Защитные эффекты пероксиредоксина 6 при моделировании провоспалительного ответа с использованием макрофагов RAW 264.7

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Целью работы было изучение действия пероксиредоксина 6 (PRDX6), рекомбинантного белка-антиоксиданта, на уровень провоспалительных ответов, вызванных воздействием эндотоксина на макрофаги RAW 264.7. Добавление липополисахаридов (ЛПС) в среду культивирования клеток RAW 264.7 ожидаемо увеличивало продукцию фактора некроза опухоли-альфа (TNF-α), а добавление PRDX6 привело к достоверному снижению его продукции на 15-20%. Уровень продукции другого провоспалительного цитокина, IL-1β, значительно повышенный эндотоксином, под воздействием PRDX6 полностью нормализовался. Кроме того, добавление PRDX6 снижало продукцию активных форм кислорода, индуцированную эндотоксином, а также препятствовало сверхэкспрессии гена Nos2 в клетках RAW 264.7. Результаты показали, что PRDX6 оказывает подавляющее действие на экспрессию гена Nfe2l2 и продукцию фактора транскрипции NRF-2 в течение первых 6 ч культивирования клеток. Добавление эндотоксина вызывает активацию сигнальных каскадов NF-κB и SAPK/JNK, при этом в присутствии PRDX6 происходит снижение активности этих сигнальных каскадов. Известно, что провоспалительный ответ клеток, вызванный бактериальным ЛПС, приводит к активации апоптоза и элиминации повреждённых клеток. Нашими исследованиями это подтверждается, поскольку ЛПС приводит к активации гена Trp53, маркера апоптоза. Добавление PRDX6 в первые часы развития острого провоспалительного ответа приводит к подавлению экспрессии гена Trp53, что указывает на защитный эффект PRDX6, снижающий апоптоз в макрофагах RAW 264.7.

Об авторах

С. Б Парфенюк

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

Email: lana_kras2@rambler.ru
142290 Пущино, Московская обл., Россия

О. В Глушкова

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

142290 Пущино, Московская обл., Россия

М. Г Шарапов

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

142290 Пущино, Московская обл., Россия

М. О Хренов

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

142290 Пущино, Московская обл., Россия

С. М Лунин

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

142290 Пущино, Московская обл., Россия

А. А Кузекова

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

142290 Пущино, Московская обл., Россия

Э. К Мубаракшина

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

142290 Пущино, Московская обл., Россия

Т. В Новоселова

Институт биофизики клетки ФИЦ ПЦБНИ РАН

142290 Пущино, Московская обл., Россия

Д. А Черенков

ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет инженерных технологий

394036 Воронеж, Россия

Список литературы

  1. Barnes, P. J. (2017) Cellular and molecular mechanisms of asthma and COPD, Clin. Sci. (Lond), 13, 1541-1558, doi: 10.1042/CS20160487.
  2. Joshi, N., Walter, J. M., and Misharin, A. V. (2018) Alveolar macrophages, Cell Immunol., 330, 86-90, doi: 10.1016/j.cellimm.2018.01.005.
  3. Lu, X. J., Ning, Y. J., Liu, H., Nie, L., and Chen, J. (2018) A novel lipopolysaccharide recognition mechanism mediated by internalization in teleost macrophages, Front. Immunol., 9, 2758, doi: 10.3389/fimmu.2018.02758.
  4. Челомбитько М. А. (2018) Роль активных форм кислорода в воспалении, Вестн. Моск. Унив., 73, 242-246.
  5. Sharapov, M. G., Ravin, V. K., and Novoselov, V. I. (2014) Peroxyredoxins as multifunctional enzymes, Mol. Biol. (Mosk), 48, 600-628, doi: 10.1134/S0026893314040128.
  6. Hanschmann, E. M., Godoy, J. R., Berndt, C., Hudemann, C., and Lillig, C. H. (2013) Thioredoxins, glutaredoxins, and peroxiredoxins - molecular mechanisms and health significance: from cofactors to antioxidants to redox signaling, Antioxid. Redox Signal., 19, 1539-1605, doi: 10.1089/ars.2012.4599.
  7. Arevalo, J. A., and Vázquez-Medina, J. P. (2018) The role of peroxiredoxin 6 in cell signaling, Antioxidants (Basel), 7, 172, doi: 10.3390/antiox7120172.
  8. Sharapov, M. G., Goncharov, R. G., Parfenyuk, S. B., Glushkova, O. V., and Novoselov, V. I. (2022) The role of phospholipase activity of peroxiredoxin 6 in its transmembrane transport and protective properties, Int. J. Mol. Sci., 23, 152-165, doi: 10.3390/ijms232315265.
  9. Chuchalin, A. G., Novoselov, V. I., Shifrina, O. N., Soodaeva, S. K., Yanin, V. A., et al. (2003) Peroxiredoxin VI in human respiratory system, Respir. Med., 97, 147-151, doi: 10.1053/rmed.2003.1429.
  10. Kümin, A., Huber, C., Rülicke, T., Wolf, E., and Werner, S. (2006) Peroxiredoxin 6 is a potent cytoprotective enzyme in the epidermis, Am. J. Pathol., 169, 1194-1205, doi: 10.2353/ajpath.2006.060119.
  11. Kümin, A., Schäfer, M., Epp, N., Bugnon, P., Born-Berclaz, C., et al. (2007) Peroxiredoxin 6 is required for blood vessel integrity in wounded skin, J. Cell. Biol., 179, 747-760, doi: 10.1083/jcb.200706090.
  12. Sundar, I. K., Chung, S., Hwang, J. W., Arunachalam, G., Cook, S., et al. (2010) Peroxiredoxin 6 differentially regulates acute and chronic cigarette smoke-mediated lung inflammatory response and injury, Exp. Lung Res., 36, 451-462, doi: 10.3109/01902141003754128.
  13. Fisher, A. B. (2011) Peroxiredoxin 6: a bifunctional enzyme with glutathione peroxidase and phospholipase A2 activities, Antioxid. Redox Signal., 15, 831-844, doi: 10.1089/ars.2010.3412.
  14. Power, J. H., Asad, S., Chataway, T. K., Chegini, F., Manavis, J., et al. (2008) Peroxiredoxin 6 in human brain: molecular forms, cellular distribution and association with Alzheimer's disease pathology, Acta Neuropathol., 115, 611-622, doi: 10.1007/s00401-008-0373-3.
  15. Novoselova, E. G., Glushkova, O. V., Parfenuyk, S. B., Khrenov, M. O., Lunin, S. M., et al. (2019) Protective effect of peroxiredoxin 6 against toxic effects of glucose and cytokines in pancreatic RIN-m5F β-cells, Biochemistry (Moscow), 84, 637-643, doi: 10.1134/S0006297919060063.
  16. Chen, S., Hu, Y., Zhang, J., and Zhang, P. (2021) Anti-inflammatory effect of salusinβ knockdown on LPS-activated alveolar macrophages via NF-κB inhibition and HO-1 activation, Mol. Med. Rep., 23, 127, doi: 10.3892/mmr.2020.11766.
  17. Sharapov, M. G., Novoselov, V. I., and Ravin, V. K. (2009) Cloning, expression and comparative analysis of peroxiredoxine 6 from different species, Mol. Biol. (Mosk), 43, 505-511, doi: 10.1134/s0026893309030194.
  18. Wu, D., and Yotnda, P. (2011) Production and detection of reactive oxygen species (ROS) in cancers, J. Vis. Exp., 57, 3357, doi: 10.3791/3357.
  19. Glushkova, O. V., Khrenov, M. O., Novoselova, T. V., Lunin, S. M., Parfenyuk, S. B., et al. (2015) The role of the NF-κB, SAPK/JNK, and TLR4 signalling pathways in the responses of RAW 264.7 cells to extremely low intensity microwaves, Int. J. Radiat. Biol., 91, 321-328, doi: 10.3109/09553002.2014.996261.
  20. Sharapov, M. G., Novoselov, V. I., and Gudkov, S. V. (2019) Radioprotective role of peroxiredoxin 6, Antioxidants (Basel), 8, 15, doi: 10.3390/antiox8010015.
  21. Новоселов В. И. (2012) Роль пероксиредоксинов при окислительном стрессе в органах дыхания, Пульмонология, 83-87.
  22. Ross, E. A., Devitt, A., and Johnson, J. R. (2021) Macrophages: the good, the bad, and the gluttony, Front. Immunol., 12, 708186, doi: 10.3389/fimmu.2021.708186.
  23. Fukai, T., and Ushio-Fukai, M. (2011) Superoxide dismutases: role in redox signaling, vascular function, and diseases, Antioxid. Redox. Signal., 15, 1583-1606, doi: 10.1089/ars.2011.3999.
  24. Zhang, X., Yu, Y., Lei, H., Cai, Y., Shen, J., et al. (2020) The Nrf-2/HO-1 signaling axis: a ray of hope in cardiovascular diseases, Cardiol. Res. Pract., 30, 5695-5723, doi: 10.1155/2020/5695723.
  25. Park, M. H., Jo, M., Kim, Y. R., Lee, C. K., and Hong, J. T. (2016) Roles of peroxiredoxins in cancer, neurodegenerative diseases and inflammatory diseases, Pharmacol. Ther., 163, 1-23, doi: 10.1016/j.pharmthera.2016.03.018.
  26. Webster, J. M., Kempen, L. J. A. P., Hardy, R. S., and Langen, R. C. J. (2020) Inflammation and skeletal muscle wasting during cachexia, Front. Physiol., 11, 597-675, doi: 10.3389/fphys.2020.597675.
  27. Zhao, L. X., Du, J. R., Zhou, H. J., Liu, D. L., Gu, M. X., et al. (2016) Differences in proinflammatory property of six subtypes of peroxiredoxins and anti-inflammatory effect of ligustilide in macrophages, PLoS One, 11, e0164586, doi: 10.1371/journal.pone.0164586.
  28. Yuan, F., Liu, R., Hu, M., Rong, X., Bai, L., et al. (2019) JAX2, an ethanol extract of Hyssopus cuspidatus Boriss, can prevent bronchial asthma by inhibiting MAPK/NF-κB inflammatory signaling, Phytomedicine, 57, 305-314, doi: 10.1016/j.phymed.2018.12.043.
  29. Sharapov, M. G., Glushkova, O. V., Parfenyuk, S. B., Gudkov, S. V., Lunin, S. M., et al. (2021) The role of TLR4/NF-κB signaling in the radioprotective effects of exogenous PRDX6, Arch. Biochem. Biophys., 15, 108830, doi: 10.1016/j.abb.2021.108830.
  30. Zhang, Y., Xia, G., Zhang, Y., Liu, J., Liu, X., et al. (2017) Palmitate induces VSMC apoptosis via toll like receptor (TLR)4/ROS/p53 pathway, Atherosclerosis, 263, 74-81, doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2017.06.002.
  31. Duran, X., Vilahur, G., and Badimon, L. (2009) Exogenous in vivo NO-donor treatment preserves p53 levels and protects vascular cells from apoptosis, Atherosclerosis, 205, 101-106, doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2008.11.016.
  32. Lee, M., Rey, K., Besler, K., Wang, C., and Choy, J. (2017) Immunobiology of nitric oxide and regulation of inducible nitric oxide synthase, Results. Probl. Cell Differ., 62, 181-207, doi: 10.1007/978-3-319-54090-0_8.
  33. Dubey, M., Nagarkoti, S., Awasthi, D., Singh, A. K., Chandra, T., et al. (2016) Nitric oxide-mediated apoptosis of neutrophils through caspase-8 and caspase-3-dependent mechanism, Cell Death Dis., 7, e2348, doi: 10.1038/cddis.2016.248.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023