Activity of the nuclear transcription factor NF-κB in lymphocyte populations in children with Gaucher disease

Matvey V. Konyashin; Коняшин Матвей Валерьевич; O. V. Kurbatova; Курбатова О. В.; S. V. Petrichuk; Петричук С. В.; G. B. Movsisyan; Мовсисян Г. Б.; E. V. Freidlin; Фрейдлин Е. В.; D. G. Kuptsova; Купцова Д. Г.; T. V. Radygina; Радыгина Т. В.; E. L. Semikina; Семикина Е. Л.; A. S. Potapov; Потапов А. С.; A. P. Fisenko; Фисенко А. П.

doi:10.46235/1028-7221-17203-AOT

Activity of the nuclear transcription factor NF-κB in lymphocyte populations in children with Gaucher disease

Authors: Konyashin M.V.¹, Kurbatova O.V.¹, Petrichuk S.V.¹, Movsisyan G.B.¹, Freidlin E.V.¹, Kuptsova D.G.¹, Radygina T.V.¹, Semikina E.L.¹^,2, Potapov A.S.¹^,2, Fisenko A.P.¹
Affiliations:
1. National Medical Research Center for Children’s Health
2. Sechenov First Moscow State Medical University, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 28, No 3 (2025)
Pages: 597-604
Section: SHORT COMMUNICATIONS
Submitted: 30.03.2025
Accepted: 31.05.2025
Published: 18.09.2025
URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/17203
DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-17203-AOT
ID: 17203

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The study is devoted to the role of the transcription factor NF-κB in pathogenesis of chronic inflammation in Gaucher disease (GD) in children. Gaucher disease is an orphan autosomal recessive lysosomal disorder characterized by mutations in the β-glucocerebrosidase gene, leading to a decrease in the activity of this enzyme and, as a consequence, to the accumulation of the substrate – glucoceramide. Macrophages transformed to Gaucher cells, due to the accumulation of glucoceramide, secrete proinflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, TNFα), triggering chronic inflammation in internal organs via activation of NF-κB nuclear transcription factor along the canonical pathway. The aim of the work was to assess the proportion of cells with the activity of the nuclear transcription factor NF-κB in lymphocyte populations in children with GD. The ratio of cells with NF-κB translocation in peripheral blood lymphocyte populations was assessed in 70 GD patients (type 1, 58 cases; type 3, 12 patients) receiving enzyme replacement therapy, and in 30 conditionally healthy children. The results of the studies revealed a significantly increased proportion of cells with NF-κB translocation in T lymphocytes, T helpers, cytotoxic T cells, NK cells, B lymphocytes, as well as in T helpers type 17, activated T helpers and in regulatory T cells in GD patients compared with control group (p < 0.001). In children with GD, the highest number of cells with NF-κB translocation was found in B lymphocytes and NK cell populations. In the course of the study of patients with different types of GD, it was found that in children with type 1 GD, a significant increase in the level of NF-κB translocation was observed in all studied lymphocyte populations. In patients with type 3 GD, a significant increase in NF-κB translocation in T lymphocytes, T helpers, cytotoxic T lymphocytes, NK cells, Th17 cells, activated T helpers and regulatory T cells was also noted, relative to the comparison group. However, in the populations of B lymphocytes and double negative T lymphocytes in patients with type 3 GD, no statistically significant differences were found against the comparison group. The results of the study confirm the key role of NF-κB in maintaining chronic inflammation in Gaucher disease. Modern flow cytometry approach with visualization allows to determine NF-κB activity in different populations of peripheral blood lymphocytes, including Th17 and Treg, with high accuracy. It is advisable to conduct additional studies concerning the effect of initiated enzyme replacement therapy on NF-κB activity in lymphocyte populations of children with Gaucher disease.

Keywords

children, Gaucher disease, lymphocytes, transcription factor NF-κB, flow cytometry with visualization, enzyme replacement therapy

Full Text

Введение

Болезнь Гоше (БГ) – орфанное (OMIM #230800, ORPHA355) аутосомно-рецессивное лизосомное заболевание, характеризующееся мутациями в гене β-глюкоцереброзидазы (ГЦБ), приводящими к снижению активности данного фермента и, как следствие, к накоплению субстрата – глюкоцерамида [12, 14]. Частота встречаемости заболевания в популяции варьирует от 1:40 000 до 1:60 000. БГ классифицируется на три типа. При всех типах болезни Гоше наблюдается аккумуляция глюкоцерамида, что приводит к перегрузке ретикулоэндотелиальной системы, развитию гепатоспленомегалии, хроническому воспалению во внутренних органах, поражению костного мозга, костным деформациям и неврологическим нарушениям (при нейронопатических формах БГ) [9]. 1-й тип (наиболее распространенный) характеризуется отсутствием поражения центральной нервной системы (ЦНС). 2-й тип проявляется тяжелым поражением ЦНС, дебютирующим в раннем возрасте, и характеризуется ранней смертностью. 3-й тип отличается медленно прогрессирующим поражением ЦНС с постепенным нарастанием неврологической симптоматики [6].

Одним из ключевых регуляторов воспалительного процесса является транскрипционный фактор NF-κB, активация NF-κB и транслокация в ядро ассоциированы с хроническим воспалением и клеточным стрессом [5]. Ядерный фактор транскрипции NF-κB был открыт в 1986 году Дэвидом Балтимором. Было описано, что этот белок можно индуцировать в пре-В-клетках посредством стимуляции бактериальным липополисахаридом [11]. В настоящее время описано два пути активации NF-κB: канонический путь или классический (индуцируется TNFα через TNFR1, p50/p65) и альтернативный путь (индуцируется IL-1β через IL-1R и LPS) [8].

У пациентов с БГ выявляются нарушения в работе иммунной системы, включая дисбаланс регуляторных T-клеток (Treg) и Th17-лимфоцитов, повышенный уровень провоспалительных цитокинов и дисфункцию макрофагов [1]. Макрофаги, трансформированные в клетки Гоше, секретируют провоспалительные цитокины (IL-1β, IL-6, TNFα), запуская хроническое воспаление во внутренних органах через активацию ядерного фактора транскрипции NF-κB по каноническому пути [13]. Липидные агрегаты стимулируют Toll-подобные рецепторы макрофагов, также запуская канонический путь активации NF-κB [4]. Гиперактивация NF-κB коррелирует с тяжестью фиброза печени у детей при болезни Вильсона [2].

Современная терапия БГ включает ферментозаместительную терапию (ФЗТ) [5]. Несмотря на успехи ФЗТ, у части пациентов сохраняются воспалительные процессы, что указывает на участие дополнительных молекулярных механизмов, требующих новых исследований [10].

Цель работы – оценить долю клеток с активностью ядерного фактора транскрипции NF-κB в субпопуляциях лимфоцитов у детей с болезнью Гоше.

Материалы и методы

В исследование включены 58 пациентов с 1-м типом и 12 детей с 3-м типом БГ, регулярно получающих ФЗТ, в возрасте от 7 до 13 лет (Me 10,5 (7,8-13,4)). Группу сравнения составили 30 условно здоровых детей в возрасте от 4 до 12 лет (Me 7,0 (4,2-12,6)).

Иммунофенотипирование лимфоцитов и анализ доли клеток с транслокацей NF-κB выполняли на предварительно выделенных мононуклеарных клетках периферической крови (PBMC). С использованием системы Amnis ImageStreamX были проанализированы следующие клеточные популяции: CD3⁺CD19^-(Т-лимфоциты); CD3^-CD19⁺ (В-лимфоциты); CD3^-CD16⁺/CD56⁺ (NK-клетки); CD3⁺CD4⁺ (Т-хелперы); CD3⁺CD8⁺ (цитотоксические Т-лимфоциты); CD3⁺CD4^-CD8^- (двойные негативные Т-лимфоциты); CD3⁺CD4⁺CD161⁺ (Th17-лимфоциты); CD4⁺CD25⁺CD127^high (активированные Т-хелперы); CD4⁺CD25⁺CD127^low (Treg).

Оценку доли активированных клеток проводили путем обработки клеток с использованием набора Amnis NF-κB Translocation Kit (Luminex Corporation, США), специфичного к p50. Запись пробы была выполнена согласно протоколу производителя на проточном цитометре Amnis ImageStream MkII с использование программного обеспечения INSPIRE (Luminex, США) при 40-кратном увеличении и низкой скорости потока. Полученные изображения анализировались с использованием программного обеспечения IDEAS ImageStreamX (Luminex, США).

Статистический анализ выполняли с применением программного обеспечения R Studio (RStudio, PBC, США) и Prizm10 (GraphPad Software, CША). Данные представлены в виде медианы и квартилей Me (Q_0,25-Q_0,75). Для сравнения групп использовали непараметрический U-критерий Манна–Уитни. Статистически значимыми считали различия при p < 0,05.

Результаты и обсуждение

У детей с БГ, регулярно получающих ФЗТ, увеличен процент клеток с транслокацией NF- κB в популяциях: Т-лимфоцитов, Т-хелперов, цитотоксических Т-лимфоцитов, NK-клеток, В-лимфоцитов относительно группы сравнения (рис. 1 А) и в малых популяциях CD4⁺ Т-клеток, включая Th17-типа, активированные Т-хелперы и Treg, относительно группы сравнения (рис. 1 Б).

Рисунок 1. Уровень транслокации NF-κB в основных (А) и малых (Б) популяциях лимфоцитов у группы сравнения и детей с болезнью Гоше. Примечание. Гр. срав – группа сравнения; БГ – болезнь Гоше. * – статистически значимые различия p < 0,001.

У детей с БГ относительно группы сравнения наблюдалась повышенная активность NF-κB в основных популяциях лимфоцитов: Т-лимфоцитах – у 69% детей, Т-хелперах – у 89%, цитотоксических Т-лимфоцитах – у 74%, NK-клетках – у 66% и двойных негативных Т-лимфоцитах – у 53% детей. Однако у большинства пациентов (у 53%) уровень транслокации NF-κB в В-лимфоцитах был сопоставим с показателями группы сравнения. У 3,2% пациентов наблюдалось снижение уровня активности NF- κB ниже показателей группы сравнения во всех популяциях лимфоцитов периферической крови. Уровень транслокации в малых популяциях лимфоцитов у детей с БГ также превышал значения группы сравнения: в Th17-клетках – у 73% детей, Treg – у 64% детей, активированных Т-хелперах – у 81% детей.

При анализе показателей пациентов с разными типами БГ выявлено, что у детей с 1-м типом БГ уровень транслокации NF-κB был значимо выше во всех исследуемых популяциях лимфоцитов (табл. 1). У пациентов с 3-м типом БГ уровень транслокации NF-κB также был значимо выше в популяциях Т-лимфоцитов, Т-хелперов, цитотоксических Т-лимфоцитов, NK-клеток, Th17-клеткок, активированных Т-хелперов и Treg, относительно группы сравнения. Исключение составили популяции В-лимфоцитов и двойных негативных Т-лимфоцитов, где различия не были статистически значимыми (табл. 1). У пациентов с 3-м типом БГ было выявлено статистически значимое снижение процента клеток с транслокацией NF-κB в популяциях NK-клеток (p_1-3 = 0,017) и двойных негативных Т-лимфоцитов (p1-3 = 0,009), относительно группы пациентов с 1-м типом БГ (табл. 1).

ТАБЛИЦА 1. ПРОЦЕНТ КЛЕТОК С ТРАНСЛОКАЦИЕЙ NF-κB В ПОПУЛЯЦИЯХ ЛИМФОЦИТОВ У ДЕТЕЙ С БГ И Условно ЗДОРОВОЙ ГРУППЫ ДЕТЕЙ

TABLE 1. PERCENTAGE OF CELLS WITH NF-κB TRANSLOCATION IN LYMPHOCYTE POPULATIONS IN CHILDREN WITH GD AND A CONDITIONALLY HEALTHY GROUP OF CHILDREN

Популяции

Populations

Группа сравнения

Comparison group

Дети с БГ

1-го типа

Children with GD

type 1

Дети с БГ

3-го типа

Children with GD type 3

p-value

CD3⁺CD19^-

17,9

(16,4-21,0)

25,8

(20,8-34,3)

26,5

(17,3-34,0)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 = 0,001

p_1-3 = 0,564

CD3⁺CD4⁺

17,4

(14,0-19,4)

24,9

(20,8-33,3)

31,1

(17,6-33,6)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 < 0,001

p_1-3 = 0,966

CD3⁺CD8⁺

17,2

(15,6-19,4)

24,25

(20,0-33,9)

23,4

(16,8-35,9)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 = 0,005

p_1-3 = 0,545

CD3^-CD19⁺

53,5

(40,1-71,6)

68,7

(54,7-82,6)

61,2

(48,2-91,4)

p_0-1 = 0,002

p_0-3 = 0,067

p_1-3 = 0,700

CD3^-CD16⁺/CD56⁺

29,8

(18,3-37,1)

49,0

(32,7-58,7)

31,8

(22,8-53,9)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 = 0,013

p_1-3 = 0,017

CD3⁺CD4^-CD8^-

22,4

(17,7-32,9)

38,4

(25,1-48,6)

26,1

(18,0-38,0)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 = 0,336

p_1-3 = 0,010

CD3⁺CD4⁺CD161⁺

18,6

(14,6-20,3)

24,6

(20,4-31,0)

21,7

(17,0-29,8)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 = 0,017

p_1-3 = 0,084

CD4⁺CD25⁺CD127^low

18,3

(13,5-23,5)

31,0

(22,3-41,0)

28,1

(19,3-35,6)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 = 0,002

p_1-3 = 0,378

CD4⁺CD25⁺CD127^high

15,0

(10,9-17,7)

24,0

(18,0-31,6)

22,1

(18,4-31,3)

p_0-1 < 0,001

p_0-3 < 0,001 p_1-3 = 0,984

Полученные нами данные, свидетельствующие о системной активации транскрипционного фактора NF-κB в лимфоцитах периферической крови у детей с БГ, согласуются с выводами Курбатовой О.В. и соавт. (2024) и Zahran A.M. и соавт. (2022) о наличии хронического воспаления, причем в данный процесс, по-видимому, вовлечены все популяции лимфоцитов – как врожденного, так и адаптивного иммунитета, что также подтверждается ранее описанным повышением количества Th17-клеток у пациентов с БГ [1, 15].

Среди детей с БГ доля клеток с транслокацией NF-κB оказалась максимальной в В-лимфоцитах, умеренной – в NK-клетках и минимальной – в Т-лимфоцитах. Эти показатели сопоставимы с группой сравнения и согласуется с результатами, полученными при других патологиях [3].

У 3,2% пациентов с БГ отмечено снижение доли клеток с транслокацией NF-κB в популяции лимфоцитов, подобная картина также была выявлена при болезни Вильсона [2].

Выводы

У детей с 1-м и 3-м типом болезни Гоше в популяциях лимфоцитов отмечено достоверное повышение доли клеток с транслокацией NF-κB относительно группы сравнения (p < 0,001).
У детей с 1-м типом болезни Гоше доля клеток с транслокацией NF-κB была значимо выше во всех исследуемых популяциях лимфоцитов (p < 0,001), а у пациентов с 3-м типом – во всех популяциях за исключением В-лимфоцитов (p = 0,564) и двойных негативных Т-клеток (p = 0,336) относительно группы сравнения.
При сравнении пациентов с 1-м и 3-м типом выявлено, что доля NK-клеток (p = 0,017) и двойных негативных Tлимфоцитов (p = 0,009) с транслокацией NF-κB была статистически ниже у пациентов с 3-м типом заболевания.
Результаты исследования подтверждают ключевую роль сигнального пути NF-κB в поддержании хронического воспаления при болезни Гоше.
Дальнейшие исследования должны быть посвящены изучению влияния ферментозаместительной терапии на сигнальный путь NF-κB.

Russian Federation, Moscow

References

Курбатова О.В., Мовсесян Г.Б., Коняшин М.В., Петричук С.В., Купцова Д.Г., Радыгина Т.В., Семикина Е.Л., Потапов А.С., Фисенко А.П. Возрастная динамика показателей клеточного иммунитета, активность внутриклеточных дегидрогеназ лимфоцитов и функциональная активность нейтрофилов у детей с болезнью Гоше. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии, 2024. Т. 23, № 1. С. 128-138. [Kurbatova O.V., Movsisyan G.B., Konyashin M.V., Petrichuk S.V., Kuptsova D.G., Radygina T.V., Semikina E.L., Potapov A.S., Fisenko A.P. Age-related changes in the parameters of cellular immunity, the activity of intracellular lymphocyte dehydrogenases and functional activity of neutrophils in children with Gaucher disease. Voprosy gematologii/onkologii i immunopatologii v pediatrii = Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology, 2024, Vol. 23, no. 1, pp. 128-138. (In Russ.)]
Курбатова О.В., Петричук С.В., Купцова Д.Г., Мовсисян Г.Б., Радыгина Т.В., Комарова А.Д., Анушенко А.О., Фрейдлин Е.В., Семикина Е.Л., Потапов А.С., Фисенко А.П. Активность ядерного фактора транскрипции κB (NF-κB) в популяциях лимфоцитов у детей с болезнью Вильсона–Коновалова // Медицинская иммунология, 2023. Т. 25, № 5. С. 1205-1212. [Kurbatova O.V., Petrichuk S.V., Kuptsova D.G., Movsisyan G.B., Radygina T.V., Komarova A.D., Anushenko A.O., Freidlin E.V., Semikina E.L., Potapov A.S., Fisenko A.P. Nuclear transcription factor κB (NF-κB) activity in lymphocyte populations in children with Wilson–Konovalov disease. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 5, pp. 1205-1212. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-NTF-2799.
Петричук С.В., Радыгина Т.В., Купцова Д.Г., Курбатова О.В., Семикина Е.Л., Мурашкин Н.Н., Потапов А.С., Фисенко А.П. Оценка эффективности анти-tnf терапии у детей с иммунозависимыми заболеваниями по активности NF-κB в популяциях лимфоцитов // Российский иммунологический журнал, 2022. Т. 25, № 4. C. 491-498. [Petrichuk S.V., Radygina T.V., Kuptsova D.G., Kurbatova O.V., Semikina E.L., Murashkin N.N., Potapov A.S., Fisenko A.P. Evaluation of anti-TNF treatment efficiency in children with immune-dependent diseases by means of testing the NF-κB activity in lymphocyte populations. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2022, Vol. 25, no.. 4, pp. 491-498. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-1191-EOA.
Aflaki E., Moaven N., Borger D.K., Lopez G., Westbroek W., Chae J.J., Marugan J., Patnaik S., Maniwang E., Gonzalez A.N., Sidransky E. Lysosomal storage and impaired autophagy lead to inflammasome activation in Gaucher macrophages. Aging Cell, 2016, Vol. 15, no. 1, pp. 77-88.
Cox T.M., Drelichman G., Cravo R., Balwani M., Burrow T.A., Martins A.M., Lukina E., Rosenbloom B., Ross L., Angell J., Puga A.C. Eliglustat compared with imiglucerase in patients with Gaucher’s disease type 1 stabilised on enzyme replacement therapy: a phase 3, randomised, open-label, non-inferiority trial. Lancet, 2015, Vol. 385, no. 9985, pp. 2355-2362.
Grabowski G.A. Phenotype, diagnosis, and treatment of Gaucher’s disease. Lancet, 2008, Vol. 372, no. 9645, pp. 1263-1271.
Lawrence T. The nuclear factor NF-κB pathway in inflammation. Cold Spring Harb. Perspect. Biol., 2009, Vol. 1, no. 6, a001651. doi: 10.1101/cshperspect.a001651.
Liu T., Zhang L., Joo D., Sun S.C. NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduct. Target. Ther., 2017, Vol. 2, 17023. doi: 10.1038/sigtrans.2017.23.
Mignot C., Gelot A., Bessières B., Daffos F., Voyer M., Menez F., Fallet Bianco C., Odent S., le Duff D., Loget P., Fargier P., Costil J., Josset P., Roume J., Vanier M.T., Maire I., Billette de Villemeur T. Perinatal-lethal Gaucher disease. Am. J. Med. Genet. A., 2003, Vol. 120A, no. 3, pp. 338-344.
Pandey M.K., Grabowski G.A. Immunological cells and mediators in Gaucher disease. Blood Cells Mol. Dis., 2018, Vol. 68, pp. 200-205.
Sen R., Baltimore D. Inducibility of kappa immunoglobulin enhancer-binding protein Nf-kappa B by a posttranslational mechanism. Cell, 1986, Vol. 47, no. 6, pp. 921-928.
Sidransky E. Gaucher disease: insights from a rare Mendelian disorder. Discov Med., 2012, Vol. 14, no. 77, pp. 273-281.
Şoroğlu C.V., Berkay E.G. Old disease-New reflections: Gaucher, immunity, and inflammation. J. Cell. Mol. Med., 2024, Vol. 28, no. 20, e70087. doi: 10.1111/jcmm.70087.
Stirnemann J., Belmatoug N., Camou F., Serratrice C., Froissart R., Caillaud C., Levade T., Astudillo L., Serratrice J., Brassier A., Rose C., Billette de Villemeur T., Berger M.G. A review of gaucher disease pathophysiology, clinical presentation and treatments. Int. J. Mol. Sci., 2017, Vol. 18, no. 2, 441. doi: 10.3390/ijms18020441.
Zahran A.M., Saad K., Elsayh K.I., Abdou M.A.A., Abo-Elgheet A.M., Eloseily E.M., Khalaf S.M., Sror S., Ahmad F.A., Elhoufey A., Ghandour A., Osman N.S. Upregulation of Cytotoxic T-cells in pediatric patients with Gaucher disease. Sci. Rep., 2022, Vol. 12, no. 1, 4977. doi: 10.1038/s41598-022-08843-4.

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1. Level of NF-κB translocation in major (A) and minor (B) lymphocyte populations in the comparison group and children with Gaucher disease. Note. Comp. gr., comparison group; GD, Gaucher disease. *, statistically significant differences p < 0.001.

Download (330KB)

Indexing metadata

Username
Password
Remember me

Forgot password?	Register

Username
Password
Remember me

Forgot password?	Register

Activity of the nuclear transcription factor NF-κB in lymphocyte populations in children with Gaucher disease

Full Text

Abstract

Keywords

Full Text

Введение

Материалы и методы

Результаты и обсуждение

Выводы

About the authors

References

Supplementary files

This website uses cookies