КАДГЕРИНЫ И КАТЕПСИН G В РЕГУЛЯЦИИ ГОМЕОСТАЗА И ЗАЩИТНЫХ РЕАКЦИЙ В КИШЕЧНОМ ЭПИТЕЛИИ

Цель исследования. Определить потенциальную возможность иммунной протеазы катепсина G (Кат G) участвовать в регуляции гомеостаза и защитных реакций в кишечном эпителии путём взаимодействия с белками клеточной адгезии (кадгеринами). Материалы и методы. Биоптаты слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки человека исследовали методом конфокальной иммунофлуоресцентной микроскопии с использованием специфических антител к десмоглеинам 1-3 (ДСГ 1-3), Е-кадгерину и Кат G человека. Результаты. Показано присутствие ДСГ 2 в области контакта базолатеральной мембраны эпителиоцитов кишечных ворсинок и кишечных желёз (крипт) с базальной мембраной. ДСГ 1 и ДСГ 3 не были обнаружены в исследуемых образцах. Е-кадгерин локализован в зоне базолатеральной мембраны энтероцитов, бокаловидных клеток и клеток Панета. Е-кадгерин-специфическая флуоресценция обнаружена также между секреторными гранулами клеток Панета, что указывает на синтез этого белка клетками Панета и/или его роль во внутриклеточной сигнализации. При воспалении (дуоденит II-III степени) Кат G-содержащие гранулы локализуются вблизи базальной мембраны ворсинок и кишечных желёз. Заключение. Каталитические свойства Кат G и его близкое расположение к белкам клеточной адгезии (ДСГ 2 и Е-кадгерину) свидетельствуют о возможности взаимодействия этих белков и их участии в регуляции тканевого метаболизма, модификации и поддержании барьерных свойств эпителия в ходе развития защитного и/или патологического процессов.

Е-кадгерин, десмоглеин 2, катепсин G, кишечный эпителий, эпителиальный барьер, иммунофлуоресценция

1. Groschwitz K. R., Hogan S. P. Intestinal barrier function: molecular regulation and disease pathogenesis. J. Allergy Clin. Immunol., 2009, vol.124, no.1, pp. 3-20.

2. Maretzky T., Reiss K., Ludwig A., et al. ADAM10 mediates E-cadherin shedding and regulates epithelial cell-cell adhesion, migration, and beta-catenin translocation. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, 2005, vol.102, no.26, pp. 9182-9187.

3. Halbleib J. M., Nelson W. J. Cadherins in development: cell adhesion, sorting, and tissue morphogenesis. Genes and development, 2006, no. 20, pp. 3199-3214.

4. Sumagin R., Parkos C. A. Epithelial adhesion molecules and the regulation of intestinal homeostasis during neutrophil transepithelial migration. Tissue Barriers, 2015, vol. 3, no.1-2, p. e969100.

5. Escaffit F., Perreault N,. Jean D. et al. Repressed E-cadherin expression in the lower crypt of human small intestine: a cell marker of functional relevance. Exp Cell Res, 2005, vol.302, no.2, pp. 206-220.

6. Schneider M. R., Dahlhoff M., Horst D. et al. A key role for E-cadherin in intestinal homeostasis and Paneth cell maturation. PLoS One, 2010, vol.5, no.12, p. e14325.

7. Korkmaz B., Moreau T., Gauthier F. Neutrophil elastase, proteinase 3 and cathepsin G: physicochemical properties, activity and physiopathological functions. Biochimie, 2008, vol. 90, no. 2, pp. 227-242.

8. Packer M., Patterson-Kane J.C., Smith K. C., Durham A. E. Quantification of immune cell populations in the lamina propria of equine jejunal biopsy specimens. J. Comp. Pathol., 2005, vol.132, no.1, pp. 90-95.

9. Hasan M., Hay F., Sircus W., Ferguson A., Nature of the inflammatory cell infiltrate in duodenitis., J. Clin. Pathol., 1983, vol. 36, no. 3, pp.280-288.

10. Замолодчикова Т. С., Щербаков И. Т., Хренников Б. Н. и соавт. Катепсин G в иммунной защите двенадцатиперстной кишки человека: новые источники биосинтеза. Физиология человека, 2017, Т. 43, № 3, С. 102-110.

11. Yui S., Osawa Y., Ichisugi T., Morimoto-Kamata R. Neutrophil Cathepsin G, but Not Elastase, Induces Aggregation of MCF-7 Mammary Carcinoma Cells by a Protease Activity-Dependent Cell-Oriented Mechanism. Mediators Inflamm., 2014, vol. 2014, p.971409, https://doi.org/10.1155/2014/971409.

12. Jerke U., Hernandez D. P., Beaudette P. et al. Neutrophil serine proteases exert proteolytic activity on endothelial cells. Kidney Int., 2015, vol. 88, no.4, pp.764-775.

13. Gumber S., Nusrat A., Villinger F. Immunohistological characterization of intercellular junction proteins in rhesus macaque intestine. Exp Toxicol Pathol., 2014, vol. 66, no. 9-10, pp. 437-444.

14. Son E. D., Kim H., Choi H. et al. Cathepsin G increases MMP expression in normal human fibroblasts through fibronectin fragmentation, and induces the conversion of proMMP-1 to active MMP-1. J. Dermatol. Sci., 2009, vol. 53, no. 2, pp.150-152.

15. Замолодчикова Т. С., Толпыго С. М., Свирщевская Е. В. Роль катепсина G в модуляции иммунных реакций с участием локальных ренин-ангиотензиновых систем. Медицинская иммунология, 2017, Т. 19, № S, С. 41.

16. Liu T. J., Shi Y. Y., Wang E. B. et al. AT1R blocker losartan attenuates intestinal epithelial cell apoptosis in a mouse model of Crohn’s disease. Mol. Med. Rep., 2016, vol.13, no. 2, pp.1156-1162