Галектин-9/Tim-3-зависимый механизм регуляции функциональной активности натуральных киллеров при беременности

Екатерина Григорьевна Орлова; Ольга Александровна  Логинова; Ольга Леонидовна  Горбунова; Сергей Викторович  Ширшев

doi:10.17072/1994-9952-2023-4-403-413

pdf

Опубликован: дек 15, 2023

DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2023-4-403-413

Ключевые слова:

галектин-9, NK-клетки, Tim-3, иммунная толерантность, беременность

Екатерина Григорьевна Орлова

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Ольга Александровна Логинова

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Ольга Леонидовна Горбунова

Институт экологии и генетики микроорганизмов – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Сергей Викторович Ширшев

Институт экологии и генетики микроорганизмов – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Аннотация

Галектинами называют семейство β-галактозид-связывающих низкомолекулярных белков (лектинов), гомологичных по аминокислотной последовательности углевод-связывающего сайта. Галектины взаимодействуют с гликанами на поверхности клеток и участвуют в регуляции функциональной активности большинства клеток организма человека. Галектин-9 играет важнейшую роль в контроле функций клеток иммунной системы. Особое значение приобретают иммунорегуляторные эффекты галектина-9 при беременности, когда его продукция клетками трофобласта значительно увеличивается, что ассоциировано с формированием периферической иммунной толерантности. Основным лигандом для галектина-9 является молекула Tim-3 (Т-клеточный иммуноглобулиновый и муциновый домен, содержащий белок 3), высокая экспрессия которой выявляется на натуральных киллерах (NK-клетки). При беременности фенотип и функции NK-клеток существенно меняются, что необходимо для предотвращения цитотоксических реакций на клетки плода. В обзоре систематизированы данные о роли галектина-9 в Tim-3-опосредованной регуляции функций NK-клеток в аспекте беременности. Изучение регуляции функциональной активности NK-клеток необходимо для повышения эффективности NK-клеточной терапии.

Как цитировать

Орлова, Е. Г., Логинова, О. А. ., Горбунова, О. Л. ., & Ширшев, С. В. . (2023). Галектин-9/Tim-3-зависимый механизм регуляции функциональной активности натуральных киллеров при беременности. Вестник Пермского университета. Серия Биология, (4), 403–413. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2023-4-403-413

Выпуск

№ 4 (2023): Вестник Пермского университета. Серия Биология

Раздел

Иммунология

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Биографии авторов

Екатерина Григорьевна Орлова, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

Ольга Александровна Логинова, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

Ольга Леонидовна Горбунова, Институт экологии и генетики микроорганизмов – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

Сергей Викторович Ширшев, Институт экологии и генетики микроорганизмов – филиал ПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия

Доктор медицинских наук, заведующий лабораторией иммунорегуляции

Библиографические ссылки

Рапопорт Е.М., Бовин Н.В. Специфичность галектинов человека в составе клеток // Биохимия. 2015. Т. 80, № 7. С. 1010–1022.

Рапопорт Е.М., Курмышкина О.В., Бовин Н.В. Галектины млекопитающих: структура, углеводная специфичность и функции // Биохимия. 2008. Т. 73, № 4. С. 483–497.

Asakura H. et al. Selective eosinophil adhesion to fibroblast via IFN-gamma-induced galectin-9 // J. Immunol. 2002. Vol. 169. P. 5912–5918.

Boron D.G. et al. Galectin-1 and galectin-9 concentration in maternal serum: implications in pregnancies complicated with preterm prelabor rupture of membranes // Journal of Clinical Medicine. 2022. Vol. 11, № 21. Р. 6330.

Cerdeira A.S. et al. Conversion of peripheral blood NK cells to a decidual NK-like phenotype by a cocktail of defined factors // J. of immunol. 2013. Vol. 190, № 8. P. 3939–3948.

Chen H. et al. T-cell immunoglobulin and mucin-domain containing-3 (TIM-3): Solving a key puzzle in autoimmune diseases // Intern. immunopharmacol. 2023. Vol. 121. P. 110418.

Cocker A.T.H. et al. CD56-negative NK cells: frequency in peripheral blood, expansion during HIV-1 infection, functional capacity and KIR expression. // Frontiers in Immunology. 2022. Vol. 13. P. 992723.

Crespo A.C. et al. Decidual NK cells transfer granulysin to selectively kill bacteria in trophoblasts // Cell. 2020. Vol. 182, № 5. P. 1125–1139.

Dixit A., Karande A.A. Glycodelin regulates the numbers and function of peripheral natural killer cells // J. Reprod. Immunol. 2020. Vol. 137. P. 102625.

Elahi S. et al. Galectin-9 binding to tim-3 renders activated human CD4+ T cells less susceptible to HIV-1 infection // Blood. 2012. Vol. 119, № 18. P. 4192–204.

Enninga E.A.L. et al. Immune checkpoint molecules soluble program death ligand 1 and galectin-9 are increased in pregnancy // Am. J. of Reprod. Immunol. 2018. Vol. 79, № 2. e12795.

Erlebacher A. Immunology of the maternal-fetal interface // Annu. Rev. Immunol. 2013. Vol. 31. P. 387–411.

Fu B. et al. Natural killer cells promote fetal development through the secretion of growth-promoting factors // Immunity. 2017. Vol. 47, № 6. P. 1100–1113.

Fuselier C. et al. Placental galectins in cancer: why we should pay more attention // Cells. 2023. Vol. 12, № 3. P. 437.

Gleason M.K. et al. Tim-3 is an inducible human natural killer cell receptor that enhances interferon gamma production in response to galectin-9 // Blood. 2012. Vol. 119, № 13. Р. 3064–3072.

Grossman T.B. et al. Soluble T cell immunoglobulin mucin domain 3 (sTim-3) in maternal sera: a potential contributor to immune regulation during pregnancy // The J. of maternal-fetal & neonatal medicine: the official J of the Europ. Associat. of Perinat. Med. 2021. Vol. 34, № 24. P. 4119–4122.

Han G. et al. Tim-3: an activation marker and activation limiter of innate immune cells // Front. Immunol. 2013. Vol. 4. P. 449–455.

Imaizumi T. et al. Interferon-gamma stimulates the expression of galectin-9 in cultured human endothelial cells // J. Leukoc. Biol. 2002. Vol. 72. P. 486–491.

Iwasaki-Hozumi H. et al. Blood levels of galectin-9, an immuno-regulating molecule, reflect the severity for the acute and chronic infectious diseases // Biomolecules. 2021. Vol. 11, № 3. P. 430.

Koopman L.A. et al. Human decidual natural killer cells are a unique NK cell subset with immunomodulatory potential // The J. of exp. medicine. 2003. Vol. 198, № 8. P. 1201–1212.

Li Y. et al. The Galectin-9/Tim-3 pathway is involved in the regulation of NK cell function at the maternal-fetal interface in early pregnancy // Cellular & molecul. Immunol. 2016. Vol. 13, № 1. Р. 73–81.

Li Y. et al. Tim-3 signaling in peripheral NK cells promotes maternal-fetal immune tolerance and alleviates pregnancy loss // Science signaling. 2017. Vol. 10, № 498. P. 4323.

Lu C. et al. An emerging role of TIM3 expression on T cells in chronic kidney inflammation // Front. Immunol. 2021. Vol. 12. P. 798683.

Meggyes M. et al. Peripheral blood TIM-3 positive NK and CD8+T cells throughout pregnancy: TIM-3/Galectin-9 interaction and its possible role during pregnancy // PLoS One. 2014. Vol. 9, № 3. P. 92371.

Miko E. et al. Involvement of Galectin-9/TIM-3 Pathway in the Systemic Inflammatory Response in Early-Onset Preeclampsia // PLoS One. 2013. Vol. 8, № 8. P. 71811.

Nagahara K. et al. Galectin-9 increases Tim-3dendritic cells and CD8 T cells and enhances anti-tumor immunity via galection-9-Tim-3 interactions // J. Immunol. 2008. Vol. 181, № 11. P. 7660–7669.

Ndhlovu L.C. et al. Tim-3 marks human natural killer cell maturation and suppresses cell-mediated cytotoxicity // Blood. 2012. Vol. 119, № 16. Р. 3734–3743.

Ocana-Guzman R., Torre-Bouscoulet L., Sada-Ovalle I. TIM-3 regulates distinct functions in macrophages // Front. Immunol. 2016. Vol. 13, № 7. Р. 229.

Orlova E.G. et al. Expression of TIM-3 and CD9 molecules on natural killer cells (NK) and T-lymphocytes with NK functions (NKT) in the peripheral blood at different trimesters of physiological pregnancy // J. Evol. Biochem. Phys. 2023a. Vol. 59. P. 809–821.

Orlova E.G. et al. Galectin-9 influences the Tim-3 molecule expression in natural killer different subpopulations // Med. Immunol. (Russia). 2023b. Vol. 25, № 3. P. 469–476.

Orlova E.G. et al. Hormone-Dependent Reprogramming of NK Cell Functions in the Aspect of Pregnancy // Science and Global Challenges of the 21st Century – Innovations and Technologies in Interdisciplinary Applications. Perm Forum 2022. Lecture Notes in Networks and Systems. 2023c. Vol. 622. Springer, Cham.

Pełech A. et al. Do Serum galectin-9 levels in women with gestational diabetes and healthy ones differ before or after delivery? A pilot study // Biomolecules. 2023. Vol. 13, № 4. P. 697.

Sanchez-Fueyo A. et al. Tim-3 inhibits T helper type 1-mediated auto- and allo- immune responses and promotes immunological tolerance // Nat. Immunol. 2003. Vol. 4, № 11. P. 1093–1101.

Shirshev S.V. et al. Hormonal regulation of NK cell cytotoxic activity // Dokl. Biol. Sci. 2017b. Vol. 472, № 1. P. 28–30.

Shirshev S.V. et al. MicroRNA in hormonal mechanisms of regulation of NK cell function // Dokl. Biochem. Biophys. 2017a. Vol. 474, № 1. P. 168–172.

So E.C. et al. NK cell expression of Tim-3: first impressions matter // Immunobiology. 2019. Vol. 224, № 3. Р. 362–370.

Song Yan et al. The mTORC1 signaling support cellular metabolism to dictate decidual NK cells function in early pregnancy // Front Immunol. 2022. Vol. 13. P. 771732.

Sun J. et al. Tim-3 is up regulated in NK cells during early pregnancy and inhibits NK cytotoxicity toward trophoblast in galectin-9 dependent pathway // PloS one. 2016. Vol. 11, № 1. P. 0147186.

Tang R., Rangachari M., Kuchroo V.K. Tim-3: A co-receptor with diverse roles in T cell exhaustion and tolerance // Semin. Immunol. 2019. Vol. 42. P. 101302.

Wang F. et al. Activation of Tim-3–Galectin-9 pathways improves survival of fully allergenic skin grafts // Transpl. Immunol. 2008. Vol. 19, № 1. P. 12–19.

Wu M. et al. Soluble co stimulatory molecule sTim3 regulates the differentiation of Th1and Th2 in patients with unexplained recurrent spontaneous abortion // Int. J. Clin. Exp. Med. 2015. Vol. 8, № 6. Р. 8812–8819.

Zhu C. et al. The Tim-3 ligand galectin-9 negatively regulates T helper type 1 immunity // Nat. Immunol. 2005. Vol. 6, № 12. P. 1245–1252.

Zhu W. et al. Tim-3: An inhibitory immune checkpoint is associated with maternal-fetal tolerance and recurrent spontaneous abortion // Clin. Immunol. 2022. Vol. 245. P. 109185.

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##