Terapevticheskii arkhivTerapevticheskii arkhivТерапевтический архив0040-36602309-5342LLC Obyedinennaya Redaktsiya3218810.17116/terarkh201789343-47Editorial articleПередовая статьяResearch ArticleRole of negative regulators of SOCS1, SOCS3, and SOCS5 gene transcription in the negative cell signaling regulation system in asthmaРоль негативных регуляторов транскрипции генов SOCS1, SOCS3 и SOCS5 в системе негативной регуляции клеточной сигнализации при бронхиальной астмеSorokinaL NСорокинаЛ НMineevV NМинеевВ НLimV VЛимВ ВПервый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России15032017893VOL 89, NO3 ()ТОМ 89, №3 (2017)434710042020Copyright ©; 2017, Consilium MedicumCopyright ©; 2017, ООО "Консилиум Медикум"2017Consilium MedicumООО "Консилиум Медикум"https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0https://ter-arkhiv.ru/0040-3660/article/view/32188

Aim. To conduct a comprehensive study of the components of negative cell signaling regulation in different types of asthma. Subjects and methods. A total of 171 people, including 80 patients with allergic asthma (AA), 60 patients with non-allergic asthma (NAA), and 31 apparently healthy individuals, were examined. SOCS5 mRNA expression was assessed by reverse-transcription polymerase chain reaction. The expression of SOCS1 and SOCS3 proteins was investigated by immunoblotting. The concentration of total serum IgE was determined by enzyme immunoassay; the level of cytokines was measured according to the standard protocol using a Bio-Plex fluorometer. Results. The findings show that the patients with AA generally display more marked changes in the expression of all three investigated SOCSes (SOCS1, SOCS3, and SOCS5) at baseline and when interleukin 4 (IL-4) acts. In NAA, there are pronounced changes in the expression of SOCS3 only and, to a lesser extent, SOCS5. The results of investigating the concentrations of IL-4 in the examined groups demonstrate its significant decrease in the AA group, whereas in the NAA group, it is similar to those in healthy individuals. On the contrary, IL-10 concentrations in AA tend towards those in the control group, but much exceed in NAA. Conclusion. The findings allow one to consider the complexity of regulatory disorders arising at various levels of cell signaling in the context of the multifunctional nature of the molecules from the family of negative regulators of transcription of the SOCS1, SOCS3, and SOCS5 genes, which provide the comprehensive control of cytokine signaling simultaneously in different signal pathways.

Резюме Цель исследования. Комплексное изучение компонентов негативной регуляции клеточной сигнализации при различных вариантах бронхиальной астмы (БА). Материалы и методы. Обследовали 171 человека: 80 пациентов с аллергической БА (АБА), 60 пациентов с неаллергическим вариантом БА (НАБА) и 31 практически здоровый. Экспрессию мРНК SOCS5 оценивали с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией. Экспрессию белков SOCS1 и SOCS3 исследовали методом иммуноблоттинга. Концентрацию общего IgE сыворотки определяли методом иммуноферментного анализа, уровень цитокинов — по стандартному протоколу на проточном флюориметре Biо-Plex. Результаты. Полученные данные показывают, что больные АБА характеризуются более выраженными изменениями экспрессии всех трех исследованных нами SOCS (SOCS1, SOCS3 и SOCS5) как исходно, так и в условиях действия интерлейкина (IL) 4. При НАБА отмечаются выраженные изменения экспрессии только SOCS3 и в меньшей степени SOCS5. Результаты исследования концентраций IL-4 в обследованных группах демонстрируют значительное снижение уровня IL-4 в группе АБА, в то время как в группе НАБА он сходен с таковым у здоровых. Уровни концентрации IL-10, напротив, при АБА имеют тенденцию к показателям контрольной группы, а при НАБА значительно превосходят его. Заключение. Полученные данные позволяют рассматривать сложность нарушений регуляции, возникающих на различных уровнях клеточной сигнализации, с позиций полифункциональности молекул семейства негативных регуляторов транскрипции генов SOCS1, SOCS3 и SOCS5, обеспечивающих комплексный контроль цитокиновой сигнализации одновременно в различных сигнальных путях.

asthmaSOCSSOCS1SOCS3SOCS5 protein systemmononuclear cellsSOCS1SOCS3SOCS5бронхиальная астмасистема белков SOCSмононуклеарные клеткиМинеев В.Н., Сорокина Л.Н., Трофимов В.И. Фундаментальные и клинические аспекты JAK-STAT-сигнализации. Санкт-Петербург: ВВМ; 2010.Fujimoto M, Naka T. Regulation of cytokine signaling by SOCS family molecules. Trends in Immunology. 2003;24(12):659-665. doi:10.1016/j.it.2003.10.008Fukuyama S, Nakano T, Matsumoto T, Oliver BG, Burgess JK, Moriwaki A, Tanaka K, Kubo M, Hoshino T, Tanaka H, McKenzie AN, Matsumoto K, Aizawa H, Nakanishi Y, Yoshimura A, Black JL, Inoue H. Pulmonary suppressor of cytokine signaling-1 induced by IL-13 regulates allergic asthma phenotype. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2009;179(11):992-998. doi:10.1164/rccm.200806-992OCAlbanesi C, Fairchild H, Madonna S, Scarponi C, De Pità O, Leung DY, Howell MD. IL-4 and IL-13 negatively regulate TNF-α- and IFN-γ-induced β-defensin expression through STAT6, suppressor of cytokine signaling SOCS1 and SOCS3. The Journal of Immunology. 2007;179(2):984-992. doi:10.4049/jimmunol.179.2.984Kubo M, Inoue H. Suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3) in Th2 cells evokes Th2 cytokines, IgE, and eosinophilia. Current Allergy and Asthma Reports. 2006;6(1):32-39. doi:10.1007/s11882-006-0007-6Seki Y, Inoue H, Nagata N, Hayashi K, Fukuyama S, Matsumoto K, Komine O, Hamano S, Himeno K, Inagaki-Ohara K, Cacalano N, O’Garra A, Oshida T, Saito H, Johnston JA, Yoshimura A, Kubo M. SOCS-3 regulates onset and maintenance of TH2-mediated allergic responses. Nature Medicine. 2003;9(8):1047-1054. doi:10.1038/nm896Lopez E, Paz Zafra M, Sastre B, Gámez С, Fernández-Nieto M, Sastre J, Lahoz C, Quirce S, Del Pozo V. Suppressors of cytokine signaling 3 expression in eosinophils: Regulation by PGE2 and Th2 Cytokines. Clinical and Developmental Immunology. 2011;2011:3-11. doi:10.1155/2011/917015Christodoulopoulos P, Cameron L, Nakamura Y, Lemière C, Muro S, Dugas M, Boulet L-P, Laviolette M, Olivenstein R, Hamid Q. Th2 cytokine-associated transcription factors in atopic and nonatopic asthma: evidence for differential signal transducer and activator of transcription 6 expression. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2001;107(4):586-591. doi:10.1067/mai.2001.114883Daewoong J, Liu D, Yao S, Collins RD, Hawiger J. Intracellular protein therapy with SOCS3 inhibits inflammation and apoptosis. Nature Medicine. 2005;11(8):892-898. doi:10.1038/nm1269