ЗВ’ЯЗОК ЕКСПРЕСІЇ ХЕМОКІНОВОГО РЕЦЕПТОРА CXCR3 З ТЯЖКІСТЮ КЛІНІЧНИХ ПРОЯВІВ ПСОРІАЗУ

ВСТУП

Псоріаз характеризується постійною активацією ефекторних Т-лімфоцитів (Sugiyama H. et al., 2005). Диференційована експресія хемокінових та хомінгових рецепторів визначає специфічну міграцію Т‑лім­фоцитів до псоріатичних висипань (Teraki Y. et al., 2004). Відповідно до сучасного уявлення про специ­фічний для певної тканини хомінг, така специфічність зумовлена селективним залученням популяції лімфоцитів з периферичної крові залежно від експресії останніми рецепторів хемокінів (Burman A. et al., 2005).

Система хемокінів необхідна для зв’язку між вродженим та набутим імунітетом. Ангіогенез, органогенез, виникнення, ріст пухлин та метастазування — також важливі функції системи хемокінів. Ця система контролює рух лейкоцитів при гомео­стазі та запаленні (Rosenkilde M.M., Schwartz T.W., 2004). Вважається, що хемокіни переважно відпо­відають за міграцію лейкоцитів до тканини, де виникло запалення (Bruhl H. et al., 2005). Саме рецептори хемокінів відіграють основну роль у залученні активованих Т-лімфоцитів до місць запалення (Papadakis K.A. et al., 2004). Хемокіновий рецептор CXCR3 та його CXC-ліганди мають важливе значення у запальних процесах, зумовлених імунною від­повіддю Т-хелперів першого типу (Th1) (Chen J. et al., 2004).

Вважається, що CXCR3 вибірково експресується Тhl-лімфоцитами (Wakugawa M. et al., 2001). CXCR3-позитивні T-лімфоцити переважно продукують інтерферон-гамма (Inaoki M. et al., 2003). Припускають, що інтерферон-гамма зумовлює Th1‑запальну імунну відповідь із залученням Т‑лім­фоцитів, позитивних за CXCR3, до шкіри (Wenzel J. et al., 2005). Отже, саме хемокіновий рецептор CXCR3 має основне значення у міграції активованих Тhl-лімфоцитів (McColl S.R. et al., 2004). Припускають, що CXCR3 вибірково залучений до Т‑лім­фоцитарного хомінгу в епідерміс при псоріазі (Rottman J.B. et al., 2001). При псоріазі властива проліферація СD4⁺-Т-лімфоцитів, позитивних за CXCR3 (Sugiyama H. et al., 2005). CXCR3 експресується більшістю CD4⁺– та CD8⁺-T-лімфоцитів у псоріатичних інфільтратах, що свід­чить про функціональну взаємодію між локальною продукцією хемокінів та Т-лімфоцитами, які експресують CXCR3 (Flier J. et al., 2001). Слід зазначити, що CXC-хе­мокіни, до яких належить CXCR3, — унікальна родина хемокінів з відомою здатністю впливати на регулювання ангіогенезу (Strieter R.M. et al., 2005). Є дані, що кількість СD4⁺-Т-лімфоцитів, позитивних за CXCR3, у периферичній крові хворих на псоріаз не відрізняється від такої у контролі (Inao­ki M. et al., 2003).

Завдання нашої роботи — визначити рівень екс­пресії CXCR3 на Т-лімфоцитах-хелперах та цитотоксичних Т-лімфоцитах у периферичній крові хворих на псоріаз, порівняти його з показниками контролю та дослідити наявність зв’язку між клі­нічними проявами псоріазу та експресією CXCR3 Т-лімфоцитами.

ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Ми обстежили 20 хворих на псоріаз та 20 здорових донорів, що склали групу контролю. Середній вік хворих становив 37,42±4,42 року, середня тривалість захворювання — 12,89±3,53 року, середній індекс площі та тяжкості псоріазу (Psoriasis Area and Severity Index/PASI) — 15,16±2,45.

Субпопуляції лімфоцитів у цільній гепаринізованій периферичній крові визначали за методом триколірної проточної цитометрії з використанням моно­клональних антитіл та цитометра FACScan («Becton Dickinson», США) з використанням комп’ю­терних програм FACScan Research & Lysis software («Becton Dickinson», США). Принцип методу: 100 мкл крові переносили в окремі пробірки з 20 мкл кожного моноклонального антитіла. Після змішування інкубували при кімнатній температурі протягом 15–30 хв у темряві. Далі у кожну пробірку додавали 2 мл лізуючого розчину від фірми «Becton Dickinson» (США) та інкубували протягом 10 хв. Після цього проби центрифугували при 500 g протягом 5 хв і видаляли лізовані еритроцити. Після дворазової відмивки розчином CellWash («Becton Dickinson», США) клітини фіксували 1% розчином параформальдегіду та аналізували на цитометрі протягом 24 год. Для виключення з аналізу присутніх у крові моноцитів, гранулоцитів, фрагментів клітин та нелізованих або ядерних еритроцитів кожен зразок крові хворих на псоріаз інкубували з Leuco­GATE: анти-CD45 та анти-CD14, мічених флуоресцеїн ізотіо­ціанатом (FITC) та фікоеритрином (PE) відповідно. Як фоновий контроль були використані Simul­test Control (IgG₁, мічений флуоресцеїн ізотіоціанатом, та IgG2, мічений фікоеритрином, «Becton Dic­kin­son», США). Аналізували відносний та абсолютний рівень CD3⁺CD4⁺CXCR3⁺ та CD3⁺CD8⁺CXCR3⁺. Для триколірної флоуцитометрії моноклональні антитіла були мічені флуорохромами: флуоресцеїн ізотіоціанатом, фікоеритрином та перидинін хлорофілом (PerCP) («Becton Dickinson», США).

З метою оцінки статистичної значущості різниці показників хворих на псоріаз з нормою застосовували непарний t-тест з поправками Велча. Для проведення кореляційного аналізу використовували рангову кореляцію за Спірманом. Кореляційний зв’язок вважали статистично значущим при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Серед субпопуляції CD3⁺CD4⁺-Т-лімфоцитів-хелперів у периферичній крові хворих на псоріаз 43,81±2,91% клітин експресували CXCR3, у той час як у групі контролю лише 36,52±2,49% Т-лімфоцитів-хелперів були позитивними за CXCR3. У популяції CD3⁺CD8⁺ цитотоксичних Т-лімфоцитів у хворих на псоріаз CXCR3 експресували 83,67±1,75% клітин, що майже не відрізнялося від показника у групі контролю (83,32±2,18%). Рівні Т-лімфоцитів-хелперів, позитивних за CXCR3, у периферичній крові хворих на псоріаз позитивно корелювали з PASI (r=0,58; p<0,05). Кореляційного зв’язку рівня експресії CXCR3 на цитотоксичних Т-лімфоцитах з PASI у наших пацієнтів не виявлено.

Таким чином, ми встановили, що тяжкість клі­нічних проявів псоріазу прямо залежить від рівня експресії хемокінового рецептора CXCR3 Т-лімфоцитами-хелперами у периферичній крові хворих на псоріаз. Тобто чим більше Т-хелперів експресує цей хемокіновий рецептор, тим більша площа ураження та тяжчі прояви псоріазу у пацієнтів.

Спробуємо встановити значення цього феномену, спираючись на наявні дані щодо властивостей та функцій хемокінового рецептора CXCR3.

Отже, експресія хемокінового рецептора CXCR3 специфічна для Th1-типу імунної відповіді, що властива при псоріазі та визначає характер розвитку запалення при цьому дерматозі. Найбільш відомою функцією CXCR3 є забезпечення міграції Т-лімфоцитів до ділянок запалення, у тому числі до шкіри. Відомо, що активація та залучення Т-лімфоцитів до уражених ділянок — основний субстрат підтримання патологічного процесу при псоріазі. Не випадково, що більшість Т-лімфоцитів у псоріатичних бляшках експресують хемокіновий рецептор CXCR3, бо саме від наявності хемокінових рецепторів залежить лімфоцитарний хомінг. Отримані нами дані свідчать, що значення у перебігу псоріазу має експресія CXCR3 не тільки безпосередньо у шкірі, а й у периферичній крові пацієнтів. Розглянемо, як відповідно до сучасних уявлень спрощено відбувається регуляція міграції Т-лімфоцитів при псоріазі. Основний цитокін, властивий Тh1-типу імунної відповіді, — інтерферон-гамма, рівень внутрішньоклітинної продукції якого Т-лімфоцитами-хелперами підвищений при псоріазі (Kolyaden­ko V.G., Chernyshov P.V., 2004), впливає на активацію T-лімфоцитів та міграцію позитивних за CXCR3 Тh1-лімфоцитів до місць запалення. Чим вищий рівень експресії CXCR3, тим активніше розвивається запальна реакція. Отже, специфічна для Тh1-типу імунної відповіді експресія хемокінового рецептора CXCR3 зумовлює міграцію Th1-лімфоцитів до уражених ділянок, що підтримує там імунне запалення.

Не менш важлива й властивість родини СХС‑хемокінів, зокрема CXCR3, впливати на ангіогенез. Виходячи з цього, можна розглядати міграцію Тh1-лім­фоцитів до місць запалення не лише з позиції необхідності забезпечення субстрату для підтримки запалення, а й як захисну реакцію організму, спрямовану на регуляцію ангіогенезу, який посилюється при псоріазі. Поєднання цих двох важливих функцій посилює важливість хемокінового рецептора CXCR3. Отже, ймовірно, що CXCR3 не тільки спрямовує міграцію Т-лімфоцитів до місць запалення, але в той же час використовує ці Т‑лім­фоцити як переносники, які дозволяють потрапити до місць запалення самому CXCR3 і там реалізувати його другу функцію — регулювання ангіогенезу. У такому разі ще більшого значення набуває встановлена нами кореляція експресії CXCR3 з PASI, бо чим більша інфільтрація та площа псоріатичних висипань, тим інтенсивніше відбувається ангіогенез. Відповідно для регулювання більш активного ангіогенезу повинно вироблятися більше CXCR3. Можна навіть казати про наявність своєрід­ного порочного кола за участю Т-лімфоцитів-хелперів та хемокінового рецептора CXCR3, бо чим інтенсивніше відбувається ангіогенез, тим більше CXCR3 потребується для його регулювання, отже, для задоволення цієї потреби більша кількість Т-лімфоцитів-хелперів повинна експресувати CXCR3 та, відповідно, більша кількість цих лімфоцитів мігрує до місць запалення, утворюючи субстрат для його підтримання.

Враховуючи таке важливе значення хемокінового рецептора CXCR3 при псоріазі, ми поділяємо думку про те, що він може знайти застосування при розробці нових методів лікування пацієнтів із цим дерматозом (Hwang S.T., 2001), та припускаємо, що не всі його функції вже виявлено.

ВИСНОВКИ

Встановлена нами кореляція між рівнем екс­пресії CXCR3 на Т-лімфоцитах-хелперах у периферичній крові хворих на псоріаз з PASI свідчить про залучення цього хемокінового рецептора до патологічного процесу при цьому дерматозі.

Спираючись на дані літератури та отримані нами, можна припустити, що вищий рівень екс­пресії CXCR3 при більш тяжких та виражених клі­нічних проявах псоріазу зумовлений необхідністю залучення більшої кількості Т-лімфоцитів до місць запалення та підвищеною потребою у CXCR3 для регулювання посиленого ангіогенезу.

Зважаючи на високу специфічність хемокінового рецептора CXCR3 для Тh1-типу імунної відповіді та псоріазу зокрема, його можна використовувати як надійний маркер активності імунопатологічного процесу.

Дослідження виконано завдяки гранту Президента України № 32.

ЛІТЕРАТУРА

• • Bruhl H., Vielhauer V., Weiss M., Mack M., Schlondorff D., Segerer S. (2005) Expression of DARC, CXCR3 and CCR5 in giant cell arteritis. Rheumatology (Oxford), 44(3): 309–313.
  • Burman A., Haworth O., Hardie D.L., Amft E.N., Siewert C., Jackson D.G., Salmon M., Buckley C.D. (2005) A chemokine-dependent stromal induction mechanism for aberrant lymphocyte accumulation and compromised lymphatic return in rheumatoid arthritis. J. Immunol., 174(3): 1693–1700.
  • Chen J., Vistica B.P., Takase H., Ham D.I., Fariss R.N., Wawrousek E.F., Chan C.C., DeMartino J.A., Farber J.M., Gery I. (2004) A unique pattern of up- and down-regulation of chemokine receptor CXCR3 on inflammation-inducing Th1 cells. Eur. J. Immunol., 34(10): 2885–2894.
  • Flier J., Boorsma D.M., van Beek P.J., Nieboer C., Stoof T.J., Willemze R., Tensen C.P. (2001) Differential expression of CXCR3 targeting chemokines CXCL10, CXCL9, and CXCL11 in different types of skin inflammation. J. Pathol., 194(4): 398–405.
  • Hwang S.T. (2001) Mechanisms of T-cell homing to skin. Adv. Dermatol., 17: 211–241.
  • Inaoki M., Sato S., Shirasaki F., Mukaida N., Takehara K. (2003) The frequency of type 2 CD8+ T cells is increased in peripheral blood from patients with psoriasis vulgaris. J. Clin. Immunol., 23(4): 269–278.
  • Kolyadenko V.G., Chernyshov P.V. (2004) Prognostic value of intracellular production of interferon-gamma by CD4 T-lymphocytes in psoriasis. J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol., 18 (Suppl. 2): 159.
  • McColl S.R., Mahalingam S., Staykova M., Tylaska L.A., Fisher K.E., Strick C.A., Gladue R.P., Neote K.S., Willenborg D.O. (2004) Expression of rat I-TAC/CXCL11/SCYA11 during central nervous system inflammation: comparison with other CXCR3 ligands. Lab. Invest., 84(11): 1418–1429.
  • Papadakis K.A., Prehn J., Zhu D., Landers C., Gaiennie J., Fleshner P.R., Targan S.R. (2004) Expression and regulation of the chemo­kine receptor CXCR3 on lymphocytes from normal and inflammatory bowel disease mucosa. Inflamm. Bowel. Dis., 10(6): 778–788.
  • Rosenkilde M.M., Schwartz T.W. (2004) The chemokine system — a major regulator of angiogenesis in health and disease. APMIS, 112(7–8): 481–495.
  • Rottman J.B., Smith T.L., Ganley K.G., Kikuchi T., Krue­ger J.G. (2001) Potential role of the chemokine receptors CXCR3, CCR4, and the integrin alphaEbeta7 in the pathogenesis of psoriasis vulgaris. Lab. Invest., 81(3): 335–347.
  • Strieter R.M., Belperio J.A., Burdick M.D., Keane M.P. (2005) CXC chemokines in angiogenesis relevant to chronic fibroproliferation. Curr. Drug Targets Inflamm. Allergy, 4(1): 23–26.
  • Sugiyama H., Gyulai R., Toichi E., Garaczi E., Shimada S., Stevens S.R., McCormick T.S., Cooper K.D. (2005) Dysfunctional blood and target tissue CD4+CD25high regulatory T cells in psoriasis: mechanism underlying unrestrained pathogenic effector T cell proliferation. J. Immunol., 174(1): 164–173.
  • Teraki Y., Miyake A., Takebayashi R., Shiohara T. (2004) Ho­ming receptor and chemokine receptor on intraepidermal T cells in psoriasis vulgaris. Clin. Exp. Dermatol., 29(6): 658–663.
  • Wakugawa M., Nakamura K., Kakinuma T., Onai N., Matsushima K., Tamaki K. (2001) CC chemokine receptor 4 expression on peripheral blood CD4+ T cells reflects disease activity of atopic dermatitis. J. Invest. Dermatol., 117(2): 188–196.
  • Wenzel J., Worenkamper E., Freutel S., Henze S., Haller O., Bieber T., Tuting T. (2005) Enhanced type I interferon signalling promotes Th1-biased inflammation in cutaneous lupus erythematosus. J. Pathol., 205(4): 435–442.

>СВЯЗЬ ЭКСПРЕССИИ ХЕМОКИНОВОГО РЕЦЕПТОРА CXCR3 С ТЯЖЕСТЬЮ КЛИНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ПСОРИАЗА

Чернышов Павел Викторович

Резюме. Уровень экспрессии CXCR3 на CD3+CD4+- и CD3+CD8+- -Т-лимфоцитах периферической крови исследованы у 20 больных псориазом и 20 здоровых доноров. Установлена позитивная корреляция уровня Т-лимфоцитов-хелперов, экспрессирующих CXCR3, с индексом площади и тяжести псориаза. CXCR3 можно использовать в качестве надежного маркера активности патологического процесса при псориазе.

Ключевые слова: воспаление, иммунный ответ Т-хелперов первого типа, хоминг, ангиогенез, индекс площади и тяжести псориаза

>ASSOCIATION OF THE CHEMOKINE CXCR3 RECEPTOR EXPRESSION WITH THE SEVERITY OF PSORIASIS CLINICAL MANIFESTATIONS

Chernyshov P V

Summary. Levels of chemokine CXCR3 receptor expression on CD3+CD4+ and CD3+CD8+ cells in peripheral blood of 20 psoriatic patients and 20 healthy controls were investigated. Positive correlation of CD3+CD4+ CXCR3 cells and Psoriasis Area and Severity Index (PASI) score was detected. CXCR3 could be used as a reliable marker of immunopathologic process.

Key words: inflammation, Th1 immune response, homing, angiogenesis, Psoriasis Area and Severity Index