Молекулярно-биологические особенности секретома тучных клеток кожи нижних конечностей при формировании трофических язв различной этиологии

Целью работы явилось исследование особенностей секретома тучных клеток (ТК) кожи нижних конечностей при формировании трофических язв различной этиологии.

Материал и методы. Проводили морфологическое и иммуногистохимическое исследование фрагментов кожи пациентов с венозными, артериальными и нейротрофическими язвами. Применяли окраску толуидиновым синим, по Романовскому–Гимзе, а также иммуногистохимические протоколы для детекции триптазы и химазы ТК, включая одновременное маркирование. Анализ молекулярнобиологических особенностей секретома ТК проводили на микроскопе ZEISS Axio Imager.А2 (Carl Zeiss, Germany).

Результаты. В коже пациентов с хронической артериальной и, в большей степени, венозной недостаточностью возрастала численность протеаза-содержащих ТК, в которых увеличивалась экспрессия химазы по сравнению с аналогичными показателями в норме. Активизация секреторных путей протеаз ТК проявлялась как посредством выведения отдельных триптаза- и химаза-позитивных гранул во внеклеточный матрикс, так и образованием отдельных фрагментов цитоплазмы. Группа пациентов с нейротрофическими язвами характеризовалась наиболее выраженным возрастанием объема популяции ТК в коже с увеличением их размеров, активности секреторных путей и развитием признаков полиморфизма. Инфильтрация дермы кожи ТК распространялась на эпидермис с интенсивной дегрануляцией в области плотных контактов и межклеточного матрикса базального и шиповатого слоев.

Заключение. Специфические протеазы секретома ТК могут быть использованы при хронических язвах нижних конечностей как информативный маркер степени прогрессирования воспаления кожи не только в диагностических целях и для мониторинга эффективности терапии, но и в качестве перспективной мишени фармакологических препаратов.

1. Атякшин Д. А., Бухвалов И. Б., Тиманн М. Гистохимия ферментов: методическое пособие. Воронеж: Научная книга; 2016. 120 [Atyakshin D, Bukhvalov I, Timann M. Gistokhimiya fermentov: metodicheskoe posobie. Voronezh: Nauchnaya Kniga; 2016] (in Russian).

2. Атякшин Д. А., Бухвалов И. Б., Тиманн М. Протеазы тучных клеток в формировании специфического тканевого микроокружения: патогенетические и диагностические аспекты. Терапия. 2018; 6(24): 128–140 [Atiakshin D, Bukhvalov I, Timann M. Mast cell proteases in specific tissular microenvironment formation: pathogenetic and diagnostical aspects. Therapy. 2018;6(24):128–40] (in Russian).

3. Глухов А. А., Аралова М. В. Патофизиология длительно незаживающих ран и современные методы стимуляции раневого процесса. Новости хирургии. 2015. Т 23.6. 673-679 [Gluhov АА, Aralova MV. Pathophysiology of Persistent Chronic and Current Methods of Stimulation of Wound Process. Novosti Khirurgii. 2015 Dec 5;23(6):673–9] (in Russian). doi: 10.18484/2305-0047.2015.6.673

4. Кондашевская М. В. Тучные клетки и гепарин – ключевые звенья в адаптивных и патологических процессах. Вестник российской академии медицинских наук. 2010; 6: 49–54 [Kondashevskaya M. Mast cells and heparin: key links in adaptive and pathological processes. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2010;6:49–54] (in Russian).

5. Орлов А. И. Прикладная статистика. М.: Экзамен; 2006. 671 [Orlov A. Prikladnaya statistika. Moscow: Ekzamen; 2006] (in Russian).

6. Федорова Е. А., Суфиева Д. А., Григорьев И. П., Коржевский Д. Э. Тучные клетки эпифиза человека. Успехи геронтологии. 2018; 31(4): 484–489 [Fedorova E, Sufieva D, Grigorev I, Korzhevskii D. Mast cells of the human pineal gland. Uspekhi gerontologii. 2018;31(4):484–9] (in Russian).

7. Atiakshin D, Buchwalow I, Samoilova V, Tiemann M. Tryptase as a polyfunctional component of mast cells. Histochemistry and Cell Biology. 2018 Mar 12;149(5):461–77. doi: 10.1007/s00418-018-1659-8

8. Atiakshin D, Samoilova V, Buchwalow I, Boecker W, Tiemann M. Characterization of mast cell populations using different methods for their identification. Histochemistry and Cell Biology. 2017 Feb 27;147(6):683–94. doi: 10.1007/s00418-017-1547-7

9. Buchwalow IB, Boöcker W. Immunohistochemistry: Basics and Methods. 1st ed. London: New York: Springer; 2010.

10. Caughey GH. Mast cell proteases as pharmacological targets. European Journal of Pharmacology. 2016 May;778:44–55. doi: 10.1016/j.ejphar.2015.04.045

11. Caughey GH. Mast cell tryptases and chymases in inflammation and host defense. Immunological Reviews. 2007 Jun;217(1):141–54. doi: 10.1111/j.1600-065x.2007.00509.x

12. Chen L, Gao B, Zhang Y, Lu H, Li X, Pan L, et al. PAR2 promotes M1 macrophage polarization and inflammation via FOXO1 pathway. Journal of Cellular Biochemistry. 2018 Dec 14; doi: 10.1002/jcb.28260 [Epub ahead of print]

13. Corvera CU, Déry O, McConalogue K, Böhm SK, Khitin LM, Caughey GH, et al. Mast cell tryptase regulates rat colonic myocytes through proteinaseactivated receptor 2. Journal of Clinical Investigation. 1997 Sep 15;100(6):1383–93. doi: 10.1172/jci119658

14. de Souza Junior DA, Santana AC, da Silva EZM, Oliver C, Jamur MC. The Role of Mast Cell Specific Chymases and Tryptases in Tumor Angiogenesis. BioMed Research International. 2015;2015:1–13. doi: 10.1155/2015/142359

15. Dell’Italia LJ, Collawn JF, Ferrario CM. Multifunctional Role of Chymase in Acute and Chronic Tissue Injury and Remodeling. Circulation Research. 2018 Jan 19;122(2):319–36. doi: 10.1161/circresaha.117.310978

16. Dong X, Geng Z, Zhao Y, Chen J, Cen Y. Involvement of mast cell chymase in burn wound healing in hamsters. Experimental and Therapeutic Medicine. 2012 Nov 27;5(2):643–7. doi: 10.3892/etm.2012.836

17. Dudeck A, Köberle M, Goldmann O, Meyer N, Dudeck J, Lemmens S, et al. Mast cells as protectors of health. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2018 Nov; doi: 10.1016/j.jaci.2018.10.054 [Epub ahead of print]

18. Espinosa E, Valitutti S. New roles and controls of mast cells. Current Opinion in Immunology. 2018 Feb;50:39–47. doi: 10.1016/j.coi.2017.10.012

19. Hallgren J, Pejler G. Biology of mast cell tryptase. FEBS Journal. 2006 Apr 5;273(9):1871–95. doi: 10.1111/j.1742-4658.2006.05211.x

20. Huber M, Cato ACB, Ainooson GK, Freichel M, Tsvilovskyy V, Jessberger R, et al. Regulation of the pleiotropic effects of tissue-resident mast cells. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2019 Feb; doi: 10.1016/j.jaci.2019.02.004. [Epub ahead of print]

21. Krystel-Whittemore M, Dileepan KN, Wood JG. Mast Cell: A Multi-Functional Master Cell. Frontiers in Immunology. 2016 Jan 6;6:1–12. doi: 10.3389/fimmu.2015.00620

22. Lee-Rueckert M, Silvennoinen R, Rotllan N, Judström I, Blanco-Vaca F, Metso J, et al. Mast Cell Activation In Vivo Impairs the Macrophage Reverse Cholesterol Transport Pathway in the Mouse. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2011 Mar;31(3):520–7. doi: 10.1161/atvbaha.110.221069

23. Levi-Schaffer F, Piliponsky AM. Tryptase, a novel link between allergic inflammation and fibrosis. Trends in Immunology. 2003 Apr;24(4):158–61. doi: 10.1016/s1471-4906(03)00058-9

24. Lombardo J, Broadwater D, Collins R, Cebe K, Brady R, Harrison S. Hepatic mast cell concentration directly correlates to stage of fibrosis in NASH. Human Pathology. 2019 Apr;86:129–35. doi: 10.1016/j.humpath.2018.11.029 [Epub ahead of print]

25. Molinari JF, Scuri M, Moore WR, Clark J, Tanaka R, Abraham WM. Inhaled tryptase causes bronchoconstriction in sheep via histamine release. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 1996 Sep;154(3):649–53. doi: 10.1164/ajrccm.154.3.8810600

26. Mukai K, Tsai M, Saito H, Galli SJ. Mast cells as sources of cytokines, chemokines, and growth factors. Immunological Reviews. 2018 Feb 12;282(1):121–50. doi: 10.1111/imr.12634

27. Pejler G, Åbrink M, Ringvall M, Wernersson S. Mast Cell Proteases. Advances in Immunology. 2007;(95):167–255. doi: 10.1016/s0065-2776(07)95006-3

28. Steinhoff M, Buddenkotte J, Shpacovitch V, Rattenholl A, Moormann C, Vergnolle N, et al. Proteinase-Activated Receptors: Transducers of Proteinase-Mediated Signaling in Inflammation and Immune Response. Endocrine Reviews. 2005 Feb;26(1):1–43. doi: 10.1210/er.2003-0025

29. Suttle M-M, Harvima IT. Mast cell chymase in experimentally induced psoriasis. The Journal of Dermatology. 2015 Dec 24;43(6):693–6. doi: 10.1111/1346-8138.13234

30. Ui H, Andoh T, Lee J-B, Nojima H, Kuraishi Y. Potent pruritogenic action of tryptase mediated by PAR-2 receptor and its involvement in antipruritic effect of nafamostat mesilate in mice. European Journal of Pharmacology. 2006 Jan;530(1–2):172–8. doi: 10.1016/j.ejphar.2005.11.021

31. Welle M. Development, significance, and heterogeneity of mast cells with particular regard to the mast cell-specific proteases chymase and tryptase. Journal of Leukocyte Biology. 1997 Mar;61(3):233–45. doi: 10.1002/jlb.61.3.233

32. Wernersson S, Pejler G. Mast cell secretory granules: armed for battle. Nature Reviews Immunology. 2014 Jun 6;14(7):478–94. doi: 10.1038/nri3690

33. Wilcock A, Bahri R, Bulfone-Paus S, Arkwright PD. Mast cell disorders: From infancy to maturity. Allergy. 2018 Nov 28;74(1):53–63. doi: 10.1111/all.13657