anatomyЖурнал анатомии и гистопатологииJournal of Anatomy and Histopathology2225-7357N.N. Burdenko Voronezh State Medical University10.18499/2225-7357-2019-8-3-35-39anatomy-953Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL PAPERSФенотипический полиморфизм клеток Купфера печени крыс в нормеPhenotypic Polymorphism of Normal Rat Liver Kupffer CellsЕльчаниновА. В.El'chaninovA. V.

Ельчанинов Андрей Владимирович

ул. Академика Опарина, 4, Москва, 117198

Andrei El'chaninov

ul. Akademika Oparina, 4, 117198 Moscow

elchandrey@yandex.ruЛохонинаА. В.LokhoninaA. V.МакаровА. В.MakarovA. V.ВишняковаП. А.VishnyakovaP. A.КананыхинаЕ. Ю.KananykhinaE. Yu.НикитинаМ. П.NikitinaM. P.ГринбергМ. В.GrinbergM. V.БыковА. В.BykovA. V.ЧарыеваИ. Г.CharyevaI. G.БольшаковаГ. Б.Bol'shakovaG. B.ФатхудиновТ. Х.FatkhudinovT. Kh.ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В. И. Кулакова» Минздрава РоссииV.I. Kulakov National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and PerinatologyФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В. И. Кулакова» Минздрава России; ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»V.I. Kulakov National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology; The Peoples' Friendship University of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В. И. Кулакова» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова» Минздрава РоссииV.I. Kulakov National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology; Pirogov Russian National Research Medical UniversityФГБНУ «Научно-исследовательский институт морфологии человека»Research Institute of Human MorphologyФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»The Peoples' Friendship University of RussiaФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова» Минздрава РоссииPirogov Russian National Research Medical UniversityФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»; ФГБНУ «Научно-исследовательский институт морфологии человека»The Peoples' Friendship University of Russia; Research Institute of Human Morphology201915102019833539Copyright © Ельчанинов А.В., Лохонина А.В., Макаров А.В., Вишнякова П.А., Кананыхина Е.Ю., Никитина М.П., Гринберг М.В., Быков А.В., Чарыева И.Г., Большакова Г.Б., Фатхудинов Т.Х., 20192019Ельчанинов А.В., Лохонина А.В., Макаров А.В., Вишнякова П.А., Кананыхина Е.Ю., Никитина М.П., Гринберг М.В., Быков А.В., Чарыева И.Г., Большакова Г.Б., Фатхудинов Т.Х.El'chaninov A.V., Lokhonina A.V., Makarov A.V., Vishnyakova P.A., Kananykhina E.Y., Nikitina M.P., Grinberg M.V., Bykov A.V., Charyeva I.G., Bol'shakova G.B., Fatkhudinov T.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://anatomy.elpub.ru/jour/article/view/953

Цель исследования – оценить иммунофенотип резидентных макрофагов печени, клеток Купфера, у крыс в норме.

Материал и методы

Материал и методы. В работе использовали самцов крыс Вистар (n=6), у которых под эфирным наркозом забирали фрагмент срединной доли печени. Полученный материал фиксировали в жидком азоте, после чего готовили криосрезы толщиной 5–7 мкм. На гистологических препаратах с помощью набора антителами выявляли экспрессию ряда маркеров макрофагов: CD68, CD206, CD 163, CD86 после первых антител срезы докрашивали антителами, конъюгированными с FITC, ядра клеток выявляли с помощью DAPI, полученные препараты изучали с помощью флуоресцентного микроскопа.

Результаты

Результаты. При анализе экспрессии CD68 в печени крыс, установлено, что в норме примерно 20% клеток в поле зрения приходится на CD68+ клетки, что согласуется с нашими более ранними исследованиями. Количество CD163+ и CD206+ клеток совпадало с количеством CD68+ макрофагов, в то время как CD86+ макрофагов было значительно меньше.

Выводы

Выводы. В нормальных условиях популяция резидентных макрофагов печени крыс представлена клетками с выраженной экспрессией CD68, CD163 и CD206. Большое количество CD163+ и CD206+ макрофагов позволяет заключить, что клетки Купфера близки к М2-прорегенераторным фенотипу. Однако выявление CD86+ резидентных макрофагов свидетельствует о наличии М1-макрофагов, или о присутствии в печени крыс в норме макрофагов с промежуточным между М1и М2-фенотипом. Выявленное высокое содержание в печени макрофагов, экспрессирующих CD163 и CD206, свидетельствует не только о прорегенераторных свойствах клеток Купфера, но также о тесной связи макрофагов с функциями печени, поскольку указанные рецепторы участвует в утилизации гемоглобина и ряда гормонов.

The aim of study was to evaluate the immunophenotype of resident macrophages of the liver, Kupffer cells, in rats in the norm.

Material and methods

Material and methods. The study included male Wistar rats’ samples (n=6) that presented fragments of the middle lobe of the liver taken under ether anesthesia. The obtained samples were fixed in liquid nitrogen, after that cryosections 5–7 μm thick were prepared. Histological slides were used to detect the expression of a number of macrophage markers with an antibody kit: CD68, CD206, CD 163, CD86. After the first antibodies, sections were stained with antibodies conjugated to FITC, cell nuclei were detected using DAPI, the obtained preparations were studied using a fluorescence microscope.

Results

Results. When analyzing the expression of CD68 in the rat liver, it was found that normally about 20% of the cells in the field of vision appeared to be CD68+ cells, which was consistent with the earlier study results of the authors. The number of CD163+ and CD206+ cells coincided with the number of CD68+ macrophages, while CD86+ macrophages were significantly less.

Conclusions

Conclusions. Under normal conditions, the population of resident macrophages of the rat liver is represented by cells with pronounced expression of CD68, CD163 and CD206. A large number of CD163+ and CD206+ macrophages allows concluding that Kupffer cells are close to the M2 pro-regenerative phenotype. However, the detection of CD86+ resident macrophages indicates the presence of M1 macrophages, or the presence of normal macrophages with an intermediate M1 and M2 phenotype, in the rat liver. The revealed high content of macrophages expressing CD163 and CD206 in the liver evidences not only pro-regenerative properties of Kupffer cells, but also the close connection of macrophages with liver functions, since these receptors are involved in the utilization of hemoglobin and a number of hormones.

крысы Вистарклетки КупфераиммунофенотипмакрофагипеченьratsWiatsrKupffer cellsimmunophenotypemacrophagesliverДанная работа была выполнена при финансовой поддержке РФФИ (Соглашение № 1704-01669\17)ReferencesЛохонина А.В., Покусаев А.С., Арутюнян И.В., Ельчанинов А.В., Макаров А.В., Еремина И.З., Суровцев В.В., Большакова Г.Б., Гольдштейн Д.В., Фатхудинов Т.Х. Характеристика иммунофенотипа резидентных макрофагов печени и профиля экспрессируемых генов. Клиническая и экспериментальная морфология. 2018; 1(25): 49–60Lokhonina A.V., Pokusaev A.S., Arutyunyan I.V., Elchaninov A.V., Makarov A.V., Eremina I.Z., Surovtsev V.V., Bolshakova G.B., Goldshtein D.V., Fatkhudinov T.Kh. Characteristics of the immunophenotype of the resident macrophages of the liver and profile of expressed genes. Clinical and Experimental Morphology. 2018; 1(25): 49–60 (in Russian).Лохонина А.В., Ельчанинов А.В., Арутюнян И.В., Покусаев А.С., Макаров А.В., Еремина И.З., Суровцев В.В., Большакова Г.Б., Гольдштейн Д.В., Фатхудинов Т.Х. Морфофункциональная характеристика макрофагов эмбрионального и моноцитарного происхождения. Гены и Клетки. 2018; 13(2): 56–62 doi: 10.23868/201808020Lokhonina A.V., Elchaninov A.V., Arutyunyan I.V., Pokusaev A.S., Makarov A.V., Eremina I.Z., Surovtsev V.V., Bolshakova G.B., Goldshtein D.V., Fatkhudinov T.Kh. Morphofunctional characteristic of macrophages of embryonic and monocytic origin. Genes & Cells. 2018; 13(2): 56– 62 (in Russian). doi: 10.23868/201808020Chen L, Flies DB. Molecular mechanisms of T cell co-stimulation and co-inhibition. Nat. Rev. Immunol. 2013; 13: 227–42. doi: 10.1038/nri3405Chen L, Flies DB. Molecular mechanisms of T cell co-stimulation and co-inhibition. Nat. Rev. Immunol. 2013; 13: 227–42. doi: 10.1038/nri3405Elchaninov AV, Fatkhudinov TK, Usman NY, et al. Dynamics of macrophage populations of the liver after subtotal hepatectomy in rats. BMC Immunol. 2018; 19: 23. doi: 10.1186/s12865-0180260-1.Elchaninov AV, Fatkhudinov TK, Usman NY, et al. Dynamics of macrophage populations of the liver after subtotal hepatectomy in rats. BMC Immunol. 2018; 19: 23. doi: 10.1186/s12865-0180260-1.Fabriek BO, van Bruggen R, Deng DM, et al. The macrophage scavenger receptor CD163 functions as an innate immune sensor for bacteria. Blood. 2009; 113: 887–92. doi: 10.1182/blood-2008-07167064Fabriek BO, van Bruggen R, Deng DM, et al. The macrophage scavenger receptor CD163 functions as an innate immune sensor for bacteria. Blood. 2009; 113: 887–92. doi: 10.1182/blood-2008-07167064Ginhoux F, Greter M, Leboeuf M, et al. Fate map analysis reveals that adult mice derive from primitive macrophages. Science. 2010; 330: 841–5. doi: 10.1126/science.1194637Ginhoux F, Greter M, Leboeuf M, et al. Fate map analysis reveals that adult mice derive from primitive macrophages. Science. 2010; 330: 841–5. doi: 10.1126/science.1194637Gottfried E, Kunz-Schughart LA, Weber A, et al. Expression of CD68 in Non-Myeloid Cell Types. Scand. J. Immunol. 2008; 67: 453–63. doi: 10.1111/j.1365-3083.2008.02091.xGottfried E, Kunz-Schughart LA, Weber A, et al. Expression of CD68 in Non-Myeloid Cell Types. Scand. J. Immunol. 2008; 67: 453–63. doi: 10.1111/j.1365-3083.2008.02091.xGuilliams M, Scott CL. Does niche competition determine the origin of tissue-resident macrophages? Nat. Rev. Immunol. 2017; 17: 451–60. doi: 10.1038/nri.2017.42Guilliams M, Scott CL. Does niche competition determine the origin of tissue-resident macrophages? Nat. Rev. Immunol. 2017; 17: 451–60. doi: 10.1038/nri.2017.42Holness CL, Simmons DL. Molecular cloning of CD68, a human macrophage marker related to lysosomal glycoproteins. Blood. 1993; 81: 1607–13.Holness CL, Simmons DL. Molecular cloning of CD68, a human macrophage marker related to lysosomal glycoproteins. Blood. 1993; 81: 1607–13.Lokhonina A, Elchaninov A, Fatkhudinov T, et al. Activated Macrophages of Monocytic Origin Predominantly Express Proinflammatory Cytokine Genes, Whereas Kupffer Cells Predominantly Express Anti-Inflammatory Cytokine Genes. Biomed Res. Int. 2019; 2019: 1–13. doi: 10.1155/2019/3912142Lokhonina A, Elchaninov A, Fatkhudinov T, et al. Activated Macrophages of Monocytic Origin Predominantly Express Proinflammatory Cytokine Genes, Whereas Kupffer Cells Predominantly Express Anti-Inflammatory Cytokine Genes. Biomed Res. Int. 2019; 2019: 1–13. doi: 10.1155/2019/3912142Malyshev I, Malyshev Y. Current Concept and Update of the Macrophage Plasticity Concept: Intracellular Mechanisms of Reprogramming and M3 Macrophage “Switch” Phenotype. Biomed Res. Int. 2015; 2015: 1–22. doi: 10.1155/2015/341308Malyshev I, Malyshev Y. Current Concept and Update of the Macrophage Plasticity Concept: Intracellular Mechanisms of Reprogramming and M3 Macrophage “Switch” Phenotype. Biomed Res. Int. 2015; 2015: 1–22. doi: 10.1155/2015/341308Martinez FO, Gordon S. The M1 and M2 paradigm of macrophage activation: time for reassessment. F1000Prime Rep. 2014; 6: 13. doi: 10.12703/P6-13Martinez FO, Gordon S. The M1 and M2 paradigm of macrophage activation: time for reassessment. F1000Prime Rep. 2014; 6: 13. doi: 10.12703/P6-13Martinez-Pomares L. The mannose receptor. J. Leukoc. Biol. 2012; 92: 1177–86. doi: 10.1189/jlb.0512231Martinez-Pomares L. The mannose receptor. J. Leukoc. Biol. 2012; 92: 1177–86. doi: 10.1189/jlb.0512231Murray PJ, Allen JE, Biswas SK, et al. Macrophage Activation and Polarization: Nomenclature and Experimental Guidelines. Immunity. 2014; 41: 14–20. doi: 10.1016/jMurray PJ, Allen JE, Biswas SK, et al. Macrophage Activation and Polarization: Nomenclature and Experimental Guidelines. Immunity. 2014; 41: 14–20. doi: 10.1016/jOrecchioni M, Ghosheh Y, Pramod AB, Ley K. Macrophage Polarization: Different Gene Signatures in M1(LPS+) vs. Classically and M2(LPS–) vs. Alternatively Activated Macrophages. Front. Immunol. 2019; 10: 1084. doi: 10.3389/fimmu.2019.01084Orecchioni M, Ghosheh Y, Pramod AB, Ley K. Macrophage Polarization: Different Gene Signatures in M1(LPS+) vs. Classically and M2(LPS–) vs. Alternatively Activated Macrophages. Front. Immunol. 2019; 10: 1084. doi: 10.3389/fimmu.2019.01084Perdiguero EG. Development and maintainance of resident macrophages Elisa. Nat Immunol. 2016; 17: 2–8.Perdiguero EG. Development and maintainance of resident macrophages Elisa. Nat Immunol. 2016; 17: 2–8.Perdiguero GE, Klapproth K, Schulz C, et al. Tissueresident macrophages originate from yolksacderived erythro-myeloid progenitors. Nature. 2015; 518: 547–51. doi: 10.1038/nature13989Perdiguero GE, Klapproth K, Schulz C, et al. Tissueresident macrophages originate from yolksacderived erythro-myeloid progenitors. Nature. 2015; 518: 547–51. doi: 10.1038/nature13989Theret M, Mounier R, Rossi F. The origins and non-canonical functions of macrophages in development and regeneration. Development. 2019; 146: dev156000. doi: 10.1242/dev.156000Theret M, Mounier R, Rossi F. The origins and non-canonical functions of macrophages in development and regeneration. Development. 2019; 146: dev156000. doi: 10.1242/dev.156000

The authors declare that there are no conflicts of interest present.