Ирф 1: Инсулиноподобный фактор роста

Содержание

Инсулиноподобный фактор роста

Результат теста на инсулиноподобный фактор роста (ИФР) является косвенным показателем количества гормона роста (ГР), вырабатываемого организмом.

ИФР и ГР – это полипептидные гормоны, то есть небольшие белковые молекулы, которые необходимы для нормального роста и развития костей и тканей организма. ИФР производится печенью и скелетными мышцами, а также другими тканями в ответ на их стимуляцию гормоном роста. ИФР способствует осуществлению многих функций соматотропного гормона, стимулируя рост костей и других тканей.

Синонимы русские

ИФР.

Синонимы английские

Insulin-like Growth Factor, Somatomedin C.

Метод исследования

Твердофазный хемилюминесцентный иммуноферментный анализ («сэндвич»-метод).

Единицы измерения

Нг/мл (нанограмм на миллилитр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  1. Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
  2. Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение за 30 минут до исследования.
  3. Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Результат теста на инсулиноподобный фактор роста (ИФР) является косвенным показателем количества гормона роста (ГР), вырабатываемого организмом. ИФР и ГР – это полипептидные гормоны, то есть небольшие белковые молекулы, которые необходимы для нормального роста и развития костей и тканей организма. ГР производится гипофизом, небольшой железой, расположенной в основании головного мозга на уровне переносицы. Он секретируется в кровяной поток волнообразно в течение суток, достигая максимального уровня, как правило, в ночное время. ИФР синтезируется печенью и скелетными мышцами, а также многими другими тканями в ответ на их стимуляцию гормоном роста. ИФР важен для многих функций гормона роста, стимулирует рост костей и других тканей организма, а также способствует увеличению мышечной массы. Он отражает избыток и недостаток гормона роста.

Концентрация ИФР, как и концентрация ГР, очень невысока в раннем детстве, затем она повышается, достигая пика в период полового созревания, а у взрослых понижается.

Дефицит ИФР и ГР может быть обусловлен, например, гипопитуитаризмом либо опухолью гипофиза, которая, повреждая клетки, продуцирующие гормон, препятствует его синтезу. Нехватка ИФР наблюдается также при отсутствии чувствительности к ГР, которое может быть вызвано недоеданием, гипотиреозом, недостатком половых гормонов и некоторыми хроническими заболеваниями. Генетическая нечувствительность к ГР (ГР-резистентность) встречается очень редко.

Дефицит ГР в раннем детстве может мешать росту и развитию ребенка. У взрослых недостаток гормона способен приводить к снижению плотности костной ткани, недоразвитию мышц и изменению состава липидов. Тем не менее анализ на ГР или на ИФР, как правило, не назначают взрослым, у которых пониженная плотность костей, атрофия мышц либо недостаток липидов – лишь в очень редких случаях нехватка ГР и, как следствие, дефицит ИФР являются причиной этих расстройств.

Избыток ГР и ИФР может способствовать аномальному формированию скелета, а также другим проявлениям гигантизма и акромегалии. При гигантизме у детей происходит чрезмерный рост костей, что является причиной очень высокого роста, а также увеличения рук и ног до ненормально больших размеров. У взрослых акромегалия вызывает утолщение костей и мягких тканей, например разрастание тканей носа. В итоге следствием избытка ГР может быть увеличение внутренних органов, например сердца, а также диабет второго типа, сердечно-сосудистые заболевания, в частности гипертония, артриты и уменьшение продолжительности жизни.

Наиболее распространенная причина повышенной секреции гормона роста – опухоль гипофиза (обычно доброкачественная). Как правило, она может быть удалена хирургическим путем или вылечена при помощи лекарств либо химиотерапии. В большинстве случаев это приводит к нормализации ГР и ИФР.

Для чего используется исследование?

  • Для выяснения причин аномалий роста.
  • Для оценки функционирования гипофиза.
  • Для того чтобы контролировать эффективность лечения избытка либо недостатка ГР. Однако анализ на ИФР обычно не назначают детям. Самый лучший показатель эффективности лечения гормоном роста детей, страдающих от его дефицита, – это скорость, с которой они растут.
  • Для получения информации о невосприимчивости к ГР. Если ИФР в норме, то дефицит ГР исключается.
  • Для помощи в диагностике гипопитуитаризма (вместе с анализами на другие гормоны гипофиза, такими как адренокортикотропный гормон).
  • Для выявления опухоли гипофиза, производящей ГР. В частности, после операции, чтобы выяснить, вся ли опухоль была успешно удалена, и затем на протяжении нескольких лет для отслеживания возможных рецидивов.

Когда назначается исследование?

  • Если у детей есть симптомы дефицита ГР, например замедленный рост.
  • Когда у взрослых есть симптомы недостатка ГР: пониженная плотность костей, быстрая утомляемость, неблагоприятное изменение состава липидов, низкая выносливость при физических нагрузках (однако тест на ИФР не является стандартным для пациентов с такими симптомами, потому что дефицит ГР и ИФР редко бывает причиной этих расстройств).
  • При подозрении на низкую активность гипофиза.
  • При контроле за эффективностью лечения гормоном роста (редко).
  • При симптомах гигантизма у детей либо акромегалии у взрослых (вместе с тестом на подавление ГР).
  • После операции по удалению опухоли, производящей ГР (для подтверждения, что она была удалена полностью).
  • При прохождении лекарственной или радиационной терапии, которая обычно проводится вслед за операцией по удалению опухоли.
  • В течение нескольких лет после операции по удалению опухоли, чтобы контролировать производство ГР и вовремя выявить возможный рецидив.

Что означают результаты?

Референсные значения

Возраст, пол

Референсные значения, нг/мл

мужской

15-189

женский

15-272

4-7 лет

мужской

47-231

4-7 лет

женский

55-248

7-10 лет

мужской

55-222

7-10 лет

женский

80-233

10-12 лет

мужской

95-315

10-12 лет

женский

96-545

12-14 лет

мужской

95-460

12-14 лет

женский

147-549

14-16 лет

мужской

211-512

14-16 лет

женский

208-444

16-19 лет

мужской

57-426

16-19 лет

женский

176-429

19-22 года

105-346

22-25 лет

107-367

25-30 лет

88-537

30-35 лет

41-246

35-40 лет

57-241

40-45 лет

43-209

45-50 лет

74-196

50-55 лет

55-248

55-60 лет

35-200

60-65 лет

51-187

65-70 лет

37-219

70-80 лет

24-200

> 80 лет

17-323

Прежде всего стоит отметить, что уровень ИФР должен учитываться вместе с другими данными – иногда он может быть в норме при дефиците ГР.

Пониженный уровень ИФР

Пониженное содержание ИФР говорит о дефиците ГР либо нечувствительности к нему. У ребенка нехватка ГР может замедлять рост и развитие.

Если понижение уровня ИФР вызвано ослаблением функционирования гипофиза, то необходимо проверить и другие гормоны, производимые им. Пониженная функция гипофиза может быть следствием врождённых дефектов либо повреждений в результате травм, инфекций и воспалений.

Кроме того, причиной нехватки ИФР бывают нарушения питания, в частности анорексия, хронические заболевания почек и печени, неактивные формы ГР и высокие дозы эстрогенов.

Повышенный уровень ИФР

Чрезмерное содержание ИФР обычно свидетельствует об избыточном производстве ГР. Поскольку уровень ГР варьируется в течение дня, полученный в результате исследования показатель ИФР отражает среднесуточное количество ГР, а не его уровень в момент взятия крови. Анализ дает точные данные до того момента, пока печень способна производить ИФР. При очень сильном увеличении количества ГР концентрация ИФР закрепляется на максимально повышенном уровне.

Повышение концентраций ГР и ИФР является нормальным при половом созревании и при беременности, в остальных случаях это, как правило, следствие опухолей гипофиза (обычно доброкачественных).

Если ИФР остается повышенным после удаления опухоли, то, возможно, операция была неэффективна. Снижение уровня ИФР после лекарственной и/или химиотерапии

 свидетельствует о снижении производства ГР.

Нормализация уровня ИФР означает, что избыточного образования ГР больше не происходит.

Постоянное повышение концентрации ИФР в течение определенного периода указывает на возможный рецидив опухоли гипофиза.

 Скачать пример результата

Также рекомендуется

Инсулиноподобный фактор роста-1 (S-IGF-1) – SYNLAB Eesti

IGF-1-пептид, который по своему строению и функции схож с проинсулином. IGF-1 синтезируется, в основном, в клетках печени и также других клетках (например, в фибробластах). Синтез IGF-1 стимулирует, в основном, гормон роста (GH). При содействии IGF-1 реализуется действие гормона роста в тканях. В отличие от гормона роста, который высвобождается эпизодически и содержание которого в крови значительно колеблется в течение суток, количество IGF-1 стабильно и его не надо повторно измерять. Более 95% возникающего в сыворотке IGF-1 связано с белками-носителями, которых начитывается 6 классов. Из них наиболее важный белок-носитель IGF BP-3 (см также IGFBP-3).

Показания: 

  • Диагностика нарушений роста у детей
  • Диагностика акромегалии и контроль за лечением
  • Контроль заместительного лечения гормоном роста

Метод анализа: Хемилюминисцентный метод

Референтные значения: Зависят от возраста и пола, поэтому для правильной интерпретации необходимо указывать на направлении пол и возраст пациента.

Мальчики  
0 – 3 л < 189 ng/mL
4 – 6 л 47 – 231 ng/mL
7 – 9 л 55 – 222 ng/mL
10 – 11 л 95 – 315 ng/mL
12 – 13 л 95 – 460 ng/mL
14 – 15 л 211 – 512 ng/mL
16 – 18 л 57 – 426 ng/mL
Девочки  
0 – 3 л < 272 ng/mL
4 – 6 л 55 – 248 ng/mL
7 – 9 л 80 – 233 ng/mL
10 – 11 л 96 – 545 ng/mL
12 – 13 л 147 – 549 ng/mL
14 – 15 л 208 – 444 ng/mL
16 – 18 л 176 – 429 ng/mL
Взрослые  
19 – 29 л 90 – 357 ng/mL
30 – 39 л 41 – 247 ng/mL
40 – 49 л 43 – 209 ng/mL
50 – 59 л 36 – 200 ng/mL
60 – 69 л 32 – 176 ng/mL
70 – 79 л 16 – 213 ng/mL
80 – 89 л 17 – 300 ng/mL

Интерпретация результата:

IGF-1 важно определять при обнаружении избытка гормона роста Важность IGF-1 при диагностике недостаточности гормона роста ограничена: значения фактора роста у здоровых детей моложе 6 лет и у детей такого же возраста с недостаточностью гормона роста в значительной степени перекрываются.

Использование IGF-1 в диагностике, в некоторой степени, ограничено и другими факторами, которые могут влиять на содержание фактора роста.  

Низкие значения IGF-1, которые не были обусловлены дефицитом гормона роста: 

  • Недоедание или голодание (длительный пост)
  • Гипотиреоз 
  • Диабет

Низкое значение IGF-1 (вместе или отдельно от IGFBP) не свидетельствует о недостаточности гормона роста. В то же время нормальное содержание IGF-1 с большой долей вероятности исключает дефицит гормона роста.

Высокие значения IGF-1:

  • Акромегалия (IGF-1 в среднем выше в 4 раза)
  • Беременность  

Сдать анализ на соматомедин-С для контроля нарушений роста

Метод определения Иммуноанализ.

Исследуемый материал Сыворотка крови

Доступен выезд на дом

Онлайн-регистрация

Синонимы: Соматомедин С; ИПФР. 

Somatomedin C.

Краткое описание определяемого аналита Соматомедин-С 

Гормональный посредник действия соматотропного гормона. 

Соматомедин С (инсулиноподобный фактор роста 1 или IGF-1) – одноцепочечный полипептид с молекулярной массой 7 649 Да. Инсулиноподобными эти факторы названы в связи с их способностью стимулировать поглощение глюкозы мышечной и жировой тканью аналогично инсулину. Известен также инсулиноподобный фактор 2 (IGF-2). По структуре IGF-1 гомологичен инсулину и инсулиноподобному фактору роста 2, синтез его идёт преимущественно (но не только) в печени, стимулируется соматотропным гормоном и приёмом пищи. IGF-1 является гормональным посредником действия на ткани соматотропного гормона (см. тест № 99 – соматотропный гормон). Система инсулиноподобных факторов роста, их связывающих белков и рецепторов участвует в процессах, связанных с ростом и развитием организма, поддержанием нормального функционирования многих клеток организма, обладает выраженным антиапоптотическим эффектом. Это одна из наиболее сложных эндокринных систем организма. 

Выделено 6 высокоафинных IGF-связывающих белков, активность которых также подвержена регуляции. В крови IGF-1 циркулирует в связанном с белками виде. Время его нахождения в крови больше, чем соматотропного гормона. Одним из важных эффектов IGF-1 является стимуляция роста костей в длину. Циркулирующий IGF-1 повышает чувствительность к инсулину. Сниженный уровень IGF-1 ассоциирован с резистентностью к инсулину (риском развития нарушений углеводного обмена и диабета типа 2). Поскольку IGF-1 играет существенную роль в контроле клеточного цикла и апоптоза (процессах, тесно связанных с механизмами опухолевого роста), в настоящее время интенсивно исследуется его роль в канцерогенезе. При рождении человека IGF-1 в плазме едва определяется, в период детства его уровень градуально растёт, достигая максимума в возрасте от пубертатного периода приблизительно до 40 лет, после чего плавно снижается. 

Во время беременности уровень IGF-1 в материнской крови увеличивается. 

С какой целью определяют уровень Соматомедина-С 

Тестирование IGF-1 применяют при диагностике нарушений роста. Во многих случаях уровень IGF-1 является лучшим маркёром для оценки продукции гормона роста.
Нормальный уровень соматомедина С в плазме является строгим свидетельством против дефицита соматотропного гормона. Низкий уровень соматомедина С подразумевает дефицит гормона роста и требует дополнительного тестирования уровня соматотропного гормона для выявления его возможного субнормального уровня. При акромегалии уровень IGF-1 может служить индикатором выраженности заболевания, серийные исследования используют в мониторинге лечения. При карликовости IGF-1 может использоваться для контроля лечения гормоном роста. Измерение IGF-1 полезно также при оценке изменений обменного статуса. 

Пределы определения: 3 нг/мл-1500 нг/мл

Литература

  1. Tietz Clinical guide to laboratory tests. ed 4. / Ed. by Wu A.N.B.- USA:W.B Sounders Company, 2006, 1798 p.
  2. Dufour D. Clinical use of laboratory data: a practical guide. — Williams & Wilkins. — 1998. – 606 p.
  3. LeRoith D. and Roberts C. T. The insulin-like growth factor system and cancer — Cancer Letters., 2003, vol. 195, № 2, p. 127 — 137.
  4. МакДермотт М. Т. Секреты эндокринологии. М.- СПб.: Бином — Невский Диалект, 2001. — 464 с.

Инсулиноподобный фактор роста (IGF-1) и длинноцепочечный Igf (lr3igf-1)

С поправками от 18.07.2019

Свойства и механизм действия

IGF-1 (hIGF-1, инсулиноподобный фактор роста 1, соматомедин C) является полипептидным гормоном, который образуется в организме человека и состоит из 70 аминокислот. Он опосредует развитие нескольких анаболических (ростостимулирующих) эффектов гормонов роста в отношении тканей. Гормон роста стимулирует выработку IGF-1 в печени, но продукция также происходит в других тканях, например в мышечной [1].

Длинноцепочечный IGF (LR3IGF-1, IGF-1 LR3, аргинин IGF, длинноцепочечный аргинин IGF) является производным от исследуемого в настоящее время IGF-1. Изменения, внесенные в молекулу LR3IGF-1, приводят к тому, что LR3IGF-1 является более мощным и более продолжительным, чем физиологический IGF-1.

IGF-1 (hIGF-1, мекасермин) производят для применения в медицине при помощи технологии рекомбинантных ДНК при помощи бактерий Escherichia coli, в которые переносится ген IGF-1 человека. Структура и эффекты мекасермина идентичны таковым у физиологического IGF-1.

Физиологический IGF-1 — это основной гормональный медиатор осевого роста. У людей в гипофизе секретируется гормон роста, который связывается со своими рецепторами в печени и других тканях и стимулирует синтез и секрецию IGF-1.

В тканях-мишенях рецептор IGF-1 первого типа, который гомологичен инсулиновому рецептору, активируется посредством IGF-1, что приводит к активации внутриклеточного сигнального пути и дальнейшей стимуляции множества процессов, приводящих к осевому росту. Кроме того, он обеспечивает рост костей, мышц и других тканей. Сигнальные пути IGF-1 являются одним из наиболее важных и изученных анаболических стимуляторов мышечной гипертрофии. Известно, что в дополнение к своему анаболическому действию IGF-1 увеличивает синтез гликогена и коллагена и может косвенно увеличивать липолиз, вызванный гормонами роста [1, 2, 3].

Метаболическая активность IGF-1 обеспечивает повышение захвата глюкозы, жирных кислот и аминокислот клетками, благодаря чему обеспечивается метаболизм для роста тканей, например мышц.

Применение в медицине

Препарат rhIGF-1 используется для длительного лечения нарушений роста у детей и подростков с тяжелой недостаточностью IGF-1. Помимо нарушений роста, применение rhIGF-1 также изучается для лечения анорексии, а также тяжелой инсулинорезистентности.

Согласно показаниям к применению, определенных Fimea, лечение должно проводиться под контролем врачей, которые специализируются на диагностике и лечении пациентов с нарушениями роста. Перед началом терапии rhIGF-1 рекомендуется проведение ультразвукового исследования сердца.

Лечение нарушений роста при помощи rhIGF-1 может продолжаться в течение многих лет. Препарат не следует применять для лечения пациентов с закрытыми эпифизарными зонами, поскольку в данном случае осевой рост прекращается.

Злоупотребление

Согласно Уголовному кодексу, IGF-1 и длинноцепочный IGF [LR3IGF-1] относится к допинговым препаратам. До настоящего времени в научных исследованиях отмечались лишь редкие сообщения о злоупотреблении IGF-1, однако известно, что в атлетических целях спортсмены и бодибилдеры могут злоупотреблять IGF-1. В этих случаях целью применения IGF-1 является повышение роста мышечной массы, усиление сжигания жира и ускорение восстановления после травм [4]. IGF-1 часто применяется для усиления эффекта гормона роста и анаболического воздействия анаболических стероидов [2]. Считается, что IGF-1 также положительно влияет на энергичность, выносливость, иммунитет и плотность костей [4].

Применение IGF-1 отличается от применения анаболических стероидов, поскольку данный препарат используется в стандартных дозах и отсутствует необходимость перерывов в терапии. При этом rhIGF-1 улучшает эффекты гормонов роста и анаболических стероидов, стимулирующие рост мышц.

Побочные эффекты

О рисках длительного применения IGF-1 имеется мало информации. Использование IGF-1 в качестве допинга – явление относительно недавнее, и в допинге он употребляется в более высоких дозах, чем при применении в медицинских целях [5]. Риск побочных эффектов от IGF-1 возрастает, если одновременно с ним принимать гормон рост. Однако так делают часто

Данных обо всех побочных эффектах LR3IGF-1 для здоровья человека пока нет, но его побочные эффекты схожи с эффектами от употребления обычного IGF-1.

Умеренные дозы IGF-1 с меньшей вероятностью вызывают побочные эффекты, а снижение уровня глюкозы в крови может быть уменьшить, если принимать IGF-1 вместе с пищей. Риск побочных эффектов часто повышается при дозах выше 60–80 мкг/кг/сутки [6].

Применение rhIGF-1 может вызывать развитие гипогликемии, подобно инсулину, то есть он может снижать уровень сахара в крови [7, 8, 9]. Применение rhIGF-1 в терапевтических дозах приводит к развитию гипогликемии почти у половины пациентов. Гипогликемия, вызванная передозировкой препарата, может привести к потере сознания и даже смерти. Если rhIGF-1 применятся в сочетании с инсулином, то дозы препаратов должны быть снижены из-за повышения риска гипогликемии.

Другими побочными эффектами rhIGF могут быть аллергические реакции, отеки, головные боли, судороги, тошнота, повышение внутричерепного давления, повышение роста злокачественных опухолей и избыточный рост сердечной мышцы, а также гиперплазия печени и почек [2, 4, 5, 7, 10].

Длительное применение в избыточных дозах может привести к развитию акромегалии (избыточный рост хрящей, лба, носа, подбородка, кистей и стоп), а также изменениям сердечной мышцы и аритмиям. Применение rhIGF-1 и LR3IGF-1 не приводит к нарушению активности половых гормонов.

 

Timo Seppälä (Тимо Сеппяля)

Руководитель медицинского учреждения
Финский антидопинговый комитет FINADA (ныне SUEK ry)

Поправки внесены: Dopinglinkki

 

Соматомедин-С (Инсулиноподобный фактор роста I, ИФР-1; Insulin-like growth factor I, IGF-1)

Исследуемый материал Сыворотка крови

Метод определения Иммуноанализ.

Гормональный посредник действия соматотропного гормона.


Соматомедин С (инсулиноподобный фактор роста 1 или IGF-1) – одноцепочечный полипептид с молекулярной массой 7 649 Да. Инсулиноподобными эти факторы названы в связи с их способностью стимулировать поглощение глюкозы мышечной и жировой тканью аналогично инсулину. Известен также инсулиноподобный фактор 2 (IGF-2). По структуре IGF-1 гомологичен инсулину и инсулиноподобному фактору роста 2, синтез его идёт преимущественно (но не только) в печени, стимулируется соматотропным гормоном и приёмом пищи. IGF-1 является гормональным посредником действия на ткани соматотропного гормона (см. тест № 99 – соматотропный гормон). Система инсулиноподобных факторов роста, их связывающих белков и рецепторов участвует в процессах, связанных с ростом и развитием организма, поддержанием нормального функционирования многих клеток организма, обладает выраженным антиапоптотическим эффектом. Это одна из наиболее сложных эндокринных систем организма.

Выделено 6 высокоафинных IGF-связывающих белков, активность которых также подвержена регуляции. В крови IGF-1 циркулирует в связанном с белками виде. Время его нахождения в крови больше, чем соматотропного гормона. Одним из важных эффектов IGF-1 является стимуляция роста костей в длину. Циркулирующий IGF-1 повышает чувствительность к инсулину. Сниженный уровень IGF-1 ассоциирован с резистентностью к инсулину (риском развития нарушений углеводного обмена и диабета типа 2). Поскольку IGF-1 играет существенную роль в контроле клеточного цикла и апоптоза (процессах, тесно связанных с механизмами опухолевого роста), в настоящее время интенсивно исследуется его роль в канцерогенезе. При рождении человека IGF-1 в плазме едва определяется, в период детства его уровень градуально растёт, достигая максимума в возрасте от пубертатного периода приблизительно до 40 лет, после чего плавно снижается.

Во время беременности уровень IGF-1 в материнской крови увеличивается.

Тестирование IGF-1 применяют при диагностике нарушений роста. Во многих случаях уровень IGF-1 является лучшим маркёром для оценки продукции гормона роста. Нормальный уровень соматомедина С в плазме является строгим свидетельством против дефицита соматотропного гормона. Низкий уровень соматомедина С подразумевает дефицит гормона роста и требует дополнительного тестирования уровня соматотропного гормона для выявления его возможного субнормального уровня. При акромегалии уровень IGF-1 может служить индикатором выраженности заболевания, серийные исследования используют в мониторинге лечения. При карликовости IGF-1 может использоваться для контроля лечения гормоном роста. Измерение IGF-1 полезно также при оценке изменений обменного статуса.

Пределы определения: 3 нг/мл-1500 нг/мл

 

Литература

  1. Tietz Clinical guide to laboratory tests. ed 4. / Ed. by Wu A.N.B.- USA:W.B Sounders Company, 2006, 1798 p.
  2. Dufour D. Clinical use of laboratory data: a practical guide. — Williams & Wilkins. — 1998. – 606 p.
  3. LeRoith D. and Roberts C. T. The insulin-like growth factor system and cancer — Cancer Letters., 2003, vol. 195, № 2, p. 127 — 137.
  4. МакДермотт М. Т. Секреты эндокринологии. М.- СПб.: Бином — Невский Диалект, 2001. — 464 с.

№AN174S-C, Соматомедин С (инсулиноподобный фактор роста-1, ИФР-1): показатели, норма

Анаболический и ростостимулирующий эффекты соматотропного гормона (СТГ) опосредованы инсулиноподобным фактором роста 1 (ИФР-1), который играет существенную роль в процессах пролиферации и дифференцировки клеток, в том числе хрящей и мышц. Гормон роста (ГР) способствует выработке ИФР-1 печенью, что в свою очередь стимулирует синтез белка, хондрогенез, продольный и аппозиционный рост костей. ГР также может стимулировать эти процессы непосредственно. 

Соматотропин представляет собой одноцепочечный видоспецифичный белок. Он вырабатывается соматотрофами. Соматотропин-рилизинг-гормон гипоталамуса стимулирует выработку и высвобождение гормона роста, в то время как соматостатин ингибирует высвобождение. Дальнейшее торможение обусловлено действием инсулиноподобных факторов роста (ИФР), которые стимулируют высвобождение соматостатина из гипоталамуса и непосредственно ингибируют синтез ГР в аденогипофизе. Эпителиальные клетки молочной железы собак производят гормон роста, идентичный гипофизарному. Назначенные гестагенов стимулирует выработку гормона роста молочными железами, что ведет к увеличению концентрации гормона роста в плазме, при этом ингибирование соматостатином не происходит, что может привести к акромегалии. 

В лютеиновой фазе эстрального цикла у здоровых сук концентрация прогестерона в крови возрастает, что также приводит к увеличению уровня гормона роста в сыворотке. Такое прогестерон-индуцированное повышение образования гормона роста молочными железами играет важную роль в подготовке ткани молочной железы к лактации и является этиологическим фактором в образовании и прогрессировании опухолей молочной железы у сук. Концентрация ГР в молозиве в сотни раз выше, чем в плазме крови, и стимулирует развитие желудочно-кишечного тракта у новорожденных. Отсутствие синтеза ГР в течение периода роста приводит к гипофизарной карликовости, а чрезмерное его образование у взрослых вызывает акромегалию.

Секреция ИФР-1 находится под непосредственным контролем ГР. Таким образом, снижение концентрации ИФР-1 наблюдается при снижении секреции ГР, а также встречаются после длительного голодания и нелеченного сахарного диабета. Концентрация ИФР-1 в сыворотке крови увеличиваются при акромегалии. Акромегалия у собак встречается почти исключительно у интактных самок в результате избыточной секреции ГР молочными железами во время лютеиновой фазы полового цикла, когда возрастает уровень прогестеронав крови, или в результате применения гестагенов для предотвращения течки. У кошек, акромегалия вызвана развитием СТГ-продуцирующей опухолью гипофиза.

Обращает на себя внимание роль ИФР-I в канцерогенезе, поскольку соматомедин С имеет непосредственное отношение к процессам клеточного деления и апоптоза.
ИФР-1 примерно на 50% гомологичен структуре проинсулина и инсулина, к тому же, рецептор клеточной мембраны к ИФР-1 по структуре напоминает рецептор к инсулину. ГР ингибирует действие инсулина и, следовательно, повышает концентрацию глюкозы в сыворотке посредством снижения переноса глюкозы в клетки, увеличения глюконеогенеза и липолиза, что приводит к стойкой к инсулинорезистентности. Эта форма сахарного диабета будет транзиторной, если она связана с эстральным циклом или беременностью. Однако, признаки диабета могут сохраняться постоянно, в случае развития гипофизарной опухоли, секретирующей ГР, при которой антагонистическое действие ГР на инсулин имеет длительный характер. В ответ на это бета-клетки поджелудочной железы будут увеличивать выработку инсулина с целью сбалансировать гипергликемию. И в случае транзиторной инсулинорезистентности возможна стабилизация повышенного уровня глюкозы в крови, но длительное увеличение концентрации ГР может привести к истощению бета-клеток, их вакуолизации, дегенерации и развитию постоянной формы сахарного диабета.

Выделяют также ИФР-II, который по структуре является гомологом ИФР-1. В крови ИФР образует связь с шестью различными специфическими ИФР-связывающими белками, с которыми имеетвысокое сродство. Для адекватного измерения общей концентрации ИФР-1 в плазме необходимо отделить ИФР от ИФР-связывающих белков. В настоящее время тесты для определения свободной концентрации ИФР-1 недоступны для собак и кошек.

ПРЕАНАЛИТИКА
Образец стабилен при замораживании (-17°С…-23С) в течение одного года. Рекомендуется отделить сыворотку от форменных элементов крови не позднее 60 минут после взятия крови и перенести в пробирку типа эппендорф.
Образец должен быть заморожен после взятия и во время транспортировки.

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
Результаты исследования содержат информацию исключительно для врачей. Диагноз ставится на основании комплексной оценки различных показателей, дополнительных сведений и зависит от методов диагностики.

Единицы измерения: нг/мл.

Референсные значения:
У собак и кошек референсные значения зависят от возраста и размеров тела. Более высокие значения выявляются у молодых собак и у собак крупных пород.
Например, у той пуделей концентрация соматомедина С в крови составляет около 15 нг/мл. У собак средних по размеру пород концентрация может составлять от 30 до 150 нг/мл. У крупных пород — 200–300 нг/мл. У молодых собак крупных пород — выше 350 нг/мл.
У кошек концентрации в плазме крови ИФР-1 варьирует от 200 до 800 нг/мл и имеет прямую корреляцию с массой тела.
Секреция ИФР-1 зависит от концентрации ГР в плазме и может быть использована для диагностики нарушений, связанных с акромегалией или недостаточной выработкой ГР и карликовостью. Стабильность концентрации ИФР-1 в плазме крови позволяет интерпретировать результаты исследования по одному образцу крови, в отличие от ГР, секреция которого имеет пульсирующий характер.
К заболеваниям, вызванным увеличением концентрации ГР, относятся акромегалия, сахарный диабет и новообразования молочных желез. Карликовость обусловлена снижением концентрации ГР.

Повышение уровня:
Акромегалия.
Гипотиреоидизм.
Применение гестагенов.
Беременность и ложная беременность.

Понижение уровня:
Снижение секреции СТГ.
Длительное голодание.
Нелеченный сахарный диабет.
Заболевания печени.

противоречия и новое понимание с точки зрения столетних долгожителей / Хабр

Старение человека в настоящее время определяется как физиологическое снижение биологических функций в организме с постоянной адаптацией к внутренним и внешним повреждениям. Эндокринная система играет важную роль в организации клеточных взаимодействий, метаболизма, роста и старения. Несколько хисследований, от червей до мишей, показали, что подавление активности пути гормон роста/инсулиноподобный фактор роста-1/инсулин (GH / IGF-1 / инсулин) может быть полезным для продления продолжительности жизни человека, тогда как результаты у людей противоречивы. В настоящем обзоре мы обсуждаем потенциальную роль системы IGF-1 в модуляции долголетия, выдвигая гипотезу о том, что эндокринная и метаболическая адаптация, наблюдаемая у долгожителей и у млекопитающих при ограничении калорий, может быть физиологической стратегией для увеличения продолжительности жизни за счет более медленного роста клеток / метаболизма, лучшего использования физиологических резервов, сдвига клеточного метаболизма от пролиферации клеток к восстановительным действиям и уменьшение накопления стареющих клеток.

Вступление.

Старение определяется как физиологическое снижение биологических функций в организме с прогрессирующим снижением или потерей адаптации к внутренним и внешним повреждениям. У людей фенотип старения чрезвычайно неоднороден и может быть описан как сложная мозаика, возникающая в результате взаимодействия нескольких случайных и экологических событий, генетических и эпигенетических изменений, накопленных в течение всей жизни. Несмотря на свою огромную сложность, молекулярная основа старения ограничена немногими высоко эволюционно консервативными биологическими механизмами, ответственными за поддержание и восстановление организма ( 1 ).

В течение последних 3 десятилетий одной из наиболее обсуждаемых тем в геронтологии является роль системы гормон роста (GH) / инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1) / инсулин в регуляции долголетия. Накопленные данные свидетельствуют о том, что этот путь играет важную роль в патогенезе ряда возрастных заболеваний, включая рак, деменцию, сердечно-сосудистые и метаболические заболевания ( 2 — 4 ).

На животных моделях было показано, что подавление системы GH / IGF-1 / инсулин значительно увеличивает продолжительность жизни. Однако у людей данные противоречивы ( 5, 6 ).
В этом обзоре описываются последние достижения в исследовании системы IGF-1 и модуляции долголетия, выдвигается гипотеза о том, что эндокринная и метаболическая адаптация, наблюдаемая у долгожителей и у млекопитающих во время ограничения калорий, может быть физиологической стратегией для увеличения продолжительности жизни за счет более медленного роста клеток / метаболизма, лучшего контроля в передаче сигнала и физиологических резервных мощностей и уменьшения накопления стареющих клеток.

Система IGF-1 и долговечность в животных моделях


Рис.1 Плейотропное действие IGF-1 на организм. На одной чаше весов, которая перевешивает: тканевый гомеостаз, кардиопротекторное и нейропротекторное действие, инсулино-подобные эффекты, участие в формировании скелета и регенерации мышц. На второй чаше весов: риск канцерогенеза.

Система IGF-1 оказывает несколько плейотропных эффектов на биологическое старение (см.рис.1). IGF-1 играет важную роль в развитии плода, его росте в детском и подростковом возрасте и гомеостазе тканей взрослых. Кроме того, IGF-1, по-видимому, обладает атеропротекторным действием, нейронным защитным и инсулиноподобным действием (в высоких концентрациях), регулирует костный метаболизм и регенерацию мышц. Тем не менее, IGF-1 является основным фактором риска в развитии нескольких видов опухолей из — за его сильной пролиферативной активности, главным образом за счет модуляции клеточного цикла, апоптоза и выживания клеток ( 7 — 9 ). Большинство из этих эффектов опосредованы взаимодействием с субстратом инсулинового рецептора (IRS) -1 и-2 и модуляцией пути PI3K / AKT / мишени рапамицина у млекопитающих (mTOR) (см. рис.2)

Рис.2 Схематическое представление нескольких компонентов пути IGF-1 / PI3K / AKT / mTOR, обсуждаемых в этом обзоре. IGF-1 повышает активность AKT с соответствующими эффектами на выживание и пролиферацию клеток, метаболизм глюкозы и синтез белка.

В нескольких доклинических исследованиях сообщалось, что мутация в генах, контролирующих сигнальный путь GH / IGF-1 / инсулин, могут значительно увеличить продолжительность жизни как на моделях животных беспозвоночных, так и позвоночных животных ( 5, 6 ).

Модели беспозвоночных.

У беспозвоночных инсулин / IGF-подобный каскад регулируется несколькими пептидами, способными взаимодействовать с одним общим инсулин / IGF-1-подобным рецептором.
У нематоды Caenorhabditis elegans инсулин / IGF-подобный путь состоит из нескольких белков, кодируемых генами daf-2, age-1 (кодирующий каталитическую субъединицу PI3K), akt-1, akt-2, pdk-1, sgk-1 (серин-треонинкиназы), daf-16, skn-1 и daf-18 (PTEN, фосфатаза, участвующая в ингибировании сигнального пути AKT). Было показано, что сниженная активность генов daf-2, age-1, akt-1, akt-2, pdk-1, sgk-1 подавляет этот путь, и животные с этими мутациями, как сообщалось, стареют медленнее и имеют увеличенный срок жизни до 300%. Напротив, стимуляция инсулин / IGF-подобного пути уменьшает продолжительность жизни нематод (10, 11 ).

У плодовой мушки Drosophila melanogaster передача сигналов, подобных инсулину / IGF, состоит из dINR (белка, подобного рецептору инсулина / IGF-1), субстрата рецептора инсулина CHICO, PI3K Dp110 / p60 и PI3K-мишени PKB. Сообщалось, что мухи с мутацией в этих генах значительно увеличивали продолжительность жизни ( 12, 13 ).

Удивительно, но одни и те же молекулярные механизмы в разных тканях не влияют одинаково на старение. Несколько исследований нематод и плодовых мух показали, что снижение инсулин / IGF-подобной передачи сигналов в нервной и жировой тканях играет основную роль в регуляции долголетия ( 14, 15 ). Хотя в моделях беспозвоночных было показано, что этот каскад имеет значение для модуляции продолжительности жизни, влияние передачи сигналов, подобных инсулину / IGF, на продолжительность жизни намного сложнее у позвоночных, поскольку они имеют функционально специфичные молекулы инсулина и IGF, белки, связывающие IGF ( IGFBPs), протеазы IGFBP, GH, множественные рецепторы и несколько механизмов внутриклеточной передачи сигналов с различной тканеспецифической экспрессией ( 16 ).

Модели позвоночных
Несколько мутантных мышей GH / IGF-1 были разработаны с разными мишенями. Наиболее актуальные модели описаны ниже.

Мыши Snell и Ames.

Мыши Snell и Ames — это два мышиных штамма с мутациями в генах PIT-1 и PROP-1 соответственно ( 17, 18 ). Поскольку оба белка PIT-1 и PROP-1 необходимы для дифференцировки клеток гипофиза, которые продуцируют GH, пролактин и тиреотропный гормон, у обоих типов гомозиготных мутантных мышей отсутствуют все три гормона ( 18 ). Эти модели показали значительное увеличение продолжительности жизни (на 42–70% больше, чем у мышей дикого типа), повышенную чувствительность к инсулину и более низкую частоту опухолей ( 19, 20 ). Когда мыши линии Ames подвергались ограничению калорий, их продолжительность жизни увеличивалась еще больше ( 21). Хотя этим животным не хватает трех гормонов, было продемонстрировано, что увеличение продолжительности жизни в основном зависит от дефицита GH ( 22 ).

Lit/lit мыши

У Lit/lit мышей дефицит GH и мутация в гене, который кодирует рецептор GH-рилизинг-гормона (GHRHR). Эти животные были карликами, имели увеличенную жировую ткань, меньшую частоту опухолей и продолжительность жизни увеличились на 23-25% ( 19 ).

GH-Releasing Hormone-Knockout (GHRH-KO) мыши.

Мыши с нокаутом GH-рилизинг-гормон (GHRH-KO), живут на 43% (у самок) и на 51% (у самцов) дольше, чем животные дикого типа, и имеют много фенотипических характеристик мишей Ames, таких как повышенная чувствительность к инсулину, снижение уровней триглицеридов и холестерина в плазме, увеличение жировой ткани, повышенные уровни лептина и адипонектина в плазме ( 23 ).

Мыши GH-Receptor-Knockout (GHR-KO)

Мыши, нокаутированные по рецептору GH (GHR-KO), имеют повышенные уровни GH в сыворотке и очень низкие уровни IGF-1. Также сообщалось, что этот штамм мышей прожил на 38–55% дольше, чем дикий тип ( 24 ), и продемонстрировал снижение окислительного стресса, а также более низкое и отсроченное начало смертельных опухолей ( 25 ). Подобные результаты наблюдались у мышей df / KO, скрещенных двух линий мишей, GHR-KO и карликов Ames, у которых отсутствовали GH и рецептор GH и сохранялось увеличение продолжительности жизни ( 26 ). В отличие от диких братьев и сестер и карликовых мышей Ames ограничение калорийности не увеличивало продолжительность жизни мышей GHR-KO, что позволяет предположить, что ось GH / IGF-1 и ограничение калорий могут иметь сходные или частично перекрывающиеся механизмы для продления продолжительности жизни ( 27 ).

Антагонизм рецепторов GH (GHA)

Не все модели животных с подавлением системы GH / IGF-1 демонстрируют увеличение продолжительности жизни. Штамм GHA мышей является одним из таких примеров. GHA, генерируемый путем замены одной аминокислоты, способен связывать рецептор GH с той же аффинностью, что и GH, но не вызывает внутриклеточную передачу сигналов. Продолжительность жизни мышей GHA значительно не увеличилась ( 28).

IGF-1R +/– Мыши

В то время как большинство мышей с недействующим IGF-1-рецептором (IGF-1R — / — ) умирают при рождении, животные, гетерозиготные по мутантному аллелю рецептора IGF-1 (IGF-1R ± ), показали очень низкий уровень сывороточного IGF-1, примерно на 10% меньший размер и на 33% увеличенную продолжительность жизни у самок и 16% у самцов. Однако в этом исследовании контроли дикого типа дожили до 19 месяцев, что поставило под угрозу интерпретацию результатов ( 29 ). Более поздние исследования, оценивающие продолжительность жизни в другой линии IGF-1R ±, показали незначительное увеличение продолжительности жизни на 5–10%, но только у самок ( 30, 31 ). Кроме того, основной фоновый штамм, по-видимому, влияет на степень продления жизни в нескольких мышиных моделях ( 32 ).

A Brain-Specific IGF1-R+/−

A Brain-Specific IGF1-R+/− мутантные мыши жили на 9% дольше, чем дикий тип, что подчеркивает соответствующую роль нервной системы в модуляции долголетия ( 33 ).

Liver-specific IGF-1-disrupted мыши (LI-IGF-1−/− ).

Мыши с нарушенной продукцией IGF-1 (LI-IGF-1 — / — ) имеют очень низкие сывороточные уровни IGF-1 и высокие сывороточные уровни GH из-за инактивации гена IGF-1. У мышей LI-IGF-1 — / — было заметно сниженное ожирение и, как результат, вес был на 25% ниже, чем у мышей дикого типа. Только самки мышей LI-IGF-1 — / -продемонстрировали увеличение продолжительности жизни на 16% по сравнению с контрольными мышами ( 34 ).

Pappa−/− мыши.

Pappa−/− мыши имеют нокаут гена ассоциированного с беременностью протеина-А плазмы (Pregnancy-associated plasma protein A, PAPP-A, PAPPA), специфической протеазы для белков, связывающих IGF. Средняя продолжительность жизни этого мышиного штамма была на 38% больше по сравнению с контролями дикого типа. Мыши Pappa−/− были карликами, но их уровни глюкозы, инсулина, IGF-1 и GH в сыворотке не отличались от таковых у контролей дикого типа, что свидетельствует о том, что PAPPA действует в основном на аутокринном или паракринном уровне. В дополнение к увеличению продолжительности жизни у мышей Pappa−/− наблюдалась меньшая частота развития опухолей, а также возрастных дегенеративных поражений ( 35, 36 ).

IRS Disrupted (IRS1 — / — ) мыши.

IRS-1 и -2 являются важными медиаторами для инсулина, а также для передачи сигналов IGF-1. IRS1 — / — мыши были инсулинорезистентны, с дефектом передачи сигналов инсулина в основном в мышечной ткани, примерно на 30% меньше по размеру, чем дикого типа, и только у самок продолжительность жизни была на 18% больше по сравнению с животными дикого типа ( 37). ).

Мыши IRS2 — / — также были резистентны к инсулину, но в отличие от мышей IRS1 — / — они обнаруживали дефекты передачи сигналов инсулина в большем количестве тканей, включая печень, жировую ткань и скелетные мышцы. У этих мышей развился диабет, и их продолжительность жизни была намного короче, чем у мышей дикого типа и мышей IRS2 ±. IRS2 +/−мыши имели улучшенную чувствительность к инсулину и увеличенную продолжительность жизни (+ 18%) по сравнению с мышами дикого типа. Кроме того, сообщалось, что мозгоспецифичные мыши IRS2 ± и IRS2 — / — были резистентны к инсулину и жили на 18 и 14% дольше, чем контроли дикого типа, соответственно ( 38 ).

KLOTHO Модифицированные Мыши.

Белок KLOTHO ингибирует передачу сигналов инсулина и IGF-1, возможно, путем нарушения взаимодействия рецептор / лиганд. Сообщалось, что мыши со сверхэкспрессией KLOTHO имели нормальный размер, и у самцов развивалась резистентность к инсулину, а продолжительность жизни как у самцов, так и у самок была значительно увеличена (+18 и + 30% соответственно) ( 39, 40 ).

P66shc Disrupted мыши (P66shc−/− ).

P66shc представляет собой белок, опосредующий передачу сигналов IGF-1 после рецептора путем активации пути MAPK. Мыши P66shc — / — имели нормальный фенотип, но жили на 28% дольше, чем контроли дикого типа ( 41 ). Однако эти данные не были подтверждены в недавнем исследовании ( 42 ).

Роль передачи сигналов GH / IGF-1 / инсулин в старении и долголетии была глубоко изучена на всех этих моделях животных. В то время как у беспозвоночных влияние подавления в пути IGF-1 / инсулин на продолжительность жизни было очевидным и значительным, в мышиных моделях этот эффект был ослаблен и не воспроизводим в некоторых случаях, таких как в линиях IGF-1R ± и P66shc — / -мышей. Тем не менее, большинство из этих моделей показали наличие некоторых общих черт среди долгоживущих мышей, таких как пониженные уровни циркулирующего IGF-1 и инсулина и повышенная чувствительность к инсулину, которые, вероятно, способствуют снижению заболеваемости раком, улучшению устойчивости к стрессу и продлению срока жизни. Генетические изменения, способные нарушить систему IGF-1, могут сохранять здоровье животных на более длительные периоды и могут откладывать или облегчать некоторые возрастные заболевания. В этом процессе нервная и жировая ткани играют важную роль.

Кроме того, необходимы дополнительные данные для определения наилучшего момента времени в течение срока жизни для вмешательства в подавление системы IGF-1 для получения положительного влияния на продолжительность жизни. У мышей igf f / f C57B l / 6 дефицит циркулирующего IGF-1, начиная с 5-месячного или более раннего возраста, увеличивал продолжительность жизни на 15% только у самок с уменьшением числа органов, имеющих патологию в конце жизни по сравнению с контрольной группой. Кроме того, дефицит IGF-1 в позднем возрасте (15 месяцев) снижал риск развития рака, но не оказывал положительного влияния на продолжительность жизни ( 43 ). Эти данные подчеркивают важность дефицита IGF-1 в раннем возрасте для увеличения продолжительности жизни. С другой стороны, Мао и соавт. ( 44) недавно сообщили, что позднее введение 18-месячных мышам CB6F1 моноклонального антитела, направленного против рецептора IGF-1, продлило продолжительность жизни у самок на 9% и улучшило некоторые аспекты здоровья.

Система IGF-1 у долгоживущих людей

Столетние долгожители считаются лучшей человеческой моделью для изучения биологических детерминант долголетия, достигших самых крайних значений продолжительности жизни человека ( 45 ).

В нескольких исследованиях сравнивались уровни циркулирующего инсулина и IGF-1 у долгожителей с таковыми у более молодых контролей ( 46 ).

Метаболическое возрастное ремоделирование — это физиологический процесс, происходящий во всей популяции. Старение часто связано со снижением толерантности к глюкозе, что связано с повышенной резистентностью к инсулину ( 47 ), но у долгоживущих людей есть исключение. Было обнаружено ( 48), что резистентность к инсулину возрастает с возрастом и снижается у лиц старше 90 лет, проживающих в южной Италии. Действительно, долгоживущие субъекты показали более высокую чувствительность к инсулину и лучшее сохранение функции бета-клеток, чем более молодые субъекты. Такая разница также не зависела от основных антропометрических и метаболических факторов. У 100-летних пациентов концентрация глюкозы в плазме крови в течение 2 часов была ниже, чем у лиц пожилого возраста (средний возраст 78 лет). У долгожителей инсулин-опосредованное потребление глюкозы было выше, чем у пожилых контролей во время эугликемического захвата глюкозы, что поддержало сохраненную толерантность к глюкозе и действие инсулина в этой долгоживущей группе ( 49, 50). Аналогичные результаты, подтверждающие лучшую чувствительность к инсулину, наблюдались в других популяціях долгожителей ( 51, 52 ).

Кроме того, долгожители показали сохраненное действие инсулина не только на метаболизм глюкозы, но и на жировую ткань. Фактически, инфузия инсулина обычно связана с ингибированием липолиза и, таким образом, со значительным снижением концентрации свободных жирных кислот и триглицеридов в плазме. У долгожителей ингибирующая активность инсулина при липолизе была выше, чем у контрольных участников (средний возраст 78 лет) ( 50 ). Следует отметить, что у долгожителей по сравнению со взрослыми контролями также наблюдается более низкий симпатический тонус, что может быть связано с лучшим действием инсулина и, следовательно, с низким уровнем инсулина в плазме натощак ( 53, 54).

Данные о системе IGF-1 в отношении продолжительности жизни все еще противоречивы у долгоживущих субъектов ( 46 ). Паолиссо и соавт. ( 55 ) описали повышенное соотношение IGF-1 / IGFBP-3 в плазме у здоровых долгожителей по сравнению с пожилыми людьми. Они предположили, что это повышенное соотношение свидетельствует о более высокой биодоступности IGF-1, что способствует улучшению действия инсулина у долгожителей. Bonafè et al. ( 56 ) сообщили, что субъекты с по крайней мере аллелем А гена рецептора IGF-1 (G / A, кодон 1013) имели низкие уровни свободного IGF-1 в плазме и были более представлены среди долгоживущих людей. Arai et al. ( 57) описали относительно низкие уровни сывороточного IGF-1 в популяции японских долгожителей. В этой популяции самые низкие показатели как IGF-1, так и IGFBP-3 были связаны с повышенной смертностью ( 58 ).

Эти противоречивые результаты, вероятно, отражают сложность системы IGF и этнические различия в зарегистрированном населении. Кроме того, долгожителей часто сравнивали с контрольной группой более молодых субъектов. Таким образом, в большинстве этих исследований было невозможно сделать вывод, были ли различия между IGF-1 в обеих группах связаны с разной продолжительностью жизни или отражали физиологически зависимое от возраста снижение IGF-1. Действительно, есть несколько ограничений для изучения долгожителей: (1) низкая распространенность (1 столетний на 5-10 000 жителей), (2) наличие слабости из-за экстремального возраста (почти 95% долгожителей имеют как минимум 1 критерий астении), ( 3) отсутствие контрольной группы того же возраста ( 45, 59). Из-за этих ограничений эта человеческая модель не подходит для изучения возрастных переменных, которые могут участвовать в модуляции продолжительности жизни.

Потомки столетних людей представляют собой еще одну интересную модель для определения соответствующих факторов, связанных с долголетием человека и здоровым старением. Согласованный набор наблюдений в разных странах позволяет предположить, что потомки долгожителей более здоровы, чем представители тех же демографических групп ( 51, 60, 61) и биологически (эпигенетически) моложе своего хронологического возраста ( 62 ). В целом, эти исследования показывают, что родственники долгожителей имеют высокую вероятность прожить дольше и иметь хорошее здоровье ( 60, 63). Кроме того, изучение потомства долгожителей имеет преимущество в наличии соответствующей демографически подобранной контрольной группы, состоящей из сопоставимого по возрасту потомства, в котором оба родителя родились в одной и той же когорте столетних, но умерли до порогового возраста, после которого люди классифицируется как «долгожители». Эта стратегия имеет решающее значение для предотвращения когортных эффектов. Таким образом, модель потомства долгожителей может преодолеть некоторые ограничения, которые обнаруживаются при исследовании долгожителей (редкость, слабость и отсутствие надлежащего контроля) ( 60 ).

В нескольких исследованиях система IGF-1 / инсулин была охарактеризована у потомков долгожителей и в соответствующей контрольной группе.

Мы оценили циркулирующую биоактивность IGF-1, измеренную с помощью инновационного анализа активации рецептора киназы (KIRA), проведенного у долгожителей, потомков долгожителей и сопоставимых контрольных потомков. У потомков долгожителей и долгожителей была относительно более низкая циркулирующая биологическая активность IGF-1 по сравнению с контрольной группой. Интересно, что биологическая активность IGF-1 у потомков долгожителей была обратно связана с чувствительностью к инсулину ( 51 ).

Suh et al. ( 64 ) оценивали уровни IGF-1 в сыворотке у потомков еврейских долгожителей ашкенази и в сопостаимых по возрасту контролях. У детей долгожителей женского пола уровень IGF-1 в сыворотке был на 35% выше, чем у контрольних участников. Эта разница может представлять компенсаторный ответ на снижение передачи сигналов рецептора IGF-1. Кроме того, у еврейских долгожителей ашкенази было описано чрезмерное присутствие гетерозиготных мутаций в гене рецептора IGF-1 вместе с относительно высокими уровнями IGF-1 в сыворотке и ослабленной активностью рецептора IGF-1 по сравнению с контрольной группой без семейного долголетия.

Для изучения долголетия другие авторы исследовали девяностолетних братьев и сестер и их потомков. В Лейденском исследовании долголетия была отобрана 421 семья, состоящая как минимум из двух доложите лей, братьев и сестер, их потомков и партнеров потомков в качестве контроля. В этих популяциях уровень глюкозы, инсулина и триглицеридов в сыворотке был лучшим биомаркером здорового старения (низкие уровни глюкозы и инсулина считались здоровыми) ( 65 ). Девятостолетние долгожители в самом низком соотношении IGF-1 / IGFBP-3 в кровотоке были связаны с лучшей выживаемостью ( 66 ). Потомки девятостолетних долгожителей показали лучшую чувствительность к инсулину по сравнению с их партнерами, в то время как аналогичные уровни IGF-1 и IGFBP-3 в сыворотке крови натощак наблюдались в обеих группах ( 67). Интересно, что 24-часовая общая секреция GH была на 28% ниже у потомства по сравнению с контролем ( 68 ).

Другой подход, принятый для изучения долголетия у людей, заключается в выборе семейных компонентов исключительного долголетия и здорового старения, основанных на строгих критериях, таких как показатель выбора продолжительности жизни семьи, принятый в Long Life Family Study. Эти семьи, отобранные по исключительной продолжительности жизни, сравнивались с контрольной группой без семейной истории долголетия ( 69 ). В этой популяции циркулирующие уровни IGF-1 оказались достоверным возрастным биомаркером ( 70 ).

В подтверждение потенциальной роли системы GH / IGF-1 / инсулин в долголетии человека, существует множество генетических исследований. Действительно, было выявлено, что несколько генетических локусов связаны с циркулирующими уровнями IGF-1 и IGFBP-3 и потенциально способны влиять на старение ( 71 ). Общегеномный анализ ассоциаций, проведенный у девяностолетних людей и популяции пациентов в возрасте <60 лет, показал четкую связь между генетической изменчивостью генов, участвующих в пути инсулин / IGF-1, и продолжительностью жизни человека ( 72 ). В проспективном исследовании пожилых людей женщины с генетическим профилем, свидетельствующим о снижении активности передачи сигналов инсулин / IGF-1, продемонстрировали более длительную продолжительность жизни ( 73). В четырех независимых когортах долгоживущих людей недавно было описано линейное увеличение распространенности гомозиготности по экзону 3 (G3R) рецептора GH с возрастом. Наличие генотипа d3 / d3 увеличило продолжительность жизни примерно на 10 лет ( 74 ).

Система IGF-1 и ограничение калорийности
Одним из наиболее убедительных наблюдений в биологии старения является способность ограничения калорийности предотвращать или отсрачивать некоторые возрастные заболевания и увеличивать продолжительность жизни у млекопитающих ( 75 — 78 ). Биологические механизмы этого явления не совсем ясны, но было высказано предположение о потенциальной вовлеченности соответствующих изменений в энергетическом обмене, эндокринной системе и окислительных повреждениях.

Ограничение калорийности вызывает многочисленные гормональные изменения. У грызунов ограничение калорийности без голодания подавляло циркулирующие уровни IGF-1 и инсулина пропорционально уровню ограничения, повышало чувствительность к инсулину и устойчивость к стрессу и токсичности и снижало риск развития рака ( 79, 80 ). Интересно, что большинство этих характеристик, наблюдаемых у мышей дикого типа во время ограничения калорийности, напоминают те, о которых сообщалось у мышей, которые являются долгоживущими вследствие генетического нарушения передачи сигналов GH / IGF-1 / инсулин, как описано ранее.

Рандомизированные клинические испытания на людях показали, что ограничение калорийности не снижает уровень IGF-1 в сыворотке крови, если потребление белка не снижается ( 81, 82). Однако недавний метаанализ, оценивающий влияние ограничения питания на общепризнанные биомаркеры здорового старения, показал снижение уровня IGF-1 в крови у человека ( 83 ).

Другие гормональные изменения, такие как снижение уровня инсулина, гормонов щитовидной железы и уровня лептина, а также повышение уровня адипонектина и чувствительности к инсулину, наблюдались во время ограничения диеты ( 85, 86 ).

Эта гормональная адаптация может играть важную роль в продлении жизни через несколько механизмов:

1) Уменьшение скорости метаболизма, пролиферации клеток и окислительного стресса. Фактически, IGF-1 является мощным фактором роста, а гормон щитовидной железы является мощным стимулятором скорости основного обмена и окислительного метаболизма. Кроме того, паттерны транскрипции предполагают, что хроническое умеренное ограничение калорий у взрослых людей замедляет процесс старения, переключая клеточный метаболизм с роста на поддержание и восстановление деятельности ( 84 ).

2) Уменьшение накопления стареющих клеток. Было показано, что клеточное старение является ключевым медиатором старения ( 87 ). Со временем белковый гомеостаз уменьшается и накапливается повреждение. Интересно, что можно отсрочить некоторые возрастные заболевания, ослабляя накопление стареющих клеток ( 88, 89 ). Обычно путь mTOR активируется несколькими сигналами, включая питательные вещества, IGF-1 и инсулин ( рис. 2).). Падение регуляции этого пути, о котором сообщалось после ограничения калорийности, увеличило продолжительность жизни некоторых организмов. Этот эффект, по-видимому, является вторичным по отношению к усилению аутофагии, цитопротективного процесса пищеварения. Фактически, аутофагия — это процесс переработки клеток, который может удалять старые или поврежденные клеточные компоненты, предотвращая накопление стареющих клеток ( 90, 91 ).

3) Противодействие воспалению. Диетическое вмешательство как у животных, так и у людей может замедлить процесс старения, ослабляя воспалительный статус слабой степени ( 83, 92 ). Механизмы, лежащие в основе противовоспалительной активности ограничения питания, не определены четко. Предполагается, что этот эффект обусловлен уменьшением жировой массы и провоспалительных адипокинов, а также улучшением целостности кишечного барьера, наблюдаемым во время диетического вмешательства ( 93, 94 ).

Интересно отметить, что эндокринный биохимический профиль, наблюдаемый у субъектов во время ограничения калорийности, сопоставим с таковым у долгожителей, что подтверждает потенциальную роль эндокринной системы в модуляции продолжительности жизни. В дополнение к увеличению чувствительности к инсулину и снижению уровней IGF-1 в плазме / сыворотке, в нескольких исследованиях было показано повышение уровня циркулирующего адипонектина и снижение уровней циркулирующих лептина и тиреоидных гормонов у долгоживущих людей по сравнению с более молодыми субъектами.

Жировая ткань — это эндокринный орган, продуцирующий несколько цитокинов, участвующих в соответствующих процессах, таких как энергетический обмен, гомеостаз липидов и глюкозы и модуляция воспалительного ответа. Висцеральная жировая ткань играет основную роль в развитии метаболических заболеваний ( 95 ). Старение связано с увеличением жировой массы и перераспределением жировой ткани, характеризующимся потерей периферического подкожного жира и накоплением висцерального жира. У пожилых людей были описаны изменения в секреции, синтезе и функции адипокинов, вероятно, из-за дисбаланса в функции, пролиферации, размере и количестве жировых клеток( 86). Адипонектин является инсулин-сенсибилизирующим, противовоспалительным и антиатерогенным цитокином. Адипонектин циркулирует в крови в нескольких формах: тример, гексамер, мультимер с высокой молекулярной массой (HMW) и глобулярный адипонектин (протеолитически расщепленная форма). Полагают, что мультимер HMW является более активной формой адипонектина при защите от инсулинорезистентности и диабета ( 96). Циркулирующий адипонектин независимо и отрицательно связан с аспектами метаболического синдрома, включая резистентность к инсулину, массу тела, кровяное давление и липиды в сыворотке крови. Лептин в основном вырабатывается в подкожной и в меньшей степени в висцеральной белой жировой ткани. Этот цитокин регулирует потребление пищи, расход энергии и атерогенез. Лептин способствует снижению веса за счет снижения аппетита и стимулирования метаболизма и обладает провоспалительными свойствами ( 97 ).

В нескольких исследованиях сообщалось, что у долгожителей более высокий уровень адипонектина в плазме и более низкие концентрации лептина, чем у более молодых контролей ( 53, 98 — 102). Все формы адипонектина были значительно увеличены у долгожителей, но мультимер HMW был заметно выше ( 99 ). У долгожителей высокие концентрации адипонектина оказались независимыми от ИМТ, почечной или сердечно-сосудистой функции и были связаны с благоприятным метаболическим фенотипом (более высокий уровень ХС-ЛПВП, более низкий гликированный гемоглобин, инсулин, HOMA-IR и триглицериды) ( 98, 99 ). Повышенные уровни адипонектина были также обнаружены у потомков долгоживущих субъектов (старше 95 лет) ( 103 ).

Снижение уровня гормонов щитовидной железы, по-видимому, свойственно долгожителям. Мариотти и соавт. ( 104 ) сообщили, что у здоровых долгожителей были более низкие уровни TSH и FT3 в сыворотке и более высокие уровни rT3 в сыворотке по сравнению с таковыми, наблюдаемыми в других контрольных группах. В другой итальянской популяции долгожителей суммарные значения T4 были ниже нормального диапазона у 60% обследованных ( 105 ). Барановская и соавт. сообщили, что уровни T3 в сыворотке у долгожителей были ниже по сравнению с таковыми у ранних пожилых и молодых женщин ( 52 ). Недавно мы охарактеризовали профиль функции щитовидной железы в итальянской когорте из 672 пациентов (в возрасте 52–113 лет). Отмечено возрастное снижение уровня FT3 и отношения FT3 / FT4, в то время как FT4 и TSH увеличиваются с возрастом ( 106). В семьях китайских долгожителей снижение функции щитовидной железы (высокая ТТГ и низкая концентрация FT3), по-видимому, связано с возрастом, и этот фенотип является наследственным ( 107 ).

Корсонелло и соавт. ( 108 ) обнаружили у родственников долгожителей (потомство или племянницы / племянники) более низкие сопутствующие заболевания, уровни FT3, FT4 и TSH, чем у сопоставимых по возрасту контролей, которые не были родственниками долгожителей. В другой итальянской популяции более низкий уровень FT4 в плазме наблюдался у потомков долгожителей по сравнению с контрольной группой того же возраста ( 60 ).

В целом, долгожители являются худыми ( 109 ) и придерживаются здоровых привычек питания ( 110 ). Подобно субъектам во время ограничения калорийности, у долгожителей наблюдались более медленный рост / метаболизм клеток, лучший контроль передачи сигнала и усиление аутофагии. Посредством анализа метилирования ДНК по всему геному у долгожителей и их потомков мы выявили эпигенетически модулированные гены и пути, потенциально участвующие в процессе старения и долголетия. Наши результаты свидетельствуют о том, что эти популяции характеризовались лучшим сохранением статуса метилирования ДНК, более медленным ростом / метаболизмом клеток и лучшим контролем передачи сигнала через эпигенетические механизмы ( 111). У долгожителей сохранена биоэнергетическая функция благодаря митохондриальной гипертрофии, которая может компенсировать функциональные дефекты ( 112 ). Кроме того, у здоровых долгожителей наблюдаются высокие уровни аутофагии, о чем свидетельствуют более высокие уровни беклина-1 в сыворотке по сравнению как с молодыми пациентами с инфарктом миокарда, так и со здоровыми контролями ( 113 ). Повышение аутофагической активности также наблюдалось у субъектов, принадлежащих к семьям с исключительным долголетием ( 114 ).

Соответствующее явление возникает в отношении воспалительного статуса, который ослабляется у субъектов после ограничения калорийности ( 115, 116 ) и высок у долгожителей ( 117 — 119 ). По мере старения наблюдается состояние слабой и хронической воспалительной патологии ( возрастное воспаление) и повышенная распространенность ряда заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, атеросклероз, опухоли, когнитивные нарушения, остеоартрит и диабет ( 120, 121).). Следовательно, ослабление хронического воспалительного статуса после ограничения калорийности представляет собой благоприятный эффект. Столетние долгожители показывают признаки воспаления, но в то же время, похоже, избавлены от его вредных последствий. Этот очевидный парадокс может быть объяснен тем фактом, что долгожители обладают сложным и своеобразным балансом между провоспалительными и противовоспалительными факторами, что приводит к более медленному, более ограниченному и сбалансированному развитию воспаления по сравнению с пожилыми, для которых характерен неэффективный отвтет для противодействия хроническому воспалению ( 120, 121 ).

Эти данные позволяют предположить общие механизмы увеличения продолжительности жизни и отсрочки возрастных заболеваний, имеющиеся у долгожителей и млекопитающих во время диеты с ограничением калорий.

Мнение авторов.

Доклинические модели позволили получить глубокое представление о процессе старения с помощью согласованных данных, учитывающих роль системы GH / IGF-1 / инсулин в модуляции продолжительности жизни. Хотя хорошо известно, что повышенная чувствительность к инсулину и низкие уровни инсулина связаны с улучшенной выживаемостью, есть несколько доказательств, показывающих, что ослабление оси GH / IGF-1 может оказывать благоприятное влияние на увеличение продолжительности жизни у людей. Однако до сих пор неизвестно, каковы оптимальные уровни IGF-1 в течение жизни, чтобы жить дольше и быть более здоровыми. Кроме того, чувствительность рецептора IGF-1 и активация пострецепторного пути не были оценены в большинстве исследований, включающих долгоживущих субъектов. Следовательно, невозможно определить реальное состояние активации передачи сигналов рецептора IGF-1 посредством простой дозы циркулирующих уровней IGF-1. Это затрудняет определение фармакологических или экологических стратегий, нацеленных на эту систему для увеличения продолжительности жизни и содействия здоровому старению. Всестороннее понимание этих аспектов остается главной проблемой для выявления вмешательств, направленных на замедление старения человека, и применения в реабилитационной медицине. В будущих исследованиях следует оценить функциональное состояние передачи сигналов рецептора IGF-1, в том числе с помощью профилирования транскрипции и анализа функциональных сетей, касающихся генов, регулируемых IGF-1, у долгоживущих субъектов.

Выводы

Поразительное сходство было описано в отношении эндокринного профиля между долгожителями и субъектами после диеты с ограничением калорий. Эндокринная и метаболическая адаптация, наблюдаемая в обеих моделях, может представлять собой физиологическую стратегию для увеличения продолжительности жизни за счет более медленного роста / метаболизма клеток, более медленной потери природного физиологического резерва, перехода клеточного метаболизма от клеточной пролиферации к восстановительной деятельности и уменьшения накопления стареющих клеток. По-видимому, эти механизмы, по крайней мере частично, опосредованы модуляцией системы GH / IGF-1 / инсулин.

Список литературы
  1. Franceschi C, Valensin S, Bonafè M, Paolisso G, Yashin AI, Monti D, et al.. The network and the remodeling theories of aging: historical background and new perspectives. Exp Gerontol. (2000) 35:879–96. 10.1016/S0531-5565(00)00172-8.
  2. Bartke A, Darcy J. GH and ageing: Pitfalls and new insights. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. (2017) 31:113–25. 10.1016/j.beem.2017.02.005
  3. Vitale G, Salvioli S, Franceschi C. Oxidative stress and the ageing endocrine system. Nat Rev Endocrinol. (2013) 9:228–40. 10.1038/nrendo.2013.29
  4. Vitale G, Cesari M, Mari D. Aging of the endocrine system and its potential impact on sarcopenia. Eur J Intern Med. (2016) 35:10–15. 10.1016/j.ejim.2016.07.017
  5. Reddy SSK, Chaiban JT. The Endocrinology of aging: a key to longevity “Great Expectations”. Endocr Pract. (2017) 23:1107–16. 10.4158/EP171793.RA
  6. Junnila RK, List EO, Berryman DE, Murrey JW, Kopchick JJ. The GH/IGF-1 axis in ageing and longevity. Nat Rev Endocrinol. (2013) 9:366–76. 10.1038/nrendo.2013.67
  7. Yakar S, Adamo ML. Insulin-like growth factor 1 physiology: lessons from mouse models. Endocrinol Metab Clin North Am. (2012) 41:231–47. 10.1016/j.ecl.2012.04.008 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  8. Higashi Y, Sukhanov S, Anwar A, Shai SY, Delafontaine P. IGF-1, oxidative stress and atheroprotection. Trends Endocrinol Metab. (2010) 21:245–54. 10.1016/j.tem.2009.12.005 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  9. Belfiore A, Malaguarnera R, Vella V, Lawrence MC, Sciacca L, Frasca F, et al.. Insulin receptor isoforms in physiology and disease: an updated view. Endocr Rev. (2017) 38:379–431. 10.1210/er.2017-00073 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  10. Kenyon C, Chang J, Gensch E, Rudner A, Tabtiang R A C… elegans mutant that lives twice as long as wild type. Nature (1993) 366:461–4. 10.1038/366461a0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  11. Kimura KD, Tissenbaum HA, Liu Y, Ruvkun G. Daf-2, an insulin receptor-like gene that regulates longevity and diapause in Caenorhabditis elegans. Science (1997) 277:942–6. 10.1126/science.277.5328.942 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  12. Tatar M, Kopelman A, Epstein D, Tu MP, Yin CM, Garofalo RS, et al.. A mutant Drosophila insulin receptor homolog that extends life-span and impairs neuroendocrine function. Science (2001) 292:107–10. 10.1126/science.1057987 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  13. Clancy DJ, Gems D, Harshman LG, Oldham S, Stocker H, Hafen E, et al.. Extension of life-span by loss of CHICO, a Drosophila insulin receptor substrate protein. Science (2001) 292:104–6. 10.1126/science.1057991 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  14. Libina N, Berman JR, Kenyon C. Tissue-specific activities of C. elegans DAF-16 in the regulation of lifespan. Cell (2003)115:489–502. 10.1016/S0092-8674(03)00889-4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  15. Broughton S, Partridge L. Insulin/IGF-like signalling, the central nervous system and aging. Biochem J. (2009) 418:1–12. 10.1042/BJ20082102 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  16. Reindl KM, Sheridan MA. Peripheral regulation of the growth hormone-insulin-like growth factor system in fish and other vertebrates. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. (2012) 163:231–45. 10.1016/j.cbpa.2012.08.003 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  17. Snell GD. Dwarf, a new mendelian recessive character of the house mouse. Proc Natl Acad Sci USA. (1929) 15:733–4. 10.1073/pnas.15.9.733 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  18. Berryman D, Christiansen JS, Johannsson G, Thorner MO, Kopchick JJ. Role of the GH/IGF-1 axis in lifespan and healthspan: lessons from animal models. Growth Horm IGF Res. (2008) 18:455–71. 10.1016/j.ghir.2008.05.005 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  19. Flurkey K, Papaconstantinou J, Miller RA, Harrison DE. Lifespan extension and delayed immune and collagen aging in mutant mice with defects in growth hormone production. Proc Natl Acad Sci USA. (2001) 98:6736–41. 10.1073/pnas.111158898 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  20. Brown-Borg HM, Borg KE, Meliska CJ, Bartke A. Dwarf mice and the ageing process. Nature (1996) 384:33. 10.1038/384033a0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  21. Bartke A, Wright JC, Mattison JA, Ingram DK, Miller RA, Roth GS. Extending the lifespan of long-lived mice. Nature (2001) 414:412. 10.1038/35106646 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  22. Panici JA, Harper JM, Miller RA, Bartke A, Spong A, Masternak MM. Early life growth hormone treatment shortens longevity and decreases cellular stress resistance in long-lived mutant mice. FASEB J. (2010) 24:5073–9. 10.1096/fj.10-163253 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  23. Sun LY, Spong A, Swindell WR, Fang Y, Hill C, Huber JA, et al.. Growth hormone-releasing hormone disruption extends lifespan and regulates response to caloric restriction in mice. Elife (2013) 2:e01098. 10.7554/eLife.01098 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  24. Coschigano KT, Clemmons D, Bellush LL, Kopchick JJ. Assessment of growth parameters and life span of GHR/BP gene-disrupted mice. Endocrinology (2000) 141:2608–13. 10.1210/endo.141.7.7586 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  25. Ikeno Y, Hubbard GB, Lee S, Cortez LA, Lew CM, Webb CR, et al.. Reduced incidence and delayed occurrence of fatal neoplastic diseases in growth hormone receptor/binding protein knockout mice. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2009) 64:522–9. 10.1093/gerona/glp017 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  26. Gesing A, Wiesenborn D, Do A, Menon V, Schneider A, Victoria B, et al.. A long-lived mouse lacking both growth hormone and growth hormone receptor: a new animal model for aging studies. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2017) 72:1054–61. 10.1093/gerona/glw193 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  27. Bonkowski MS, Rocha JS, Masternak MM, Al Regaiey KA, Bartke A. Targeted disruption of growth hormone receptor interferes with the beneficial actions of calorie restriction. Proc Natl Acad Sci USA. (2006) 103:7901–5. 10.1073/pnas.0600161103 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  28. Coschigano KT, Holland AN, Riders ME, List EO, Flyvbjerg A, Kopchick JJ. Deletion, but not antagonism, of the mouse growth hormone receptor results in severely decreased body weights, insulin, and insulin-like growth factor I levels and increased life span. Endocrinology (2003) 144:3799–810. 10.1210/en.2003-0374 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  29. Holzenberger M, Dupont J, Ducos B, Leneuve P, Géloën A, Even PC, et al.. IGF-1 receptor regulates lifespan and resistance to oxidative stress in mice. Nature (2003) 421:182–7. 10.1038/nature01298 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  30. Bokov AF, Garg N, Ikeno Y, Thakur S, Musi N, DeFronzo RA, et al.. Does reduced IGF-1R signaling in Igf1r+/− mice alter aging? Plos ONE (2011) 6:e26891. 10.1371/journal.pone.0026891 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  31. Xu J, Gontier G, Chaker Z, Lacube P, Dupont J, Holzenberger M. Longevity effect of IGF-1R+/− mutation depends on genetic background-specific receptor activation. Aging Cell (2014) 13:19–28. 10.1111/acel.12145 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  32. Mulvey L, Sinclair A, Selman C. Lifespan modulation in mice and the confounding effects of genetic background. J Genet Genomics (2014) 41:497–503. 10.1016/j.jgg.2014.06.002 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  33. Kappeler L, De Magalhaes Filho C, Dupont J, Leneuve P, Cervera P, Périn L, et al.. Brain IGF-1 receptors control mammalian growth and lifespan through a neuroendocrine mechanism. PLoS Biol. (2008) 6:e254. 10.1371/journal.pbio.0060254tt [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  34. Svensson J, Sjögren K, Fäldt J, Andersson N, Isaksson O, Jansson JO, et al. Liver-derived IGF-1 regulates mean life span in mice. PLoS ONE (2011) 6:e22640 10.1371/journal.pone.0022640 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  35. Conover CA, Bale LK. Loss of pregnancy-associated plasma protein A extends lifespan in mice. Aging Cell (2007) 6:727–9. 10.1111/j.1474-9726.2007.00328.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  36. Conover CA. Role of PAPP-A in aging and age-related disease. Exp Gerontol. (2013) 48:612–3. 10.1016/j.exger.2012.06.017 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  37. Selman C, Lingard S, Choudhury AI, Batterham RL, Claret M, Clements M, et al.. Evidence for lifespan extension and delayed age-related biomarkers in insulin receptor substrate 1 null mice. FASEB J. (2008) 22:807–18. 10.1096/fj.07-9261com [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  38. Taguchi A, Wartschow LM, White MF. Brain IRS2 signaling coordinates life span and nutrient homeostasis. Science (2000) 317:369–72. 10.1126/science.1142179 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  39. Kuro M, Matsumura Y, Aizawa H, Kawaguchi H, Suga T, Utsugu T, et al. Mutation of the mouse Klotho gene leads to a syndrome resembling ageing. Nature (1997) 390:45–51. 10.1038/36285 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  40. Kurosu H, Yamamoto M, Clark JD, Pastor JV, Nandi A, Gurnani P, et al.. Suppression of aging in mice by the hormone Klotho. Science (2005) 309:1829–33. 10.1126/science.1112766 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  41. Migliaccio E, Giorgio M, Mele S, Pelicci G, Reboldi P, Pandolfi PP, et al. The p66 Shc adaptor protein controls oxidative stress response and life span in mammals. Nature (1999) 402:309–13. 10.1038/46311 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  42. Ramsey JJ, Tran D, Giorgio M, Griffey SM, Koehne A, Laing ST, et al.. The influence of Shc proteins on life span in mice. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2014) 69:1177–85. 10.1093/gerona/glt198 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  43. Ashpole NM, Logan S, Yabluchanskiy A, Mitschelen MC, Yan H, Farley JA, et al.. IGF-1 has sexually dimorphic, pleiotropic, and time-dependent effects on healthspan, pathology, and lifespan. Geroscience (2017) 39:129–45. 10.1007/s11357-017-9971-0 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  44. Mao K, Quipildor GF, Tabrizian T, Novaj A, Guan F, Walters RO, et al.. Late-life targeting of the IGF-1 receptor improves healthspan and lifespan in female mice. Nat Commun. (2018) 9:2394. 10.1038/s41467-018-04805-5 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  45. Franceschi C, Passarino G, Mari D, Monti D. Centenarians as a 21st century healthy aging model: a legacy of humanity and the need for a world-wide consortium (WWC100+). Mech Ageing Dev. (2017) 165(Pt. B):55–8. 10.1016/j.mad.2017.06.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  46. Vitale G, Barbieri M, Kamenetskaya M, Paolisso G. GH/IGF-I/insulin system in centenarians. Mech Ageing Dev. (2017) 165:107–114. 10.1016/j.mad.2016.12.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  47. Ferrannini E, Vichi S, Beck-Nielsen H, Laasko M, Paolisso G, Smith U. For European Group for the Study of Insulin Resistance (EGIR). Insulin action and age. Diabetes (1996) 45:947–53. 10.2337/diab.45.7.947 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  48. Paolisso G, Barbieri M, Rizzo MR, Carella C, Rotondi M, Bonafè M, et al. Low insulin resistance and preserved beta-cell function contribute to human longevity but are not associated with TH-INS genes. Exp Gerontol. (2001) 37:149–56. 10.1016/S0531-5565(01)00148-6 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  49. Paolisso G, Gambardella A, Ammendola S, D’Amore A, Balbi V, Varricchio M, et al.. Glucose tolerance and insulin action in healty centenarians. Am J Physiol. (1996) 270:E890–4. 10.1152/ajpendo.1996.270.5.E890 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  50. Paolisso G, Gambardella A, Ammendola S, Tagliamonte MR, Rizzo MR, Capurso A, et al.. Preserved antilipolytic insulin action is associated with a less atherogenic plasma lipid profile in healthy centenarians. J Am Geriatr Soc. (1997) 45:1504–9. 10.1111/j.1532-5415.1997.tb03203.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  51. Vitale G, Brugts M, Ogliari G, Castaldi D, Fatti L, Varewijck A, et al.. Low circulating IGF-I bioactivity is associated with human longevity: findings in centenarians’ offspring. Aging (2012) 4:580–89. 10.18632/aging.100484 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  52. Baranowska B, Wolinska-Witort E, Bik W, Baranowska-Bik A, Martynska L, Broczek K, et al.. Evaluation of neuroendocrine status in longevity. Neurobiol Aging (2007) 28:774–83. 10.1016/j.neurobiolaging.2006.03.014 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  53. Paolisso G, Manzella D, Barbieri M, Rizzo MR, Gambardella A, Varricchio M. Baseline heart rate variability in healthy centenarians: differences vs. aged subject. Clin. Sci. (1999) 97:579–84. 10.1042/cs0970579 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  54. Paolisso G, Tagliamonte MR, Rizzo MR, Carella C, Gambardella A, Barbieri M, et al. Low plasma Insulin like growth factor-1 concentrations predict worsening of insulin mediated glucose uptake in the elderly. J. Am. Geriatr. Soc. (1999) 47:1312–8. 10.1111/j.1532-5415.1999.tb07431.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  55. Paolisso G, Ammendola S, Del Buono A, Gambardella A, Riondino M, Tagliamonte MR, et al.. Serum levels of insulin-like growth factor-I (IGF-I) and IGF-binding protein-3 in healthy centenarians: relationship with plasma leptin and lipid concentrations, insulin action, and cognitive function. J Clin Endocrinol Metab. (1997) 82:2204–9. 10.1210/jcem.82.7.4087 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  56. Bonafè M, Barbieri M, Marchegiani F, Olivieri F, Ragno E, Giampieri C, et al.. Polymorphic variants of insulin-like growth factor I (IGF-I) receptor and phosphoinositide 3-kinase genes affect IGF-I plasma levels and human longevity: cues for an evolutionarily conserved mechanism of life span control. J Clin Endocrinol Metab. (2003) 88:3299–304. 10.1210/jc.2002-021810 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  57. Arai Y, Hirose N, Yamamura K, Shimizu K, Takayama M, Ebihara Y, et al.. Serum insulin-like growth factor-1 in centenarians: implications of IGF-1 as a rapid turnover protein. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2001) 56:M79–82. 10.1093/gerona/56.2.M79 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  58. Arai Y, Takayama M, Gondo Y, Inagaki H, Yamamura K, Nakazawa S, et al.. Adipose endocrine function, insulin-like growth factor-1 axis, and exceptional survival beyond 100 years of age. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2008) 63:1209–18. 10.1093/gerona/63.11.1209 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  59. Herr M, Jeune B, Fors S, Andersen-Ranberg K, Ankri J, Arai Y, et al.. Frailty and associated factors among centenarians in the 5-COOP countries. Gerontology (2018) 64:521–31. 10.1159/000489955 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  60. Bucci L, Ostan R, Cevenini E, Pini E, Scurti M, Vitale G, et al.. Centenarians’ offspring as a model of healthy aging: a reappraisal of the data on Italian subjects and a comprehensive overview. Aging (Albany. NY). (2016) 8:1–11. 10.18632/aging.100912 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  61. Gueresi P, Miglio R, Monti D, Mari D, Sansoni P, Caruso C, et al.. Does the longevity of one or both parents influence the health status of their offspring? Exp Gerontol. (2013) 48:395–400. 10.1016/j.exger.2013.02.004 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  62. Horvath S, Pirazzini C, Bacalini MG, Gentilini D, Di Blasio AM, Delledonne M, et al.. Decreased epigenetic age of PBMCs from Italian semi-supercentenarians and their offspring. Aging (2015) 7:1159–70. 10.18632/aging.100861 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  63. Caselli G, Pozzi L, Vaupel JW, Deiana L, Pes G, Carru C, et al.. Family clustering in Sardinian longevity: a genealogical approach. Exp Gerontol. (2006) 41:727–36. 10.1016/j.exger.2006.05.009 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  64. Suh Y, Atzmon G, Cho MO, Hwang D, Liu B, Leahy DJ, et al.. Functionally significant insulin-like growth factor I receptor mutations in centenarians. Proc Natl Acad Sci USA. (2008) 105:3438–42. 10.1073/pnas.0705467105 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  65. Deelen J, van den Akker EB, Trompet S, van Heemst D, Mooijaart SP, Slagboom PE, Beekman M. Employing biomarkers of healthy ageing for leveraging genetic studies into human longevity. Exp Gerontol. (2016) 82:166–74. 10.1016/j.exger.2016.06.013 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  66. van der Spoel E, Rozing MP, Houwing-Duistermaat JJ, Slagboom PE, Beekman M, de Craen AJ, et al.. Association analysis of insulin-like growth factor-1 axis parameters with survival and functional status in nonagenarians of the Leiden Longevity Study. Aging (2015) 7:956–63. 10.18632/aging.100841 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  67. Rozing MP, Westendorp RG, Frölich M, de Craen AJ, Beekman M, Heijmans BT, et al.. Human insulin/IGF-1 and familial longevity at middle age. Aging (2009) 1:714–22. 10.18632/aging.100071 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  68. van der Spoel E, Jansen SW, Akintola AA, Ballieux BE, Cobbaert CM, Slagboom PE, et al.. Growth hormone secretion is diminished and tightly controlled in humans enriched for familial longevity. Aging Cell (2016) 15:1126–31. 10.1111/acel.12519 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  69. Sebastiani P, Sun FX, Andersen SL, Lee JH, Wojczynski MK, Sanders JL, et al.. Families enriched for exceptional longevity also have increased health-span: findings from the long life family study. Front Public Health (2013) 1:38. 10.3389/fpubh.2013.00038 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  70. Sebastiani P, Thyagarajan B, Sun F, Honig LS, Schupf N, Cosentino S, et al.. Age and sex distributions of age-related biomarker values in healthy older adults from the long life family study. J Am Geriatr Soc. (2016) 64:e189–94. 10.1111/jgs.14522 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  71. Teumer A, Qi Q, Nethander M, Aschard H, Bandinelli S, Beekman M, et al.. Genomewide meta-analysis identifies loci associated with IGF-I and IGFBP-3 levels with impact on age-related traits. Aging Cell (2016) 15:811–24. 10.1111/acel.12490 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  72. Deelen J, Uh HW, Monajemi R, van Heemst D, Thijssen PE, Böhringer S, et al.. Gene set analysis of GWAS data for human longevity highlights the relevance of the insulin/IGF-1 signaling and telomere maintenance pathways. Age (2013) 35:235–49. 10.1007/s11357-011-9340-3 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  73. van Heemst D, Beekman M, Mooijaart SP, Heijmans BT, Brandt BW, Zwaan BJ, et al.. Reduced insulin/IGF-1 signalling and human longevity. Aging Cell (2005) 4:79–85. 10.1111/j.1474-9728.2005.00148.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  74. Ben-Avraham D, Govindaraju DR, Budagov T, Fradin D, Durda P, Liu B, et al.. The GH receptor exon 3 deletion is a marker of male-specific exceptional longevity associated with increased GH sensitivity and taller stature. Sci Adv. (2017) 3:e1602025. 10.1126/sciadv.1602025 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  75. McKiernan SH, Colman RJ, Lopez M, Beasley TM, Aiken JM, Anderson RM, et al.. Caloric restriction delays aging-induced cellular phenotypes in rhesus monkey skeletal muscle. Exp Gerontol. (2011) 46:23–9. 10.1016/j.exger.2010.09.011 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  76. Colman RJ, Anderson RM, Johnson SC, Kastman EK, Kosmatka KJ, Beasley TM, et al. Calorie restriction delays disease onset and mortality in rhesus monkeys. Science (2009) 325:201–4. 10.1126/science.1173635 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  77. Willcox DC, Willcox BJ, Todoriki H, Curb JD, Suzuki M. Caloric restriction and human longevity: what can we learn from the Okinawans? Biogerontology (2006) 7:173–7. 10.1007/s10522-006-9008-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  78. Mattison JA, Roth GS, Beasley TM, Tilmont EM, Handy AM, Herbert RL, et al.. Impact of caloric restriction on health and survival in rhesus monkeys from the NIA study. Nature (2012) 489:318–21. 10.1038/nature11432 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  79. Dunn SE, Kari FW, French J, Leininger JR, Travlos G, Wilson R, et al.. Dietary restriction reduces insulin-like growth factor I levels, which modulates apoptosis, cell proliferation, and tumor progression in p53-deficient mice. Cancer Res. (1997) 57:4667–72. [PubMed] [Google Scholar]
  80. Berrigan D, Perkins SN, Haines DC, Hursting SD. Adult-onset calorie restriction and fasting delay spontaneous tumorigenesis in p53-deficient mice. Carcinogenesis (2002) 23:817–22. 10.1093/carcin/23.5.817 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  81. Redman LM, Veldhuis JD, Rood J, Smith SR, Williamson D, Ravussin E, et al.. The effect of caloric restriction interventions on growth hormone secretion in nonobese men and women. Aging Cell (2010) 9:32–9. 10.1111/j.1474-9726.2009.00530.x [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  82. Fontana L, Villareal DT, Das SK, Smith SR, Meydani SN, Pittas AG, et al.. Effects of 2-year calorie restriction on circulating levels of IGF-1, IGF-binding proteins and cortisol in nonobese men and women: a randomized clinical trial. Aging Cell (2016) 15:22–7. 10.1111/acel.12400 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  83. Lettieri-Barbato D, Giovannetti E, Aquilano K. Effects of dietary restriction on adipose mass and biomarkers of healthy aging in human. Aging (2016) 8:3341–55. 10.18632/aging.101122 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  84. Mercken EM, Crosby SD, Lamming DW, JeBailey L, Krzysik-Walker S, Villareal DT, et al.. Calorie restriction in humans inhibits the PI3K/AKT pathway and induces a younger transcription profile. Aging Cell (2013) 12:645–51. 10.1111/acel.12088 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  85. Arai Y, Kojima T, Takayama M, Hirose N. The metabolic syndrome, IGF-1, and insulin action. Mol Cell Endocrinol. (2009) 299:124–8. 10.1016/j.mce.2008.07.002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  86. Redman LM, Ravussin E. Endocrine alterations in response to calorie restriction in humans. Mol Cell Endocrinol. (2009) 299:129–36. 10.1016/j.mce.2008.10.014 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  87. Franceschi C, Garagnani P, Vitale G, Capri M, Salvioli S. Inflammaging and ‘Garb-aging’. Trends Endocrinol Metab. (2017) 28:199–212. 10.1016/j.tem.2016.09.005 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  88. Qian M, Liu B. Pharmaceutical Intervention of Aging. Adv Exp Med Biol. (2018) 1086:235–54. 10.1007/978-981-13-1117-8_15 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  89. Baker DJ, Wijshake T, Tchkonia T, LeBrasseur NK, Childs BG, van de Sluis B, et al.. Clearance of p16Ink4a-positive senescent cells delays ageing-associated disorders. Nature (2011) 479:232–6. 10.1038/nature10600 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  90. Derous D, Mitchell SE, Wang L, Green CL, Wang Y, Chen L, et al.. The effects of graded levels of calorie restriction: XI. Evaluation of the main hypotheses underpinning the life extension effects of CR using the hepatic transcriptome. Aging (2017) 9:1770–824. 10.18632/aging.101269 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  91. Madeo F, Tavernarakis N, Kroemer G. Can autophagy promote longevity? Nat Cell Biol. (2010) 12:842–6. 10.1038/ncb0910-842 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  92. Cevenini E, Monti D, Franceschi C. Inflamm-ageing. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. (2013) 16:14–20. 10.1097/MCO.0b013e32835ada13 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  93. Meydani SN, Das SK, Pieper CF, Lewis MR, Klein S, Dixit VD, et al.. Long-term moderate calorie restriction inhibits inflammation without impairing cell-mediated immunity: a randomized controlled trial in non-obese humans. Aging (2016) 8:1416–31. 10.18632/aging.100994 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  94. Ott B, Skurk T, Hastreiter L, Lagkouvardos I, Fischer S, Büttner J, et al.. Effect of caloric restriction on gut permeability, inflammation markers, and fecal microbiota in obese women. Sci Rep. (2017) 7:11955. 10.1038/s41598-017-12109-9 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  95. Unamuno X, Gómez-Ambrosi J, Rodríguez A, Becerril S, Frühbeck G, Catalán V. Adipokine dysregulation and adipose tissue inflammation in human obesity. Eur J Clin Invest. (2018) 48:e12997. 10.1111/eci.12997 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  96. Liu M, Liu F. Regulation of adiponectin multimerization, signaling and function. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. (2014) 28:25–31. 10.1016/j.beem.2013.06.003 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  97. Balaskó M, Soós S, Székely M, Pétervári E. Leptin and aging: Review and questions with particular emphasis on its role in the central regulation of energy balance. J Chem Neuroanat. (2014) 61–62:248–55. 10.1016/j.jchemneu.2014.08.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  98. Arai Y, Nakazawa S, Kojima T, Takayama M, Abihara Y, Shimizu K, et al. High adiponectin concentration and its role for longevity in female centenarians. Geriatr Gerontol Int. (2006) 6:32–9. 10.1111/j.1447-0594.2006.00304.x [CrossRef] [Google Scholar]
  99. Bik W, Baranowska-Bik A, Wolinska-Witort E, Kalisz M, Broczek K, Mossakowska M, et al.. Assessment of adiponectin and its isoforms in Polish centenarians. Exp Gerontol. (2013) 48:401–7. 10.1016/j.exger.2013.01.015 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  100. Meazza C, Vitale G, Pagani S, Castaldi D, Ogliari G, Mari D, et al.. Common adipokine features of neonates and centenarians. J Pediatr Endocrinol Metab. (2011) 24:953–7. 10.1515/JPEM.2011.373 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  101. Baranowska B, Bik W, Baranowska-Bik A, Wolinska-Witort E, Szybinska A, Martynska L, et al.. Neuroendocrine control of metabolic homeostasis in Polish centenarians. J Physiol Pharmacol. (2006) 57 (Suppl. 6):55–61. [PubMed] [Google Scholar]
  102. Miura Y, Hashii N, Tsumoto H, Takakura D, Ohta Y, Abe Y, et al.. Change in N-glycosylation of plasma proteins in Japanese semisupercentenarians. PLoS ONE (2015) 10:e0142645. 10.1371/journal.pone.0142645 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  103. Atzmon G, Pollin TI, Crandall J, Tanner K, Schechter CB, Scherer PE, et al.. Adiponectin levels and genotype: a potential regulator of life span in humans. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2008) 63:447–53. 10.1093/gerona/63.5.447 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  104. Mariotti S, Barbesino G, Caturegli P, Bartalena L, Sansoni P, Fagnoni F, et al.. Complex alteration of thyroid function in healthy centenarians. J Clin. Endocrinol Metab. (1993) 77:1130–4. 10.1210/jcem.77.5.8077303 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  105. Maugeri D, Russo MS, Di Stefano F, Receputo G, Rosso D, Rapisarda R, et al.. Thyroid function in healthy centenarians. Arch Gerontol Geriatr. (1997) 25:211–7. 10.1016/S0167-4943(97)00012-5 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  106. Ostan R, Monti D, Mari D, Arosio B, Gentilini D, Ferri E, et al.. Heterogeneity of thyroid function and impact of peripheral thyroxine deiodination in centenarians and semi-supercentenarians: association with functional status and mortality. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2018). 10.1093/gerona/gly194. [Epub ahead of print]. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  107. He Y, Chen X, Yan D, Xiao F, Liu Y, Lin R, et al.. Thyroid function decreases with age and may contribute to longevity in chinese centenarians’ families. JAGS (2015) 63:1474–6. 10.1111/jgs.13553 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  108. Corsonello A, Montesanto A, Berardelli M, De Rango F, Dato S, Mari V, et al.. A cross-section analysis of FT3 age-related changes in a group of old and oldest-old subjects, including centenarians’ relatives, shows that a down-regulated thyroid function has a familial component and is related to longevity. Age Ageing (2010) 39:723–7. 10.1093/ageing/afq116 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  109. Pereira da Silva A, Matos A, Valente A, Gil Â, Alonso I, Ribeiro R, et al.. Body composition assessment and nutritional status evaluation in men and women portuguese centenarians. J Nutr Health Aging (2016) 20:256–66. 10.1007/s12603-015-0566-0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  110. Franceschi C, Ostan R, Santoro A. Nutrition and inflammation: are centenarians similar to individuals on calorie-restricted diets? Annu Rev Nutr. (2018) 38:329–56. 10.1146/annurev-nutr-082117-051637 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  111. Gentilini D, Mari D, Castaldi D, Remondini D, Ogliari G, Ostan R, et al.. Role of epigenetics in human aging and longevity: genome-wide DNA methylation profile in centenarians and centenarians’ offspring. Age (2013) 35:1961–73. 10.1007/s11357-012-9463-1 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  112. Sgarbi G, Matarrese P, Pinti M, Lanzarini C, Ascione B, Gibellini L, et al.. Mitochondria hyperfusion and elevated autophagic activity are key mechanisms for cellular bioenergetic preservation in centenarians. Aging (2014) 6:296–310. 10.18632/aging.100654 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  113. Emanuele E, Minoretti P, Sanchis-Gomar F, Pareja-Galeano H, Yilmaz Y, Garatachea N, et al.. Can enhanced autophagy be associated with human longevity? Serum levels of the autophagy biomarker beclin-1 are increased in healthy centenarians. Rejuvenation Res. (2014) 17:518–24. 10.1089/rej.2014.1607 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  114. Raz Y, Guerrero-Ros I, Maier A, Slagboom PE, Atzmon G, Barzilai N, et al.. Activation-induced autophagy is preserved in CD4+ T-cells in familial longevity. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2017) 72:1201–6. 10.1093/gerona/glx020 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  115. Fontana L, Villareal DT, Weiss EP, Racette SB, Steger-May K, et al. Calorie restriction or exercise: effects on coronary heart disease risk factors. A randomized, controlled trial. Am J Physiol Endocrinol Metab. (2007) 293:E197–202. 10.1152/ajpendo.00102.2007 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  116. Ravussin E, Redman LM, Rochon J, Das SK, Fontana L, et al.. A 2-year randomized controlled trial of human caloric restriction: feasibility and effects on predictors of health span and longevity. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (2015) 70:1097–104. 10.1093/gerona/glv057 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  117. Bruunsgaard H, Andersen-Ranberg K, Jeune B, Pedersen AN, Skinhoj P, Pedersen BK. A high plasma concentration of TNF-α is associated with dementia in centenarians. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. (1999) 54:M357–64. 10.1093/gerona/54.7.M357 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  118. Gangemi S, Basile G, Merendino RA, Minciullo PL, Novick D, et al.. Increased circulating interleukin-18 levels in centenarians with no signs of vascular disease: another paradox of longevity? Exp Gerontol. (2003) 38:669–72. 10.1016/S0531-5565(03)00061-5 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  119. Gerli R, Monti D, Bistoni O, Mazzone AM, Peri G, et al.. Chemokines, sTNF-Rs and sCD30 serum levels in healthy aged people and centenarians. Mech. Ageing Dev. (2000) 121:37–46. 10.1016/S0047-6374(00)00195-0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  120. Franceschi C, Capri M, Monti D, Giunta S, Olivieri F, Sevini F, et al.. Inflammaging and anti-inflammaging: a systemic perspective on aging and longevity emerged from studies in humans. Mech Ageing Dev. (2007) 128:92–105. 10.1016/j.mad.2006.11.016 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  121. Salvioli S, Monti D, Lanzarini C, Conte M, Pirazzini C, Bacalini MG, et al.. Immune system, cell senescence, aging and longevity–inflamm-aging reappraised. Curr Pharm Des. (2013) 19:1675–9. 10.2174/1381612811319090015

IRF1 имеет решающее значение для TNF-обусловленного интерферонового ответа в ревматоидных фибробластоподобных синовиоцитах

  • 1.

    Bartok, B. & Firestein, G.S. Фибробластоподобные синовиоциты: ключевые эффекторные клетки при ревматоидном артрите. Immunol. Ред. 233 , 233–255 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 2.

    Носс, Э. Х. и Бреннер, М. Б. Роль и терапевтическое значение фибробластоподобных синовиоцитов в воспалении и эрозии хряща при ревматоидном артрите. Immunol. Ред. 223 , 252–270 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 3.

    Brzustewicz, E. & Bryl, E. Роль цитокинов в патогенезе ревматоидного артрита — практическое и потенциальное применение цитокинов в качестве биомаркеров и мишеней персонализированной терапии. Цитокин 76 , 527–536 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 4.

    van der Pouw Kraan, T. C. T. M. et al. Ревматоидный артрит — гетерогенное заболевание: свидетельства различий в активации пути STAT-1 между ревматоидными тканями. Arthritis Rheum. 48 , 2132–2145 (2003).

    Артикул Google ученый

  • 5.

    Yoshida, S. et al. Анализ экспрессии генов областей синовиальной выстилки ревматоидного артрита с помощью микроматрицы кДНК в сочетании с лазерной микродиссекцией: повышающая регуляция связанных с воспалением STAT1, IRF1, CXCL9, CXCL10 и CCL5. Сканд. J. Rheumatol. 41 , 170–179 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 6.

    Родригес-Каррио, Дж., Лопес, П. и Суарес, А. IFN типа I как биомаркеры ревматоидного артрита: к профилированию болезней и персонализированной медицине. Clin. Sci. 128 , 449–464 (2015).

    Артикул Google ученый

  • 7.

    Lubbers, J. et al. Сигнатура IFN типа I как биомаркер доклинического ревматоидного артрита. Ann. Реум. Дис. 72 , 776–780 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 8.

    Райт, Х. Л., Томас, Х. Б., Мутс, Р. Дж. И Эдвардс, С. В. Сигнатура экспрессии гена интерферона в нейтрофилах ревматоидного артрита коррелирует с хорошим ответом на терапию TNFi. Ревматология 54 , 188–193 (2015).

    CAS Статья Google ученый

  • 9.

    Raterman, H.G. et al. Сигнатура интерферона I типа в отношении прогнозирования отсутствия ответа на ритуксимаб у пациентов с ревматоидным артритом. Arthritis Res. Ther. 14 , R95 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 10.

    Thurlings, R.M. et al. Связь между сигнатурой интерферона I типа и реакцией на ритуксимаб у пациентов с ревматоидным артритом. Arthritis Rheum. 62 , 3607–3614 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 11.

    Mavragani, CP, La, DT, Stohl, W. & Crow, MK Связь реакции на антагонисты фактора некроза опухоли с активностью интерферона I типа в плазме и соотношением интерферона-β / α у пациентов с ревматоидным артритом: a апостериорный анализ преимущественно латиноамериканской когорты. Arthritis Rheum. 62 , 392–401 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 12.

    Гордон, Р.А., Григорьев, Г., Ли, А., Каллиолиас, Г.Д., Ивашкив, Л.Б. Сигнатура интерферона и экспрессия STAT1 в макрофагах синовиальной жидкости ревматоидного артрита индуцируются фактором некроза опухоли альфа и регулируются микросредой синовиальной жидкости. Arthritis Rheum. 64 , 3119–3128 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 13.

    Karonitsch, T. et al. mTOR воспринимает сигналы окружающей среды, чтобы сформировать фибробластоподобную реакцию синовиоцитов на воспаление. Cell Rep. 23 , 2157–2167 (2018).

    CAS Статья Google ученый

  • 14.

    Venkatesh, D. et al. Эндотелиальный рецептор TNF 2 индуцирует зависимую от фактора транскрипции IRF1 аутокринную передачу сигналов интерферона-b, способствуя привлечению моноцитов. Иммунитет 38 , 1025–1037 (2013).

    CAS Статья Google ученый

  • 15.

    Ярилина, А., Парк-Мин, К.-Х., Антонив, Т., Ху, X. и Ивашкив, LB TNF активирует IRF1-зависимую аутокринную петлю, что приводит к устойчивой экспрессии хемокинов и STAT1. -зависимые гены интерферон-ответа типа I. Nat. Иммунол. 9 , 378–387 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 16.

    Тада, Ю., Хо, А., Мацуяма, Т. и Мак, Т. В. Снижение частоты и тяжести антиген-индуцированных аутоиммунных заболеваний у мышей, лишенных фактора регуляции интерферона-1. J. Exp. Med. 185 , 231–238 (1997).

    CAS Статья Google ученый

  • 17.

    Marotte, H. et al. Блокирование фактора 1, регулирующего интерферон, снижает биоактивность интерлейкина-18, индуцированную фактором некроза опухоли α, в синовиальных фибробластах ревматоидного артрита за счет индукции связывающего интерлейкин-18 белка a: роль ядерного фактора 1, регулирующего интерферон. Arthritis Rheum. 63 , 3253–3262 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 18.

    Aletaha, D. et al. Критерии классификации ревматоидного артрита 2010 года: совместная инициатива Американского колледжа ревматологии / Европейской лиги против ревматизма. Ann. Реум. Дис. 69 , 1580–1588 (2010).

    Артикул Google ученый

  • 19.

    Keffer, J. et al. Трансгенные мыши, экспрессирующие фактор некроза опухоли человека: прогностическая генетическая модель артрита. EMBO J. 10 , 4025–4031 (1991).

    CAS Статья Google ученый

  • 20.

    Kiener, H.P. et al. Синовиальные фибробласты самостоятельно направляют архитектуру многоклеточной выстилки и синтетические функции в трехмерной культуре органов. Arthritis Rheum. 62 , 742–752 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 21.

    Rosner, M. et al. Эффективное siRNA-опосредованное длительное молчание генов в стволовых клетках амниотической жидкости человека. Nat. Protoc. 5 , 1081–1095 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 22.

    Трапнелл, К., Пахтер, Л. и Зальцберг, С. Л. TopHat: обнаружение сплайсинговых соединений с помощью RNA-Seq. Биоинформатика 25 , 1105–1111 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 23.

    Langmead, B. & Salzberg, S. L. Быстрое выравнивание по пробелам и чтению с Bowtie 2. Nat. Методы 9 , 357–359 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 24.

    Liao, Y., Smyth, G. K. & Shi, W. featureCounts: эффективная программа общего назначения для сопоставления считываний последовательностей с геномными особенностями. Биоинформатика 30 , 923–930 (2014).

    CAS Статья Google ученый

  • 25.

    Trapnell, C. et al. Сборка и количественное определение транскриптов с помощью RNA-Seq выявляет неаннотированные транскрипты и переключение изоформ во время дифференцировки клеток. Nat. Biotechnol. 28 , 511–515 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 26.

    Робинсон, М. Д., Маккарти, Д. Дж. И Смит, Г. К. edgeR: пакет биопроводников для анализа дифференциальной экспрессии цифровых данных экспрессии генов. Биоинформатика 26 , 139–140 (2010).

    CAS Статья Google ученый

  • 27.

    Falcon, S. & Gentleman, R. Использование GOstats для проверки списков генов для ассоциации терминов GO. Биоинформатика 23 , 257–258 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 28.

    Shannon, P. et al. Cytoscape: программная среда для интегрированных моделей сетей биомолекулярного взаимодействия. Genome Res. 13 , 2498–2504 (2003).

    CAS Статья Google ученый

  • 29.

    Фельдманн, М. и Майни, С. Р. Н. Роль цитокинов при ревматоидном артрите: образование в области патофизиологии и терапии. Immunol. Ред. 223 , 7–19 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Michalska, A., Blaszczyk, K., Wesoly, J. & Bluyssen, H.A.R. Схема усилителя с положительной обратной связью, которая регулирует экспрессию генов, стимулированную интерфероном (IFN), и контролирует ответы IFN типа I и типа II. Фронт. Иммун. 9 , 1135 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 31.

    Корб-Пап, А., Бертран, Дж., Шервуд, Дж. И Пап, Т. Стабильная активация фибробластов при ревматическом артрите — причины и последствия. Ревматология 55 , ii64 – ii67 (2016).

    Артикул Google ученый

  • 32.

    Armaka, M. et al. Нацеливание на мезенхимальные клетки с помощью TNF как общий патогенетический принцип при хронических воспалительных заболеваниях суставов и кишечника. J. Exp. Med. 205 , 331–337 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 33.

    Джонс, Д.S. et al. Профилирование препаратов для лечения ревматоидного артрита, подавляющих активацию синовиальных фибробластов. Nat. Chem. Биол. 13 , 38–45 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 34.

    Ли, Э. Ю., Ли, З. Х. и Сонг, Ю.-В. Взаимодействие между CXCL10 и цитокинами при хроническом воспалительном артрите. Аутоиммун. Ред. 12 , 554–557 (2013).

    Артикул Google ученый

  • 35.

    Охата, Дж. И др. Фибробластоподобные синовиоциты мезенхимального происхождения экспрессируют функциональный фактор активации В-клеток семейства TNF в ответ на провоспалительные цитокины. J. Immunol. 174 , 864–870 (2005).

    CAS Статья Google ученый

  • 36.

    Бакли, К. Д. и МакГеттрик, Х. М. Перемещение лейкоцитов между стромальными компартментами: уроки ревматоидного артрита. Nat. Ред.Ревматол. 14 , 476–487 (2018).

    Артикул Google ученый

  • 37.

    Ярилина А., Сюй К., Чан С. и Ивашкив Л. Б. Регулирование воспалительных реакций в синовиальных макрофагах, активируемых фактором некроза опухоли, и синовиальных макрофагах ревматоидного артрита с помощью ингибиторов JAK. Arthritis Rheum. 64 , 3856–3866 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Rosengren, S., Corr, M., Firestein, G. S. & Boyle, D. L. Ингибитор JAK CP-690,550 (тофацитиниб) ингибирует TNF-индуцированную экспрессию хемокинов в фибробластоподобных синовиоцитах: аутокринная роль интерферона I типа. Ann. Реум. Дис. 71 , 440–447 (2012).

    CAS Статья Google ученый

  • Очищенный, мышь, анти-IRF1,20 / IRF-1, RUO — 612047 | BD Biosciences-Europe

  • Ча Ю., Симс С.Х., Ромин М.Ф., Кауфманн М., Дейссерот А.Б.Регуляторный фактор человеческого интерферона 1: интрон-экзонная организация. ДНК Cell Biol. 1992; 11 (8): 605-611. Просмотреть ссылку

  • Икусима Х., Негиси Х., Танигучи Т. Факторы транскрипции семейства IRF на стыке врожденных и адаптивных иммунных ответов .. Колд Спринг Харб Симп Квант Биол. 2013; 78: 105-16. Просмотреть ссылку

  • Ким С.К., Фаутс А.Е., Бутройд Дж.С.Toxoplasma gondii нарушает регуляцию экспрессии IFN-гамма-индуцируемого гена в человеческих фибробластах: выводы из полногеномного профилирования транскрипции. J. Immunol. 2007; 178 (8): 5154-65. Просмотреть ссылку

  • Крогер А., Ортманн Д., Кроне Т.Ю. и др. Подавление роста клеточной линии гепатоцеллюлярной карциномы Hepa1-6 активируемым интерфероновым регуляторным фактором-1 у мышей.Cancer Res. 2001; 61 (6): 2609-2617. Просмотреть ссылку

  • Romeo G, Fiorucci G, Chiantore MV, Percario ZA, Vannucchi S, Affabris E. IRF-1 как негативный регулятор пролиферации клеток .. J Interferon Cytokine Res. 2002; 22 (1): 39-47. Просмотреть ссылку

  • Савицкий Д., Тамура Т., Янаи Х, Танигучи Т.Регуляция иммунитета и онкогенеза семейством факторов транскрипции IRF. Cancer Immunol Immunother. 2010; 59 (4): 489-510. Просмотреть ссылку

  • Варлей С.Л., Бэкон Э.Дж., Холдер Дж.С., Саутгейт Дж. Промежуточные регуляторы транскрипции FOXA1 и IRF-1 уротелиальной цитодифференцировки уротелия, индуцированной PPARgamma .. Смерть клеток Дифференциация.2009; 16 (1): 103-14. Просмотреть ссылку

  • Се Р., ван Вейнен А.Дж., ван Дер Мейден С., Луонг М.Х., Штейн Дж.Л., Штайн Г.С. Элемент контроля клеточного цикла транскрипции гена гистона h5 максимально чувствителен к парам факторов регуляции интерферона IRF-1 / IRF-3 и IRF-1 / IRF-7. J Biol Chem. 2001; 276 (21): 18624-18632. Просмотреть ссылку

  • IRF-1 (D5E4) XP® Rabbit mAb

    Ограниченное использование

    Если иное прямо не согласовано в письменной форме, подписанной законным представителем CST, следующие условия: применяются к Продуктам, предоставляемым CST, ее аффилированными лицами или ее дистрибьюторами.Любые условия и положения Заказчика, указанные в дополняют или отличаются от содержащихся в настоящем документе, если иное не принято в письменной форме юридически уполномоченным представитель CST, отклоняются и не имеют силы.

    Продукты имеют маркировку «Только для исследовательских целей» или аналогичное заявление о маркировке и не были одобрены, одобрены или лицензированы. FDA или другой регулирующей иностранной или отечественной организацией для любых целей. Заказчик не должен использовать какой-либо Продукт для диагностики. или в терапевтических целях, или иным образом любым способом, который противоречит заявлению на этикетке.Продукты, продаваемые или лицензируемые CST предоставляются Заказчику как конечному пользователю и исключительно для использования в исследованиях и разработках. Любое использование Продукта для диагностики, в профилактических или терапевтических целях, или любая покупка Продукта для перепродажи (отдельно или в качестве компонента) или в других коммерческих целях, требуется отдельная лицензия от CST. Клиент обязуется (а) не продавать, лицензировать, ссужать, жертвовать или иным образом передавать или предоставлять любой Продукт для любой третьей стороны, отдельно или в сочетании с другими материалами, или использовать Продукты для производства любых коммерческие продукты, (б) не копировать, изменять, реконструировать, декомпилировать, дизассемблировать или иным образом пытаться обнаружить лежащие в основе структуру или технологию Продуктов, или использовать Продукты с целью разработки любых продуктов или услуг, которые конкурировать с продуктами или услугами CST, (c) не изменять и не удалять из Продуктов какие-либо товарные знаки, торговые наименования, логотипы, патенты или уведомления об авторских правах или маркировка, (d) использовать Продукты исключительно в соответствии с Условия продажи продуктов CST и любые применимые документации, и (e) соблюдать любую лицензию, условия обслуживания или аналогичное соглашение в отношении любых сторонних продуктов или услуги, используемые Клиентом в связи с Продуктами.

    Cell Signaling Technology является товарным знаком Cell Signaling Technology, Inc.

    XP является зарегистрированным товарным знаком Cell Signaling Technology, Inc.

    BOND является товарным знаком Leica Biosystems Melbourne Pty. Ltd. Никакое аффилированное или спонсорское участие между CST и Leica Microsystems IR GmbH или Leica Biosystems Melbourne Pty. Ltd. не подразумевается.

    LEICA — зарегистрированная торговая марка Leica Microsystems IR GmbH.

    IRF-1 способствует воспалению на ранней стадии после острой ишемической травмы почек

    Abstract

    Острая ишемия почек вызывает воспалительную реакцию, которая может усугубить острое повреждение почек, но регуляция начальных сигналов, которые привлекают лейкоциты, недостаточно изучена.Здесь мы обнаружили, что регуляторный фактор 1 IFN (IRF-1) был критическим ранним провоспалительным сигналом, высвобождаемым во время ишемического повреждения in vitro и in vivo . В течение 15 минут после реперфузии клетки проксимальных канальцев сегмента S3 продуцировали IRF-1, который является фактором транскрипции, активирующим провоспалительные гены. Трансгенный нокаут IRF-1 улучшал нарушение функции почек, морфологическое повреждение и воспаление после острой ишемии. Эксперименты с химерой костного мозга показали, что максимальное ишемическое повреждение требует экспрессии IRF-1 как лейкоцитами, так и радиорезистентными почечными клетками, последние идентифицированы как клетки проксимальных канальцев S3 во внешнем мозговом мозге с помощью гибридизации in situ и иммуногистохимии. In vitro , активные формы кислорода, образующиеся во время ишемии / реперфузионного повреждения, стимулировали экспрессию IRF-1 в клеточной линии проксимальных канальцев S3. Взятые вместе, эти данные предполагают, что активация гена IRF-1 реактивными формами кислорода является ранним сигналом, который способствует воспалению после ишемического повреждения почек.

    Ишемия вызывает воспалительную реакцию, которая может усугубить острое повреждение почек (ОПП) как у грызунов, так и у людей. 1–5 Такое ишемическое повреждение также происходит в процессе трансплантации почки; этот процесс включает повреждение во время холодного хранения почки во время ее транзита ex vivo от донора к реципиенту, теплую ишемию во время создания сосудистых анастомозов между донорской почкой и реципиентом, и, когда почка умершего донора, почечная гипоперфузия, сопровождающая тяжелую травма или заболевание, повлекшее смерть мозга донора.Эта ишемическая ОПП трансплантации вызывает воспалительную реакцию, которая усугубляет отторжение. 6–12 Таким образом, как ишемическое повреждение трансформируется в воспаление, является фундаментальной проблемой современной нефрологии.

    В понимании этой проблемы достигнут прогресс. Производство цитокинов, хемокинов, комплемента и активация молекул эндотелиальной адгезии приводит к привлечению нейтрофилов, макрофагов, Т-клеток, В-клеток, NK-клеток и NK-T-клеток в ишемическую почку 1–4,13–16 ; однако первые критические сигналы, которые производятся поврежденными почечными канальцами и которые инициируют воспаление, остаются неясными.Теперь мы сообщаем, что регуляторный фактор 1 IFN (IRF-1) является ранним критическим провоспалительным сигналом во время ишемической ОПП и вырабатывается в клетках проксимальных канальцев S3. Эти клетки являются одними из наиболее чувствительных клеток почек к ишемии 17,18 и расположены во внешнем мозговом веществе, которое является основным местом воспаления во время ишемического повреждения. Мы показываем, что эти клетки канальцев стимулируются активными формами кислорода (АФК), образующимися во время ишемии / реперфузии. 19–21 В ответ на ROS in vitro эти клетки канальцев активизируют свой ген IRF-1.IRF-1 — это фактор транскрипции, который, как известно, активирует провоспалительные гены, включая интерфероны и хемокины, и сам активируется радиационным стрессом. 22,23 Роль IRF-1 при ишемическом ОПП ранее не сообщалась.

    РЕЗУЛЬТАТЫ

    Меньше функциональных нарушений, травм и воспалений после ОПН у мышей с трансгенным нокаутом IRF-1

    Чтобы проверить важность IRF-1 при ишемическом ОПП, мы сравнили повреждение при нокауте IRF-1 (- / — ) против конгенных (+ / +) мышей дикого типа.Трансгенный нокаут IRF-1 привел к меньшему функциональному нарушению через 24 часа реперфузии, по оценке креатинина сыворотки в одном эксперименте с участием 15 мышей на группу (рис. 1A) и оценке азота мочевины крови в другом эксперименте с участием пяти мышей в группе (рис. 1Б).

    Рисунок 1.

    Трансгенный нокаут IRF-1 улучшает ишемический ОПП через 24 часа, что измерено по функции почек. (A) Функция почек, измеренная по креатинину сыворотки. (B) Функция почек, измеренная как АМК.Планки погрешностей представляют собой стандартные ошибки средних значений. P значение из t-тестов, сравнивающих мышей дикого типа и мышей с нокаутом.

    Трансгенный нокаут также приводил к меньшему структурному повреждению коры и мозгового вещества через 24 часа. На рисунке 2А представлены результаты по четырем почкам на группу. Слайды читал наш патологоанатом, который не знал экспериментальных групп. Травма оценивалась по шкале от 0 до 5, где 0 — отсутствие повреждения канальцев, а 5 — максимальное повреждение канальцев, как подробно описано в разделе «Краткие методы» и о чем сообщалось ранее. 24 Репрезентативные срезы показаны на фиг. 3. IRF-1 (- / -) имел меньшее кортикальное и мозговое повреждение, чем почки IRF-1 (+ / +). На рис. 3А показано множество некротических канальцев, обозначенных буквой «N», в типичной ишемической почке IRF-1 (+ / +). Напротив, на рисунке 3B показано несколько некротических канальцев в типичной ишемической почке IRF-1 (- / -). Некоторые канальцы утратили кистевые границы, что обозначено буквой «E».

    Рисунок 2.

    Трансгенный нокаут IRF-1 улучшает ишемический ОПП через 24 часа — структурное повреждение и воспаление.(A) Морфометрия структурного повреждения. См. Раздел «Краткие методы» для определения оценки травм. (B) Воспаление. Нейтрофилы и макрофаги маркируются неспецифической эстеразой. См. Раздел «Краткие методы».

    Рисунок 3.

    Трансгенный нокаут IRF-1 улучшает ишемический ОПП. (A) Гематоксилин и эозин (H&E). Патология ОПН в почке IRF-1 (+ / +) через 24 ч реперфузии. Обратите внимание на некротические канальцы, некоторые из них обозначены буквой «N». (B) H&E. Патология ОПН в почке IRF-1 (- / -) через 24 ч реперфузии.Многие канальцы лишились щеточных краев; несколько таких канальцев обозначены буквой «E». Редкий некротический каналец обозначен буквой «N».

    Еще одно поразительное различие между ишемическими почками IRF-1 (+ / +) и IRF-1 (- / -) заключалось в большем воспалении у первых. Мы окрашивали на наличие эстеразы в нейтрофилах и макрофагах. 25,26 Наш патолог, который не знал экспериментальных групп, оценил по три почки на группу. Результаты показаны на рисунке 2B; в неишемических IRF-1 (+ / +) и IRF-1 (- / -) почках было мало нейтрофилов / макрофагов.Этих лейкоцитов было намного больше в ишемических IRF-1 (+ / +) почках по сравнению с ишемическими IRF-1 (- / -) почками.

    Мы обнаружили, что наибольшее воспаление было в областях наибольшего ишемического повреждения. Хотя ишемические почки IRF-1 (- / -) были повреждены гораздо меньше, чем их аналоги IRF-1 (+ / +), у них действительно были редкие очаги тяжелого повреждения. Чтобы подчеркнуть уменьшение воспаления в почках IRF-1 (- / -), мы решили показать области аналогичного тяжелого повреждения в почках IRF-1 (- / -) и IRF-1 (+ / +) на рисунке 4.Это были области внешнего мозгового вещества, где, как мы обсудим позже, IRF-1 экспрессируется в почке IRF-1 (+ / +). Обратите внимание на гораздо большее количество красных эстеразоположительных лейкоцитов в почке IRF-1 (+ / +) (рис. 4A) по сравнению с почкой IRF-1 (- / -) (рис. 4B).

    Рисунок 4.

    Максимально поврежденные области ишемической IRF-1 (+ / +) почек по сравнению с максимально травмированными областями ишемической IRF-1 (- / -) почек во внешнем мозговом мозге: большее воспаление в первом случае через 24 года. час (A) IRF (+ / +) почек.Окраска H&E и эстеразы, окрашивающая нейтрофилы и макрофаги в красный цвет. «N» обозначает несколько некротических канальцев. Стрелками показаны два из множества красных, положительных по эстеразе лейкоцитов в почках A. (B) IRF-1 (- / -). Пятна, как на A. «N» отмечает несколько некротических канальцев.

    Раннее увеличение количества мРНК IRF-1 в почках после ишемии

    Если IRF-1 является критическим ранним провоспалительным сигналом, то он должен экспрессироваться рано после ишемического повреждения у мышей дикого типа. Наши эксперименты подтверждают это предсказание.На рис. 5, A и B показан типичный гель и денситометрия, а на рис. 5C приведены результаты семи экспериментов. В целом они показывают пиковую экспрессию в течение первого часа после реперфузии, за которой следует меньшая, хотя и повышенная экспрессия до 72 часов после реперфузии.

    Рисунок 5.

    Раннее увеличение количества мРНК IRF-1 в ишемических почках дикого типа. (A) Анализ защиты от РНКазы. Показан репрезентативный анализ защиты от РНКазы общей РНК цельной ишемической почек при различном времени реперфузии.(B) Денситометрия геля A. (C) Денситометрия семи экспериментов ( n = количество экспериментов в указанный момент времени). * P <0,05 по сравнению с контролем .

    Кроме того, если IRF-1 является критическим ранним провоспалительным сигналом, то он должен экспрессироваться не позднее, чем цитокины, о которых известно, что они усугубляют повреждение и воспаление после ишемии почек. Рисунок 6 подтверждает это предсказание, фокусируясь на первых 2 часах после реперфузии. Обилие мРНК IRF-1 увеличивается на 15 мин и не позднее, чем мРНК для TNF-α, IL-6 и IFN-γ, которые, как ранее было показано, участвуют в ишемической ОПП. 27–32

    Рис. 6.

    В ишемических почках дикого типа мРНК IRF-1 экспрессируется не позднее, чем гены IFN-γ, TNF-α и IL-6. Цитокин и мРНК IRF-1 измеряли с помощью анализа защиты от РНКазы при указанных временах реперфузии.

    Перенос костного мозга показывает, что максимальная ишемическая острая почечная недостаточность требует экспрессии IRF-1 как радиочувствительными, так и радиорезистентными почечными клетками

    В качестве первого шага в выяснении того, какие почечные клетки экспрессируют IRF-1 во время ОПП, мы использовали химеры костного мозга для анализа вклада радиочувствительных клеток, в основном лейкоцитов, против радиорезистентных клеток, таких как эпителий.Мы смертельно облучали мышей IRF-1 (+ / +) или (- / -) и спасли их с помощью костного мозга IRF-1 (+ / +) или (- / -). Поскольку это были конгенные мыши, которые различаются только геном IRF-1, не было реакции трансплантат- против -хозяина или хозяина- против -трансплантата. На фигуре 7A показана репрезентативная ПЦР геномных радиочувствительных лейкоцитов периферической крови (Pblood) и радиоустойчивых клеток в хвостах мыши. Мы ожидаем, что генотип последних будет таким же, как и у радиорезистентных клеток в почке.Эти данные подтвердили химеризм мышей, использованных в нашем эксперименте. На фигуре 7B показано, что максимальная ишемическая AKI возникает, когда IRF-1 экспрессируется как на радиочувствительных почечных лейкоцитах, так и на радиорезистентных почечных клетках, таких как эпителий. На рисунке 7C показан статистический анализ.

    Рисунок 7.

    Максимальный ишемический ОПП требует IRF-1 дикого типа как в радиорезистентных, так и в радиочувствительных почечных клетках. (А) Геномная ПЦР химерных мышей. Геномная ПЦР периферической крови (P.blood) и хвоста подтверждает успешное создание химерных мышей.Названия и символы групп совпадают с названиями и символами B. (B) AKI у химерных мышей. Обратите внимание, что максимальный AKI требует IRF-1 как на радиочувствительных, так и на радиорезистентных клетках. (C) Статистика. Однофакторный дисперсионный анализ с последующим применением метода Стьюдента-Ньюмана-Кеулса для попарных сравнений между группой 1 (IRF-1 как в радиочувствительных, так и в радиорезистентных почечных клетках) и другими группами показывает статистически значимое увеличение повреждений в первой.

    IRF-1-экспрессирующие радиорезистентные клетки представляют собой проксимальные канальцевые клетки в ишемизированном внешнем мозговом слое

    Хотя известно, что IRF-1 участвует в активации лейкоцитов 22 и лейкоциты, как известно, участвуют в ишемической AKI, 1–4, 13,14,16,33 потребность в радиоустойчивых почечных клетках, экспрессирующих IRF-1, была неожиданной.Поэтому мы охарактеризовали эти клетки с помощью гибридизации in situ и иммунофлуоресценции .

    На фиг. 8 показано, что мРНК IRF-1 экспрессировалась на канальцевых клетках в ишемизированном наружном мозговом веществе. Фигура 8А представляет собой микрофотографию в темном поле с низким увеличением ишемической почки, гибридизированной с меченной S 35 антисмысловой РНК IRF-1. Был заметный сигнал во внешнем мозговом веществе. На фигуре 8B показано отсутствие сигнала с контрольной S 35 -меченной смысловой РНК IRF-1. На фигуре 8С показано, что контрольная неишемическая почка не окрашивается антисмысловой РНК IRF-1, меченной S 35 .Фигура 8D представляет собой микрофотографию в светлом поле с высоким увеличением ишемизированного внешнего мозгового вещества, гибридизированного с меченной S 35 антисмысловой РНК IRF-1. Зерна серебра видны над эпителиальными клетками канальцев. Исследования иммунофлуоресценции позволяют определить, какие канальцы экспрессируют IRF-1.

    Фигура 8.

    IRF-1 in situ гибридизация ишемических почек дикого типа. (А) ишемический антисмысловой. Этот срез был взят через 1 час реперфузии и представляет собой снимок в темном поле с низким увеличением ишемической почки, зондированной антисмысловой мРНК IRF-1, меченной S 35 .Белая стрелка указывает на экспрессию мРНК IRF-1 во внешнем мозговом веществе ишемической почки. (B) неишемический антисмысловой. Это изображение в темном поле с низким увеличением неишемической почки, также окрашенной антисмысловой мРНК IRF-1, меченной S 35 . (C) Ишемическое чувство. Это темное поле с низким увеличением ишемической почки, зондированной с помощью контрольной S 35 -меченой мРНК IRF-1. (D) Мощный ишемический антисмысловой сигнал. Это микрофотография в светлом поле с высоким увеличением ишемической почки, зондированной антисмысловой мРНК IRF-1, меченной S 35 .Черная стрелка указывает на некоторые из многих серебряных зерен, которые представляют экспрессию мРНК канальцевыми клетками.

    На фиг. 9 показано, что белок IRF-1 экспрессируется проксимальными канальцами в ишемизированном, но не в неишемическом внешнем мозговом веществе. Фигура 9А представляет собой черно-белую микрофотографию, которая показывает окрашивание ишемизированного внешнего мозгового вещества антителом против IRF-1. На рис. 9В показано, что неишемическая почка не окрашена.

    Рисунок 9.

    Иммуногистология IRF-1 ишемии почек дикого типа.(А) Ишемическая почка. Это черно-белая микрофотография ишемической почки через 4 часа реперфузии. Почки окрашивали кроличьими антителами против IRF-1, а затем козьими антителами против кроликов Cy3. Белая стрелка указывает на несколько из многих IRF-1-положительных канальцев во внешнем мозговом веществе. (B) неишемическая почка. Здесь представлена ​​черно-белая микрофотография неишемической почки, которая была иммуноокрашена на IRF-1. Обратите внимание на отсутствие IRF. Увеличение, × 25.

    Мы сравнили окрашивание ишемической почки первичным антителом против IRF-1 (фиг. 10A) с окрашиванием и контрольным кроличьим IgG (фиг. 10B).Оба среза также инкубировали со вторичным козьим анти-кроличьим Cy3. Окрашивание клеток канальцев наблюдалось только антителом против IRF-1. Это указывает на истинное обнаружение белка IRF-1. Кроме того, наши наблюдения показали как увеличение мРНК IRF-1 (Рисунок 8), так и увеличение белка (Рисунки с 9 по 11) в ишемических канальцах наружного продолговатого мозга. Эти наблюдения подтверждают друг друга.

    Рисунок 10.

    Иммуногистология анти-IRF-1 ишемических почек дикого типа. (A) IRF-1 на ишемических канальцах наружного продолговатого мозга.Красная флуоресценция указывает на окрашивание антителом против IRF-1. 100x. (B) Отсутствие окрашивания ишемических канальцев контрольным кроличьим IgG. Увеличение, × 100.

    Рисунок 11. Окрашивание

    Anti-IRF-1 и Lotus tetragonolobus локализует IRF-1 в проксимальных канальцах S3 во внешнем мозговом веществе. (A) Двойное окрашивание IRF-1 и проксимальных канальцев. Зеленая флуоресценция указывает на окрашивание лектином Lotus tetragonolobus. Красная флуоресценция указывает на окрашивание антителом против IRF-1. Белые стрелки показывают четыре из множества канальцев, окрашенных как в зеленый, так и в красный цвет.(B) IRF-1 на ишемических проксимальных канальцах наружного продолговатого мозга. Зеленое и красное флуоресцентное окрашивание, как в A. Обратите внимание на просветное зеленое и базолатеральное красное окрашивание двух канальцев. Увеличение: × 100 в А; × 650 в B.

    На рис. 11 представлены цветные микрофотографии, на которых видно окрашивание ишемической почки анти-IRF-1 (красный) и меченым флуоресцеином лектином Lotus tetragonolobus (зеленый). Этот лектин специфически окрашивает проксимальные канальцы. 34,35 Наиболее сильное окрашивание наблюдается для прямого сегмента S3 проксимального канальца, который находится во внешнем мозговом веществе, и меньшее окрашивание сегментов S1 и S2 в коре головного мозга.Обратите внимание на красное и зеленое окрашивание проксимальных канальцев во внешнем мозговом веществе при малом увеличении изображения на фиг. 11A. На Фигуре 11В представлен увеличенный вид проксимального канальца, который имеет типичное окрашивание просвета лектином (зеленый), а также базальное окрашивание IRF-1 (красный). Используя эту технологию, мы не можем с уверенностью определить точное цитоплазматическое расположение и ядер IRF-1; однако наша иммуногистология предполагает, что IRF-1 имеет цитоплазматическое расположение. Этот цитоплазматический IRF-1 может потребовать посттрансляционной модификации, прежде чем он переместится в ядро. 36

    АФК индуцируют экспрессию IRF-1 тубулярными клетками S3 in vitro

    Показав, что клетки проксимальных канальцев S3 экспрессируют IRF-1 во время ишемической AKI. , 19–21,37 будет стимулировать эти клетки к экспрессии белка IRF-1 и мРНК in vitro . Для генерации ROS мы позволили ксантиноксидазе преобразовать гипоксантин в ксантин и супероксид. 31,38 Фигура 12 показывает, что белок IRF-1 увеличивался после 2 часов воздействия ROS (фигура 12A) в зависимости от дозы (фигура 12B).Хотя эндотоксин может увеличивать экспрессию IRF-1, мы исключили возможность значительного загрязнения ксантиноксидазы эндотоксинами. Нагревание при 99 ° C разрушает активность фермента ксантиноксидазы, но не эндотоксина. Как показано на фиг. 12C, нагревание разрушает ферментативную активность ксантиноксидазы, предотвращает продукцию ROS, а также предотвращает продукцию белка IRF-1; следовательно, экспрессия IRF-1 требовала интактной ферментативной активности ксантиноксидазы для производства ROS, и не было значительного загрязнения эндотоксином.На фигуре 12 также показано, что количество мРНК IRF-1 увеличивалось через 1 час и достигло пика после 2 часов воздействия ROS (фигура 12D). Клетки проксимальных канальцев S3 увеличивали мРНК IRF-1 дозозависимым образом от ROS (фиг. 12E).

    Фигура 12.

    АФК индуцирует экспрессию IRF-1 клетками проксимальных канальцев S3 in vitro . (A) Динамика продукции белка IRF-1 клетками проксимальных канальцев S3, стимулированных ROS. Клетки проксимальных канальцев S3 инкубировали в ROS (2,5 мМ гипоксантина и 0.005 Ед / мл ксантиноксидазы). Экстракты общего клеточного белка анализировали вестерн-блоттингом. Ось y представляет собой индукцию складки, определяемую следующим уравнением: Индукция складки = (IRFX) / (IRFC), где IRFX = (экспериментальная плотность IRF-1), деленная на (экспериментальная плотность β-актина) и где IRFC = (Контроль плотности IRF-1 при отсутствии ROS), деленный на (контроль плотности β-актина при отсутствии ROS). * P <0,05, обработанные ROS клетки по сравнению с контролем ( n = 5). (B) Продукция белка IRF-1 после стимуляции различными количествами ROS.Клетки S3 стимулировались следующими возрастающими количествами гипоксантина и ксантиноксидазы: 0,25 мМ гипоксантина / 0,0005 Ед / мл ксантиноксидазы; 0,83 мМ гипоксантин / 0,0017 Ед / мл ксантиноксидазы; 2,5 мМ гипоксантин / 0,005 Ед / мл ксантиноксидазы; 5 мМ гипоксантин / 0,01 Ед / мл ксантиноксидазы; и 7,5 мМ гипоксантин / 0,015 Ед / мл ксантиноксидазы. «Con» только средний. Показан один из двух экспериментов. (C) Инактивированная нагреванием ксантиноксидаза не стимулирует выработку белка IRF-1. S3 клетки подвергаются воздействию 2.5 мМ гипоксантина и 0,005 Ед / мл активной или 0,005 Ед / мл термоинактивированной ксантиноксидазы (горячие ROS; n = 4) ** P <0,01 для ROS по сравнению с con и для ROS по сравнению с нагретыми РОС). (D) Динамика экспрессии мРНК IRF-1 клетками S3, стимулированными ROS. Клетки S3 инкубировали с ROS (2,5 мМ гипоксантина и 0,005 Ед / мл ксантиноксидазы). * P <0,05 по сравнению с контролем ( n = 3). (E) Изобилие мРНК IRF-1 после стимуляции различными количествами ROS.Клетки S3 стимулировались такими же увеличивающимися количествами гипоксантина и ксантиноксидазы, что и B ( n = 2). Относительные значения нормализовали по GAPDH или β-актину, а контролю было присвоено произвольное значение 1 ( n = 4). * P <0,05, ** P <0,01 по сравнению с контролем .

    ОБСУЖДЕНИЕ

    Теперь мы предлагаем IRF-1 в качестве раннего критического сигнала, который выражается поврежденным эпителием канальцев почек и переводит ишемическое повреждение почек в воспаление.Мы показали, что трансгенный нокаут IRF-1 улучшал функциональную почечную недостаточность, морфологическое повреждение и воспаление после острой ишемии (рисунки с 1 по 4). Эти эксперименты продемонстрировали важность IRF-1 при ишемическом повреждении почек. Кроме того, мы показали, что экспрессия IRF-1 началась в течение 15 минут после реперфузии, была максимальной через 1 час и сохранялась в течение 72 часов in vivo (Фигуры 5 и 6). Таким образом, IRF-1 был не только важным, но и важным ранним сигналом, который усугубляет ишемическое повреждение.

    Чтобы понять, какие клетки экспрессируют IRF-1 во время ишемической ОПП, мы смертельно облучили IRF-1 (+ / +) и (- / -) мышей и спасли их с помощью IRF-1 (+ / +) или (- / — ) Костный мозг. В этих химерах костного мозга не было болезни трансплантат- против -хозяина или хозяина- против -трансплантата, потому что мыши IRF-1 (+ / +) и (- / -) различались только по гену IRF-1. . Эти эксперименты показали, что как радиочувствительные, так и радиорезистентные клетки должны экспрессировать IRF-1 для максимального ишемического AKI (рис. 7).Потребность в радиочувствительных клетках, экспрессирующих IRF-1, была ожидаемой, потому что радиочувствительными клетками были лейкоциты, которые усугубляют ишемию почек с ОПП, 1–4,13,14,16,33 и потому что IRF-1 регулирует активацию лейкоцитов 22,39 ; однако потребность в радиорезистентных почечных клетках была неожиданной.

    Чтобы охарактеризовать радиорезистентные почечные клетки, мы выполнили in situ гибридизацию мРНК IRF-1 и иммуноокрашивание белков IRF-1 (рисунки с 8 по 11).Оба эти метода показали экспрессию IRF-1 канальцами во внешнем мозговом веществе. Одновременное иммуноокрашивание антителами против IRF-1 и лектином Lotus tetragonolobus показало, что проксимальные канальцы в этой области экспрессируют IRF-1. Клетки проксимальных канальцев в наружном мозговом веществе являются одними из наиболее чувствительных почечных клеток к ишемическому повреждению; эти клетки полностью зависят от кислорода в качестве источника энергии, и снабжение кислородом через кровь в эту область почки наиболее ослаблено во время ишемии / реперфузионного повреждения. 19–21 Хотя экспрессия IRF-1 в почечных канальцах ранее была продемонстрирована после инъекций эндотоксина in vivo , об экспрессии 40 во время ишемической ОПП ранее не сообщалось.

    Чтобы понять, что регулирует экспрессию IRF-1, мы сравнили кинетику экспрессии IRF-1 с экспрессией IL-6, TNF-α и IFN-γ. Эти цитокины вырабатываются почками во время ишемической ОПП и усугубляют повреждение. 27–32 Хотя в некоторых клетках при некоторых обстоятельствах эти цитокины стимулируют экспрессию гена IRF-1 in vitro , 41–43 , наши данные показали, что эти цитокины не продуцировались до IRF-1 и, следовательно, не стимулировали IRF- 1 экспрессия in vivo (Фиг.6).Кроме того, литература согласуется с нашим выводом. Взаимосвязь IFN-γ и IRF-1 ранее была исследована не в контексте почечной функции после ишемической AKI, а в контексте почечной экспрессии MHC класса II после ишемии. В этих исследованиях использовали мышей с нокаутом IFN-γR, и они показали, что экспрессия IRF-1 не требует IFN-γ. 44 Дополнительные исследования 45 показали, что экспрессия IFN-γ не происходила до нескольких дней после ишемии, намного позже, чем экспрессия IRF-1, наблюдаемая в наших экспериментах.Взаимосвязь TNF-α и IRF-1 также ранее напрямую не сравнивалась; однако TNF-α достиг пика через 2-24 часа 29,30 после реперфузии, намного позже пика IRF-1 в наших экспериментах. Наконец, пик мРНК IL-6 не достигал пика до 4-8 часов после реперфузии. 31 также значительно позже пика IRF-1. Таким образом, литература и наши собственные данные показывают, что эти цитокины не экспрессируются до IRF-1 и, следовательно, не регулируют IRF-1.

    Если вышеперечисленные цитокины не активируют IRF-1 во время ишемической ОПП, то что же происходит? Чтобы ответить на этот вопрос, мы протестировали роль ROS.АФК образуются во время реперфузионной фазы острой ишемической почечной недостаточности. 19–21 Эти АФК могут действовать как внутриклеточные сигнальные молекулы и активировать гены. 19–21,46–48 На фиг. 12 показано, что ROS стимулировали канальцевые клетки S3 для экспрессии белка IRF-1 и мРНК in vitro .

    Ранняя экспрессия IRF-1 во время ишемической ОПП должна быть провоспалительной, потому что это фактор транскрипции, который активирует провоспалительные гены в других тканях во время инфекций 22,23,39 ; однако гены, регулируемые IRF-1, ранее не изучались при ишемической ОПП.Используя методы микроматрицы, мы не обнаружили различий между ишемическим IRF (+ / +) и (- / -) почками через 4 часа реперфузии в цитокинах, ранее описанных для регуляции ишемического AKI: TNF-α, IL-6 и IFN- γ. 27–32 Вместо этого мы обнаружили, что наиболее дифференциально экспрессируемый провоспалительный ген в IRF (+ / +) ишемических почках по сравнению с IRF (- / -) был повышен в первом типе IFN-α7. Этот результат был подтвержден количественной обратной транскриптазой – ПЦР. Кроме того, IFN типа I важен в патогенезе ишемической AKI, поскольку трансгенный нокаут рецептора IFN типа I улучшает повреждение.Кроме того, мы обнаружили, что ROS стимулирует выработку IFN-α7 клетками почечных канальцев in vitro и что этому производству препятствует нокдаун siRNA IRF-1. В целом эти данные предполагают, что ROS активирует ген IRF-1, что IRF-1 стимулирует продукцию IFN-α7 и что IFN типа I усугубляет ишемический AKI через рецептор IFN типа I. Мы ожидаем, что уменьшение количества IFN-α7 в почках IRF-1 (- / -) приведет к уменьшению воспаления, поскольку известно, что интерфероны типа I стимулируют выработку хемокинов. 43 Рукопись в стадии подготовки (Ю. Ван, Дж. Чен, К. Ву, Дж. Хартоно и К. Лу).

    На фигуре 7 показано, что облученные мыши IRF-1 (- / -), восстановленные с помощью костного мозга IRF-1 (+ / +) или IRF-1 (- / -), были в равной степени защищены от ишемического повреждения. Это предполагает, что молекулы, продуцируемые ишемическими канальцами IRF-1 (+ / +), необходимы для максимального повреждения; возможно, эта молекула представляет собой IFN-α7 типа I, как мы предполагаем.

    Наши химерные эксперименты показали, что максимальное повреждение также требует вклада гена IRF-1 в радиочувствительные клетки, скорее всего, лейкоциты; однако мы не обнаружили лейкоцитарный белок IRF-1 с помощью иммуногистологии (рисунки с 9 по 11) или мРНК по in situ гибридизации (рисунок 8) через 4 часа реперфузии.Одна возможность состоит в том, что повреждающие лейкоциты, экспрессирующие IRF-1, могут не присутствовать в почках через 4 часа реперфузии. Например, Т-клетки временно обнаруживаются в ишемической почке 49 ; однако мы искали лейкоциты, экспрессирующие IRF-1, в различные моменты времени с помощью иммуногистологии и не нашли их. Другая возможность заключается в том, что наши методы недостаточно чувствительны для обнаружения белка IRF-1 или мРНК в лейкоцитах.

    Последняя возможность состоит в том, что IRF-1 изменяет популяции лейкоцитов до того, как они попадут в ишемическую почку.Таким образом, IRF-1 необходим для дифференцировки некоторых субпопуляций Т-клеток, некоторых субпопуляций дендритных клеток / макрофагов и NK-клеток из костного мозга 23 ; однако после того, как эти лейкоциты попадают в ишемическую почку, их функция может не требовать активации гена IRF-1 для производства мРНК и белка. Эти лейкоциты должны отсутствовать у мышей IRF-1 (- / -), и их отсутствие может способствовать меньшей ишемической ОПП у этих мышей. Наши эксперименты согласуются с литературными данными о том, что одна или несколько из этих популяций лейкоцитов вносят вклад в ишемическую ОПП. 50–52

    Наши наблюдения могут иметь значение не только для почек, но и для ишемической болезни органов. Трансгенный нокаут IRF-1 улучшает ишемию центральной нервной системы и заболевание печени; однако экспрессия IRF-1 паренхимными клетками при этих заболеваниях in vivo и роль ROS не исследовались. 53,54 Таким образом, предыдущие эксперименты не рассматривали критический вопрос о том, как паренхиматозные клетки сигнализируют лейкоцитам о том, что они повреждены и, таким образом, инициируют воспаление.

    Наши эксперименты в этом исследовании изначально были мотивированы исследованиями положительного влияния докозагексаеновой кислоты на ишемический ОПП. Мы думали, что докозагексаеновая кислота улучшает ишемический ОПП, ингибируя IRF-1. Эта идея была основана на наших наблюдениях, что активация гена IRF-1 ингибировалась докозагексаеновой кислотой в модели инфекции in vitro и что докозагексаеновая кислота уменьшала ишемический AKI in vivo 41,55 ; однако теперь мы знаем, что докозагексаеновая кислота не улучшает AKI за счет ингибирования IRF-1, потому что IRF-1 экспрессируется в течение 15 минут после реперфузии, тогда как докозагексаеновая кислота оказывает положительное действие при введении через много часов после ишемии. 55

    В заключение, воспалительная реакция на ишемическое повреждение усугубляет повреждение при ОПП. Фундаментальный вопрос без ответа: какие сигналы переводят ишемическое повреждение клеток почечных канальцев в воспаление? Мы предполагаем, что ранним сигналом является индуцированная ROS экспрессия в канальцах провоспалительного фактора транскрипции IRF-1.

    Краткие методы

    Мыши

    IRF-1 (- / -) мыши были B6.129-Irf1S2 tm1Mak от Jackson Laboratories (инвентарный номер.002762; Бар-Харбор, Мэн). Этот штамм был первоначально разработан Маком и его коллегами 56 и был скрещен более 27 поколений с мышью C57BL / 6J, которая, следовательно, является подходящим конгенным контролем (http://jaxmice.jax.org/strain/002762.html) . Мыши C57BL / 6J [IRF-1 (+ / +)] также были получены из лабораторий Джексона. Мы использовали наших 6-недельных мышей-самцов в соответствии с рекомендациями Техасского университета, Юго-западного медицинского центра и Национальных институтов здоровья.

    Модель острой ишемической почечной недостаточности у мышей

    Мышей анестезировали ингаляционным изофлураном и поддерживали при 37 ° C с помощью грелки и системы контроля температуры с ректальным датчиком (регулятор температуры TR-100; Fine Science Tools, Foster City, CA). Сначала удалили правую почку и зажали ножку левой почки на 17 мин. Имитационная операция состояла из лапаротомии и рассечения, но не пережатия левой ножки почки. Периферическую сыворотку анализировали на креатинин и азот мочевины крови кинетическим методом с помощью автоматизированной системы Refletron (Roche Diagnostics, Индианаполис, Индиана).В течение первых 72 часов после ишемии почек у мышей уровень креатинина сыворотки, измеренный по методу Яффе, хорошо коррелирует с СКФ, измеренной по клиренсу инулина. 57 Таким образом, креатинин сыворотки по методу Яффе является действенным инструментом для наших экспериментов; однако метод Джаффе постоянно завышает уровень креатинина в сыворотке по сравнению с измерениями, выполненными с помощью ВЭЖХ, но сравнения между группами, использующими метод Джаффе, все еще действительны. 58

    Гистопатология

    Мышей умерщвляли в разное время после реперфузии.Почки удаляли, делили пополам, фиксировали в 10% забуференном формалине, заливали парафином, делали срезы по 4 мкм и окрашивали гематоксилином и эозином. Слайды были исследованы нашим патологом X.J.Z., который не знал генотипов и групп лечения. Чтобы оценить повреждение, по крайней мере 10 полей (× 400) коры и наружного продолговатого мозга оценивали на эпителиальный некроз, потерю щеточной каймы, расширение канальцев и формирование гипсовой повязки. Для каждого слайда просматривали не менее 10 полей (× 400), оценивали процент канальцев, отображающих эти результаты, и определяли «балл травмы» следующим образом: 0 — нет; 1, от 1 до 10%; 2, от 11 до 25%; 3, от 26 до 45%; 4, от 46 до 75%; и 5> 75%.Это широко используемая система подсчета очков, первоначально использовавшаяся Thurman et al. 14

    Кроме того, предметные стекла каждой почки окрашивали на эстеразу методом хлорацетатэстеразы нафтол AS-D с использованием набора, приобретенного у Sigma (Сент-Луис, Миссури). 25 Эстераза содержится в больших количествах в нейтрофилах и в меньших количествах в макрофагах; кроме того, фибробласты, клетки почечных канальцев и эндотелии не содержат эстеразу. 26 X.J.Z. подсчитывали количество экспрессирующих эстеразу клеток (нейтрофилов или макрофагов) слепым способом.

    RNase Protection Assay

    Общую РНК выделяли из замороженных почек с помощью наборов RNA-Easy Midi (каталожный номер 75144; Qiagen, Санта-Клара, Калифорния) в соответствии с инструкциями производителя и количественно определяли с помощью спектрофотометра при длине волны 260. Эту тотальную РНК гибридизовали с зондами, меченными P 32 , для TNF-α, IL-6 и IFN-γ. Эти зонды были синтезированы с использованием набора для транскрипции In Vitro (номер по каталогу 45004K) и шаблонов mCK-3b от Pharmingen (Franklin Lakes, NJ).Зонд защиты РНКазы для IRF-1 также использовался для гибридизации in situ с (см. Следующий раздел). Обработку РНКазой проводили с использованием набора Riboquant RPA (каталожный номер 45014K; Pharmingen). После очистки гибридов РНК образцы обрабатывали на полиакриламидном геле (8 М мочевина / 6% акриламид: бис-акриламид), отображали и анализировали с помощью Molecular Dynamics Storm 820 Phosphorimager и программного обеспечения ImageQuant.

    Гибридизация in situ мРНК IRF-1; Иммуноокрашивание на белок IRF-1 на проксимальных канальцах

    Через 1 час реперфузии или имитации операции почки фиксировали посредством транскардиальной перфузии .Анестезированных животных сначала перфузировали гепаринизированным физиологическим раствором до тех пор, пока почка не очистилась от крови. Затем перфузат заменяли на 4% параформальдегид при комнатной температуре. Почки были удалены и очищены от прилипшей соединительной ткани. Обрезанные части почек погружали в охлажденный 4% параформальдегид и фиксировали в течение ночи при 4 ° C. На следующий день их ополаскивали физиологическим раствором / раствором DEPC. Затем ткани заливали парафином, делали срезы толщиной 5 мкм и помещали на силанированные предметные стекла для микроскопа (Vector Laboratories, Burlingame, CA).

    Для гибридизации in situ мы сначала получили кДНК из ишемической почки мыши путем обратной транскрипции. Затем фрагмент IRF-1 длиной 381 п.н. амплифицировали с помощью обратной транскриптазы-ПЦР с использованием следующих праймеров: 5′-CATCTCCACACAGCTTCCTCT-3 ‘(смысловой праймер) и 5′-CGGATCCCACACAGGCCGATACAAAGC-3’ (антисмысловой праймер; Biosyn, Lewisville, TX ). Этот фрагмент был субклонирован в вектор клонирования pDrive (набор для клонирования Qiagen PCR Cloning Kit). Компетентные клетки DH5-α трансформировали с помощью процедур теплового шока.Впоследствии клоны, содержащие плазмиды со вставкой IRF-1, были отобраны, изолированы и очищены с использованием набора для плазмид midi (Qiagen). Меченные S35 смысловые зонды получали после линеаризации плазмиды с помощью BamHI путем транскрипции с помощью полимеразы Т3; антисмысловые зонды получали из плазмиды после линеаризации Not1 путем транскрипции полимеразой T7. Радиоактивную гибридизацию in situ проводили на залитых парафином срезах с использованием S-35-радиоактивно меченых РНК-зондов, как описано ранее нашей группой. 59,60 Вкратце, после гибридизации и промывки предметные стекла погружали в ядерную эмульсию К.5 (Илфорд, Великобритания), экспонировали и проявляли в Kodak D19. Микрофотографии были сделаны с помощью микроскопа Leica Laborlux-S, снабженного конденсатором темного поля.

    Для иммуногистологии парафиновые срезы нагревали при 58 ° C в течение 30 минут с последующей депарафинизацией и регидратацией в ксилоле и этаноле, соответственно, с использованием роботизированного прибора для окрашивания предметных стекол (Sakura, Torrance, CA). Извлечение антигена выполняли путем кипячения тканей в микроволновой печи (MWP 800 микроволновый процессор, Zeiss, Германия) в цитратном буфере (Biogenx, Сан-Рамон, Калифорния) в течение 3 × 5 мин, после чего предметным стеклам давали остыть в растворе в течение 20 мин. .Затем срезы промывали TBST (0,1 M трис, 0,9% NaCl и 0,3% Triton X-100) в течение 3 × 5 мин и инкубировали в 1% нормальной козьей сыворотке в TBST для блокирования участков неспецифического связывания. Разбавленное первичное антитело, кроличьи антимышиные IRF-1 в соотношении 1: 100 (каталожный номер sc-640; Santa Cruz Biotechnology, Санта-Крус, Калифорния) 61 и нормальный кроличий IgG (каталожный номер sc-2027; Santa Cruz Biotechnology) в соотношении 1: 100 наносили на образцы, и срезы инкубировали в течение ночи при 4 ° C. Несвязанное первичное антитело удаляли со слайдов в промывке TBST, и слайды инкубировали с вторичным антителом, козьим анти-кроличьим Cy3, в соотношении 1: 500 (кат.нет. 111165144; Jackson Immunoresearch Laboratories, West Grove, PA) при комнатной температуре в темноте в течение 1 ч и промыть TBST. Затем образцы инкубировали с меченным флуоресцеином лектином Lotus tetragonolobus (каталожный номер FL-1321; Vector Laboratories) в течение 2 часов в темноте. После дополнительных промывок в TBST срезы помещали в Vectashield (Vector Laboratories) и просматривали с помощью флуоресцентной микроскопии. Этот лектин специфически окрашивает просветную поверхность проксимальных канальцев, особенно прямой сегмент S3 в наружном мозговом веществе. 34,35

    Химеры костного мозга

    Химеры костного мозга были созданы в соответствии с нашими ранее описанными протоколами. 31 Вкратце, мышей IRF-1 (+ / +) или IRF-1 (- / -) смертельно облучали 2 с дозой 5 Гр, а затем спасали инъекциями 8 × 10 6 клеток. Этих мышей содержали в стерильном помещении и кормили облученной пищей и хлорированной водой для предотвращения инфекции во время приживления. Через восемь недель после трансплантации периферические лейкоциты и хвост каждой мыши были генотипированы с помощью ПЦР.У мышей брали кровь путем пункции ретроорбитального сплетения с использованием покрытой гепарином капиллярной трубки малого диаметра, покрытой гепарином, и вырезали биопсии хвоста длиной 0,5 см. Генотип мышей IRF-1 (- / -) и IRF-1 (+ / +) был подтвержден с помощью ПЦР геномной ДНК из кусочков хвоста и периферической крови в соответствии с протоколом, полученным с сайта поддержки Jackson Lab Tech (http: //jaxmice.jax.org/pub-cgi/protocols/protocols.sh?objtype=protocol&protocol_id=261). Праймеры для IRF-1 (- / -) (вверх 5′-CTTGGGTGGAGAGGCTATTC-3 ‘; вниз 5′-AGGTGAGATGACAGGAGATC-3′) или для IRF-1 (+ / +) (5’-CAGACATCGAGGAAGTGAAGG-3 ‘вниз на 5’ -TGCTGTGGTCATCAGGTAGG-3 ‘) использовали для амплификации выделенной геномной ДНК.Амплификация локуса IRF-1 (+ / +) дает ампликон длиной 450 пар оснований, тогда как амплификация области, содержащей делецию IRF-1 (- / -), дает ампликон длиной 280 пар оснований. Всего 500 нг геномной ДНК амплифицировали с использованием следующих параметров цикла для каждой пары праймеров: 94 ° C в течение 3 минут один раз, затем 12 циклов 94 ° C в течение 30 секунд, 64 ° C в течение 30 секунд (-0,5 ° C). C за цикл) и 72 ° C в течение 35 с, затем 25 циклов при 94 ° C в течение 20 секунд, 58 ° C в течение 30 секунд и 72 ° C в течение 35 секунд и завершение при 72 ° C в течение 5 минут. Продукты ПЦР анализировали с помощью горизонтального гель-электрофореза через 1.2% агароза 0,5 × гель трис-борат-ЭДТА, окрашенный бромидом этидия.

    Культура клеток

    Клетки S3 выращивали в среде DMEM / F12 (Life Technologies, Карлсбад, Калифорния) с добавлением 10% FBS (Hyclone, Logan, UT) и 1% пенициллина / стрептомицина и инкубировали при 37 ° C и 5% CO. 2 . Клетки S3 поддерживали, как описано ранее. 31 Эта клеточная линия была первоначально выделена из сегмента S3 проксимального канальца почки трансгенной мыши с большим Т-антигеном SV40. 62

    Клетки S3 выращивали до слияния в шестилуночных планшетах. Монослои обрабатывали ROS, генерированными 2,5 мМ гипоксантином и 0,005 ед. / Мл ксантиноксидазы (оба от Sigma), и инкубировали при 37 ° C и 5% CO 2 в течение 0,5-6,0 часов. Для экспериментов «доза-ответ» клетки обрабатывали различными дозами гипоксантина и ксантиноксидазы. В некоторых экспериментах ксантиноксидазу нагревали при 90 ° C в течение 2 часов; это инактивирует фермент, но не загрязняет его эндотоксинами.

    Вестерн-блот анализ

    После обработки различными стимулами из клеток S3 получали экстракты целых клеток с использованием буфера для лизиса, содержащего 62,5 мМ трис-HCl (pH 6,8), 2% SDS, 10% глицерина и смесь протеаз. ингибиторы (Рош). Неочищенные экстракты пропускали через иглу 23-G 10 раз, чтобы полностью разрушить клетки, и центрифугировали для удаления остатков. Супернатанты подвергали 4-20% SDS-PAGE, переносили на NC-мембрану (Millipore, Billerica, MA) и блокировали 5% обезжиренным молоком в течение ночи при 4 ° C и инкубировали с кроличьими антителами против мышиного IRF-1 при 1: 2000 (Santa Cruz Biotechnology, Canvers, MA) в течение 2 часов при комнатной температуре.После промывания мембрану инкубировали с конъюгированным с пероксидазой хрена антителом против кроличьего IgG (Cell Signal Technology, Canvers, MA) в течение 1 ч при комнатной температуре. Хемилюминесцентные сигналы генерировались добавлением хемилюминесцентного субстрата SuperSignal West Pico (Pierce, Rockford, IL) и обнаруживались на радиографической пленке.

    ПЦР в реальном времени

    РНК получали из клеток S3 с использованием TRIzol (Invitrogen, Carlsbad, CA) и количественно определяли с помощью ультрафиолетовой спектрометрии при 260 нм.Обратную транскрипцию проводили с использованием набора для обратной транскрипции кДНК высокой емкости (Applied Biosystems). Реакции ПЦР в реальном времени проводили с использованием реагентов SYBR Green (Applied Biosystems, Foster City, CA) в соответствии с инструкциями производителя. Праймеры, использованные для амплификации интересующих кДНК, были следующими: прямой праймер IRF-1 был 5′-CACACGGTGACAGTGCTGG-3 ‘, а обратный праймер был 5′-TACAGGCCGATACAAAGCAGGAGAA-3′; прямой праймер глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH) был 5’-AACTTTGGCATTGTGGAAGG-3 ‘, а обратный праймер был 5′-ACACATTGGGGGTAGGAACA-3’.Для минимизации и контроля вариаций выборки экспрессию мРНК целевого гена нормализовали относительно экспрессии гена домашнего хозяйства GAPDH. Двухстадийные реакции денатурации, отжига и удлинения ПЦР в реальном времени проводили в течение 40 циклов по 30 с при 95 ° C и 1 мин при 60 ° C.

    Статистический анализ

    Результаты представлены как средние значения ± стандартная ошибка среднего. Данные сравнивали с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) и непарного теста t в зависимости от ситуации. Значимые различия были приняты при P <0.05. Для построения графиков и статистического анализа использовалось программное обеспечение Sigma Plot 2000 (SPSS, Чикаго, Иллинойс).

    Благодарности

    Это исследование было поддержано Фондом Бичерла, грантом R01DK06963303 Национальных институтов здравоохранения и основным исследовательским центром почек О’Брайена Юго-Западного Университета Техаса (грант Национальных институтов здравоохранения P30DK079328).

    Некоторые данные были представлены в виде плаката на ежегодном собрании Американского общества нефрологов, Филадельфия, Пенсильвания; 4–9 ноября 2008 г.

    Мы благодарны Кэти Труман за помощь в подготовке рисунков и рукописи, а также докторам. Мариуз Килар и Рохан Джейараджа за полезные обсуждения.

    Сноски

    • Публикуется в Интернете перед печатью. Дата публикации доступна на сайте www.jasn.org.

    • Ю.В. и Р.Дж. внес равный вклад в эту работу.

    • Авторские права © 2009 Американского общества нефрологов

    СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

    1. Bonventre JV, Zuk A: Ишемическая острая почечная недостаточность: воспалительное заболевание? Почки Инт 66 : 480– 485, 2004

    2. Friedewald JJ, Rabb H: Воспалительные клетки при ишемической острой почечной недостаточности.Почки Инт 66 : 486– 491, 2004

    3. Molitoris BA, Sutton TA: Повреждение эндотелия и дисфункция: роль в фазе расширения острой почечной недостаточности. Почки Инт 66 : 496– 499, 2004

    4. Лу С.Ю., Хартоно Дж., Сенитко М., Чен Дж .: Воспалительная реакция на ишемическое острое повреждение почек: результат «правильного» материала в «неправильном месте»? Curr Opin Nephrol Hypertens 16 : 83– 89, 2007

    5. De Greef KE, Ysebaert DK, Dauwe SE, Persy VP, Vercauteren S, Mey D, De Broe ME: Анти-B7–1 блокирует адгезию мононуклеарных клеток в прямом сосуде после ишемии.Почки Инт 60 : 1415– 1427, 2001

    6. Халлоран П.Ф., Хомик Дж., Гоес Н., Луи С.Л., Урмсон Дж., Рамассар В., Кокфилд С.М.: «Реакция на травму»: концепция, связывающая неспецифическую травму, острое отторжение и долгосрочные последствия. исходы трансплантации. Процедура трансплантации 29 : 79– 81, 1997

    7. Nadeau KC, Azuma H, Tilney NL: Цитокины в патофизиологии острого и хронического отторжения аллотрансплантата. Пересадка Rev 10 : 99– 107, 1996

    8. Orosz CG, Bergese SD, Wakely E, Xia D, Gordillo GM, VanBuskirk AM: Острый против хронического отторжения трансплантата : связанные проявления аллосенсибилизации у реципиентов трансплантата.Пересадка Rev 11 : 38– 50, 1997

    9. Samaniego M, Baldwin WM, Sanfilippo F: Отсроченная функция трансплантата: немедленное и позднее воздействие. Курр Опин Нефрол Гипертенз 6 : 533– 537, 1997

    10. Land W, Messmer K: Влияние ишемии / реперфузионного повреждения на специфические и неспецифические, ранние и поздние хронические события после трансплантации органов. Пересадка Rev 10 : 108– 127, 1996

    11. Лу С.Ю., Пенфилд Дж. Г., Килар М.Л., Васкес М.А., Джейараджа Д.Р. Гипотеза: инициируется ли отторжение почечного аллотрансплантата реакцией на травму, полученную в процессе трансплантации? Почки Инт 55 : 2157– 2168, 1999

    12. Boros P, Bromberg JS: Новые клеточные и молекулярные иммунные пути при ишемии / реперфузионном повреждении.Am J трансплантата 6 : 652– 658, 2006

    13. Ysebaert DK, De Greef KE, De Beuf A, Van Rompay AR, Vercauteren S, Persy VP, De Broe ME: Т-клетки как медиаторы при ишемии / реперфузии почек. Почки Инт 66 : 491– 496, 2004

    14. Thurman JM, Lucia MS, Ljubanovic D, Holers VM: Острый тубулярный некроз характеризуется активацией альтернативного пути комплемента. Почки Инт 67 : 524– 530, 2005

    15. Мельников В.Ю., Фаубель С., Зигмунд Б., Люсия М.С., Любанович Д., Эдельштейн К.Л.: Нейтрофил-независимые механизмы опосредованного каспазой-1 и ИЛ-18 ишемического острого некроза канальцев у мышей.J Clin Invest 110 : 1083– 1091, 2002

    16. Li L, Huang L, Sung SS, Lobo PI, Brown MG, Gregg RK, Engelhard VH, Okusa MD: активация NKT-клеток опосредует продукцию IFN-гамма нейтрофилами и реперфузионное повреждение почек ишемией. Дж Иммунол 178 : 5899– 5911, 2007

    17. Lieberthal W, Nigam SK, Bonventre JV, Brezis M, Siegel N, Rosen S, Portilla D, Venkatachalam M: Острая почечная недостаточность. I. Относительное значение травмы проксимальных и дистальных канальцев.Am J Physiol 275 : F623– F631, 1998

    18. Venkatachalam M, Bernard DB, Donohoe JF, Levinsky NG: Ишемическое повреждение и восстановление проксимального канальца крысы: различия между сегментами S1, S2 и S3. Почки Инт 61 : 31– 49, 1978

    19. Paller MS, Hoidal JR, Ferris TF: Свободные радикалы кислорода при ишемической острой почечной недостаточности у крыс. J Clin Invest 74 : 1156– 1164, 1984

    20. Li C, Джексон Р.М.: Механизмы реактивных видов клеточной гипоксии-реоксигенации.Am J Physiol Cell Physiol 282 : C227– C241, 2002

    21. Нат К.А., Норби С.М.: Активные формы кислорода и острая почечная недостаточность. Am J Med 109 : 665– 678, 2000

    22. Honda K, Taniguchi T: IRF: главные регуляторы передачи сигналов с помощью Toll-подобных рецепторов и цитозольных рецепторов распознавания образов. Нат Рев Иммунол 6 : 644– 658, 2006

    23. Тамура Т., Янаи Х., Савицкий Д., Танигучи Т.: факторы транскрипции семейства IRF в иммунитете и онкогенезе.Анну Рев Иммунол 26 : 535– 584, 2008

    24. Thurman JM, Ljubanovic D, Edelstein CL, Gilkeson GS, Holers VM: Отсутствие функционального альтернативного пути комплемента улучшает ишемическую острую почечную недостаточность у мышей. Дж Иммунол 170 : 1517– 1523, 2003

    25. Xie C, Rahman ZS, Xie S, Zhu J, Du Y, Qin X, Zhou H, Zhou XJ, Mohan C: Структура распределения штаммов иммунного нефрита: дальнейшее исследование. Инт Иммунол 20 : 719– 728, 2008

    26. Ysebaert DK, De Greef KE, Vercauteren SR, Ghielli M, Verpooten GA, Eyskens EJ, De Broe ME: Идентификация и кинетика лейкоцитов после тяжелой ишемии / реперфузионного повреждения почек.Трансплантация циферблата нефрола 15 : 1562– 1574, 2000

    27. Burne MJ, Daniels F, El Ghandour A, Mauiyyedi S, Colvin RB, O’Donnell MP, Rabb H: Идентификация CD4 (+) Т-клеток как основного патогенного фактора ишемии острая почечная недостаточность. J Clin Invest 108 : 1283– 1290, 2001

    28. Kelly KJ, Williams WW Jr, Colvin RB, Meehan SM, Springer TA, Gutierrez-Ramos JC, Bonventre JV: Мыши с дефицитом молекулы межклеточной адгезии-1 защищены от ишемического повреждения почек.J Clin Invest 97 : 1056– 1063, 1996

    29. Donnahoo KK, Meng X, Ayala A, Cain MP, Harken AH, Meldrum DR: Ранняя экспрессия TNF-альфа в почках опосредует инфильтрацию нейтрофилов и повреждение после реперфузии ишемии почек. Am J Physiol 277 : R922– R929, 1999

    30. Daemen MA, van de Ven, MW, Heineman E, Buurman WA: Вовлечение эндогенного интерлейкина-10 и фактора некроза опухоли альфа в повреждение ишемией-реперфузией почек. Трансплантация 67 : 792– 800, 1999

    31. Kielar ML, John R, Bennett M, Richardson JA, Shelton JM, Chen L, Jeyarajah DR, Zhou XJ, Zhou H, Chiquett B, Nagami GT, Lu CY: дезадаптивная роль IL -6 при ишемической острой почечной недостаточности.J Am Soc Nephrol 16 : 3315– 3325, 2005

    32. Patel NS, Chatterjee PK, Di Paola R, Mazzon E, Britti D, De Sarro A, Cuzzocrea S, Thiemermann C: Эндогенный интерлейкин-6 усиливает повреждение почек, дисфункцию и вызванное воспаление путем ишемии / реперфузии. J Pharmacol Exp Ther 312 : 1170– 1178, 2005

    33. Мельников В.Ю., Фаубель С., Любанович Д., Зигмунд Б., Люсия С.М., Эдельштейн К.Л.: Острая почечная недостаточность, опосредованная интерлейкином 18 (ОПН) у мышей, не зависит от нейтрофилов.J Am Soc Nephrol 13 : SA-FC152 , 2002

    34. Schulte BA, Spicer SS: Гистохимическая оценка почек мыши и крысы с конъюгатами лектин-пероксидаза хрена. Am J Anat 168 : 345– 362, 1983

    35. Laitinen L, Virtanen I, Saxen L: Изменения в паттерне гликозилирования во время эмбрионального развития почки мыши, выявленные с помощью конъюгатов лектина. J Histochem Cytochem 35 : 55– 65, 1987

    36. Lallemand C, Blanchard B, Palmieri M, Lebon P, May E, Tovey MG: вирусы с одноцепочечной РНК инактивируют транскрипционную активность p53, но вызывают NOXA-зависимый апоптоз через пост- трансляционные модификации IRF-1, IRF-3 и CREB.Онкоген 26 : 328– 338, 2007

    37. Zager RA, Fuerstenberg SM, Baehr PH, Myerson D, Torok-Storb B: Оценка антиоксидантного воздействия на выздоровление после острой постишемической почечной недостаточности. J Am Soc Nephrol 4 : 1588– 1597, 1994

    38. di Mari JF, Davis R, Safirstein RL: Активация MAPK определяет выживаемость почечных эпителиальных клеток во время окислительного повреждения. Am J Physiol 277 : F195– F203, 1999

    39. Танигучи Т., Огасавара К., Такаока А., Танака Н.: Семейство факторов транскрипции Irf как регуляторов защиты хозяина.Анну Рев Иммунол 19 : 623– 655, 2001

    40. Fu YY, Xie C, Yan M, Li Q, Joh JW, Lu CY, Mohan C: запускаемый липополисахаридом мезангиальный транскриптом: оценка роли фактора регуляции интерферона-1. Почки Инт 67 1350– 1361, 2005

    41. Khair-El-Din TA, Sicher SC, Vazquez MA, Chung GW, Stallworth KL, Kitamura K, Miller RT, Lu CY: Транскрипция мышиного гена iNOS ингибируется докозагексаеновой кислотой, основной компонент сыворотки плода и новорожденного, а также рыбий жир.J Exp Med 183 : 1241– 1246, 1996

    42. Harroch S, Gothelf Y, Watanabe N, Revel M, Chebath J: Интерлейкин-6 активирует и регулирует факторы транскрипции семейства регуляторных факторов интерферона в клетках M1. J Biol Chem 268 : 9092– 9097, 1993

    43. Ярилина А., Парк-Мин К.Х., Антонив Т., Ху X, Ивашкив Л. гены.Нат Иммунол 9 : 378– 387, 2008

    44. Sims TN, Goes NB, Ramassar V, Urmson J, Halloran PF: In vivo экспрессия трансактиватора класса II у мышей индуцируется неинтерферон-гамма механизмом в ответ на локальное повреждение . Трансплантация 64 : 1657– 1664, 1997

    45. Daemen MA, van’t Veer C., Wolfs TG, Buurman WA: Индуцированная ишемией / реперфузией повышающая регуляция IFN-гамма: участие IL-12 и IL-18. Дж Иммунол 162 : 5506– 5510, 1999

    46. Bonventre JV, Weinberg JM: Последние достижения в патофизиологии острой ишемической почечной недостаточности.J Am Soc Nephrol 14 : 2199– 2210, 2003

    47. Холливелл Б. Биохимия окислительного стресса. Биохим Соц Транс 35 : 1147– 1150, 2007

    48. Бедард К., Краузе К. Х .: Семейство NOX производящих АФК НАДФН-оксидаз: физиология и патофизиология. Physiol Rev 87 : 245– 313, 2007

    49. Lai LW, Yong KC, Igarashi S, Lien YH: Агонист рецептора сфингозин-1-фосфата типа 1 ингибирует ранний переходный процесс Т-клеток после реперфузионного повреждения почек ишемией.Почки Инт 71 : 1223– 1231, 2007

    50. Кинси Г.Р., Ли Л., Окуса, доктор медицины: Воспаление при остром повреждении почек. Нефрон Опыт Нефрол 109 : e102– e107, 2008

    51. Jang HR, Rabb H: Врожденный иммунный ответ при ишемическом остром повреждении почек. Клин Иммунол 130 : 41– 50, 2009

    52. Zhang ZX, Wang S, Huang X, Min WP, Sun H, Liu W, Garcia B, Jevnikar AM: NK-клетки вызывают апоптоз в эпителиальных клетках канальцев и способствуют реперфузионному повреждению почек .J Immunol 181 : 7489– 7498, 2008

    53. Iadecola C, Salkowski CA, Zhang F, Aber T, Nagayama M, Vogel SN, Ross ME: Фактор регуляции интерферона 1 фактора транскрипции экспрессируется после церебральной ишемии и способствует ишемическому повреждению головного мозга. J Exp Med 189 : 719– 727, 1999

    54. Tsung A, Stang MT, Ikeda A, Critchlow ND, Izuishi K, Nakao A, Chan MH, Jeyabalan G, Yim JH, Geller DA: фактор-1 регулятора транскрипции интерферона опосредует печень повреждение при ишемии-реперфузии.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 290 : G1261– G1268, 2006

    55. Kielar ML, Jeyarajah DR, Zhou XJ, Lu CY: Докозагексаеновая кислота улучшает острую ишемическую почечную недостаточность у мышей и предотвращает увеличение содержания мРНК как для TNF-альфа, так и для индуцибельной синтазы оксида азота. J Am Soc Nephrol 14 : 389– 396, 2003

    56. Мацуяма Т., Кимура Т., Китагава М., Пфеффер К., Каваками Т., Ватанабе Н., Кундиг TM, Амакава Р., Кишихара К., Вакехам А., Поттер Дж., Фурлонгер К.Л., Нарендран А., Сузуки H, Ohashi PS, Paige CJ, Taniguch T, Mak TW: Целевое нарушение IRF 1 или IRF 2 приводит к аномальной индукции гена интерферона I типа и аберрантному развитию лимфоцитов.Ячейка 75 : 83– 97, 1993

    57. O’Donnell MP, Burne M, Daniels F, Rabb H: Полезность и ограничения сывороточного креатинина как меры почечной функции при экспериментальном ишемии-реперфузии почек. Трансплантация 73 : 1841– 1844, 2002

    58. Dunn SR, Qi Z, Bottinger EP, Breyer MD, Sharma K: Полезность клиренса эндогенного креатинина как показателя функции почек у мышей. Почки Инт 65 : 1959– 1967, 2004

    59. Zhang Y, Woodward VK, Shelton JM, Richardson JA, Link DC, Zhou XJ, Kielar ML, Jeyarajah DR, Lu CY: Ишемия / реперфузия индуцирует экспрессию гена G-CSF в мозговом веществе почек клетки восходящих конечностей in vivo и in vitro.Am J Physiol Почечная физиология 286 : F1193– F1201, 2004

    60. Shelton JM, Lee MH, Richardson JA, Patel SB: Экспрессия белка-переносчика микросомальных триглицеридов во время развития мышей. J Lipid Res 41 : 532– 537, 2000

    61. Хориучи М., Ямада Т., Хаяшида В., Дзау В.Дж.: Фактор регуляции интерферона 1 активирует рецептор ангиотензина II типа 2 и вызывает апоптоз. J Biol Chem 272 : 11952– 11958, 1997

    62. Кауниц Дж. Д., Камминс В. П., Мишлер Д., Нагами Г. Т.: Ингибирование поглощения гентамицина культивированными эпителиальными клетками проксимальных канальцев мыши с помощью L-лизина.J Clin Pharmacol 33 : 63– 69, 1993

    IRF-1 регулирует альтернативный сплайсинг мРНК карциноэмбриональной антиген-связанной клеточной адгезии молекулы 1 (CEACAM1) в эпителиальных клетках груди, генерирующих иммунорецепторный тирозиновый мотив ингибирования (ITIM), содержащий изоформу | Молекулярный рак

  • 1.

    Bonjardim CA: Интерфероны (IFN) являются ключевыми цитокинами как в врожденном, так и в адаптивном противовирусном иммунном ответе, а вирусы противодействуют действию IFN. Микробы заражают. 2005, 7: 569-578.10.1016 / j.micinf.2005.02.001

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 2.

    Li J, Yu B, Song L, Eschrich S, Haura EB: Влияние IFN-гамма и Stat1 на экспрессию, рост и выживаемость генов в клетках немелкоклеточного рака легкого. J Interferon Cytokine Res. 2007, 27: 209-220. 10.1089 / jir.2006.0111

    Артикул PubMed Google ученый

  • 3.

    Schoenborn JR, Wilson CB: Регулирование гамма-интерферона во время врожденных и адаптивных иммунных ответов.Adv Immunol. 2007, 96: 41-101.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 4.

    Савицкий Д., Тамура Т., Янаи Н., Танигучи Т.: Регулирование иммунитета и онкогенеза семейством факторов транскрипции IRF. Cancer Immunol Immunother. 2010, 59: 489-510.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 5.

    Escalante CR, Yie J, Thanos D, Aggarwal AK: Структура IRF-1 со связанной ДНК выявляет детерминанты регуляции интерферона.Природа. 1998, 391: 103-106. 10.1038 / 34224

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 6.

    Chen CJ, Lin TT, Shively JE: Роль фактора регуляции интерферона-1 в индукции билиарного гликопротеина (клетка CAM-1) интерфероном-гамма. J Biol Chem. 1996, 271: 28181-28188. 10.1074 / jbc.271.45.28181

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 7.

    Takahashi H, Okai Y, Paxton RJ, Hefta LJ, Shively JE: Дифференциальная регуляция карциноэмбрионального антигена и билиарного гликопротеина гамма-интерфероном. Cancer Res. 1993, 53: 1612-1619.

    CAS PubMed Google ученый

  • 8.

    Генчева М., Чен С.Дж., Нгуен Т., Шивели Дж. Э .: Регуляция транскрипции CEACAM1 в эпителиальных клетках молочной железы человека. BMC Mol Biol. 2010, 11: 79-10.1186 / 1471-2199-11-79

    PubMed Central Статья PubMed Google ученый

  • 9.

    Kuespert K, Pils S, Hauck CR: CEACAM: их роль в физиологии и патофизиологии. Curr Opin Cell Biol. 2006, 18: 565-571. 10.1016 / j.ceb.2006.08.008

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 10.

    Lu R, Pan H, Shively JE: CEACAM1 негативно регулирует продукцию IL-1beta в нейтрофилах, активированных LPS, путем рекрутирования SHP-1 в комплекс SYK-TLR4-CEACAM1. PLoS Pathog. 2012, 8: e1002597-10.1371 / journal.ppat.1002597

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 11.

    Dery KJ, Gaur S, Gencheva M, Yen Y, Shively JE, Gaur RK: Механистический контроль изоформ сплайсинга молекулы-1 клеточной адгезии, связанной с карциноэмбриональным антигеном (CEACAM1), с помощью гетерогенных ядерных рибонуклеарных белков hnRNP L, hnRNP A1 и hnRNP M. J Biol Chem. 2011, 286: 16039-16051. 10.1074 / jbc.M110.204057

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 12.

    Najjar SM, Accili D, Philippe N, Jernberg J, Margolis R: Taylor SI: pp 120 / экто-АТФаза, эндогенный субстрат тирозинкиназы инсулинового рецептора, экспрессируется в виде двух изоформ с различным сплайсингом.J Biol Chem. 1993, 268: 1201-1206.

    CAS PubMed Google ученый

  • 13.

    Najjar SM, Boisclair YR, Nabih ZT, Philippe N, Imai Y, Suzuki Y, Suh DS, Ooi GT: Клонирование и характеристика функционального промотора гена pp 120 крысы, кодирующего субстрат инсулина. рецепторная тирозинкиназа. J Biol Chem. 1996, 271: 8809-8817. 10.1074 / jbc.271.15.8809

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 14.

    Kirshner J, Chen CJ, Liu P, Huang J, Shively JE: CEACAM1-4S, молекула межклеточной адгезии, опосредует апоптоз и возвращает клетки карциномы молочной железы к нормальному морфогенному фенотипу в трехмерной культуре. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2003, 100: 521-526. 10.1073 / pnas.232711199

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 15.

    Киршнер Дж., Шуман Д., Шивели Дж. Э .: CEACAM1, молекула клеточно-клеточной адгезии, напрямую связывается с аннексином II в трехмерной модели морфогенеза молочных желез.J Biol Chem. 2003, 278: 50338-50345. 10.1074 / jbc.M30

  • 00

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 16.

    Лу Р., Нисен М.Дж., Ху В., Вайдехи Н., Шивели Дж. Э .: Взаимодействие актина с рецептором молекулы 1 адгезии клеток, связанной с карциноэмбриональным антигеном (CEACAM1), в липосомах является Ca2 + — и фосфолипид-зависимым. J Biol Chem. 2011, 286: 27528-27536. 10.1074 / jbc.M111.235762

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 17.

    Gaur S, Shively JE, Yen Y, Gaur RK: Измененный сплайсинг CEACAM1 при раке груди: идентификация регуляторных последовательностей, которые контролируют сплайсинг CEACAM1 в длинные или короткие изоформы цитоплазматических доменов. Молочный рак. 2008, 7: 46-10.1186 / 1476-4598-7-46

    PubMed Central Статья PubMed Google ученый

  • 18.

    Huber M, Izzi L, Grondin P, Houde C, Kunath T, Veillette A, Beauchemin N: карбоксиконцевая область билиарного гликопротеина контролирует его фосфорилирование тирозина и ассоциацию с протеин-тирозинфосфатазами SHP-1 и SHP-2 в эпителиальных клетках.J Biol Chem. 1999, 274: 335-344. 10.1074 / jbc.274.1.335

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 19.

    Kammerer R, Hahn S, Singer BB, Luo JS, von Kleist S: Билиарный гликопротеин (CD66a), молекула клеточной адгезии суперсемейства иммуноглобулинов, на лимфоцитах человека: структура, экспрессия и участие в активации Т-клеток . Eur J Immunol. 1998, 28: 3664-3674. 10.1002 / (SICI) 1521-4141 (199811) 28:11 <3664 :: AID-IMMU3664> 3.0.CO; 2-D

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 20.

    Моралес В.М., Крист А., Ватт С.М., Ким Х.С., Джонсон К.В., Утку Н., Тексейра А.М., Мизогучи А., Мизогучи Э., Рассел Г.Дж., Рассел С.Е., Бхан А.К., Фриман Г.Дж., Блумберг Р.С. Цитолитическая функция интраэпителиальных лимфоцитов кишечника человека за счет билиарного гликопротеина (CD66a). J Immunol. 1999, 163: 1363-1370.

    CAS PubMed Google ученый

  • 21.

    Луо В., Вуд К.Г., Эрли К., Хунг М.С., Лин С.Х .: Подавление онкогенности клеток рака молочной железы с помощью молекулы адгезии эпителиальных клеток (C-CAM1): подавление адгезии и роста опосредуется различными доменами. Онкоген. 1997, 14: 1697-1704. 10.1038 / sj.onc.1200999

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 22.

    Hsieh JT, Luo W, Song W., Wang Y, Kleinerman DI, Van NT, Lin SH: Подавляющая роль андроген-регулируемой молекулы адгезии эпителиальных клеток (C-CAM) в клетках карциномы простаты, выявляемая с помощью смысловой и антисмысловой подходы.Canc Res. 1995, 55: 190-197.

    CAS Google ученый

  • 23.

    Rosenberg M, Nedellec P, Jothy S, Fleiszer D, Turbide C, Beauchemin N: экспрессия мышиного билиарного гликопротеина, гена, связанного с карциноэмбриональным антигеном, подавляется в злокачественных тканях мыши. Canc Res. 1993, 53: 4938-4945.

    CAS Google ученый

  • 24.

    Samineni S, Zhang Z, Shively JE: Молекула 1 адгезии клеток, связанных с карциноэмбриональным антигеном, негативно регулирует производство фактора, стимулирующего колонии гранулоцитов, макрофагами, связанными с опухолью груди, которые опосредуют ангиогенез опухоли.Int J Canc. 2013, 133: 394-407. 10.1002 / ijc.28036.

    CAS Статья Google ученый

  • 25.

    Блэк DL: Механизмы альтернативного сплайсинга пре-мессенджера РНК. Анну Рев Биохим. 2003, 72: 291-336. 10.1146 / annurev.biochem.72.121801.161720

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 26.

    Дери К.Дж., Густи В., Гаур С., Шивели Дж. Э., Йен Й., Гаур Р.К.: Альтернативный сплайсинг как терапевтическая мишень для лечения заболеваний человека.Методы Мол биол. 2009, 555: 127-144. 10.1007 / 978-1-60327-295-7_10

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 27.

    Жан-Филипп Дж., Пас С., Капути М: hnRNP A1: Швейцарский армейский нож экспрессии генов. Int J Mol Sci. 2013, 14: 18999-19024. 10.3390 / ijms1409

    PubMed Central Статья PubMed Google ученый

  • 28.

    Lin S, Fu XD: белки SR и родственные факторы в альтернативном сплайсинге.Adv Exp Med Biol. 2007, 623: 107-122. 10.1007 / 978-0-387-77374-2_7

    Артикул PubMed Google ученый

  • 29.

    Pizzoferrato E, Liu Y, Gambotto A, Armstrong MJ, Stang MT, Gooding WE, Alber SM, Shand SH, Watkins SC, Storkus WJ, Yim JH: эктопическая экспрессия регуляторного фактора интерферона-1 способствует развитию груди человека смерть раковых клеток и приводит к снижению экспрессии сурвивина. Canc Res. 2004, 64: 8381-8388. 10.1158 / 0008-5472.CAN-04-2223.

    CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Йим Дж. Х., Ву С. Дж., Кейси М. Дж., Нортон Дж. А., Доэрти Г. М.: Перенос гена регуляторного фактора-1 IFN в агрессивную неиммуногенную саркому подавляет злокачественный фенотип и повышает иммуногенность у сингенных мышей. J Immunol. 1997, 158: 1284-1292.

    CAS PubMed Google ученый

  • 31.

    Харада Х., Уиллисон К., Сакакибара Дж., Миямото М., Фуджита Т., Танигучи Т.: Отсутствие системы IFN типа I в клетках EC: гены активатора транскрипции (IRF-1) и репрессора (IRF-2) регулируются с точки зрения развития.Клетка. 1990, 63: 303-312. 10.1016 / 0092-8674 (90)

    -9

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 32.

    Armstrong MJ, Stang MT, Liu Y, Gao J, Ren B, Zuckerbraun BS, Mahidhara RS, Xing Q, Pizzoferrato E, Yim JH: Фактор регуляции интерферона 1 (IRF-1) индуцирует p21 (WAF1 / CIP1) зависимая остановка клеточного цикла и независимая от p21 (WAF1 / CIP1) модуляция сурвивина в раковых клетках. Canc Lett. 2012, 319: 56-65. 10.1016 / j.canlet.2011.12.027.

    CAS Статья Google ученый

  • 33.

    Newman EA, Muh SJ, Hovhannisyan RH, Warzecha CC, Jones RB, McKeehan WL, Carstens RP: Идентификация РНК-связывающих белков, которые регулируют сплайсинг FGFR2, с помощью чувствительных и специфических тестов минигена двойной флуоресценции. РНК. 2006, 12: 1129-1141. 10.1261 / rna.34906

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 34.

    Harada H, Fujita T, Miyamoto M, Kimura Y, Maruyama M, Furia A, Miyata T, Taniguchi T: структурно похожие, но функционально разные факторы, IRF-1 и IRF-2, связываются с одними и теми же регуляторными элементами IFN и IFN. -индуцибельные гены. Клетка. 1989, 58: 729-739. 10.1016 / 0092-8674 (89) -4

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 35.

    Huang Y, Li W, Yao X, Lin QJ, Yin JW, Liang Y, Heiner M, Tian B, Hui J, Wang G: комплекс медиатора регулирует альтернативный процессинг мРНК через субъединицу MED23.Mol Cell. 2012, 45: 459-469. 10.1016 / j.molcel.2011.12.022

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 36.

    Eissa NT, Strauss AJ, Haggerty CM, Choo EK, Chu SC, Moss J: Альтернативный сплайсинг человеческой мРНК индуцибельной синтазы оксида азота. тканеспецифическая регуляция и индукция цитокинами. J Biol Chem. 1996, 271: 27184-27187. 10.1074 / jbc.271.43.27184

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 37.

    Селлерс Р.С., Лучин А.И., Ричард В., Брена Р.М., Лима Д., Росол Т.Дж.: Альтернативный сплайсинг мРНК белка, связанного с паратироидным гормоном: экспрессия и стабильность. J Mol Endocrinol. 2004, 33: 227-241. 10.1677 / jme.0.0330227

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 38.

    Ieda J, Yokoyama S, Tamura K, Takifuji K, Hotta T, Matsuda K, Oku Y, Nasu T, Kiriyama S, Yamamoto N, Nakamura Y, Shively JE, Yamaue H: повторное выражение CEACAM1 Изоформа длинного цитоплазматического домена связана с инвазией и миграцией колоректального рака.Int J Cancer. 2011, 129: 1351-1361. 10.1002 / ijc.26072

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 39.

    Лю Дж., Шу Э., Эвалт К.Л., Шиммель П.: новый индуцируемый гамма-интерфероном промотор и варианты сплайсинга антиангиогенной синтетазы тРНК человека. Nucleic Acids Res. 2004, 32: 719-727. 10.1093 / нар / гх340

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 40.

    Tzoanopoulos D, Speletas M, Arvanitidis K, Veiopoulou C, Kyriaki S, Thyphronitis G, Sideras P, Kartalis G, Ritis K: низкая экспрессия фактора регуляции интерферона-1 и выявление новых пропусков экзонов у пациентов с хроническим миелоидным лейкозом. Br J Haematol. 2002, 119: 46-53. 10.1046 / j.1365-2141.2002.03829.x

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 41.

    Lee EJ, Jo M, Park J, Zhang W, Lee JH: альтернативные варианты сплайсинга IRF-1 без экзонов 7, 8 и 9 при раке шейки матки.Biochem Biophys Res Commun. 2006, 347: 882-888. 10.1016 / j.bbrc.2006.06.145

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 42.

    Шукла С., Обердорффер С. Ко-транскрипционная регуляция альтернативного сплайсинга пре-мРНК. Biochim Biophys Acta. 1819, 2012: 673-683.

    Google ученый

  • 43.

    Batsche E, Yaniv M, Muchardt C: Субъединица Brm SWI / SNF человека является регулятором альтернативного сплайсинга.Nat Struct Mol Biol. 2006, 13: 22-29. 10.1038 / nsmb1030

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 44.

    Auboeuf D, Dowhan DH, Li X, Larkin K, Ko L, Berget SM, O’Malley BW: CoAA, белок-коактиватор ядерного рецептора на стыке транскрипционной коактивации и сплайсинга РНК. Mol Cell Biol. 2004, 24: 442-453. 10.1128 / MCB.24.1.442-453.2004

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 45.

    Бейер А.Л., Бутон А.Х., Миллер О.Л.: Корреляция структуры hnRNP и растущего расщепления транскрипта. Клетка. 1981, 26: 155-165. 10.1016 / 0092-8674 (81)

    -3

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 46.

    Бейер А.Л., Осхайм Ю.Н.: Выбор сайта сплайсинга, скорость сплайсинга и альтернативный сплайсинг на возникающих транскриптах. Genes Dev. 1988, 2: 754-765. 10.1101 / gad.2.6.754

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 47.

    Мур MJ, Silver PA: Глобальный анализ сплайсинга мРНК. РНК. 2008, 14: 197-203.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 48.

    McGlincy NJ, Valomon A, Chesham JE, Maywood ES, Hastings MH, Ule J: Регулирование альтернативного сплайсинга по циркадным часам и сигналам, связанным с едой. Genome Biol. 2012, 13: R54- 10.1186 / gb-2012-13-6-r54

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 49.

    Marden JH, Fescemyer HW, Saastamoinen M, MacFarland SP, Vera JC, Frilander MJ, Hanski I. Вес и питание влияют на сплайсинг пре-мРНК мышечного гена, связанного с производительностью, энергией и жизненным прошлым. J Exp Biol. 2008, 211: 3653-3660. 10.1242 / jeb.023903

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 50.

    Мур М.Дж., Ван К., Кеннеди К.Дж., Сильвер П.А.: Альтернативная сеть сплайсинга связывает контроль клеточного цикла с апоптозом.Клетка. 2010, 142: 625-636. 10.1016 / j.cell.2010.07.019

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 51.

    Nakano M, Saeki C, Takahashi H, Homma S, Tajiri H, Zeniya M: Активированные естественные Т-клетки-киллеры, продуцирующие гамма-интерферон, проявляют стимулирующую активность в отношении аутоиммунного воспаления печени на основе дендритных клеток мыши. Clin Exp Immunol. 2012, 170: 274-282. 10.1111 / j.1365-2249.2012.04664.x

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 52.

    Chen L, Chen Z, Baker K, Halvorsen EM, da Cunha AP, Flak MB, Gerber G, Huang YH, Hosomi S, Arthur JC, Dery KJ, Nagaishi T, Beauchemin N, Holmes KV, Ho JW, Shively JE, Jobin C, Onderdonk AB, Bry L, Weiner HL, Higgins DE, Blumberg RS: короткая изоформа рецептора CEACAM1 в Т-клетках кишечника регулирует иммунитет слизистой оболочки и гомеостаз посредством индукции клеток Tfh. Иммунитет. 2012, 37: 930-946. 10.1016 / j.immuni.2012.07.016

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 53.

    Gerstel D, Wegwitz F, Jannasch K, Ludewig P, Scheike K, Alves F, Beauchemin N, Deppert W., Wagener C, Horst AK: CEACAM1 создает проангиогенное микроокружение опухоли, которое поддерживает созревание сосудов опухоли. Онкоген. 2011, 30: 4275-4288. 10.1038 / onc.2011.146

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 54.

    Chen CJ, Shively JE: Молекула клеточно-клеточной адгезии, связанная с карциноэмбриональным антигеном, клеточная адгезия, молекула 1 ингибирует выработку и пролиферацию IL-2 в человеческих Т-клетках путем ассоциации с гомологичным белком-1 Src и подавляет IL -2 рецептора.J Immunol. 2004, 172: 3544-3552.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 55.

    Yu Q, Chow EM, Wong H, Gu J, Mandelboim O, Gray-Owen SD, Ostrowski MA: CEACAM1 (CD66a) способствует выживанию человеческих моноцитов посредством фосфатидилинозитол-3-киназы и AKT-зависимого пути. J Biol Chem. 2006, 281: 39179-39193. 10.1074 / jbc.M608864200

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 56.

    Шмитген Т.Д., Ливак К.Дж.: Анализ данных ПЦР в реальном времени с помощью сравнительного метода C (T). Nat Protoc. 2008, 3: 1101-1108. 10.1038 / nprot.2008.73

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 57.

    Szeszel-Fedorowicz W, Talukdar I., Griffith BN, Walsh CM, Salati LM: сайленсер экзонного сплайсинга участвует в регулируемом сплайсинге мРНК глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. J Biol Chem. 2006, 281: 34146-34158. 10.1074 / jbc.M603825200

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 58.

    Steiner S, Pfannschmidt T: Анализ сдвига электрофоретической подвижности на основе флуоресценции при анализе ДНК-связывающих белков. Методы Мол биол. 2009, 479: 273-289. 10.1007 / 978-1-59745-289-2_18

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 59.

    Trapnell C, Pachter L, Salzberg SL: TopHat: обнаружение сплайсинговых соединений с помощью RNA-Seq.Биоинформатика. 2009, 25: 1105-1111. 10.1093 / биоинформатика / btp120

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • 60.

    Ван Э.Т., Сандберг Р., Ло С., Хребтукова И., Чжан Л., Майр С., Кингсмор С.Ф., Шрот Г.П., Бердж CB: Альтернативная регуляция изоформ в транскриптомах тканей человека. Природа. 2008, 456: 470-476. 10.1038 / nature07509

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google ученый

  • OMIM Запись — * 147575

  • Баквальтер, М.С., Лосси, А.С., Скарлетт, Л.М., Кампер, С.А. Локализация генов 5q хромосомы человека Gabra-1, Gabrg-2, I1-4, I1-5 и Irf-1 на хромосоме 11 мыши. Геном млекопитающих 3: 604-607, 1992. [PubMed: 1358285] [Полный текст: https: // dx.doi.org/10.1007/BF00350629]

  • Исон, Д. Д., Шеперд, А. Т., Бланк, Г. Интерферон регулирующий фактор 1 триптофан 11 до точечной мутации аргинина отменяет связывание ДНК. Биохим. Биофиз. Acta 1446: 140-144, 1999. [PubMed: 10395927] [Полный текст: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167-4781(99)00078-0]

  • Харада, Х., Фудзита, Т., Миямото, М., Кимура, Ю., Маруяма, М., Фурия, А., Мията, Т., Танигучи, Т. Структурно похожие, но функционально разные факторы, IRF-1 и IRF-2, связываются с одними и теми же регуляторными элементами IFN и IFN-индуцибельных генов. Cell 58: 729-739, 1989. [PubMed: 2475256] [Полный текст: https: // linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0092-8674(89)-4]

  • Харада, Х., Кондо, Т., Огава, С., Тамура, Т., Китагава, М., Танака, Н., Ламфьер, М.С., Хираи, Х., Танигучи, Т. Ускоренный пропуск экзона мРНК IRF-1 при миелодисплазии / лейкемии человека: возможный механизм инактивации супрессора опухолей. Онкоген 9: 3313-3320, 1994. [PubMed: 7936656]

  • Харада, Х., Уиллисон, К., Сакакибара, Дж., Миямото, М., Фудзита, Т., Танигучи, Т. Отсутствие системы IFN типа I в клетках ЕС: гены активатора транскрипции (IRF-1) и репрессора (IRF-2) регулируются в процессе развития. Cell 63: 303-312, 1990. [PubMed: 2208287] [Полный текст: https: // linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0092-8674(90)

    -9]

  • Ито, С., Харада, Х., Накамура, Ю., Уайт, Р., Танигучи, Т. Отнесение гена фактора-1, регулирующего интерферон человека (IRF1), к хромосоме 5q23-q31. Геномика 10: 1097-1099, 1991. [PubMed: 1680796] [Полный текст: https://dx.doi.org/10.1016/0888-7543(91)

    -v]

  • Ко, Дж., Гендрон-Фицпатрик, А., Сплиттер, Г.А. Чувствительность IFN-регуляторного фактора-1 и согласованной последовательности IFN, связывающих мышей с дефицитом белка, к бруцеллезу. J. Immun. 168: 2433-2440, 2002. [PubMed: 11859135] [Полный текст: http: // www.jimmunol.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=11859135]

  • Миямото, М., Фудзита, Т., Кимура, Ю., Маруяма, М., Харада, Х., Судо, Ю., Мията, Т., Танигучи, Т. Регулируемая экспрессия гена, кодирующего ядерный фактор IRF-1, который специфически связывается с регуляторными элементами гена IFN-бета. Cell 54: 903-913, 1988. [PubMed: 3409321] [Полный текст: https: // linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092-8674(88)

    -4]

  • Нодзава, Х., Ода, Э., Накао, К., Исихара, М., Уэда, С., Йокочи, Т., Огасавара, К., Накацуру, Ю., Симидзу, С., Охира, Ю., Хиоки, К., Аидзава, С., Исикава, Т., Кацуки, М., Муто, Т., Танигучи, Т. , Танака, Н. Потеря фактора транскрипции IRF-1 влияет на восприимчивость к опухоли у мышей, несущих трансген Ha-ras, или на нуллизиготность по p53. Genes Dev. 13: 1240-1245, 1999. [PubMed: 10346812] [Полный текст: http: // www.genesdev.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=10346812]

  • Нодзава, Х., Ода, Э., Уэда, С., Тамура, Г., Маэсава, К., Муто, Т., Танигучи, Т., Танака, Н. Функционально инактивирующая точечная мутация в гене супрессора опухолей IRF-1, идентифицированная при раке желудка человека. Int. J. Cancer 77: 522-527, 1998. [PubMed: 9679752] [Полный текст: https: // onlinelibrary.wiley.com/resolve/openurl?genre=article&sid=nlm:pubmed&issn=0020-7136&date=1998&volume=77&issue=4&spage=522]

  • Тамура, Г., Саката, К., Нисизука, С., Маэсава, К., Судзуки, Ю., Терашима, М., Эда, Ю., Сатодате, Р. Аллелотип аденомы и дифференцированная аденокарцинома желудка. J. Path. 180: 371-377, 1996. [PubMed:

    56] [Полный текст: https: // doi.org / 10.1002 / (SICI) 1096-9896 (199612) 180: 4 <371 :: AID-PATH704> 3.0.CO; 2-2]

  • Уэссели Р., Хенгст Л., Яшке Б., Вегенер Ф., Richter, T., Lupetti, R., Paschalidis, M., Schomig, A., Brandl, R., Neumann, F.-J. Центральная роль фактора регуляции интерферона-1 в ограничении неоинтимальной гиперплазии. Гм. Molec. Genet. 12: 177-187, 2003. [PubMed: 12499398] [Полный текст: https: // Acade.oup.com/hmg/article-lookup/doi/10.1093/hmg/ddg018]

  • Уиллман, К. Л., Север, К. Э., Паллавичини, М. Г., Харада, Х., Танака, Н., Словак, М. Л., Ямамото, Х., Харада, К., Микер, Т. К., Лист, А. Ф., Танигучи, Т. Делеция IRF-1, сопоставленная с хромосомой 5q31.1, при лейкемии человека и прелейкемической миелодисплазии. Science 259: 968-971, 1993. [PubMed: 8438156] [Полный текст: https: // www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8438156]

  • Ямада, Г., Огава, М., Акаги, К., Миямото, Х., Накано, Н., Ито, С., Миядзаки, Дж., Нисикава, С., Ямамура, К., Танигучи, Т. Специфическое истощение популяции В-клеток, вызванное аберрантной экспрессией гена фактора 1, регулирующего интерферон человека, у трансгенных мышей. Proc. Nat. Акад. Sci. 88: 532-536, 1991. [PubMed: 1988951] [Полный текст: http: // www.pnas.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=1988951]

  • Ян, Ю., Линлинг, С., Ин, Дж., Юшу, Л., Чжунъян, С., Вэй, Х., Вейпинг Т. Исследование ассоциации между генами IL4, IL13, IRF1 и UGRP1 в области хромосомы 5q31 и китайской болезнью Грейвса. J. Hum. Genet. 50: 574-582, 2005. [PubMed: 16195814] [Полный текст: https: // dx.doi.org/10.1007/s10038-005-0297-x]

  • IRF-1 транскрипционно активирует PUMA, который опосредует митохондриальный путь апоптоза в IRF-1-индуцированном апоптозе в раковых клетках

    IRF-1 индуцирует апоптоз в клетках рака желудка

    Наши предыдущие исследования 13, 16 , а также другие исследования 2, 7 показали, что IRF-1 индуцирует апоптоз во многих типах раковых клеток, но это не было проанализировано в раковых клетках желудка.Клеточная линия рака желудка дикого типа p53 AGS была инфицирована Ad-IRF-1, пустым вектором Ad-Null или отсутствием инфекции (NI), и апоптоз был обнаружен анализом проточной цитометрии окрашивания Аннексином V-FITC на фосфатидилсерин ( PS) и окрашивание PI для разрыва плазматической мембраны через 24 или 48 часов. Мы обнаружили, что Ad-IRF-1 индуцировал апоптоз, но не Ad-Null или NI (рис. 1а). Клетки, которые являются аннексином V-FITC-положительными и PI-отрицательными, находятся в раннем апоптозе, поскольку имеется воздействие PS, но не происходит разрыва плазматической мембраны, а клетки, которые являются аннексином V-FITC-положительными и PI-положительными, находятся в позднем апоптозе, поскольку происходит разрыв плазматической мембраны. произошла и подтверждает гибель клеток.На рисунке 1b показана общая фракция апоптоза (общий аннексин V-положительный) в клетках, инфицированных в результате трех независимых обработок в двух различных клеточных линиях рака желудка. Существует значительная разница в апоптозе через 24 часа и заметно значимая разница через 48 часов. Аналогичный эффект наблюдался в клетках N87, а также в клетках рака желудка KATO III (дополнительный рисунок 1a).

    Рисунок 1

    IRF-1 индуцирует апоптоз в клетках рака желудка. ( a ) Клетки инфицировали Ad-IRF-1, пустым вектором Ad- ψ 5 (Ad-Null) или только средой (без инфекции, NI) при 50 MOI в течение указанного времени.Апоптоз выявляли с помощью FACS-анализа окрашивания аннексином V – FITC и окрашивания пропидиумом иодидом (PI), как описано в разделе «Материалы и методы», с представительными двумерными данными. (b ) Образцы, включая вышеуказанные, были проанализированы в трех независимо обработанных экспериментах ( N = 3) и средний процент апоптоза ± стандартное отклонение. отображается графически. ( c час ) Клетки AGS либо обрабатывали указанным количеством Ad-IRF-1 в течение 24 часов, либо обрабатывали 50 MOI в течение указанного времени; и индуцируемые тетрациклином IRF-1 стабильно трансфицированные клетки AGS (AGSI) обрабатывали 2 мкл мкг / мл тетрациклина в указанные моменты времени.Собирали лизаты цельных клеток и клеточные экстракты (20 мкл г) подвергали иммуноблоттингу для IRF-1, PARP ( c e ), каспазы-8, каспазы-3 и каспазы-9 ( f ). — ч ). β -Актин использовался в качестве внутреннего контроля нагрузки.

    Поли (АДФ-рибоза) полимераза (PARP), как известно, является ключевым субстратом, связанным с апоптозом на уровне ядра, и является более конечным признаком апоптоза в этой области. контекст. 17 Для дальнейшего подтверждения апоптоза расщепление PARP было детектировано с помощью экспериментов с временными курсами и дозами.Как видно на рисунке 1c, продукт расщепления PARP массой 85 кДа наблюдается в клетках, инфицированных Ad-IRF-1, и расщепление PARP зависит как от дозы (рисунок 1c), так и от времени (рисунок 1d). Эта специфическая полоса 85 кДа не наблюдалась в контрольных клетках (везде наблюдается неспецифическая полоса менее 85 кДа). Расщепление PARP (как полосы 85, так и 31 кДа) также наблюдалось в клетках AGS, экспрессирующих тетрациклин IRF-1, уже через 24 часа после индукции тетрациклином (рис. 1e).

    Хорошо известно, что каспазы играют важную роль в апоптозе.Каспазы представляют собой цистеин-аспартил-протеазы, синтезируемые как неактивные проферменты. После активации расщеплением каспазы затем расщепляют свои субстраты и ответственны за большинство биохимических и морфологических особенностей апоптотической гибели клеток. Каспазы в широком смысле подразделяются на инициаторы (каспаза-2, -8, -9 и -10), эффекторы или исполнители (каспаза-3, -6 и -7) и воспалительные каспазы (каспаза-1, -4 и -5). 17, 18 Активация инициаторных каспаз происходит в результате передачи сигналов через один из двух путей: внешний путь рецептора смерти и внутренний митохондриальный путь.

    Мы ранее проанализировали на клетках рака молочной железы, что апоптоз, индуцированный IRF-1, опосредован каспазой и вовлекает каспазу-8 во внешний путь без лигандов смерти. Мы наблюдали расщепление Bid и высвобождение митохондриями цитохрома c . 5 Поэтому мы исследовали характер расщепления каспаз в клетках AGS в зависимости от дозы и времени с помощью вестерн-блоттинга. На рисунке 1f показано, что каспаза-3 и каспаза-8 расщеплялись на активированные фрагменты при 25 MOI (множественность инфекции), через 24 часа после заражения, тогда как активированная расщепленная каспаза-9 была видна при 10 MOI, и активация эти каспазы коррелировали с экспрессией IRF-1.В контроле не было активации каспазы-3, -8 или -9 даже при 100 MOI. Ad-IRF-1 приводит к индукции IRF-1 (рис. 1g) через 12 часов с индукцией расщепления каспазы-3 через 24 часа, которая увеличивается через 30 часов. Продукты расщепления каспазы-8 наблюдались через 24 часа и увеличивались через 30 часов, а прокаспаза-8 снижалась через 30 часов. Однако активный продукт каспазы-9 p35 наблюдался уже через 12 часов и увеличивался через 24 и 30 часов. Активация каспазы-3, -8 и -9 также наблюдалась в клетках-клонах AGS с индуцируемой тетрациклином экспрессией IRF-1 через 24–72 ч индукции тетрациклином (рис. 1h).

    Роль внутреннего пути в апоптозе, индуцированном IRF-1

    Активация каспазы-9 указывает на участие внутреннего (митохондриального) пути в апоптозе, индуцированном IRF-1. Одним из отличительных признаков внутреннего пути является выброс митохондриального цитохрома c в цитозоль. Цитохром c в цитозоле участвует в образовании апоптосомы, что приводит к активации каспазы-9 и следующих каспаз. 17 Используя митохондриальное и цитозольное фракционирование, мы обнаружили заметное снижение цитохрома c в митохондриях и заметное увеличение цитохрома c на 24 часа в цитозольных экстрактах, приготовленных из клеток AGS, инфицированных Ad-IRF-1, по сравнению с с контролями, что показывает, что IRF-1 индуцировал высвобождение цитохрома c из митохондрий (рис. 2а).

    Рисунок 2

    Внутренний путь апоптоза, индуцированного IRF-1. ( a ) Ad-IRF-1 индуцирует митохондриальное высвобождение цитохрома c . После инфицирования (MOI = 50) клетки собирали через 12, 24 и 30 часов и фракционировали. Затем цитозольные и митохондриальные фракции анализировали вестерн-блоттингом на цитохром c . VDAC используется как подтверждение успешной и эквивалентной экстракции митохондриальной фракции. (b ) Клетки AGS трансфицировали ничем в качестве контроля, не нацеливающей миРНК или миРНК каспазы-8 (25 нМ) в течение 48 часов, затем клетки инфицировали NI, Ad-Null или Ad-IRF-1. (MOI = 50) в течение 30 часов.Апоптоз выявляли с помощью анализов FACS, как описано в разделе «Материалы и методы». ( c ) Клетки AGS подвергали указанной обработке, как показано на панели b, в течение 48 часов, а каспазу-8 и каспазу-3 анализировали с помощью иммуноблоттинга. C — контроль; N — не нацеливающая миРНК; и «8» миРНК каспазы-8. ( d ) Уровни каспазы-9, Bid и цитохрома c определяли иммуноблоттингом с указанными обработками в клетках AGS. ( e ) Клетки AGS трансфицировали ничем в качестве контроля, не нацеливающей siRNA или Bid siRNA (25 нМ) в течение 48 часов, затем клетки инфицировали NI, Ad-Null и Ad-IRF-1 (MOI = 50) в течение 30 ч.Апоптоз выявляли с помощью анализов FACS, как описано в разделе «Материалы и методы». ( f ) Клетки AGS подвергали указанной обработке, как показано на панели е, и Bid, IRF-1, каспаза-3 и каспаза-9 анализировали вестерн-блоттингом. C — контроль; N — не нацеливающая миРНК; и B, миРНК Bid. ( г ) Уровни цитохрома c оценивали с помощью вестерн-блоттинга в цитозольной и митохондриальной фракциях

    Поскольку активация проапоптотического Bh4-только белка Bid, опосредованная каспазой-8, может обеспечивать связь между внешним и внутренним путями. , 19 мы исследовали роль каспазы-8 и Bid на апоптоз при индукции IRF-1 в клетках AGS с использованием РНК-интерференции.Мы обнаружили, что миРНК каспазы-8 не ингибирует апоптоз, индуцированный IRF-1 в клетках AGS (рис. 2b), при полном устранении белка каспазы-8 (рис. 2c). Иммуноблот-анализ показал, что активированная каспаза-3 была обнаружена независимо от элиминации каспазы-8 (рис. 2c), а количество расщепленной каспазы-9 не уменьшилось (рис. 2d). Мы оценили расщепление Bid путем измерения интактного белка на иммуноблоттинге, который при протеолитическом расщеплении каспазой-8 действует, высвобождая цитохром c из митохондрий, что отражается в уменьшении количества интактного белка.Нам не удалось обнаружить усеченный Bid с помощью иммуноблот-анализа, что может быть затруднено для определенных типов клеток (XM Yin, личное общение), но косвенно подтверждается потерей неизменного Bid. Ad-Null или Ad-IRF-1 на основе RT-PCR не влияют на транскрипцию Bid (данные не показаны). Расщепление Bid ингибировалось миРНК каспазы-8 (рис. 2d). Тем не менее, расщепленная каспаза-9 не уменьшалась, что указывает на то, что IRF-1 может инициировать внутренний путь в клетках AGS, который может быть независимым от расщепления Bid (рис. 2d).Мы также выполнили митохондриальное и цитозольное фракционирование обработанных клеток и подтвердили, что высвобождение цитохрома c не зависит от миРНК каспазы-8 (рис. 2d). Мы также показали идентичные результаты с использованием IETD, который является необратимым ингибитором пептидного субстрата каспазы-8 (дополнительный рисунок 2).

    Чтобы еще раз подтвердить, что Bid не влияет на внутренний путь апоптоза, мы использовали РНК-интерференцию. Как видно из рисунков 2e-g, устранение Bid с помощью siRNA не влияло на апоптоз, индуцированный IRF-1 с помощью проточной цитометрии для воздействия PS (рисунок 2e), присутствие активированной каспазы-3 или каспазы-9 (рисунок 2f) или высвобождение цитохрома c из митохондрий (рис. 2g).

    IRF-1 увеличивает экспрессию PUMA

    Поскольку белки семейства Bh4-Bcl-2 являются инициаторами митохондриального апоптоза, мы определили, участвует ли PUMA в апоптозе, индуцированном IRF-1. Мы оценили только Bh4-белки Noxa, Bad и Bim как в клетках AGS, так и в клетках N87 и не обнаружили какого-либо увеличения экспрессии с помощью анализа иммуноблоттинга (дополнительный рисунок 3). Для экспрессии PUMA мы оценили дозу и время действия Ad-IRF-1 в клетках AGS. Как показано на рисунке 3a, IRF-1 индуцировал белок PUMA в клетках AGS в зависимости от дозы и времени.Белок PUMA начал увеличиваться при MOI, равном 10, и достиг максимального увеличения в 3,5 раза при MOI, равном 50, и увеличился через 12 часов, а затем увеличился через 24 и 30 часов после заражения Ad-IRF-1. Чтобы выяснить, индуцирует ли IRF-1 транскрипцию PUMA, мы исследовали влияние IRF-1 на мРНК PUMA. Количественный анализ RT-PCR в реальном времени показал более чем 2-кратное увеличение уровней мРНК PUMA в клетках AGS после заражения Ad-IRF-1 через 24 часа по сравнению с контролем Ad-Null (рис. 3a). Кроме того, мы также исследовали влияние IRF-1 на экспрессию PUMA на уровне белка и мРНК с использованием клонов, индуцируемых тетрациклином.Как показано на рисунке 3b, IRF-1 резко увеличивал экспрессию PUMA не только на уровне мРНК, но и на уровне белка. Изменения соответствовали изменениям в клетках AGS, инфицированных Ad-IRF-1. Эти данные показывают, что IRF-1 усиливает экспрессию PUMA на уровне транскрипции.

    Рисунок 3

    IRF-1 транскрипционно усиливает экспрессию PUMA. ( a ) Клетки AGS либо обрабатывали указанным количеством Ad-IRF-1 в течение 24 часов, либо обрабатывали 50 MOI в течение указанного времени.Экстракты клеток (20 мкг, г) оценивали на экспрессию белков IRF-1 и PUMA с помощью вестерн-блоттинга. После инфицирования Ad-IRF-1 (MOI = 50) в течение 24 часов уровни экспрессии мРНК также измеряли с помощью количественной ОТ-ПЦР в реальном времени, как описано в разделе «Материалы и методы», и нормализовали до β -актина. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение. (b ) Клетки-клоны AGS, индуцируемые тетрациклином (AGSI), обрабатывали 2 мкг мкг / мл тетрациклина в указанные моменты времени и измеряли экспрессию PUMA как на уровне белка (левая панель), так и на уровне мРНК (правая панель). вестерн-блоттингом и количественной ОТ-ПЦР в реальном времени. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение. ( c ) Клетки N87 инфицировали Ad-IRF-1 (MOI = 50) в течение 24 часов. Уровни PUMA оценивали с помощью вестерн-блоттинга и количественной ОТ-ПЦР в реальном времени. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение. ( d ) Клетки IRF-1 MDA468 (Pim), индуцируемые тетрациклином, обрабатывали 1 мкг мкг / мл тетрациклина в течение 24 часов, и экспрессию белка PUMA и мРНК измеряли, как и раньше. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± S.D.

    Для определения роли p53 в экспрессии PUMA, индуцированной IRF-1, использовали клетки N87, которые представляют собой мутантную линию клеток рака желудка p53. Результаты показывают, что IRF-1 также индуцировал экспрессию PUMA в клетках N87 (фиг. 3c). В самом деле, поскольку практически не было экспрессии PUMA в контрольных клетках, предположительно из-за мутации р53, наблюдалось гораздо большее кратное увеличение экспрессии, как видно с помощью количественной ОТ-ПЦР (рисунок 3c). Мы также использовали индуцируемый тетрациклином IRF-1 MDA468 (обозначенный как Pim), линию мутантных клеток рака молочной железы p53, чтобы подтвердить результат (рис. 3d).Таким образом, мы обнаружили, что IRF-1 индуцировал экспрессию PUMA как в линии клеток дикого типа p53 (AGS), так и в линиях мутантных клеток p53 (N87 и MDA468). Эти результаты подтверждают, что экспрессия PUMA, индуцированная IRF-1, может быть р53-независимой. Мы также оценили p53-нулевую клеточную линию рака желудка KATO III и получили идентичные результаты с активацией каспазы-3 и каспазы-9, а также с расщеплением PARP (дополнительный рисунок 1b).

    IRF-1 увеличивает активность промотора

    PUMA

    Далее мы выяснили, активирует ли IRF-1 транскрипционную активность на промоторе PUMA репортером люциферазы.Чтобы идентифицировать потенциальные элементы ДНК, ответственные за индуцированную IRF-1 транскрипцию PUMA, были клонированы фрагмент ∼2 kb промотора PUMA (Frag E) и четыре меньших фрагмента в этой области (Frags A – D, каждый из которых содержит ∼500 bp). в pBV-Luc (рис. 4а). 20 Люциферазную активность этих репортерных конструкций исследовали в клетках MDA468 и AGS после индукции IRF-1. Как показано на рисунке 4b, IRF-1 увеличивает активность люциферазы в репортерах, которые содержат полноразмерный Frag E или тех, которые более удалены от сайта инициации Frag D в клетках MDA468, но во Frags C, D и E в клетках AGS. .Эти результаты показывают, что более удаленные области промотора PUMA (Frags C и D, от -1 до -2 т.п.н.) в значительной степени ответственны за его транскрипцию при индукции IRF-1.

    Рисунок 4

    IRF-1 увеличивает активность промотора PUMA . (a ) Схематическая диаграмма клонированных репортерных конструкций фрагмента E промотора PUMA и четырех меньших фрагментов в этом районе. (b ) Указанные репортерные конструкции PUMA котрансфицировали в клетки AGS и MDA468 с помощью конструкции экспрессии β -галактозидазы, а затем клетки инфицировали на следующий день указанным аденовирусом при 25 MOI.Активность люциферазы анализировали через 24 часа и нормализовали до экспрессии β -gal. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение. ( c ) Схематическое изображение сайтов связывания IRF-1 в промоторе PUMA . Были идентифицированы предполагаемые тандемные сайты связывания IRF-1 (подчеркнутые и жирные) во Frag C (левая панель) и Frag D (правая панель). ( d ) Клетки AGS инфицировали Ad-IRF-1 (MOI = 25) в течение 24 часов, а затем подвергали анализу иммунопреципитации хроматина (ChIP) для характеристики рекрутирования IRF-1 на промотор PUMA , как описано в Материалы и методы.IgG использовали в качестве контроля. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение. ( e ) Клетки-клоны AGS, индуцируемые тетрациклином (AGSI), обработанные 2 мкг мкг / мл тетрациклина в течение 24 часов. ChIP проводили для оценки связывания IRF-1 с промотором PUMA . N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение.

    Затем мы выполнили анализ последовательности для определения предполагаемых сайтов связывания IRF-1 в промоторе гена PUMA . Было опубликовано, что консенсусный мотив связывающей IRF-1 последовательности представляет собой 5′-G (A) AAA G / C T / C GAAA G / C T / C — 3 ′ в предыдущих обзорах. 21, 22 Два потенциальных сайта связывания 5′-GAAAG C / T GAAAG-3 ‘были обнаружены в тандеме во фрагменте D промотора PUMA (рисунок 4c) и аналогичном потенциальном сайте связывания 5 ‘-GAAACTGAAAA-3′ был обнаружен во фрагменте C с возможной последовательностью связывания тандемного партнера 5’-GAATGGAAAGC-3 ‘(фиг.4c). Это также предполагает, что PUMA является транскрипционной мишенью IRF-1.

    Наконец, ChIP-анализ использовали для анализа связывания IRF-1 с промотором PUMA в клетках AGS после индукции IRF-1.Как видно на фиг. 4d и e, при использовании количественной ПЦР в качестве считывания для анализа ChIP иммунопреципитация IRF-1 с фрагментированным хроматином показывает увеличение продукта ПЦР с использованием специфических праймеров вокруг предполагаемых тандемных сайтов связывания во Frag C и Frag D в клетках AGS, с заметным увеличением продукта ПЦР с экспрессией IRF-1 аденовирусом и индуцибельной моделью, что свидетельствует о повышенном связывании IRF-1 с сайтом связывания.

    Роль PUMA в апоптозе, индуцированном IRF-1

    Чтобы определить роль PUMA в апоптозе, индуцированном IRF-1, мы инфицировали клетки рака толстой кишки HCT116 дикого типа и PUMA — / — Ad-IRF- 1, а также использовали РНК-интерференцию против PUMA в клетках AGS.Клеточные линии HCT116 экспрессировали аналогичные уровни IRF-1, но IRF-1 индуцировал экспрессию PUMA только в клетках HCT116 дикого типа, а миРНК PUMA полностью элиминировала белок PUMA в клетках AGS (рис. 5а). Хотя каспаза-3 была активирована как в клеточных линиях HCT116, так и во всех обработанных клетках AGS во время инфицирования Ad-IRF-1, активированная расщепленная каспаза-9 наблюдалась только в присутствии PUMA. Кроме того, митохондриальное / цитозольное фракционирование подтвердило, что цитохром c высвобождается из митохондрий в цитозоль при индукции IRF-1 в клетках дикого типа HCT116 и только в контрольных обработанных клетках AGS (рис. 5b), где присутствует PUMA.Эти результаты показывают, что PUMA играет обязательную роль в митохондриальном пути при апоптозе, индуцированном IRF-1.

    Рисунок 5

    PUMA при апоптозе, индуцированном IRF-1. ( a ) Левая панель : HCT116 дикого типа и HCT116 PUMA — / — клетки инфицировали указанным вирусом (MOI = 100) в течение 48 часов. Правая панель : клетки AGS трансфицировали ничем в качестве контроля (C), не нацеливающей миРНК (N) или миРНК PUMA (P, 25 нМ) в течение 48 часов, а затем инфицировали NI, Ad-Null и Ad. -IRF-1 (MOI = 50) на 30 ч.Экстракты клеток (20 мкг г) подвергали иммуноблоттингу на IRF-1, PUMA, каспазу-3, каспазу-9 и β -актин. (b ) HCT116 дикого типа и HCT116 PUMA — / — клетки, а также клетки AGS обрабатывали, как на панели а, и уровни цитохрома c оценивали вестерн-блоттингом в цитозольной и митохондриальной фракциях. ( c ) Левая панель : указанные клетки HCT116 инфицировали Ad-Null или Ad-IRF-1 (MOI = 100) (или NI для контроля) и анализировали на апоптоз с помощью проточной цитометрии через 48 часов. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение. * P <0,0001. Правая панель : клетки AGS обрабатывали, как на панели а, а затем анализировали на апоптоз с помощью проточной цитометрии. N = 3 для независимо обработанных экспериментов ± стандартное отклонение. * P = 0,004 по сравнению с не нацеливающим контролем и контролем без siRNA

    Затем мы оценили влияние на апоптоз путем нокаута PUMA в раковых клетках толстой кишки HCT116 и путем нокдауна в клетках, обработанных siRNA PUMA, с использованием Окрашивание аннексином V и проточная цитометрия.Как показано на Фигуре 5c, апоптоз, индуцированный IRF-1, был значительно снижен в клетках PUMA — / — по сравнению с клетками дикого типа ( P <0,0001) и в клетках AGS, обработанных миРНК PUMA ( P ). = 0,004), с уменьшением апоптоза> 50% в обоих случаях.

    IFN-

    γ индукция PUMA в клетках рака желудка N87

    IFN- γ является важным медиатором иммунного ответа на вирусы и рак, а также одним из самых сильных индукторов экспрессии IRF-1 в раковых клетках . 23 Мы сначала подтвердили, что клетки AGS являются Stat1-дефицитными, что может предотвратить индукцию IRF-1 с помощью IFN-γ в этой клеточной линии, как уже было установлено ранее 24 (дополнительная фигура 4). Затем мы показали, что IFN- γ увеличивает экспрессию IRF-1 в клетках N87 и что белок PUMA также экспрессируется дозозависимым образом, тогда как в клетках AGS, которые не экспрессируют Stat1, IFN- γ не увеличивает заметно экспрессию IRF-1 и не увеличивает экспрессию PUMA (рис. 6а).Кроме того, в клетках N87, предварительно обработанных миРНК против IRF-1, а затем обработанных IFN- γ , нокдаун экспрессии IRF-1 миРНК IRF-1 приводит к устранению экспрессии PUMA, подтверждая, что IRF-1 опосредует увеличение PUMA. экспрессия IFN- γ (фиг. 6b). Как и ожидалось, IFN- γ индуцирует как активированную каспазу-3, так и каспазу-9 в дозах, которые активируют PUMA (500 и 1000 МЕ / мл, фиг.6c), а siRNA против PUMA устраняет активированную каспазу-9 в клетках N87 (фигура 6г).

    Фигура 6

    IFN- γ индукция PUMA в клетках рака желудка N87 через IRF-1. ( a ) Клетки N87 (левая панель) и клетки AGS (правая панель) обрабатывали указанным количеством IFN-γ в течение 24 часов, а затем экспрессию IRF-1 и PUMA анализировали вестерн-блоттингом. (b ) siRNA интерференция IRF-1 значительно подавляет экспрессию PUMA, наблюдаемую в клетках, обработанных IFN-γ . Клетки N87 не обрабатывали миРНК (только агент трансфекции), контрольную миРНК без нацеливания (Neg siRNA) или миРНК, нацеленную на IRF-1 (миРНК IRF-1), а затем культивировали с IFN-γ (1000 МЕ / мл.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *