Mechanisms of regulatory functions of free receptors of immunocompetent cells in ensuring immune homeostasis in different climatic and geographical conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of long-term research on studying the mechanisms of regulatory functions of free receptors of immunocompetent cells in ensuring immune homeostasis in different climatic and geographical conditions are presented. 1316 practically healthy at the time of examination people aged from 21 to 55 years, 1024 women and 292 men, residents of Arkhangelsk, Murmansk, Nenets Autonomous Okrug and Svalbard Archipelago were examined. On the basis of the obtained data the cellular-humoral concept is proposed: the shedding of receptor structures from the cell membrane (CD16, CD23, CD25, CD71, CD54, CD56, CD62L, CD80, CD95) is a physiological mechanism of restriction of the functions performed by the receptor, occurs simultaneously with the formation of the corresponding membrane forms, which provides adequate and timely levels of activation, differentiation and apoptosis of lymphocytes during the periods of functional activity of lymphocytes. Shedding creates an opportunity to restore cell potential to baseline for subsequent activity: an increase in the concentration of extracellular co-stimulatory molecules (sCD71, sCD25) is associated with a decrease in circulating lymphocytes with appropriate receptor structures on the membrane (CD71+ and CD25+). The extracellular pool of receptor structures participates in the transport and clearance of lymphocyte activation products with the formation of immune and non-immune circulating complexes, contributing to their clearance.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. V. Samodova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the RAS

Author for correspondence.
Email: annapoletaeva2008@yandex.ru
Russian Federation, Arkhangelsk

L. K. Dobrodeeva

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the RAS

Email: annapoletaeva2008@yandex.ru
Russian Federation, Arkhangelsk

References

  1. Wang H.F., Jiang Y.Z., Reb L.Q. et al. The role of soluble HLA-G in the vertical transmission of Toxoplasma gondii // Mol. Biol. 2019. V. 53. № 2. P. 303.
  2. Sakhin V.T., Grigoriev M.A., Kryukov E.V. et al. Possibility of using transferrin receptor as a marker of anemia of chronic diseases in rheumatic patients // Hematology. Transfusiology. Eastern Europe. 2020. V. 6. № 4. P. 457.
  3. Shelekhin A.P., Baev O.R., Krasny A.M. [The role of cell adhesion molecules in the pathogenesis of preeclampsia] // Obstetrics and Gynecology. 2021. № 6. P. 22.
  4. Tarasova G.N., Dobaeva N.V., Volkov A.S., Yakovlev А.А. Diagnostic and prognostic value of soluble adhesion molecules in patients with ulcerative colitis // J. Crohns Colitis. 2021. V. 15. № 1. P. 152.
  5. Safarova K.N., Dorogaikina K.D., Fedotov E.A., Rebrov A.P. [Soluble transferrin receptors and ferritin index in the diagnosis of iron deficiency in patients with spondyloarthritis and anemia] // Therapeutic Archive. 2021. V. 93. № 5. P. 594.
  6. Novikov V.V., Karaulov A.V. [“Storm” of soluble differentiation molecules in COVID-19] // Immunology. 2022. V. 43. № 4. P. 458.
  7. Novikov V.V. [Soluble differentiation molecules in inflammatory processes (The second life of proteins)]: monograph. Nizhny Novgorod: publishing house “Publishing Salon”, 2022. 212 p.
  8. Aristova M.V., Panafidina T.A., Gorbunova Yu.N. et al. [Serum ferritin, IL-1β and the soluble IL-2 receptor are potential markers of systemic lupus erythematosus activity] / Botkin Readings. Collection of abstracts of the All-Russian Therapeutic Congress with international participation. St. Petersburg, publishing house: St. Petersburg public organization “Man and his Health”, 2023. P. 21.
  9. Shelekhin A.P., Baev O.R., Andreev Yu.V. et al. [Investigation of the content of cell adhesion molecules in blood plasma during normal pregnancy and preeclampsia] // Obstetrics and Gynecology. 2023. № 11. P. 71.
  10. Kolerova A.V., Angelskaya O.A., Chumasova O.A. et al. Comparative analysis of the expression of the soluble IL-7 receptor in patients with arthropathy // Medical Immunology. 2023. V. 25. № 5. P. 1091.
  11. Amar F., Corona C., Husson J. et al. Rapid ATF4 depletion resets synaptic Responsiveness after cLTP // eNeuro. 2021. V. 8. № 3. P. 0239.
  12. Schlichtner S., Yasinska I.M., Lall G.S. et al. T lymphocytes induce human cancer cells derived from solid malignant tumors to secrete galectin-9 which facilitates immunosuppression in cooperation with other immune checkpoint proteins // J. Immunother. Cancer. 2023. V. 11. № 1. P. e 005714.
  13. Sills E.S., Wood S.H. Epigenetics, ovarian cell plasticity, and platelet-rich plasma: Mechanistic theories // Reprod. Fertil. 2022. V. 3. № 4. P. 44.
  14. Artemio García-Escobar A., Vera-Vera S., Jurado-Román A. et al. Calcium signaling pathway is involved in the shedding of ACE2 catalytic ectodomain: New Insights for Clinical and Therapeutic Applications of ACE2 for COVID-19 // Biomolecules. 2022. V. 12. № 1. P. 76.
  15. Sun S., Yano S., Nakanishi M.O. et al. Maintenance of mouse trophoblast stem cells in KSR-based medium allows conventional 3D culture // J. Reprod. Dev. 2021. V. 67. № 3. P. 197.
  16. Villazala-Merino S., Rodriguez-Dominguez A., Stanek V. et al. Allergen-specific IgE levels and the ability of IgE-allergen complexes to cross-link determine the extent of CD23-mediated T-cell activation // J. Allergy Clin. Immunol. 2020. V. 145. № 3. P. 958.
  17. Irani Y.D., Hughes A., Kok C.K. et al. Immune modulation in chronic myeloid leukaemia patients treated with nilotinib and interferon-alpha // Br. J. Haematol. 2023. V. 202. № 6. P. 1127.
  18. Justiz Vaillant A.A., Vashisht R., Zito P.M. Immediate hypersensitivity reactions (Archived) / StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2023. PMID: 30020687.
  19. Villazala-Merino S., Rodriguez-Dominguez A., Stanek V. et al. Allergen-specific IgE levels and the ability of IgE-allergen complexes to cross-link determine the extent of CD23-mediated T-cell activation // J. Allergy Clin. Immunol. 2020. V. 145. № 3. P. 958.
  20. Vinogradova V.V. Natural and bioclimatic life conditions of the population of the Murmansk oblast // Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya. 2015. № 6. P. 90.
  21. Selin V.S., Vasiliev V.V., Shirokova L.N. [The Russian Arctic: geography, economics, zoning]. Apatity: KNC RAS, 2011. 203 p.
  22. Selin V.S., Vasiliev V.V. [Method of integrated environmental management zoning and allocation of the southern border of the Russian Arctic] // Bulletin of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2014. V. 1. № 16. P. 64.
  23. Vinogradova V.V., Ananicheva M.D. [Arctic mountain regions zoning according to human life nature conditions in European part and the North-East of Russia] // Probl. Ecol. Monit. Ecosyst. Modell. 2010. V. 23. P. 194.
  24. Levtov V.A., Regirer S.A., Shadrina N.H. [Rheology of blood]. M.: Medicine, 1982. 270 p.
  25. Ashkinazi I.Ya. [Method of quantitative visual assessment of erythrocyte aggregation]. L.: Nauka, 1986. 156 p.
  26. Petrishchev N.N., Papayan L.P. [Hemostasis. Physiological mechanisms, principles of diagnosis of the main forms of hemorrhagic diseases]. St. Petersburg: St. Petersburg State University Publishing House, 1999. 110 p.
  27. Sechenov I.M. [Elements of thought]. St. Petersburg: Piter, 2001. 404 p.
  28. Garlanda C., Dinarello C.A., Mantovani A. The interleukin-1 family; back to the future // Immunity. 2013. V. 39. № 6. P. 1003.
  29. Sollberger G. Approaching neutrophil pyroptosis // J. Mol. Biol. 2022. V. 434. № 4. P. 167335.
  30. Chang M.-C., Lin S.-I., Pan Y.-H. et al. IL-1β-induced ICAM-1 and IL-8 expression/secretion of dental pulp cells is differentially regulated by IRAK and p38 // J. Formos. Med. Assoc. 2019. V. 118. № 8. P. 1247.
  31. Lemeire I., Leduc N. Purinergic P2X7 receptor function in lung alveolar macrophages: pharmacologic characterization and bidirectional regulation by Th1 and Th2 cytokines // Drug Dev. Res. 2003. V. 59. P. 118.
  32. Farrar W.L., Misel S.B., Farrar J.J. Participation of lymphocyte activating factor (IL-1) in the unduction of cytotoxic T-cell responses // J. Immunol. 1980. V. 124. № 3. P. 1371.
  33. Dolgushin I.I., Mezentseva E.A. Neutrophilic granulocytes: participation in homeostatic and reparative processes. Part II // Russ. J. Infect. Immun. 2021. V. 11. № 1. P. 25.
  34. Sherstoboev E.Yu., Babenko A.P. [Modulation of cytokine production by adrenergic agonists under stress and antigenic stimulation] // Cytokines and Inflammation. 2007. V. 6. № 3. P. 40.
  35. Zhang Q., Hresko M.E., Picton L.K. et al. A human orthogonal IL-2 and IL-2Rbeta system enhances CAR T cell expansion and antitumor activity in a murine model of leukemia // Sci. Transl. Med. 2021. V. 13. № 625. P. eabg6986.
  36. Horton B.L., D’Souza A.D., Zagorulya M. et al. Overcoming lung cancer immunotherapy resistance by combining nontoxic variants of IL-12 and IL-2 // JCI Insight. 2023. V. 8. № 19. P. e172728.
  37. Steenblock E.R., Fadel T., Labowsky M. et al. Air artificial antigen-presenting cell with paracrine delivery of IL-2 impacts themagnitude and direction of the T cell response // J. Biol. Chem. 2011. V. 286. № 40. P. 34883.
  38. Metzgar R.S., Borowitz M.J., Jones N.H., Dowell B.L. Distribution of common acute lymphoblastic leukemia antigen in nonhematopoietic tissues // J. Exp. Med. 1981. V. 154. № 4. P. 1249.
  39. Shamji M.H., Valenta R., Jardetzky T. et al. The role of allergen-specific IgE, IgG and IgA in allergic disease // Allergy. 2021. V. 76. № 12. P. 3627.
  40. Limberg M.M., Weihrauch T., Gray N. et al. Eosinophils, Basophils, and Neutrophils in Bullous Pemphigoid // Biomolecules. 2023. V. 13. № 7. P. 1019.
  41. Mitre E., Tayor R.T., Kubofcik J., Nutman T.B. Parasite antigen-driven basophils are a mayor source of IL-4 in humane filarial infections // J. Immunol. 2004. V. 172. № 4. P. 2439.
  42. Barbee R.A., Halomen M., Lebowitz M., Burrows B. Distribution of IgE in a community population sample: correlation with age, sex and allergen test reactivity // J. Allergy Clin. Immunol. 1981. V. 68. № 2. P. 106.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The content of blood cells and lymphocyte phenotypes at low and high physiological levels of sCD25. a – low physiological level of sCD25, б – high physiological level. Along the abscissa axis, the content of blood cells: 1 – leukocytes, 2 – neutrophils, 3 – monocytes, 4 – eosinophils, 5 – lymphocytes; lymphocytes with phenotypes: 6 – CD3+CD19-, 7 – CD3+CD4+, 8 – CD3+CD8+, 9 – CD3-CD19+, 10 – CD45+CD14-, 11 – CD3+CD16+, 12 – CD3-CD16+, 13 – CD3+HLADR+, 14 – AnV+/PI-, 15 – AnV+/PI+ at low physiological level of sCD25 (в), high physiological level of sCD25 (г). *** – p < 0.001 – the significance of differences when compared with a low physiological level of sCD25.

Download (224KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Content of IgE, IL-10, CIC C1Q, CIC C3D at physiological sCD level and sCD level above physiological. a – physiological sCD level (sCD23, sCD25, sCD54, sCD62L, sCD71), б – sCD level (sCD23, sCD25, sCD54, sCD62L, sCD71) above physiological. On the abscissa axis concentrations: 1 – IgE, 2 – IL-10, 3 – CIC C1Q, 4 – CIC C3D at physiological sCD level (c), sCD level above physiological (d). *** – p < 0.001 – reliability of differences when compared with physiological sCD level.

Download (221KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Percentage of active phagocytes and phagocytic number at the physiological level of skd and above the physiological level of sCD. a is the physiological level of sCD (sCD23, sCD25, sCD54, sCD62L, sCD71), б is the level of sCD (sCD23, sCD25, sCD54, sCD62L, sCD71) above the physiological level. Along the abscissa axis: 1 is the percentage of active phagocytes (%), 2 is the phagocytic number (pcs.) at the physiological level of sCD (в), the level of sCD is higher than the physiological (г). ** – p < 0.01; *** – p < 0.001 is the significance of differences when compared with the physiological level of sCD.

Download (232KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».