Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyRussian Journal of Immunology1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1716610.46235/1028-7221-17166-EEOSHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationEstriol effect on proliferative activity of regulatory thymocyte subpopulationsВлияние эстриола на пролиферативную активность регуляторных субпопуляций тимоцитовhttps://orcid.org/0000-0002-6706-59128706-1904NekrasovaIrina V.НекрасоваИрина Валерьевна
Russian Federation

PhD (Biology), Researcher, Laboratory of Immunoregulation

к.б.н., научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

nirina5@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6050-86569610-3514LoginovaOlga A.ЛогиноваОльга Александровна
Russian Federation

PhD (Biology), Junior Researcher, Laboratory of Immunoregulation

к.б.н., младший научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

jallopukki@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1195-89627707-1076OrlovaEkaterina G.ОрловаЕкатерина Григорьевна
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Immunoregulation

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции

orlova_katy@mail.ruInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of SciencesИнститут экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наук05062025180920252833873922903202525052025Copyright ©; 2025, Nekrasova I.V., Loginova O.A., Orlova E.G.Copyright ©; 2025, Некрасова И.В., Логинова О.А., Орлова Е.Г.2025Nekrasova I.V., Loginova O.A., Orlova E.G.Некрасова И.В., Логинова О.А., Орлова Е.Г.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/17166

Estriol (E3) is a steroid hormone synthesized by fetoplacental unit which effectively regulates reproductive tissues and functioning of immune cells. A changing ratio in regulatory lymphocyte subsets, i.e., IL-17-producing cells (Th17) and regulatory T cells (Treg) is one of key mechanisms for maintaining immunological tolerance during pregnancy. Invariant natural killer T cells (iNKT), which have both cytotoxic and immunoregulatory activity, also play an important role during the gestation period. Differentiation of these lymphocyte subtypes begins in thymus gland. The aim of our work was to study the in vitro effect of E3 upon composition of thymic regulatory cells subpopulations (Th17, Treg, iNKT). Thymocytes were cultured for 72 h with E3 at a concentration of 20 ng/ml, which corresponds to its maximum level in peripheral blood during pregnancy, with CD3/CD28-activated particles, then followed by flow cytometry-based assessment of regulatory cells subpopulations and Ki-67 expression. Thymic nTreg cells were defined as percentage of CD4+CD25+FoxP3+ cells; Th17 cells were defined as CD4+IL-17A+RORγt+ cells; iNKT cells were determined as percentage of CD3hiVa24Ja18+ cells in thymocyte culture. Treg, Th17, and iNKT proliferative potential was estimated by Ki-67 expression. E3 inhibited differentiation of CD3/CD28- stimulated thymocytes towards nTreg and enhanced iNKT formation. The hormone did not significantly affect Ki-67+ nTreg and iNKT cells numbers, however, with a trend for decrease. E3 did not influence Th17 numbers but inhibited its proliferative response in this subset. Hence, E3 changes its classical effect to the opposite direction in the presence of an antigen, protecting mother’s body from potential danger. Estriol was shown to enhance iNKT formation and inhibited nTreg formation from thymocytes. At the same time, E3 showed downregulation of thymic Th17 cells proliferation, thus compensating the decreased nTreg number, and preventing premature birth risk. Since pregnancy is known to be associated with steroid-induced thymus atrophy, we have suggested a possible mechanism underlying this process, involving the pregnancy hormone E3.

Стероидный гормон эстриол (Е3), синтезируемый фетоплацентарной единицей, эффективно регулирует функционирование не только репродуктивных тканей, но и иммунных клеток. Одним из ключевых механизмов поддержания иммунологической толерантности в период гестации является изменение соотношения регуляторных подгрупп лимфоцитов – IL-17-продуцирующих (Th17) и Т-регуляторных (Treg). Также важную роль при беременности играют инвариантные естественные киллерные Т-клетки (iNKT), обладающие как цитотоксической, так и иммунорегуляторной активностью. Процесс дифференцировки данных подтипов лимфоцитов начинается в тимусе. Цель работы – изучить влияние Е3 на субпопуляционный состав регуляторных клеток (Th17, Treg, iNKT) тимуса in vitro. Тимоциты культивировали 72 ч с Е3 в концентрации 20 нг/мл, характеризующей его максимальный уровень в периферической крови при беременности, в присутствии CD3/ CD28-активирующих частиц и далее оценивали субпопуляционный состав регуляторных клеток и экспрессию в них Ki-67 методом проточной цитометрии. Тимические nTreg-клетки определяли как процент CD4+CD25+FoxP3+ клеток; Th17-клетки оценивали как процент CD4+IL-17A+RORγt+ клеток; количество iNKT-клеток определяли как процент CD3hiVa24Ja18+ клеток в культуре тимоцитов. Пролиферативный потенциал Treg, Th17 и iNKT-клеток оценивали по экспрессии Ki-67 в гейте соответствующей клеточной субпопуляции. Установлено, что Е3 угнетает дифференцировку стимулированных CD3/CD28 частицами тимоцитов в направлении nTreg и усиливает формирование iNKT. На количество Ki-67-позитивных nTreg и iNKT-клеток статистически значимого влияния гормон не оказал, однако имелась тенденция к снижению данного показателя. Е3 не влияет на изменение общего количества Th17 регуляторного подтипа тимоцитов, но при этом угнетает пролиферативный ответ данной субпопуляции. Таким образом, в присутствии антигенной нагрузки Е3 в концентрации, характерной для конца беременности, меняет свой классический эффект на противоположный, защищая организм матери от потенциальной опасности. Так, гормон усиливает образование iNKT и угнетает формирование nTreg из тимоцитов. При этом Е3 негативно регулирует пролиферативную способность тимических Th17-клеток, компенсируя снижение количества nTreg и предотвращая возможность преждевременных родов. Поскольку известно, что беременность сопровождается стероидиндуцированной атрофией тимуса, нами продемонстрирован один из возможных механизмов, лежащих в основе данного процесса, с участием гормона беременности Е3.

pregnancyestriolthymocytesaTregTh17iNKTбеременностьэстриолтимоцитыaTregTh17iNKTПравительство РФGovernment of the Russian Federation124020500027-7Ширшев С.В., Орлова Е.Г., Заморина С.А., Некрасова И.В. Гормональная регуляция тимического этапа дифференцировки инвариантных NKT-клеток // Доклады академии наук, 2012. Т. 446, № 5. С. 587-589. [Shirshev S.V., Orlova E.G., Zamorina S.A., Nekrasova I.V. Hormonal regulation of the thymic stage of differentiation of invariant NKT cells. Doklady akademii nauk = Reports of the Academy of Sciences, 2012, Vol. 446, no. 5, pp. 587-589. (In Russ)].Ширшев С.В., Орлова Е.Г., Заморина С.А., Некрасова И.В. Гормональная регуляция тимического этапа дифференцировки IL-17-продуцирующих и Т-регуляторных лимфоцитов // Доклады академии наук, 2014. Т. 454, № 1. С. 103-106. [Shirshev S.V., Orlova E.G., Zamorina S.A., Nekrasova I.V. Hormonal regulation of thymic-stage differentiation of IL-17-producing and T-regulatory lymphocytes. Doklady akademii nauk = Reports of the Academy of Sciences, 2014, Vol. 454, no. 1, pp. 103-106. (In Russ.)]Ширшев С.В., Орлова Е.Г., Заморина С.А., Некрасова И.В. Гормональная регуляция апоптоза и пролиферации тимоцитов // Вестник уральской медицинской академической науки, 2014. Т. 3, № 49. С. 49-50. [Shirshev S.V., Orlova E.G., Zamorina S.A., Nekrasova I.V. Hormonal regulation of thymocytes apoptosis and proliferation. Vestnik uralskoy meditsinskoy akademicheskoy nauki = Bulletin of Ural Medical Academic Science, 2014, Vol. 3, no. 49, pp. 49-50. (In Russ.)]Aronica S.M., Kraus W.L., Katzenellenbogen B.S. Estrogen action via the cAMP signaling pathway: stimulation of adenylate cyclase and cAMP-regulated gene transcription. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, Vol. 91, no. 18, pp. 8517-8521.Bendelac A., Savage P.B., Teyton L. The biology of NKT cells. Annu. Rev. Immunol., 2007, Vol. 25, pp. 297-336.Bodor J., Fehervari Z., Diamond B., Sakaguchi S. Regulatory T cell-mediated suppression: potential role of ICER. J. Leukoc. Biol., 2007, Vol. 81, no. 1, pp. 161-167.Bryn T., Yaqub S., Mahic M., Henjum K., Aandahl E.M., Taskén K. LPS-activated monocytes suppress T-cell immune responses and induce FOXP3+ T cells through a COX-2-PGE2-dependent mechanism. Int. Immunol., 2008, Vol. 20, no. 2, pp. 235-245.Cosmi L., De Palma R., Santarlasci V., Maggi L., Capone M., Frosali F., Rodolico G., Querci V., Abbate G., Angeli R., Berrino L., Fambrini M., Caproni M., Tonelli F., Lazzeri E., Parronchi P., Liotta F., Maggi E., Romagnani S., Annunziato F. Human interleukin 17-producing cells originate from a CD161+CD4+ T cell precursor. J. Exp. Med., 2008, Vol. 205, no. 8, pp. 1903-1916.de Oliveira L., Larocca R., Sass N., Câmara N.O. Proportion of invariant NKT cells in normal pregnant women at term: an evaluation in peripheral blood, placenta and umbilical cord blood. Am. J. Reprod. Immunol., 2011, Vol. 65, no. 1, pp. 11-12.Erlandsson M.C., Ohlsson C., Gustafsson J.A., Carlsten H. Role of oestrogen receptors alpha and beta in immune organ development and in oestrogen-mediated effects on thymus. Immunology, 2001, Vol. 103, no. 1, pp. 17-25.Ichiyama K., Yoshida H., Wakabayashi Y., Chinen T., Saeki K., Nakaya M., Takaesu G., Hori S., Yoshimura A., Kobayashi T. Foxp3 inhibits RORgammat-mediated IL-17A mRNA transcription through direct interaction with RORgammat. J. Biol. Chem., 2008, Vol. 283, no. 25, pp. 17003-17008.Laan M., Haljasorg U., Kisand K., Salumets A., Peterson P. Pregnancy-induced thymic involution is associated with suppression of chemokines essential for T-lymphoid progenitor homing. Eur. J. Immunol., 2016, Vol. 46, no. 8, pp. 2008-2017.Nekrasova I., Shirshev S. Estriol in regulation of cell-mediated immune reactions in multiple sclerosis. J. Neuroimmunol., 2020, Vol. 349, 577421. doi: 10.1016/j.jneuroim.2020.577421Rich R.L., Hoth L.R., Geoghegan K.F., Brown T.A., LeMotte P.K., Simons S.P., Hensley P., Myszka D.G. Kinetic analysis of estrogen receptor/ligand interactions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, Vol. 99, no. 13, pp. 8562-8567.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.