Интерлейкин-38 и сердечно-сосудистая патология: обзор литературы

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Кардиоваскулярная патология — основная причина заболеваемости и смертности населения во всём мире. Важной задачей современной кардиологии является поиск и изучение новых биологических маркёров. Интерес учёных активно сосредоточен на изучении интерлейкина (IL) 38. IL-38 — противовоспалительный цитокин, член семейства IL-1. Целью нашей работы было проанализировать данные литературы, посвящённые изучению IL-38 в роли сердечно-сосудистого биологического маркёра. Проведён анализ источников литературы, включавший все релевантные публикации в базах данных и электронных библиотеках PubMed (MEDLINE), eLibrary (РИНЦ), Google Scholar, Science Direct. Глубина поиска составила 9 лет. Известно, что IL-38 обнаруживается в коже, сердце, плаценте, печени плода, селезёнке, тимусе и активированных В-клетках миндалин. Белок IL-38 идентифицируется в плазме и сыворотке крови и клеточных культурах человека методом иммуноферментного анализа. IL-38 регулирует иммунные и воспалительные реакции, связываясь со своими рецепторами и активируя нисходящие сигналы. Дефицит IL-38 связан с усилением системного воспаления при старении, сердечно-сосудистой патологии и метаболических заболеваниях. В настоящее время накоплено не так много клинических и экспериментальных данных в отношении влияния IL-38 на сердечно-сосудистую систему, но ожидается, что дальнейшие исследования продемонстрируют возможность его использования в качестве дополнительного лабораторного инструмента диагностики и оценки прогноза у пациентов кардиологического профиля. Регуляция концентрации и экспрессии IL-38, вероятно, окажется многообещающей стратегией для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Полный текст

ОБОСНОВАНИЕ

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) — основная причина заболеваемости и смертности населения в развитых странах мира [1, 2]. Важной задачей современной кардиологии является поиск и изучение новых сердечно-сосудистых биологических маркёров, способных помогать ранней диагностике ССЗ, служить лабораторным критерием оценки эффективности лечения, выступать в роли прогностического маркёра неблагоприятных сердечно-сосудистых исходов и значимого инструмента стратификации риска [4–6].

В настоящее время интерес учёных сосредоточен на анализе интерлейкина-38 (ИЛ-38, interleukin-38, IL-38) при различной патологии [7–9]. Интерлейкины — это группа цитокинов, в основном синтезируемая лейкоцитами [10]. Цитокины представляют собой небольшие растворимые секретируемые белки, которые участвуют в ауто-, пара- и эндокринной передаче сигналов, обеспечивая широкий спектр физиологических функций, включая регуляцию иммунитета, воспаления, пролиферацию и рост клеток [10]. IL-38 — противовоспалительный цитокин, член семейства IL-1 [10]. Семейство IL-1 можно разделить на 2 типа: про- (IL-1α, IL-1β, IL-18, IL-33, IL-36α, IL-36β и IL-36γ) и противовоспалительные (IL-1Ra, IL-36Ra, IL-37 и IL-38; табл. 1) цитокины [9, 10].

IL-38 был впервые обнаружен in silico и клонирован H. Lin и соавт. в 2001 году; его первоначально назвали IL-1HY2 / IL-1F10 [11]. Доказано изменение уровня IL-38 при таких воспалительных заболеваниях, как системная красная волчанка, ревматоидный артрит, псориаз, воспалительные заболевания кишечника, первичный синдром Шегрена [7–9, 12].

Цель работы — проанализировать источники, посвящённые изучению IL-38 в роли сердечно-сосудистого биологического маркёра.

МЕТОДОЛОГИЯ ПОИСКА ИСТОЧНИКОВ

В статье представлен обзор актуальных публикаций. Поиск статей осуществляли в октябре 2023 года. Мы провели анализ источников литературы, включавший все релевантные публикации с 06.11.2014 до 25.10.2023 в базах данных и электронных библиотеках PubMed (MEDLINE), eLibrary (РИНЦ), Google Scholar, Science Direct. Глубина поиска составила 9 лет. При поиске статей использовали следующие ключевые слова: «биологические маркёры», «сердечно-сосудистые заболевания», «интерлейкин-38», «biological markers», «cardiovascular diseases», «interleukin-38». Всего было отобрано 88 статей. После удаления абстрактов статей, препринтов и неполнотекстовых публикаций выбрано 50 источников как наиболее соответствующих тематике исследования. 

 

Таблица 1. Члены семейства IL-1

Table 1. IL-1 family members

Семейство IL-1

Рецептор

Корецептор

Функция

IL-1α, IL-1β

IL-1R1

IL-1R3

Провоспалительная

IL-1-Receptor Antagonist

IL-1R1

NA

Противовоспалительная

IL-18

IL-1R5

IL-1R7

Провоспалительная

IL-33

IL-1R4

IL-1R3

Провоспалительная

IL-36α, IL-36β, IL-36γ

IL-1R6

IL-1R3

Провоспалительная

IL-36-Receptor Antagonist

IL-1R6

NA

Противовоспалительная

IL-37

IL-1R5

IL-1R8

Противовоспалительная

IL-38

IL-1R6

IL-1R9

Противовоспалительная

Примечание. IL — интерлейкин, R — рецептор.

Note. IL — interleukin, R — receptor.

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Характеристики интерлейкина-38

IL-38 обнаружен в коже, сердце, плаценте, печени плода, селезёнке, тимусе и активированных В-клетках миндалин [12]. IL-38 имеет молекулярную формулу C757H1164N198O226S9, изоэлектрическую точку 4,94, период полураспада 7 ч [12]. Молекулярная масса IL-38 составляет около 17 кДа [9]. Он принадлежит к подсемейству IL-36, которое также содержит IL-36α, IL-36β, IL-36γ, IL-36Ra, и может взаимодействовать с различными рецепторами (R), ингибируя экспрессию провоспалительных факторов [9]. IL-38 имеет 37% гомологию с IL-1Ra и 43% гомологию с IL-36Ra [9]. У человека ген IL-38 содержит 5 экзонов, расположен на хромосоме 2q13–14.1 между генами, кодирующими IL-1Ra и IL-36Ra [7]. IL-38 состоит из 12 β-нитей, соединённых 11 петлями, организованными в β-трилистную конфигурацию [8].

IL-38 регулирует иммунные и воспалительные реакции, связываясь со своими рецепторами и активируя нисходящие сигналы [9, 13]. Он конкурентно связывается с рецептором IL-36R вместе с IL-36α, IL-36γ и IL-36β [9, 13]. Кроме того, IL-38 связывается с рецептором IL-1R1 вместе с IL-1α и IL-1β, тем самым ингибируя рекрутирование IL-1RAcP (вспомогательный белок рецептора IL-1) и MyD88 (ген первичного ответа миелоидной дифференцировки) и активацию нисходящих сигнальных путей, таких как NF-κB (ядерный фактор каппа B), ERK (киназа, регулируемая внеклеточными сигналами), JNK (C-Jun N-концевая киназа), P38 (митоген-активируемая протеинкиназа) [8, 13]. IL-18 связывается с IL-18Rα и IL-18Rβ для рекрутирования MyD88 и активации нисходящих сигнальных путей [8, 9, 13]. IL-18BP (IL-18-связывающий белок) и IL-37 конкурируют с IL-18 за связывание с IL-18Rα, что предотвращает связывание IL-18 и блокирует передачу сигналов [8, 9, 13].

У IL-38 отсутствует специфический сайт расщепления CASP-1 (каспаза-1), и для его биологической активации необходим N-концевой процессинг [14, 15]. L. Teufel и соавт. сообщили, что расщеплённый IL-38 уменьшал активность JNK и AP-1 (белок-активатор), что приводило к снижению продукции IL-6 макрофагами при стимуляции IL-1β и уменьшению дифференцировки лимфоцитов в Th17 (Т-хелперы 17-го типа) [15]. Кроме того, показано, что IL-38 снижал активацию mTOR (мишень рапамицина млекопитающих) и, следовательно, провоспалительную продукцию цитокинов, а также индукцию тренированного иммунитета у мышей [16].

IL-38 ингибировал пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток за счёт снижения экспрессии ангиогенных факторов, снижал интенсивность экспрессии IL-8 и фактора некроза опухоли (TNF) α, тем самым подавляя ангиогенез [9]. F. Van de Veerdonk и соавт. оценивали выработку цитокинов в Т-клетках памяти, индуцированных Candida albicans (диплоидный грибок — форма дрожжеподобных грибов), после добавления рекомбинантного IL-38 [17]. Отмечено снижение содержания IL-22 и IL-17 в Т-лимфоцитах на 37 и 39% соответственно, что сопровождалось значительным снижением интенсивности Th17-связанного ответа. Кроме того, IL-38 уменьшал выработку IL-8 в мононуклеарных клетках периферической крови (РВМС) примерно на 42%. IL-36Ra продемонстрировал такой же эффект и подавлял выработку IL-8 примерно на 73%. В целом эти данные свидетельствуют в пользу противовоспалительной роли IL-36Ra и IL-38 [17]. X. Yuan и соавт. сообщили, что IL-38 ингибировал выработку воспалительных цитокинов (TNF-α, MCP-1 — моноцитарный хемоаттрактантный белок 1, IL-1β, IL-17) в липополисахарид (LPS)-индуцированных клетках THP1 (моноцитарная клеточная линия человека, полученная от пациента с острым моноцитарным лейкозом) [18]. Согласно данным Y. Han и соавт., IL-38 уменьшал воспаление кожи, регулируя γδТ-клетки (Т-лимфоциты, сочетающие в себе свойства клеток как врождённого, так и приобретённого иммунитета), и ограничивал выработку IL-17 [19]. IL-38, секретируемый апоптотическими клетками, ограничивал выработку цитокинов в макрофагах и тем самым регулировал последующие воспалительные реакции [18, 20]. На моделях сепсиса у мышей Y. Ge и соавт. обнаружили, что IL-38 был связан с усилением иммуносупрессивных реакций, вероятно, за счёт повышения активности CD4 (клетки-хелперы) / CD25 (белок из группы дифференцировочных антигенов лейкоцитов) / Treg (регуляторные Т-клетки) [21]. При инфаркте миокарда (ИМ) у мышей воздействие на дендритные клетки (ДК, DC) LPS и IL-38 влияло на функции этих клеток за счёт уменьшения количества CD40 (TNFRSF5, член 5-го суперсемейства рецепторов фактора некроза опухоли) и CD86 (мембранный белок суперсемейства иммуноглобулинов, экспрессированный на антигенпредставляющих клетках), а также IL-23, интерферона (IFN) γ и TNF-α [22]. Согласно сведениям X. Sun и соавт., при астме аллергического генеза IL-38 снижал накопление эозинофилов и число Th2, Th17 и ILC2 (лимфоидные клетки врождённого иммунитета 2-го типа), но увеличивал долю Tregs [23]. У мышей с сепсисом IL-38 стимулировал и амплифицировал Tregs, но уменьшал пролиферацию эффекторных Т-клеток [21]. Перечисленные исследования в основном демонстрируют противовоспалительную роль IL-38, обусловленную связыванием с IL-36R или IL-1R1, однако несколько работ показали, что IL-38 выполнял как про-, так и противовоспалительную функцию в зависимости от дозы, типа рецептора и длины цитокина (полная или укороченная форма) [14]. Например, при использовании DC, полученных из моноцитов крови человека, IL-38, а также IL-36Ra увеличивали уровень LPS-индуцированного IL-6 в 2 раза [17]. Укорочение N-конца влияло на функцию IL-38, поскольку укороченный IL-38 проявлял более высокий уровень биологической активности по сравнению с полноразмерной формой [14, 19]. J. Mora и соавт. установили, что, хотя предшественник IL-38 и увеличивал продукцию IL-6 человеческими макрофагами, усечённая форма IL-38 способствовала снижению уровня IL-6 посредством влияния на фосфорилирование JNK и последующей активации AP-1 [14]. Пока не совсем понятно, почему IL-38 оказывает такое разнонаправленное влияние, и необходимы дальнейшие исследования в этом направлении [7]. На рис. 1 схематично представлена биологическая функция IL-38.

 

Рис. 1. Биологическая функция IL-38. Примечание. DC — дендритные клетки, GATA-3 — транскрипционный фактор, FOXP3 (scurfin) — белок, вовлечённый в иммунные реакции, GLUT4 — глюкозный транспортёр типа 4, IL — интерлейкин, ILC2 — лимфоидные клетки врождённого иммунитета 2-го типа, LPS — липополисахарид, MCP-1 — моноцитарный хемоаттрактантный белок 1, MQ — макрофаг, PBMC — мононуклеарные клетки периферической крови, γδТ-клетки — Т-лимфоциты, сочетающие в себе свойства клеток как врождённого, так и приобретённого иммунитета, TGF-β — трансформирующий фактор роста β, Th2 — Т-хелперы 2-го типа, Th17 — Т-хелперы 17-го типа, THP-1 — моноцитарная клеточная линия человека, полученная от пациента с острым моноцитарным лейкозом, TNF-α — фактор некроза опухоли α, Treg — регуляторные Т-клетки.

Fig. 1. Biological function of interleukin-38. Note. DC — dendritic cells, GATA-3 — transcription factor, FOXP3 (scurfin) — protein involved in immune responses, GLUT4 — glucose transporter type 4, IL — interleukin, ILC2 — type 2 innate immune lymphoid cells, LPS — lipopolysaccharide, MCP-1 — monocyte chemoattractant protein 1, MQ — macrophage, PBMC — peripheral blood mononuclear cells, γδT cells — T-lymphocytes combining the properties of both innate and acquired immunity cells, TGF-β — transforming growth factor β, Th2 — type 2 T-helper cells, Th17 — type 17 T-helper cells, THP-1 — human monocytic cell line derived from a patient with acute monocytic leukemia, TNF-α — tumor necrosis factor α, Treg — regulatory T-cells.

 

В своём исследовании D. de Graaf и соавт. (2021) оценили противовоспалительные свойства IL-38 у мышей с артритом и системным воспалением. В DC костного мозга мышей предшественники IL-38 человека и мыши с усечением 2 N-концевых аминокислот подавляли LPS-индуцированный IL-6. Рекомбинантный человеческий IL-38 был исследован на предмет иммуномодулирующего потенциала с использованием 4 мышиных моделей воспалительных заболеваний: артрит, индуцированный компонентами клеточной стенки (SCW); артрит, индуцированный кристаллами моноурата натрия (MSU); перитонит и системный эндотоксикоз. В каждой из этих моделей IL-38 значимо подавлял воспаление. При SCW и MSU отёк суставов, приток воспалительных клеток и синовиальные уровни IL-1β и IL-6 снизились на 50% и более. Эти супрессивные свойства IL-38 при SCW не зависели от противовоспалительного корецептора IL-1R8. При перитоните содержание IL-6 в плазме крови снизилось на 65–70%. В модели эндотоксикоза введение IL-38 подавляло выработку IL-6 и TNF-α. В культивированном костном мозге ex vivo LPS-индуцированные IL-6 и TNF-α снизились на 75–90%. В целом IL-38 проявлял широкие противовоспалительные свойства в моделях системного и местного воспаления и, следовательно, может оказаться эффективным вариантом для терапии [24].

Y. Ge и соавт. (2021) показали, что в перитонеальных макрофагах мышей LPS активировал IL-38 и его рецептор IL-36R, в результате чего IL-38 сместил макрофаги с фенотипа M1 на M2. Более того, действия одного только IL-38 было достаточно для ингибирования апоптоза макрофагов и LPS-индуцированной активации доменов NLRP3 (криопирин). Эти эффекты были частично устранены снижением регуляции IL-38. Также, согласно полученным результатам, у мышей с сепсисом IL-38 заметно снижал концентрацию провоспалительных цитокинов в сыворотке крови и значимо улучшал выживаемость. И наоборот: блокада IL-38 приводила к летальности. В совокупности эти результаты позиционируют IL-38 как мощный иммуномодулятор, который уменьшает воспаление путём подавления апоптоза макрофагов и снижения активности NLRP3. Таким образом, IL-38 может помочь защитить органы от повреждений, связанных с сепсисом [25].

Обнаружение в крови

Белок IL-38 обнаруживается в плазме и сыворотке крови и клеточных культурах человека методом иммуноферментного анализа [8, 15]. Однако IL-38 может связываться с плазменными факторами, и для сравнительных исследований требуется стандартизация обнаружения IL-38, например, путём сравнения с вестерн-блоттингом [8, 15]. Кроме того, следует изучить влияние растворимых корецепторов на IL-38, а также взаимодействия с другими циркулирующими белками [8, 15]. Согласно данным литературы, референсные значения IL-38 находятся в диапазоне от 30,0 до 1403,2 пг/мл [8, 15].

Экспериментальные и клинические исследования, посвящённые изучению роли интерлейкина-38 при кардиоваскулярной патологии

D. De Graaf и соавт. (2021) сообщили, что концентрации IL-38 в плазме крови у 288 здоровых европейцев положительно коррелировали с числом циркулирующих В-клеток памяти. Концентрации IL-38 отрицательно коррелировали с возрастом (p=0,02) и оставались стабильными у 48 пациентов в течение 12 мес. По сравнению с первичными кератиноцитами, экспрессия IL-38 в CD19 (B-лимфоцитарный антиген CD19 — белок, корецептор, расположенный на поверхности B-лимфоцитов) из PBMC была ниже, в то время как клеточно-ассоциированная экспрессия IL-38 была сопоставима. In vitro IL-38 высвобождался из CD19 после стимуляции ритуксимабом. Внутривенное введение LPS у людей не привело к индуцированию циркулирующего IL-38 по сравнению со 100-кратной индукцией IL-6 и антагониста рецепторов IL-1. В когорте из 296 человек с индексом массы тела >27 кг/м2 и с высоким риском развития ССЗ концентрации IL-38 в плазме крови были значительно ниже, чем у здоровых людей (p <0,0001), самые низкие концентрации наблюдали у лиц с метаболическим синдромом (p <0,05). Содержание IL-38 также обратно коррелировало с уровнем высокочувствительного С-реактивного белка (hs-CRP; p <0,01), IL-6, IL-1Ra и лептина (p <0,05). Авторы пришли к выводу, что относительный дефицит IL-38 связан с усилением системного воспаления при старении, сердечно-сосудистых и метаболических заболеваниях [26].

Как известно, гиперлипидемия является фактором риска развития атеросклероза, приводящего к инсультам, ишемической болезни сердца и ИМ [27]. Кроме того, гиперлипидемия ассоциируется с ожирением, инсулинорезистентностью (ИР) и неалкогольной жировой болезнью печени. Каждое из этих состояний служит «драйвером» метаболического синдрома [27]. У пациентов с гиперлипидемией концентрации циркулирующего IL-38 и экспрессия матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) в PBMC были повышены, а более высокие концентрации IL-38 в плазме крови ассоциировались с большим снижением липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) после терапии статинами [28, 29].

N. Yang и соавт. (2018) обнаружили, что сывороточные уровни мРНК IL-38 и IL-38 в РВМС пациентов с гиперлипидемией были повышены. In vitro показано, что этот цитокин может ингибировать секрецию IL-6, CRP и IL-1β в РВМС у данной категории больных. Хотя уровень IL-38 повышался во время развития гиперлипидемии у мышей, находившихся на диете с высоким содержанием жиров, сверхэкспрессия IL-38, обусловленная аденоассоциированным вирусом, подавляла этот процесс. Более того, сверхэкспрессия исследуемого цитокина значительно снижала уровень общего холестерина (ОХ), ЛПНП и триглицеридов (ТГ). IL-38 также уменьшал интенсивность экспрессии таких провоспалительных факторов, как IL-1β, IL-6 и С-реактивный белок [29].

Ожирение тесно связано с субклиническим воспалением — подтипом системного воспалительного процесса, характеризующимся воспалительными реакциями низкой интенсивности [30]. Клинические данные убедительно продемонстрировали ассоциации между ожирением и уровнями провоспалительных цитокинов в крови [31]. IL-38 ингибировал дифференцировку преадипоцитов, усиливал экспрессию транскрипционного фактора GATA-3, снижал синтез ТГ и уменьшал размеры адипоцитов [9]. Кроме того, IL-38 подавлял высвобождение IL-1β, IL-6 и MCP-1 (моноцитарный хемотаксический белок 1), а также уровни ОХ, ТГ и ЛПНП, тем самым улучшая метаболизм липидов и глюкозы и снижая риск развития ССЗ [9, 28, 32]. У мышей с ожирением перенос плазмидной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), кодирующей IL-38, привёл к уменьшению объёма жировой ткани, накоплению жира в печени и ИР [33]. Перенос гена IL-38 также способствовал снижению содержания таких воспалительных цитокинов, как IL-1β, MCP-1 и IL-6 [33]. Согласно данным Y. Li и соавт., IL-38 увеличивал интенсивность экспрессии мРНК транскрипционного фактора GATA-3, GLUT4 (глюкозный транспортёр типа 4) и ингибировал секрецию IL-1β, IL-6 и MCP-1 клетками 3T3-L1 [34]. Таким образом, в совокупности эти исследования показали, что IL-38 может быть использован как многообещающий инструмент для лечения ожирения и ИР.

Доказано, что воспаление тесно связано с патогенезом сахарного диабета 2-го типа (СД2) [35]. F. Gurau и соавт. (2021) оценивали уровни IL-38 в плазме крови у пациентов с СД2 и у здоровых людей. Концентрация IL-38 в плазме крови была выше у пациентов с СД2, чем у здоровых лиц, и положительно коррелировала с соотношением талии и бёдер, концентрациями HbA1c (гликированный гемоглобин), мочевой кислоты, активностью печёночных ферментов, содержанием ТГ. Пациенты, страдающие диабетической нефропатией, имели самое высокое содержание IL-38 [36]. Y. Liu и соавт. (2020) обследовали детей с недавно диагностированным СД2 (группа контроля — здоровые дети). Более высокий уровень IL-38 был связан с ИР [37].

Как известно, хроническое воспаление, вызванное иммунными клетками и их медиаторами, характерно для атеросклероза [38]. Согласно сведениям X. Zhang и соавт., при атеросклерозе IL-38 подавлял активность MAPK (митоген-активируемая протеинкиназа), NK-κB и других сигнальных путей, связанных с воспалением [39]. A. Esmaeilzadeh и соавт. продемонстрировали, что IL-38 блокировал сигнальные пути NK-κB, AP-1 и уменьшал образование атероматозного ядра [40].

Установлено, что развитие ИМ влечёт за собой возникновение системной и локальной воспалительной реакции [41]. В своём исследовании Y. Wei и соавт. (2020) обнаружили, что экспрессия IL-38 повышалась у мышей с ИМ, вызванным перевязкой коронарной артерии (КА). Кроме того, авторы показали, что после инъекции рекомбинантного IL-38 мышам произошло улучшение функции сердца, ограничение воспалительной реакции, уменьшение повреждения миокарда и выраженности фиброза миокарда. Результаты in vitro показали, что IL-38 влиял на фенотип DC, а толерогенные DC, обработанные IL-38, ослабляли адаптивный иммунный ответ при совместном культивировании с CD4 Т-клетками. Таким образом, IL-38 оказывает защитное действие при ремоделировании желудочков после ИМ, возможно, за счёт влияния на DC. Кроме того, IL-38, возможно, обладает терапевтическим потенциалом в лечении ИМ [22].

Y, Zhong и соавт. (2015) определяли концентрацию IL-38 в плазме крови у пациентов с ИМ с подъёмом сегмента ST (ИМпST) (при поступлении, через 24, 48 ч и спустя 7 дней). Уровни IL-38 в плазме крови и экспрессия гена IL-38 в РВМС были значительно повышены у пациентов с ИМпST по сравнению с контрольной группой и зависели от времени, достигая максимума через 24 ч. Кроме того, уровни IL-38 в плазме крови были значительно сниженными у пациентов, получавших реперфузионное лечение, по сравнению с контрольной группой. Было показано, что у пациентов с ИМпST содержание IL-38 положительно коррелировало с концентрациями С-реактивного белка, cTNI (сердечный тропонин I) и NT-proBNP (N-концевой предшественник мозгового натрийуретического пептида) и слабоотрицательно коррелировало с фракцией выброса левого желудочка. Таким образом, результаты этого исследования указывают на то, что IL-38 является потенциально новым биомаркёром при ИМпST [42].

Реперфузионная терапия — важный этап при остром ИМ [43]. Однако она может привести к парадоксальной дисфункции кардиомиоцитов, известной как ишемическое реперфузионное повреждение (ИРП) [43]. Y. Wei и соавт. (2023) временно лигировали КА у мышей C57BL/6 для индукции модели ИРП. Авторы обнаружили, что ИРП приводило к экспрессии эндогенного IL-38, который в основном продуцировался локально инфильтрирующими макрофагами. Сверхэкспрессия IL-38 у мышей C57BL/6 уменьшала воспалительное повреждение и апоптоз миокарда после ишемии-реперфузии миокарда. IL-38 ингибировал индуцированное LPS воспаление макрофагов in vitro. Кардиомиоциты, совместно культивированные с супернатантом макрофагов, обработанных IL-38, показали более низкую скорость апоптоза, чем контрольные [44].

Доказано, что местное воспаление играет весомую роль в патогенезе дегенеративного аортального стеноза [45]. Обнаружено, что IL-38 ингибировал остеогенную активность в аортальном клапане, подавляя NLRP3 и CASP-1 [46].

Показано, что IL-38 является независимым фактором инсульта и смерти у пациентов с фибрилляцией предсердий [47, 48]. В своё исследование J. Ma и соавт. (2023) включили 299 пациентов с впервые возникшей фибрилляцией предсердий. В течение среднего периода наблюдения (около 28 нед) более высокие уровни IL-38 были связаны со смертностью от всех причин (p <0,05) [47].

Макрофаги играют решающую роль в формировании аневризмы брюшной аорты (АБА) посредством воспалительной реакции и деградации внеклеточного матрикса [48, 49]. S. Kurose и соавт. (2023) изучали мышей C57BL6/J с АБА, индуцированной ангиотензином II. IL-38 снижал частоту образования АБА наряду со снижением накопления макрофагов М1 и экспрессии матриксной металлопротеиназы (ММP)-2, ММP-9 в стенке АБА. Активность макрофагов, включая стимулированную продукцию оксида азота, ММP-2 и ММP-9, а также веретенообразные изменения значительно подавлялись IL-38. Кроме того, авторы обнаружили, что ингибирование фосфорилирования P38 снижало влияние IL-38 на регуляцию макрофагов, уменьшало частоту возникновения АБА, что свидетельствует в пользу того, что защитные эффекты IL-38 зависели от пути P38. Таким образом, IL-38 играет защитную функцию при данной патологии посредством регуляции накопления макрофагов в стенке аорты и модуляции воспалительного фенотипа. Использование IL-38 может стать новым методом лечения людей с АБА [49].

Большой интерес представляет работа F. Xu и соавт. (2018). Исследователи измеряли концентрации IL-38 в крови у взрослых и детей с сепсисом. Также использовали мышиные модели эндотоксемии, вызванной LPS, и сепсиса, индуцированного перевязкой и пункцией слепой кишки (CLP), оценивали влияние IL-38 на выживаемость, воспаление, повреждение тканей и бактериальный клиренс. Содержание IL-38 в сыворотке крови оказалось значительно повышено у взрослых и детей с сепсисом по сравнению со здоровыми взрослыми и детьми (группа контроля). При сепсисе повышенный уровень IL-38 отрицательно коррелировал с числом лейкоцитов, содержанием IL-6 и TNF-α. Антитела против IL-38 ухудшали выживаемость, а рекомбинантный IL-38 улучшал выживаемость в мышиных моделях эндотоксемии, индуцированной LPS, и сепсиса, вызванного CLP. При сепсисе, индуцированном CLP, введение IL-38 снижало воспалительную реакцию, о чём свидетельствовали более низкие концентрации IL-6, TNF-α, IL-10, IL-17, IL-27, CXCL1 (хемокиновый лиганд 1), CCL2 (хемокиновый лиганд 2), а также уменьшало повреждение тканей. Кроме того, IL-38 увеличивал бактериальный клиренс при полимикробном сепсисе, индуцированном CLP. Эти результаты позволяют предположить, что IL-38 уменьшает выраженность воспаления и увеличивает бактериальный клиренс при сепсисе; этот цитокин может стать новым инструментом для лечения сепсиса [50].

Таким образом, данные вышеперечисленных экспериментальных и клинических работ свидетельствуют о том, что IL-38 может быть использован в качестве потенциального биологического маркёра и терапевтической мишени при сердечно-сосудистой патологии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном мире существуют высокие технологии для идентификации новых биомаркёров, вследствие чего необходимо создание мультибиомаркёрной модели диагностики и прогнозирования течения кардиоваскулярной патологии. Изменение содержания IL-38 обнаружено при многих воспалительных заболеваниях. Несмотря на то, что IL-38 предположительно играет защитную роль при воспалении, его регуляторный механизм и связанная с ним передача сигналов остаются в значительной степени неизвестными. Между тем IL-38 может стать терапевтическим методом для лечения воспалительных заболеваний.

На момент написания этой статьи накоплено не так много клинических и экспериментальных данных в отношении влияния IL-38 на сердечно-сосудистую систему, но уже сейчас можно сказать, что полученные сведения указывают на потенциально важную диагностическую и прогностическую значимость оценки IL-38. В отечественной медицинской литературе данные об IL-38 практически отсутствуют, а единичные замечания имеют отношение либо к лабораторным методикам определения этого цитокина, либо к упоминаниям наряду с другими цитокинами в патогенезе аутоиммунных заболеваний. Однако важность проведения дальнейших исследований, в том числе и на территории Российской Федерации, не вызывает сомнений. Результаты этих исследований позволят сделать окончательный вывод о возможности использования IL-38 в качестве дополнительного лабораторного инструмента диагностики и для оценки прогноза у пациентов кардиологического профиля. Регуляция концентрации и интенсивности экспрессии IL-38, вероятно, окажется многообещающей стратегией для лечения патологии сердца и сосудов.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Вклад авторов. А.М. Алиева — создание идеи рукописи, поиск источников литературы, написание статьи, окончательное редактирование рукописи; И.Е. Байкова — кооперация авторского состава, редактирование текста статьи; Т.В. Пинчук — редактирование текста статьи; И.А. Котикова — поиск источников литературы; И.Г. Никитин — научное консультирование, утверждение окончательного варианта рукописи.

Источник финансирования. Не указан.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

 

ADDITIONAL INFORMATION

Author’s contribution. A.M. Alieva — conception, search for literary sources, text writing, and final editing of the manuscript; I.E. Baykova — collaboration of authors, text editing; T.V. Pinchuk — text editing; I.A. Kotikova — search for literary sources; I.G. Nikitin — scientific advice, approval of the final manuscript.

Funding source. Not specified.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

×

Об авторах

Амина Магомедовна Алиева

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Автор, ответственный за переписку.
Email: amisha_alieva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5416-8579
SPIN-код: 2749-6427

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Ирина Евгеньевна Байкова

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: 1498553@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0886-6290
SPIN-код: 3054-8884

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Татьяна Витальевна Пинчук

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: doktor2000@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-7877-4407
SPIN-код: 1940-2017

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Ирина Александровна Котикова

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: kotikova.ia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5352-8499
SPIN-код: 1423-7300

студент 

Россия, Москва

Игорь Геннадиевич Никитин

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: igor.nikitin.64@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1699-0881
SPIN-код: 3595-1990

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Шляхто Е.В., Баранова Е.И. Основные направления снижения сердечно-сосудистой смертности: что можно изменить уже сегодня? // Российский кардиологический журнал. 2020. Т. 25, № 7. С. 3983. doi: 10.15829/1560-4071-2020-3983
  2. Алиева А.М., Голухова Е.З., Пинчук Т.В. Вариабельность сердечного ритма при хронической сердечной недостаточности (литературный обзор) // Архивъ внутренней медицины. 2013. № 6. С. 47–52. doi: 10.20514/2226-6704-2013-0-6-47-52
  3. Кожевникова М.В., Беленков Ю.Н. Биомаркеры сердечной недостаточности: настоящее и будущее // Кардиология. 2021. Т. 61, № 5. С. 4–16. doi: 10.18087/cardio.2021.5.n1530
  4. Жаткина М.В., Метельская В.А., Гаврилова Н.Е., и др. Биохимические маркеры коронарного атеросклероза: построение моделей и оценка их прогностической значимости для верификации выраженности поражения // Российский кардиологический журнал. 2021. Т. 26, № 6. С. 4559. doi: 10.15829/1560-4071-2021-4559
  5. Алиева А.М., Алмазова И.И., Пинчук Т.В., и др. Значение копептина в диагностике и прогнозе течения сердечно-сосудистых заболеваний // Клиническая медицина. 2020. Т. 98, № 3. С. 203–209. doi: 10.30629/0023-2149-2020-98-3-203-209
  6. Алиева А.М., Пинчук Т.В., Воронкова К.В., и др. Неоптерин — биомаркер хронической сердечной недостаточности (обзор современной литературы) // Consilium Medicum. 2021. Т. 23, № 10. С. 756–759. doi: 10.26442/20751753.2021.10.201113
  7. Haghshenas M.R., Zamir M.R., Sadeghi M., et al. Clinical relevance and therapeutic potential of IL-38 in immune and non-immune-related disorders // Eur Cytokine Netw. 2022. Vol. 33, N 3. P. 54–69. doi: 10.1684/ecn.2022.0480
  8. de Graaf D.M., Teufel L.U., Joosten L.A.B., Dinarello C.A. Interleukin-38 in Health and Disease // Cytokine. 2022. N 152. P. 155824. doi: 10.1016/j.cyto.2022.155824
  9. Chen W., Xi S., Ke Y., Lei Y. The emerging role of IL-38 in diseases: A comprehensive review // Immun Inflamm Dis. 2023. Vol. 11, N 8. P. e991. doi: 10.1002/iid3.991
  10. Алиева А.М., Кисляков В.А., Воронкова К.В., и др. Интерлейкин 1 — биологический маркер при сердечной недостаточности // Архивъ внутренней медицины. 2022. Т. 12, № 6. С. 422–429. doi: 10.20514/2226-6704-2022-12-6-422-429
  11. Lin H., Ho A.S., Haley-Vicente D., et al. Cloning and characterization of IL-1HY2, a novel interleukin-1 family member // J Biol Chem. 2001. Vol. 276, N 23. P. 20597–20602. doi: 10.1074/jbc.M010095200
  12. Xia H.S., Liu Y., Fu Y., et al. Biology of interleukin-38 and its role in chronic inflammatory diseases // Int Immunopharmacol. 2021. N 95. P. 107528. doi: 10.1016/j.intimp.2021.107528
  13. Li Z., Ding Y., Peng Y., et al. Effects of IL-38 on Macrophages and Myocardial Ischemic Injury // Front Immunol. 2022. N 13. P. 894002. doi: 10.3389/fimmu.2022.894002
  14. Mora J., Schlemmer A., Wittig I., et al. Interleukin-38 is released from apoptotic cells to limit inflammatory macrophage responses // J Mol Cell Biol. 2016. Vol. 8, N 5. P. 426–438. doi: 10.1093/jmcb/mjw006
  15. Teufel L.U., de Graaf D.M., Netea M.G., et al. Circulating interleukin-38 concentrations in healthy adults // Front Immunol. 2022. N 13. P. 964365. doi: 10.3389/fimmu.2022.964365
  16. de Graaf D.M., Teufel L.U., van de Veerdonk F.L., et al. IL-38 prevents induction of trained immunity by inhibition of mTOR signaling // J Leukoc Biol. 2021. Vol. 110, N 5. P. 907–915. doi: 10.1002/JLB.3A0220-143RRR
  17. van de Veerdonk F.L., Stoeckman A.K., Wu G., et al. IL-38 binds to the IL-36 receptor and has biological effects on immune cells similar to IL-36 receptor antagonist // Proc Natl Acad Sci U S A. 2012. Vol. 109, N 8. P. 3001–3005. doi: 10.1073/pnas.1121534109
  18. Юань С.Л., Ли Ю., Пань С.Х. и др. Продукция рекомбинантного интерлейкина-38 человека и его ингибиторное действие на экспрессию провоспалительных цитокинов в клетках ТНР-1 // Молекулярная биология. 2016. Т. 50, № 3. С. 466–473. doi: 10.7868/S0026898416030137
  19. Han Y., Mora J., Huard A., et al. IL-38 Ameliorates Skin Inflammation and Limits IL-17 Production from γδ T Cells // Cell Rep. 2019. Vol. 27, N 3. P. 835.e5–846.e5. doi: 10.1016/j.celrep.2019.03.082
  20. Zarrabi M., Nazarinia M., Rahimi Jaberi A., et al. Elevated IL-38 Serum Levels in Newly Diagnosed Multiple Sclerosis and Systemic Sclerosis Patients // Med Princ Pract. 2021. Vol. 30, N 2. P. 146–153. doi: 10.1159/000510915
  21. Ge Y., Huang M., Wu Y., et al. Interleukin-38 protects against sepsis by augmenting immunosuppressive activity of CD4+ CD25+ regulatory T cells // J Cell Mol Med. 2020. Vol. 24, N 2. P. 2027–2039. doi: 10.1111/jcmm.14902
  22. Wei Y., Lan Y., Zhong Y., et al. Interleukin-38 alleviates cardiac remodelling after myocardial infarction. J Cell Mol Med. 2020. Vol. 24, N 1. P. 371–384. doi: 10.1111/jcmm.14741
  23. Sun X., Hou T., Cheung E., et al. Anti-inflammatory mechanisms of the novel cytokine interleukin-38 in allergic asthma // Cell Mol Immunol. 2020. Vol. 17, N 6. P. 631–646. doi: 10.1038/s41423-019-0300-7
  24. de Graaf D.M., Maas R.J.A., Smeekens S.P., et al. Human recombinant interleukin-38 suppresses inflammation in mouse models of local and systemic disease // Cytokine. 2021. N 137. P. 155334. doi: 10.1016/j.cyto.2020.155334
  25. Ge Y., Chen J., Hu Y., et al. IL-38 Alleviates Inflammation in Sepsis in Mice by Inhibiting Macrophage Apoptosis and Activation of the NLRP3 Inflammasome // Mediators Inflamm. 2021. N 2021. P. 6370911. doi: 10.1155/2021/6370911
  26. de Graaf D.M., Jaeger M., van den Munckhof I.C.L., et al. Reduced concentrations of the B cell cytokine interleukin 38 are associated with cardiovascular disease risk in overweight subjects // Eur J Immunol. 2021. Vol. 51, N 3. P. 662–671. doi: 10.1002/eji.201948390
  27. Mainieri F., La Bella S., Chiarelli F. Hyperlipidemia and Cardiovascular Risk in Children and Adolescents // Biomedicines. 2023. Vol. 11, N 3. P. 809. doi: 10.3390/biomedicines11030809
  28. Cao J., Hua L., Zhang S., et al. Serum interleukin-38 levels correlated with insulin resistance, liver injury and lipids in non-alcoholic fatty liver disease // Lipids Health Dis. 2022. Vol. 21, N 1. P. 70. doi: 10.1186/s12944-022-01676-0
  29. Yang N., Song Y., Dong B., et al. Elevated interleukin-38 level associates with clinical response to atorvastatin in patients with hyperlipidemia // Cell Physiol Biochem. 2018. Vol. 49, N 2. P. 653–661. doi: 10.1159/000493029
  30. Юдаева А.Д., Стафеев Ю.С., Мичурина С.С., и др. Взаимодействие воспаления и инсулиновой резистентности: молекулярные механизмы в инсулинопродуцирующих и инсулинозависимых тканях // Сахарный диабет. 2023. Т. 26, № 1. С. 75–81. doi: 10.14341/DM12981
  31. Jin X., Qiu T., Li L., et al. Pathophysiology of obesity and its associated diseases // Acta Pharm Sin B. 2023. Vol. 13, N 6. P. 2403–2424. doi: 10.1016/j.apsb.2023.01.012
  32. Huang G., Li M., Tian X., et al. The Emerging Roles of IL-36, IL-37, and IL-38 in Diabetes Mellitus and its Complications // Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2022. Vol. 22, N 10. P. 997–1008. doi: 10.2174/1871530322666220113142533
  33. Xu K., Sun J., Chen S., et al. Hydrodynamic delivery of IL-38 gene alleviates obesity-induced inflammation and insulin resistance // Biochem Biophys Res Commun. 2019. Vol. 508, N 1. P. 198–202. doi: 10.1016/j.bbrc.2018.11.114
  34. Li Y., Chen S., Sun J., et al. Interleukin-38 inhibits adipogenesis and inflammatory cytokine production in 3T3-L1 preadipocytes // Cell Biol Int. 2020. Vol. 44, N 11. P. 2357–2362. doi: 10.1002/cbin.11428
  35. Бочкарева Л.А., Недосугова Л.В., Петунина Н.А., и др. Некоторые механизмы развития воспаления при сахарном диабете 2 типа // Сахарный диабет. 2021. Т. 24, № 4. С. 334–341. doi: 10.14341/DM12746
  36. Gurau F., Silvestrini A., Matacchione G., et al. Plasma levels of interleukin-38 in healthy aging and in type 2 diabetes // Diabetes Res Clin Pract. 2021. N 171. P. 108585. doi: 10.1016/j.diabres.2020.108585
  37. Liu Y., Chen T., Zhou F., et al. Interleukin-38 increases the insulin sensitivity in children with the type 2 diabetes // Int Immunopharmacol. 2020. N 82. P. 106264. doi: 10.1016/j.intimp.2020.106264
  38. Kong P., Cui Z.Y., Huang X.F., et al. Inflammation and atherosclerosis: signaling pathways and therapeutic intervention // Signal Transduct Target Ther. 2022. Vol. 7, N 1. P. 131. doi: 10.1038/s41392-022-00955-7
  39. Zhang X.H., Li Y., Zhou L., Tian G.P. Interleukin-38 in atherosclerosis // Clin Chim Acta. 2022. N 536. P. 86–93. doi: 10.1016/j.cca.2022.09.017
  40. Esmaeilzadeh A., Pouyan S., Erfanmanesh M. Is Interleukin-38 a key player cytokine in atherosclerosis immune gene therapy? // Med Hypotheses. 2019. N 125. P. 139–143. doi: 10.1016/j.mehy.2019.02.048
  41. Li T., Yan Z., Fan Y., et al. Cardiac repair after myocardial infarction: A two-sided role of inflammation-mediated // Front Cardiovasc Med. 2023. N 9. P. 1077290. doi: 10.3389/fcvm.2022.1077290
  42. Zhong Y., Yu K., Wang X., et al. Elevated Plasma IL-38 Concentrations in Patients with Acute ST-Segment Elevation Myocardial Infarction and Their Dynamics after Reperfusion Treatment // Mediators Inflamm. 2015. N 2015. P. 490120. doi: 10.1155/2015/490120
  43. Ягудин Т.А., Шабанова А.Т., Хонг-Ю Лиу. Новые аспекты в механизмах ишемического и реперфузионного повреждения миокарда // Креативная хирургия и онкология. 2018. Т. 8, № 3. С. 216–224. doi: 10.24060/2076-3093-2018-8-3-216-224
  44. Wei Y, Xing J, Su X, et al. IL-38 attenuates myocardial ischemia-reperfusion injury by inhibiting macrophage inflammation // Immun Inflamm Dis. 2023. Vol. 11, N 6. P. e898. doi: 10.1002/iid3.898
  45. Yu Chen H., Dina C., Small A.M., et al. Dyslipidemia, inflammation, calcification, and adiposity in aortic stenosis: a genome-wide study // Eur Heart J. 2023. Vol. 44, N 21. P. 1927–1939. doi: 10.1093/eurheartj/ehad142
  46. The E., de Graaf D.M., Zhai Y., et al. Interleukin 38 alleviates aortic valve calcification by inhibition of NLRP3 // Proc Natl Acad Sci U S A. 2022. Vol. 119, N 36. P. e2202577119. doi: 10.1073/pnas.2202577119
  47. Ma J., Wu N., Yuan Z., et al. Prognostic value of interleukin-34 and interleukin-38 in patients with newly diagnosed atrial fibrillation // Front Cardiovasc Med. 2023. N 9. P. 1072164. doi: 10.3389/fcvm.2022.1072164
  48. Wu Z., Luo C., Zheng B. Progress of Research into the Interleukin-1 Family in Cardiovascular Disease // J Inflamm Res. 2022. N 15. P. 6683–6694. doi: 10.2147/JIR.S390915
  49. Kurose S., Matsubara Y., Yoshino S., et al. Interleukin-38 suppresses abdominal aortic aneurysm formation in mice by regulating macrophages in an IL1RL2-p38 pathway-dependent manner // Physiol Rep. 2023. Vol. 11, N 2. P. e15581. doi: 10.14814/phy2.15581
  50. Xu F., Lin S., Yan X., et al. Interleukin 38 Protects Against Lethal Sepsis // J Infect Dis. 2018. Vol. 218, N 7. P. 1175–1184. doi: 10.1093/infdis/jiy289

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Биологическая функция IL-38. Примечание. DC — дендритные клетки, GATA-3 — транскрипционный фактор, FOXP3 (scurfin) — белок, вовлечённый в иммунные реакции, GLUT4 — глюкозный транспортёр типа 4, IL — интерлейкин, ILC2 — лимфоидные клетки врождённого иммунитета 2-го типа, LPS — липополисахарид, MCP-1 — моноцитарный хемоаттрактантный белок 1, MQ — макрофаг, PBMC — мононуклеарные клетки периферической крови, γδТ-клетки — Т-лимфоциты, сочетающие в себе свойства клеток как врождённого, так и приобретённого иммунитета, TGF-β — трансформирующий фактор роста β, Th2 — Т-хелперы 2-го типа, Th17 — Т-хелперы 17-го типа, THP-1 — моноцитарная клеточная линия человека, полученная от пациента с острым моноцитарным лейкозом, TNF-α — фактор некроза опухоли α, Treg — регуляторные Т-клетки.

Скачать (160KB)

© ООО "Эко-Вектор", 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 64546 от 22.01.2016. 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах