Власова Виолетта Викторовна – младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13
Violetta V. Vlasova – Junior Research Officer at the Laboratory of Molecular Immunology
Goleva str. 13, Perm 614081
Сайдакова Евгения Владимировна – доктор биологических наук, заведующая лабораторией молекулярной иммунологии, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» УрО РАН; доцент кафедры микробиологии и иммунологии, ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13614068, г. Пермь, ул. Букирева, 15
Evgeniya V. Saidakova – Dr. Sc. (Biol.), Head of the Laboratory of Molecular Immunology, Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Associate Professor at the Department of Microbiology and Immunology, Perm State University
Goleva str. 13, Perm 614081Bukireva str. 15, Perm 614068
Королевская Лариса Борисовна – кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13
Larisa B. Korolevskaya – Cand. Sc. (Med.), Research Officer at the Laboratory of Ecological Immunology
Goleva str. 13, Perm 614081
Шмагель Надежда Геннадьевна – доктор медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13
Nadezhda G. Shmagel – Dr. Sc. (Med.), Senior Research Officer at the Laboratory of Ecological Immunology
Goleva str. 13, Perm 614081
Шмагель Константин Владимирович – доктор медицинских наук, заведующий лабораторией экологической иммунологии
614081, г. Пермь, ул. Голева, 13
Konstantin V. Shmagel – Dr. Sc. (Med.), Head of the Laboratory of Ecological Immunology
Goleva str. 13, Perm 614081
Обоснование. Пролиферация CD4+ Т-клеток памяти является основой ускоренного иммунного ответа при повторной стимуляции. Свойства CD4+ Т-клеток памяти, позволяющие им делиться быстрее наивных CD4+ Т-лимфоцитов, остаются малопонятными. Пролиферативный потенциал клеток в значительной степени определяется состоянием их метаболизма. Сведения о метаболических особенностях пролиферирующих CD4+ Т-лимфоцитов памяти остаются ограниченными. Цель исследования. Сравнить особенности метаболизма наивных CD4+ Т-лимфоцитов и CD4+ Т-клеток памяти в состоянии покоя и пролиферации. Методы. Мононуклеарные клетки периферической крови анализировали методом проточной цитофлуориметрии. Пролиферирующие клетки идентифицировали по экспрессии CD71. Поглощение глюкозы и жирных кислот клетками оценивали с использованием флуоресцентных аналогов глюкозы (2-NBDG) и пальмитата (BODIPY-FL-C16) соответственно. Экспрессию транспортёра глутамина анализировали, окрашивая клетки анти-ASCT2 антителами. Массу и заряд митохондрий определяли с использованием MitoTracker Green и MitoTracker Orange соответственно.
Результаты. В состоянии покоя CD4+ Т-клетки памяти потребляли больше глюкозы и пальмитата, чем наивные CD4+ Т-лимфоциты (p < 0,001). При переходе к пролиферации уровень потребления данных субстратов в обеих субпопуляциях усиливался (p < 0,001). Делящиеся наивные CD4+ Т-лимфоциты превосходили клетки памяти по поглощению глюкозы и пальмитата (p < 0,001). При переходе к пролиферации возросла масса митохондрий в наивных CD4+ Т-лимфоцитах (p < 0,001) и клетках памяти (p < 0,05). В наивных CD4+ Т-лимфоцитах, но не в клетках памяти увеличение массы органелл сопровождалось ростом заряда их мембраны (p < 0,001). Заключение. В CD4+ Т-лимфоцитах памяти изменение метаболизма при пролиферации носит умеренный характер и в малой степени влияет на активность митохондрий. Пониженные биоэнергетические затраты могут способствовать ускоренной пролиферации CD4+ Т-клеток памяти при вторичном иммунном ответе.
Background. Memory CD4+ T cells proliferation is the basis for accelerated secondary immune response. The characteristics of memory CD4+ T cells providing their faster division compared to naive CD4+ T lymphocytes are poorly understood. T cells proliferative ability is determined by their metabolism. The metabolic features of proliferating memory CD4+ T cells remain elusive. The aim. To compare the metabolic features of naive and memory CD4+ T cells in quiescence and during proliferation. Methods. Peripheral blood mononuclear cells were analyzed using flow cytometry. Dividing cells were identified by CD71 expression. Cellular glucose and fatty acid uptake was assessed using fluorescent glucose (2-NBDG) and palmitate (BODIPY-FL-C16) analogs, respectively. Glutamine transporter expression was analyzed by staining the cells with anti-ASCT2 antibodies. Mitochondrial mass and membrane potential were measured using MitoTracker Green and MitoTracker Orange, respectively. Results. Quiescent memory CD4+ T cells exhibited elevated levels of glucose and palmitate uptake when compared to naive CD4 + T lymphocytes (p < 0.001). Both subsets had increased substrate consumption when proceeding to proliferation (p < 0.001). When dividing, naive CD4+ T cells consumed more glucose and palmitate than memory CD4+ T cell (p < 0.001). Proliferation caused an increase in mitochondrial mass in naive (p < 0.001) and memory CD4+ T lymphocytes (p < 0.05). In memory CD4+ T cells, unlike naive CD4+ T lymphocytes, an increase in mitochondrial mass wasn’t accompanied by an increase in membrane potential. Conclusion. In memory CD4 + T cells, compared to naive CD4+ T lymphocytes, the metabolic change induced by proliferation is moderate and affects the mitochondrial activity to a lesser extent. Lower bioenergetic expenses of memory CD4+ T cells can contribute to their rapid proliferation during secondary immune response.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.