Mol. Biol. 667: 193–203. 2010.

Felli N., Fontana L., Pelosi E., Botta R., Bonci D., Facchiano F., Liuzzi F., Lulli V., Morsilli O., Santoro S., Valtieri M., Calin G., Liu C., Sorrentino A., Croce C., Peschle C. MicroRNAs 221 and 222 inhibit normal erythropoiesis and erythroleukemic cell growth via kit receptor down-modulation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 102(50): 18081–18086. 2005.

Danesh A., Inglis H.C., Jackman R.P., Wu S., Deng X., Muench M.O., Heitman J., Norris P. Exosomes from red blood cell units bind to monocytes and induce proinflammatory cytokines, boosting T-cell responses in vitro. Blood. 123(5): 687–696. 2014.

Zhang X. Harada A., Bluethmann H. Tumor necrosis factor is a physiologic regulator of hematopoietic progenitor cells. Blood. 86(8): 2930–2938. 1995.

Шевяков С.А., Захаров Ю.М. Исследование роли фактора некроза опухоли-альфа в регуляции эритропоэза в культуре эритробластических островков. Рос. физиол. журн. им. Сеченова. 99(8): 993–1001. 2013. [Shevyakov S.A., Zakharov Yu. M. Studying of the role of tumor necrosis factor-alpha in regulation of erythropoiesis in erythroblastic islands cultures. Russ. J. Physiol. 99(8): 993–1001. 2013. (In Russ)].

Тишевская Н.В., Геворкян Н.М., Козлова Н.И. Роль Т-лимфоцитов в гормональной регуляции морфогенетических процессов. Успехи соврем. биологии. 135(2): 189–202. 2015. [Tishevskaya N.V., Gevorkyan N.M., Kozlova N.I. The role of T-lymphocytes in hormonal regulation of morphogenetic processes. . Uspekhi sovrem. biologii. 135(2): 189–202. 2015. (In Russ)].

Бабаева А.Г., Геворкян Н.М., Тишевская Н.В., Головкина Л.Л., Муратова И.А., Рагимов А.А. О стимулирующих эритропоэз свойствах суммарной РНК лимфоцитов периферической крови при эритремии. Клин. и эксперим. морфология. 1(13): 33–37. 2015. [Babaeva A.G., Gevorkyan N.M., Tishevskaya N.V., Golovkina L.L., Muratova I.A., Ragimov A.A. Erythropoiesis-stimulating properties of total RNA from peripheral blood lymphocytes during erythremia. Klin. and Eksperim. morfologiya. 1(13): 33–37. 2015. (In Russ)].