Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyРоссийский иммунологический журнал1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1668110.46235/1028-7221-16681-TKESHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationThe kisspeptin effects on the thymic regulatory cell compositions (Th17, Treg, iNKT) in vitroВлияние кисспептина на субпопуляционный состав регуляторных клеток (Th17, Treg, iNKT) тимуса in vitroOrlovaE. G.ОрловаЕ. Г.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции, Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук

orlova_katy@mail.ruLoginovaO. A.ЛогиноваО. А.
Russian Federation

PhD (Biology), Junior Research Associate, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

к.б.н., младший научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции, Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук

orlova_katy@mail.ruGorbunovaO. L.ГорбуноваО. Л.
Russian Federation

PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

к.б.н., научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции, Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук

orlova_katy@mail.ruShirshevS. V.ШиршевС. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Head, Laboratory of Immunoregulation, Institute of Ecology and Genetic of Microorganisms

д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий лабораторией иммунорегуляции, Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук

shirshev@iegm.ruPerm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of SciencesФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»0504202425102024274107710842803202430032024Copyright ©; 2024, Orlova E.G., Loginova O.A., Gorbunova O.L., Shirshev S.V.Copyright ©; 2024, Орлова Е.Г., Логинова О.А., Горбунова О.Л., Ширшев С.В.2024Orlova E.G., Loginova O.A., Gorbunova O.L., Shirshev S.V.Орлова Е.Г., Логинова О.А., Горбунова О.Л., Ширшев С.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/16681

The peptide hormone kisspeptin, produced by neurons of the hypothalamus anterior zone, is a key regulator of the gonadostat formation and reproductive function, and has immunoregulatory activity. During pregnancy, kisspeptin is produced by the placenta, presents in the peripheral blood and affects on immune cells that express specific receptors for the hormone, including thymus cells. However, the kisspeptin effects on thymopoiesis during pregnancy have not been studied. The purpose of the work was to study the kisspeptin effect on the thymic regulatory cell composition in vitro. Thymocytes were cultured for 72 hours with kisspeptin at a concentration (9.6 pM) characterizing its maximum level in the peripheral blood during pregnancy, in the presence of CD3/CD28-activating particles and further assessed the regulatory cell composition and Ki-67 and Bcl-2 expression by flow cytometry. The percentage of T regulatory lymphocytes (Treg) was assessed as the percentage of CD4+CD25+FoxP3+ cells; T helper cells producing interleukin17 (Th17), as a percentage of CD4+IL-17A+RORγt+ cells; invariant T lymphocytes with natural killer functions(iNKT), as a percentage of CD3hiVa24Ja18+ cells in thymocyte culture. Dexamethasone (10-6M) was added to induce apoptosis. The effect of kisspeptin-primed thymic plasmacytoid dendritic cells (pDCs) on the regulatory cell composition (Th17, Treg, iNKT) in thymocyte culture was assessed. Thymic pDCs isolated by immunomagnetic separation were cultured for 24 hours with kisspeptin, and then intact autologous thymocytes were added in a ratio of 1:10 and cultured for another 72 hours. The thymocyte incubation of with kisspeptin did not affect the Tregs, iNKT and Th17 percentage in vitro, as well as the expression of Ki-67 and Bcl-2 in these cells. Under dexamethasone influence, the Bcl-2+Th17 percentage in thymocyte cultures with kisspeptin was increased. The Th17 percentage was increased in cultures of kisspeptin-primed pDCs with thymocytes, while the Treg and iNKT number did not change. It can be concluded that kisspeptin has regulatory effects on the Th17 percentage in thymocyte culture in vitro, mediating its effects by influencing thymic pDCs. And kisspeptin acted directly on thymocytes, increases the resistance of thymic Th17 to dexamethasone-induced apoptosis. The obtained results expand our understanding of the hormonal regulation of regulatory cell balance during pregnancy.

Пептидный гормон кисспептин, продуцируемый нейронами передней зоны гипоталамуса, является ключевым регулятором становления гонадостата и репродуктивной функции и обладает иммунорегуляторной активностью. При беременности кисспептин активно продуцируется плацентой, присутствует в периферической крови и оказывает влияние на клетки иммунной системы, которые экспрессируют специфические рецепторы к гормону, в том числе на клетки тимуса. Однако эффекты гормона на тимопоэз в аспекте беременности не изучены. Поэтому цель работы – изучить влияние киcспептина в концентрации, характерной для беременности, на субпопуляционный состав регуляторных клеток тимуса in vitro. Тимоциты культивировали 72 ч с кисспептином в концентрации (9,6 пМ), характеризующей его максимальный уровень в периферической крови при беременности, в присутствии CD3/CD28-активирующих частиц и далее оценивали субпопуляционный состав регуляторных клеток, экспрессию в них Ki-67, Bcl-2 методом проточной цитометрии. Оценивали процентное содержание Т-регуляторных лимфоцитов (Treg), как процент CD4+CD25+FoxP3+ клеток; T-хелперов, продуцирующих интерлейкин-17 (Th17), как процент CD4+IL-17A+RORγt+ клеток; инвариантных Т-лимфоцитов с функциями натуральных киллеров (iNKT), как процент CD3hiVa24Ja18+ клеток в культуре тимоцитов. В ряд проб для индукции апоптоза вносили дексаметазон (10-6М). Отдельно оценивали влияние примированных кисспептином плазмацитоидных дендритных клеток (пДК) тимуса на субпопуляционный состав регуляторных клеток (Th17, Treg, iNKT) в культуре тимоцитов. Для этого выделенные методом иммуномагнитной сепарации пДК тимуса культивировали сутки с кисспептином, а далее добавляли в культуру интактные аутологичные тимоциты в соотношении 1:10 и культивировали еще 72 ч. Установлено, что инкубация тимоцитов с кисспептином не влияла на процентное содержание Treg, iNKT и Th17 в культуре in vitro, а также экспрессию Ki-67 и Bcl-2 в этих клетках. В условиях индукции апоптоза дексаметазоном выявлено увеличение процента Bcl-2+Th17-клеток под влиянием кисспептина. При инкубации тимоцитов с примированными кисспептином пДК выявлено увеличение процентного содержания Th17 в культуре тимоцитов, тогда как количество Treg и iNKT не изменялось. Можно заключить, что кисспептин регулирует процентное содержание Th17 в культуре тимоцитов in vitro, опосредуя свои эффекты влиянием на пДК тимуса. А действуя непосредственно на тимоциты, увеличивает устойчивость тимических Th17 к дексаметазон-индуцированному апоптозу. В целом, полученные результаты расширяют наши представления о гормональной регуляции механизмов, контролирующих соотношение регуляторных клеток при беременности.

kisspeptinTh17iNKTTregthymuspregnancyin vitroкисспептинTh17iNKTTregтимусбеременностьin vitroМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation124020500027-7Горбунова О.Л., Ширшев С.В. Роль кисспептина в формировании иммунологической толерантности при беременности // Доклады АН, 2014. Т. 457, № 4. С. 494-497. [Gorbunova O.L., Shirshev S.V. The role of kisspeptin in immune tolerance formation during pregnancy. Doklady akademii nauk = Reports of the Academy of Sciences, 2014, Vol. 457, no. 1, pp. 494-497. (In Russ.)]Ширшев С.В., Орлова Е.Г., Логинова О.А., Некрасова И.В., Горбунова О.Л., Масленникова И.Л. Гормональная регуляция дифференцировки дендритных клеток тимуса // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2018. Т. 165, № 2. С. 193-197. [Shirshev S.V., Orlova E.G., Loginova O.A., Nekrasova I.V., Gorbunova O.L., Maslennikova I.L. Hormonal Regulation of Dendritic Cell Differentiation in the Thymus. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2018, Vol. 165, no. 2, pp. 193-197. (In Russ.)]Dhillo W.S., Murphy K.G., Bloom S.R. The neuroendocrine physiology of kisspeptin in the human. Rev. Endocr. Metab. Disord., 2007, Vol. 8, no. 1, pp. 41-46.Evans V.A., Lal L., Akkina R., Solomon A., Wright E., Lewin S.R., Cameron P.U. Thymic plasmacytoid dendritic cells are susceptible to productive HIV-1 infection and efficiently transfer R5 HIV-1 to thymocytes in vitro. Retrovirology, 2011, Vol. 8, 43. doi: 10.1186/1742-4690-8-43.Hellberg S., Mehta R.B., Forsberg A. et al. Maintained thymic output of conventional and regulatory T cells during human pregnancy. J. Allergy Clin. Immunol., 2019, Vol. 143, no. 2, pp. 771-775.e7.Horikoshi Y., Matsumoto H., Takatsu Y., Ohtaki T., Kitada C., Usuki S., Fujino M. Dramatic elevation of plasma metastin concentrations in human pregnancy: metastin as a novel placenta-derived hormone in humans. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2003, Vol. 88, no. 2, pp. 914-919.Khalaf W.S., Mahmoud M.R.A, Elkhatib W.F., Hashem H.R., Soliman W.E. Phenotypic characterization of NKT-like cells and evaluation of specifically related cytokines for the prediction of unexplained recurrent miscarriage. Heliyon, 2021, Vol. 7, no. 11, e08409. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e08409.Ohtaki T., Shintani Y., Honda S., Matsumoto H., Hori A., Kanehashi K., Terao Y., Kumano S., Takatsu Y., Masuda Y., Ishibashi Y., Watanabe T., Asada M., Yamada T., Suenaga M., Kitada C., Usuki S., Kurokawa T., Onda H., Nishimura O., Fujino M. Metastasis suppressor gene KiSS-1 encodes peptide ligand of a G-protein-coupled receptor. Nature, 2001, Vol. 411, no. 6837, pp. 613-617.Orlova E., Loginova O., Shirshev S. Leptin regulates thymic plasmacytoid dendritic cell ability to influence the thymocyte distribution in vitro. Int. Immunopharmacol., 2023, Vol. 117, 109912. doi: 10.1016/j.intimp.2023.109912.Saito S., Nakashima A., Shima T., Ito M. Th1/Th2/Th17 and regulatory T-cell paradigm in pregnancy. Am. J. Reprod. Immunol., 2010, Vol. 63, no. 6, pp. 601-610.Stoeckle C., Rota I.A., Tolosa E., Haller C., Melms A., Adamopoulou E. Isolation of myeloid dendritic cells and epithelial cells from human thymus. J. Vis. Exp., 2013, Vol. 79, e50951. doi: 10.3791/50951.Wagner M.I., Mai C., Schmitt E., Mahnke K., Meuer S., Eckstein V., Ho A.D., Schaier M., Zeier M., Spratte J., Fluhr H., Steinborn A. The role of recent thymic emigrant-regulatory T-cell (RTE-Treg) differentiation during pregnancy. Immunol. Cell Biol., 2015, Vol. 93, no. 10, pp. 858-867.Xing R., Liu F., Yang Y., Cui X., Wang T., Xie L., Zhao Y., Fang L., Yi T., Zheng B., Liu M., Chen H. GPR54 deficiency reduces the Treg population and aggravates experimental autoimmune encephalomyelitis in mice. Sci. China Life Sci., 2018, Vol. 61, no. 6, pp. 675-687.