Новые потенциальные механизмы иммуносупрессии, опосредованной регуляторными Б-клетками

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

B-Лимфоциты играют важную роль в регуляции иммунного ответа как в норме, так и при патологических состояниях. Традиционно основной функцией В-лимфоцитов считалась продукция антител и презентация антигенов, однако за последние десятилетия было обнаружено несколько субпопуляций регуляторных В-лимфоцитов (Bregs), поддерживающих иммунологическую толерантность и предотвращающих избыточную активацию иммунной системы. В контексте изучения роли таких В-клеток в различных патологиях человека обычно рассматривают субпопуляции регуляторных В-клеток памяти (mBregs, CD19+CD24hiCD27+) и транзиторных Bregs (tBregs, CD19+CD24hiCD38hi), однако механизмы, за счет которых эти субпопуляции Bregs осуществляют иммуносупрессивную активность, остаются недостаточно изученными. В данной работе с помощью биоинформатического анализа открытых данных РНК-секвенирования были предложены потенциальные механизмы реализации иммуносупрессии каждой из субпопуляций регуляторных В-клеток. Анализ дифференциальной экспрессии генов до и после активации данных субпопуляций позволил идентифицировать 6 кандидатных молекул, которые могут определять функциональность mBregs и tBregs. IL4I1-, SIRPA- и SLAMF7-зависимые механизмы иммуносупрессии могут быть свойственны обеим субпопуляциям Bregs, а NID1-, CST7- и ADORA2B-зависимые механизмы могут быть характерны, преимущественно, для tBregs. Глубокое понимание молекулярных механизмов противовоспалительного иммунного ответа В-лимфоцитов является важной задачей как фундаментальной науки, так и прикладной медицины и может способствовать внедрению новых подходов к терапии комплексных заболеваний.

Об авторах

Э. А Жеремян

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины;Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультет

Email: elyazheremyan@mail.ru
119991 Москва, Россия;119234 Москва, Россия

А. С Устюгова

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Email: elyazheremyan@mail.ru
119991 Москва, Россия

А. И Радько

Московский физико-технический институт

Email: elyazheremyan@mail.ru
141701 Долгопрудный, Московская обл., Россия

Е. М Стасевич

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины;Московский физико-технический институт

Email: elyazheremyan@mail.ru
119991 Москва, Россия;141701 Долгопрудный, Московская обл., Россия

А. Н Уварова

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины;Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультет

Email: elyazheremyan@mail.ru
119991 Москва, Россия;119234 Москва, Россия

Н. А Митькин

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Email: elyazheremyan@mail.ru
119991 Москва, Россия

Д. В Купраш

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины;Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультет;Московский физико-технический институт

Email: elyazheremyan@mail.ru
119991 Москва, Россия;119234 Москва, Россия;141701 Долгопрудный, Московская обл., Россия

К. В Корнеев

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины;Национальный медицинский исследовательский центр гематологии Минздрава России

Email: kirkorneev@gmail.com
119991 Москва, Россия;125167 Москва, Россия

Список литературы

  1. Katz, S. I., Parker, D., and Turk, J. L. (1974) B-cell suppression of delayed hypersensitivity reactions, Nature, 251, 550-551, doi: 10.1038/251550a0.
  2. Mizoguchi, A., Mizoguchi, E., Takedatsu, H., Blumberg, R. S., and Bhan, A. K. (2002) Chronic intestinal inflammatory condition generates IL10-producing regulatory B cell subset characterized by CD1d upregulation, Immunity, 16, 219-230, doi: 10.1016/s1074-7613(02)00274-1.
  3. Wu, H., Su, Z., and Barnie, P. A. (2020) The role of B regulatory (B10) cells in inflammatory disorders and their potential as therapeutic targets, Int. Immunopharmacol., 78, 106111, doi: 10.1016/j.intimp.2019.106111.
  4. Jansen, K., Cevhertas, L., Ma, S., Satitsuksanoa, P., Akdis, M., and van de Veen, W. (2021) Regulatory B cells, A to Z, Allergy, 76, 2699-2715, doi: 10.1111/all.14763.
  5. Yanaba, K., Kamata, M., Ishiura, N., Shibata, S., Asano, Y., Tada, Y., Sugaya, M., Kadono, T., Tedder, T. F., and Sato, S. (2013) Regulatory B cells suppress imiquimod-induced, psoriasis-like skin inflammation, J. Leukoc. Biol., 94, 563-573, doi: 10.1189/jlb.1112562.
  6. Inoue, S., Leitner, W. W., Golding, B., and Scott, D. (2006) Inhibitory effects of B cells on antitumor immunity, Cancer Res., 66, 7741-7747, doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-3766.
  7. Sarvaria, A., Madrigal, J. A., and Saudemont, A. (2017) B cell regulation in cancer and anti-tumor immunity, Cell. Mol. Immunol., 14, 662-674, doi: 10.1038/cmi.2017.35.
  8. Mauri, C., and Menon, M. (2015) The expanding family of regulatory B cells, Int. Immunol., 27, 479-486, doi: 10.1093/intimm/dxv038.
  9. Nouel, A., Pochard, P., Simon, Q., Segalen, I., Le Meur, Y., Pers, J. O., and Hillion, S. (2015) B-Cells induce regulatory T cells through TGF-beta/IDO production in A CTLA-4 dependent manner, J. Autoimmun., 59, 53-60, doi: 10.1016/j.jaut.2015.02.004.
  10. Shen, P., Roch, T., Lampropoulou, V., O'Connor, R. A., Stervbo, U., Hilgenberg, E., Ries, S., Dang V. D., Jaimes, Y., Daridon, C., Li, R., Jouneau, L., Boudinot, P., Wilantri, S., Sakwa, I., Miyazaki, Y., Leech, M. D., McPherson, R. C., Wirtz, S., Neurath, M., Hoehlig, K., Meinl, E., Grutzkau, A., Grun, J. R., Horn, K., Kuhl, A. A., Dorner, T., Bar-Or, A., Kaufmann, S. H. E., Anderton, S. M., and Fillatreau, S. (2014) IL35-producing B cells are critical regulators of immunity during autoimmune and infectious diseases, Nature, 507, 366-370, doi: 10.1038/nature12979.
  11. Xu, L., Liu, X., Liu, H., Zhu, L., Zhu, H., Zhang, J., Ren, L., Wang, P., Hu, F., and Su, Y. (2017) Impairment of granzyme B-producing regulatory B cells correlates with exacerbated rheumatoid arthritis, Front. Immunol., 8, 768, doi: 10.3389/fimmu.2017.00768.
  12. Figueiro, F., Muller, L., Funk, S., Jackson, E. K., Battastini, A. M., and Whiteside, T. L. (2016) Phenotypic and functional characteristics of CD39(high) human regulatory B cells (Breg), Oncoimmunology, 5, e1082703, doi: 10.1080/2162402X.2015.1082703.
  13. Sokolov, A. V., Shmidt, A. A., and Lomakin, Y. A. (2018) B cell regulation in autoimmune diseases, Acta Naturae, 10, 11-22, doi: 10.32607/20758251-2018-10-3-11-22.
  14. Matsushita, T. (2019) Regulatory and effector B cells: friends or foes? J. Dermatol. Sci., 93, 2-7, doi: 10.1016/j.jdermsci.2018.11.008.
  15. Kalampokis, I., Yoshizaki, A., and Tedder, T. F. (2013) IL10-producing regulatory B cells (B10 cells) in autoimmune disease, Arthritis Res. Ther., 15, S1, doi: 10.1186/ar3907.
  16. Bots, M., and Medema, J. P. (2006) Granzymes at a glance, J. Cell Sci., 119, 5011-5014, doi: 10.1242/jcs.03239.
  17. Wieckowski, E., Wang, G. Q., Gastman, B. R., Goldstein, L. A., and Rabinowich, H. (2002) Granzyme B-mediated degradation of T-cell receptor zeta chain, Cancer Res., 62, 4884-4889.
  18. Dong, H., Zhu, G., Tamada, K., and Chen, L. (1999) B7-H1, a third member of the B7 family, co-stimulates T-cell proliferation and interleukin-10 secretion, Nat. Med., 5, 1365-1369, doi: 10.1038/70932.
  19. Oleinika, K., Rosser, E. C., Matei, D. E., Nistala, K., Bosma, A., Drozdov, I., and Mauri, C. (2018) CD1d-dependent immune suppression mediated by regulatory B cells through modulations of iNKT cells, Nat. Commun., 9, 684, doi: 10.1038/s41467-018-02911-y.
  20. Tao, H., Lu, L., Xia, Y., Dai, F., Wang, Y., Bao, Y., Lundy, S. K., Ito, F., Pan, Q., Zhang, X., Zheng, F., Shu, G., Fang, B., Jiang, J., Xia, J., Huang, S., Li, Q., and Chang, A. E. (2015) Antitumor effector B cells directly kill tumor cells via the Fas/FasL pathway and are regulated by IL10, Eur. J. Immunol., 45, 999-1009, doi: 10.1002/eji.201444625.
  21. Cherukuri, A., Mohib, K., and Rothstein, D. M. (2021) Regulatory B cells: TIM-1, transplant tolerance, and rejection, Immunol. Rev., 299, 31-44, doi: 10.1111/imr.12933.
  22. Zacca, E. R., Amezcua Vesely, M. C., Ferrero, P. V., Acosta, C. D. V., Ponce, N. E., Bossio, S. N., Mussano, E., Onetti, L., Cadile, I., Acosta Rodriguez, E. V., Montes, C. L., and Gruppi, A. (2021) B cells from patients with rheumatoid arthritis show conserved CD39-mediated regulatory function and increased CD39 expression after positive response to therapy, J. Mol. Biol., 433, 166687, doi: 10.1016/j.jmb.2020.10.021.
  23. Moens, L., Hershfield, M., Arts, K., Aksentijevich, I., and Meyts, I. (2019) Human adenosine deaminase 2 deficiency: a multi-faceted inborn error of immunity, Immunol. Rev., 287, 62-72, doi: 10.1111/imr.12722.
  24. Hasan, M. M., Thompson-Snipes, L., Klintmalm, G., Demetris, A. J., O'Leary, J., Oh, S., and Joo, H. (2019) CD24hiCD38hi and CD24hiCD27+ human regulatory B cells display common and distinct functional characteristics, J. Immunol., 203, 2110-2120, doi: 10.4049/jimmunol.1900488.
  25. Catal�n, D., Mansilla, M. A., Ferrier, A., Soto, L., Oleinika, K., Aguill�n, J. C., and Aravena, O. (2021) Immunosuppressive mechanisms of regulatory B cells, Front. Immunol., 12, 611795, doi: 10.3389/fimmu.2021.611795.
  26. Glass, M. C., Glass, D. R., Oliveria, J. P., Mbiribindi, B., Esquivel, C. O., Krams, S. M., Bendall, S. C., and Martinez, O. M. (2022) Human IL-10-producing B cells have diverse states that are induced from multiple B cell subsets, Cell Rep., 39, 110728, doi: 10.1016/j.celrep.2022.110728.
  27. Zhou, Y., Zhang, Y., Han, J., Yang, M., Zhu, J., and Jin, T. (2020) Transitional B cells involved in autoimmunity and their impact on neuroimmunological diseases, J. Transl. Med., 18, 1-12, doi: 10.1186/s12967-020-02289-w.
  28. Lomakin, Y. A., Zvyagin, I. V., Ovchinnikova, L. A., Kabilov, M., Staroverov, D. B., Mikelov, A., Tupikin, A. E., Zakharova, M. Y., Bykova, N. A., Mukhina, V. S., Favorov, A. V., Ivanova, M., Simaniv, T., Rubtsov, Y. P., Chudakov, D. M., Zakharova, M. N., Illarioshkin, S. N., Belogurov, A. A. Jr., and Gabibov, A. G. (2022) Deconvolution of B cell receptor repertoire in Multiple Sclerosis patients revealed a delay in tBreg maturation, Front. Immunol., 13, 803229, doi: 10.3389/fimmu.2022.803229.29.
  29. Guan, H., Wan, Y., Lan, J., Wang, Q., Wang, Z., Li, Y., Zheng, J., Zhang, X., Wang, Z., Shen, Y., and Xie, F. (2016) PD-L1 is a critical mediator of regulatory B cells and T cells in invasive breast cancer, Sci. Rep., 6, 35651, doi: 10.1038/srep35651.
  30. Murakami, Y., Saito, H., Shimizu, S., Kono, Y., Shishido, Y., Miyatani, K., Matsunaga, T., Fukumoto, Y., Ashida, K., Sakabe, T., Nakayama, Y., and Fujiwara, Y. (2019) Increased regulatory B cells are involved in immune evasion in patients with gastric cancer, Sci. Rep., 9, 1-9, doi: 10.1038/s41598-019-49581-4.
  31. Blair, P. A., Nore�a, L. Y., Flores-Borja, F., Rawlings, D. J., Isenberg, D. A., Ehrenstein, M. R., and Mauri, C. (2010) CD19+CD24hiCD38hi B cells exhibit regulatory capacity in healthy individuals but are functionally impaired in systemic lupus erythematosus patients, Immunity, 32, 129-140, doi: 10.1016/j.immuni.2009.11.009.
  32. Kamekura, R., Shigehara, K., Miyajima, S., Jitsukawa, S., Kawata, K., Yamashita, K., Nagaya, T., Kumagai, A., Sato, A., Matsumiya, H., Ogasawara, N., Seki, N., Takano, K., Kokai, Y., Takahashi, H., Himi, T., and Ichimiya, S. (2015) Alteration of circulating type 2 follicular helper T cells and regulatory B cells underlies the comorbid association of allergic rhinitis with bronchial asthma, Clin. Immunol., 158, 204-211, doi: 10.1016/j.clim.2015.02.016.
  33. Hasan, M. M., Nair, S. S., O'Leary, J. G., Thompson-Snipes, L., Nyarige, V., Wang, J., Park, W., Stegall, M., Heilman, R., Klintmalm, G. B., Joo, H., and Oh, S. (2021) Implication of TIGIT+ human memory B cells in immune regulation, Nat. Commun., 12, 1534, doi: 10.1038/s41467-021-21413-y.
  34. Ewels, P., Magnusson, M., Lundin, S., and Kaller, M. (2016) MultiQC: summarize analysis results for multiple tools and samples in a single report, Bioinformatics, 32, 3047-3048, doi: 10.1093/bioinformatics/btw354.
  35. Liao, Y., Smyth, G. K., and Shi, W. (2014) featureCounts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features, Bioinformatics, 30, 923-930, doi: 10.1093/bioinformatics/btt656.
  36. Dobin, A., Davis, C. A., Schlesinger, F., Drenkow, J., Zaleski, C., Jha, S., Batut, P., Chaisson, M., and Gingeras, T. R. (2013) STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner, Bioinformatics, 29, 15-21, doi: 10.1093/bioinformatics/bts635.
  37. Martin, M. (2011) Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads, EMBnet J., 17, 10-12, doi: 10.14806/ej.17.1.200.
  38. Bray, N. L., Pimentel, H., Melsted, P., and Pachter, L. (2016) Near-optimal probabilistic RNA-seq quantification, Nat. Biotechnol., 34, 525-527, doi: 10.1038/nbt.3519.
  39. Robinson, M. D., McCarthy, D. J., and Smyth, G. K. (2010) EdgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data, Bioinformatics, 26, 139-140, doi: 10.1093/bioinformatics/btp616.
  40. Waskom, M. L. (2021) Seaborn: statistical data visualization, J. Open Source Software, 6, 3021, doi: 10.21105/joss.03021.
  41. Zhou, Y., Zhou, B., Pache, L., Chang, M., Khodabakhshi, A. H., Tanaseichuk, O., Benner, C., and Chanda, S. K. (2019) Metascape provides a biologist-oriented resource for the analysis of systems-level datasets, Nat. Commun., 10, 1523, doi: 10.1038/s41467-019-09234-6.
  42. Awwad, M. H. S., Mahmoud, A., Bruns, H., Echchannaoui, H., Kriegsmann, K., Lutz, R., Raab, M. S., Bertsch, U., Munder, M., Jauch, A., Weisel, K., Maier, B., Weinhold, N., Salwender, H. J., Eckstein, V., Hanel, M., Fenk, R., During, J., Brors, B., Benner, A., Muller-Tidow, C., Goldschmidt, H., and Hundemer, M. (2021) Selective elimination of immunosuppressive T cells in patients with multiple myeloma, Leukemia, 35, 2602-2615, doi: 10.1038/s41375-021-01172-x.
  43. O'Connell, P., Hyslop, S., Blake, M.K., Godbehere, S., Amalfitano, A., and Aldhamen, Y. A. (2021) SLAMF7 signaling reprograms T cells toward exhaustion in the tumor microenvironment, J. Immunol., 206, 193-205, doi: 10.4049/jimmunol.2000300.
  44. Kikuchi, J., Hori, M., Iha, H., Toyama-Sorimachi, N., Hagiwara, S., Kuroda, Y., Koyama, D., Izumi, T., Yasui, H., Suzuki, A., and Furukawa, Y. (2020) Soluble SLAMF7 promotes the growth of myeloma cells via homophilic interaction with surface SLAMF7, Leukemia, 34, 180-195, doi: 10.1038/s41375-019-0525-6.
  45. Ishibashi, M., Soeda, S., Sasaki, M., Handa, H., Imai, Y., Tanaka, N., Tanosaki, S., Ito, S., Odajima, T., Sugimori, H., Asayama, T., Sunakawa, M., Kaito, Y., Kinoshita, R., Kuribayashi, Y., Onodera, A., Moriya, K., Tanaka, J., Tsukune, Y., Komatsu, N., Inokuchi, K., and Tamura, H. (2018) Clinical impact of serum soluble SLAMF7 in multiple myeloma, Oncotarget, 9, 34784-34793, doi: 10.18632/oncotarget.26196.
  46. Otsuji, M., Kimura, Y., Aoe, T., Okamoto, Y., and Saito, T. (1996) Oxidative stress by tumor-derived macrophages suppresses the expression of CD3 zeta chain of T-cell receptor complex and antigen-specific T-cell responses, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 13119-13124, doi: 10.1073/pnas.93.23.13119.
  47. Cousin, C., Aubatin, A., Le Gouvello, S., Apetoh, L., Castellano, F., and Molinier-Frenkel, V. (2015) The immunosuppressive enzyme IL4I1 promotes FoxP3(+) regulatory T lymphocyte differentiation, Eur. J. Immunol., 45, 1772-1782, doi: 10.1002/eji.201445000.
  48. Boulland, M. L., Marquet, J., Molinier-Frenkel, V., Moller, P., Guiter, C., Lasoudris, F., Copie-Bergman, C., Baia, M., Gaulard, P., Leroy, K., and Castellano, F. (2007) Human IL4I1 is a secreted L-phenylalanine oxidase expressed by mature dendritic cells that inhibits T-lymphocyte proliferation, Blood, 110, 220-227, doi: 10.1182/blood-2006-07-036210.
  49. Yue, Y., Huang, W., Liang, J., Guo, J., Ji, J., Yao, Y., Zheng, M., Cai, Z., Lu, L., and Wang, J. (2015) IL4I1 is a novel regulator of M2 macrophage polarization that can inhibit T cell activation via L-tryptophan and arginine depletion and IL10 production, PLoS One, 10, e0142979, doi: 10.1371/journal.pone.0142979.
  50. Prevost-Blondel, A., and Richard, Y. (2019) Interleukin 4-induced gene 1 as an emerging regulator of B-cell biology and its role in cutaneous melanoma, Crit. Rev. Immunol., 39, 39-57, doi: 10.1615/CritRevImmunol.2019030020.
  51. Ni, J., Fernandez, M. A., Danielsson, L., Chillakuru, R. A., Zhang, J., Grubb, A., Su, J., Gentz, R., and Abrahamson, M. (1998) Cystatin F is a glycosylated human low molecular weight cysteine proteinase inhibitor, J. Biol. Chem., 273, 24797-24804, doi: 10.1074/jbc.273.38.24797.
  52. Kos, J., Nanut, M. P., Prunk, M., Sabotic, J., Dautovic, E., and Jewett, A. (2018) Cystatin F as a regulator of immune cell cytotoxicity, Cancer Immunol. Immunother., 67, 1931-1938, doi: 10.1007/s00262-018-2165-5.
  53. Prunk, M., Nanut, M. P., Sabotic, J., Svajger, U., and Kos, J. (2019) Increased cystatin F levels correlate with decreased cytotoxicity of cytotoxic T cells, Radiol. Oncol., 53, 57-68, doi: 10.2478/raon-2019-0007.
  54. Sawyer, A. J., Garand, M., Chaussabel, D., and Feng, C. G. (2021) Transcriptomic profiling identifies neutrophil specific upregulation of cystatin f as a marker of acute inflammation in humans, Front. Immunol., 12, 634119, doi: 10.3389/fimmu.2021.634119.
  55. Gaggero, S., Bruschi, M., Petretto, A., Parodi, M., Del Zotto, G., Lavarello, C., Prato, C., Santucci, L., Barbuto, A., Bottino, C., Candiano, G., Moretta, A., Vitale, M., Moretta, L., and Cantoni, C. (2018) Nidogen-1 is a novel extracellular ligand for the NKp44 activating receptor, Oncoimmunology, 7, e1470730, doi: 10.1080/2162402X.2018.1470730.
  56. Morrissey, M. A., Kern, N., and Vale, R. D. (2020) CD47 ligation repositions the inhibitory receptor SIRPA to suppress integrin activation and phagocytosis, Immunity, 53, 290-302, doi: 10.1016/j.immuni.2020.07.008.
  57. Chen, Y. P., Kim, H. J., Wu, H., Price-Troska, T., Villasboas, J. C., Jalali, S., Feldman, A. L., Novak, A. J., Yang, Z. Z., and Ansell, S. M. (2019) SIRPalpha expression delineates subsets of intratumoral monocyte/macrophages with different functional and prognostic impact in follicular lymphoma, Blood Cancer J., 9, 84, doi: 10.1038/s41408-019-0246-0.
  58. Mittal, D., Sinha, D., Barkauskas, D., Young, A., Kalimutho, M., Stannard, K., Caramia, F., Haibe-Kains, B., Stagg, J., Khanna, K. K., Loi, S., and Smyth, M. J. (2016) Adenosine 2B receptor expression on cancer cells promotes metastasis, Cancer Res., 76, 4372-4382, doi: 10.1158/0008-5472.CAN-16-0544.
  59. Ryzhov, S., Novitskiy, S. V., Zaynagetdinov, R., Goldstein, A. E., Carbone, D. P., Biaggioni, I., Dikov, M. M., and Feoktistov, I. (2008) Host A(2B) adenosine receptors promote carcinoma growth, Neoplasia, 10, 987-995, doi: 10.1593/neo.08478.
  60. Morello, S., and Miele, L. (2014) Targeting the adenosine A2b receptor in the tumor microenvironment overcomes local immunosuppression by myeloid-derived suppressor cells, Oncoimmunology, 3, e27989, doi: 10.4161/onci.27989.

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах