МОНОЦИТЫ, МАКРОФАГИ, ДЕНДРИТНЫЕ И МИЕЛОИДНЫЕ СУПРЕССОРНЫЕ КЛЕТКИ: ГЕНЕЗ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
В статье представлены современные данные о важнейшем компоненте естественного иммунитета человека – клетках системы мононуклеарных фагоцитов. Рассмотрены такие вопросы, как происхождение, репертуар экспрессируемых дифференцировочных маркеров, классификация моноцитов (классические, промежуточные, неклассические), макрофагов (провоспалительные и противовоспалительные) и дендритных клеток (миелоидные, плазмацитоидные), их иммунобиологические функции, роль в гуморальном и Т-клеточном иммунном ответе. Анализируется возможность получения клеточных иммунобиологических продуктов (адъювантных/стимуляторных и толерогенных) для иммунотерапии онкологических, инфекционных и аутоиммунных заболеваний.
1. Титов, Л. П. Медицинская геномика: организация генома, регуляция экспрессии генов, генетическая вариабельность / Л. П. Титов // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2015. – № 4. – С. 97–113.
2. Defining “mutation” and “polymorphism” in the era of personal genomics / R. Karki [et al.] // BMC Med. Genomics. – 2015. – Vol. 8, N 37. – 7 p. https://doi.org/10.1186/s12920-015-0115-z
3. Cell components in the immune response: II. Cell attachment separation of immune cells / K. Hartmann [et al.] // Cell. Immunol. – 1970. – Vol. 1, N 2. – P. 182–189. https://doi.org/10.1016/0008-8749(70)90005-5
4. Pierce, C. W. Requirement for macrophages in primary and secondary humoral responses / C. W. Pierce // Immunology / ed. : J. A. Bellanti, H. B. Herscowitz. – Boston, 1984. – P. 157–171.
5. Burnet, F. M. A modification of Jerne’s theory of antibody production using the concept of clonal selection / F. M. Burnet // CA: A Cancer J. for Clinicians. – 1976. – Vol. 26, N 2. – P. 119–121. https://doi.org/10.3322/canjclin.26.2.119
6. Metchnikoff, É. Immunity in the infectious diseases / É. Metchnikoff. – Cambridge : Cambridge Univ. Press, 1905. – 617 p.
7. Furth van, R. The origin and kinetics of mononuclear phagocytes / R. van Furth, Z. A. Cohn // J. Exp. Med. – 1968. – Vol. 128, N 3. – P. 415–435. https://doi.org/10.1084/jem.128.3.415
8. The mononuclear phagocyte system: a new classification of macrophages, monocytes, and their precursor cells / R. van Furth [et al.] // Bull. of the World Health Organization. – 1972. – Vol. 46, N 6. – P. 845–852.
9. Steinman, R. M. Identification of a novel cell type in peripheral lymphoid organs of mice. II. Functional properties in vitro / R. M. Steinman, Z. A. Cohn // J. Exp. Med. – 1974. – Vol. 39, N 2. – P. 380–397. https://doi.org/10.1084/jem.139.2.380
10. Mildner, A. Development and function of dendritic cell subsets / A. Mildner, S. Jung // Immunity. – 2014. – Vol. 40, N 5. – P. 642–656. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2014.04.016
11. Taylor, P. R. Monocyte heterogeneity and innate immunity / P. R. Taylor, S. Gordon // Immunity. – 2003. – Vol. 19, N 1. – P. 2–4. https://doi.org/10.1016/S1074-7613(03)00178-X
12. Sabado, R. L. Dendritic cell-based immunotherapy / R. L. Sabado, S. Balan, N. Bhardwaj // Cell Res. – 2017. – Vol. 27, N 1. – P. 74–95. https://doi.org/10.1038/cr.2016.157
13. Cybulsky, M. I. Macrophages and dendritic cells: partners in atherogenesis / M. I. Cybulsky, C. Cheong, C. S. Robbins // Circ. Res. – 2016. – Vol. 118, N 4. – P. 637–652. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.115.306542
14. Differentiation of human monocytes and derived subsets of macrophages and dendritic cells by the HLDA10 monoclonal antibody panel / A. Ohradanova-Repic [et al.] // Clin. Transl. Immunol. – 2016. – Vol. 5, N 1. – P. e55. https://doi. org/10.1038/cti.2015.39
15. Влияние лекарственных средств на лабораторные показатели : учеб. пособие / О. И. Залюбовская [и др.]. – Харьков : Нац. фармацевт. ун-т, 2010. – 84 с.
16. Italiani, P. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation / P. Italiani, D. Boraschi // Front. Immunol. – 2014. – Vol. 5. – Art. 514. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00514
17. Unravelling mononuclear phagocyte heterogeneity / F. Geissman [et al.] // Nat. Rev. Immunol. – 2010. – Vol. 10, N 6. – P. 453–460. https://doi.org/10.1038/nri2784
18. Jenkins, S. J. Homeostasis in the mononuclear phagocyte system / S. J. Jenkins, D. A. Hume // Trends Immunol. – 2014. – Vol. 35, N 8. – P. 358–367. https://doi.org/10.1016/j.it.2014.06.006
19. Monocytes and macrophages in flow: an ESCCA initiative on advanced analyses of monocyte lineage using flow cytometry / C. Lambert [et al.] // Cytometry. Pt. B: Clinical Cytometry. – 2017. – Vol. 92, N 3. – P. 180–188. https://doi. org/10.1002/cyto.b.21280
20. Expansion and differentiation of CD14+CD16– and CD14++CD16+ human monocyte subsets from cord blood CD34+ hematopoietic progenitors / M. Stec [et al.] // J. Leukoc. Biol. – 2007. – Vol. 82, N 3. – P. 594–602. https://doi.org/10.1189/ jlb.0207117
21. Gerhardt, T. Monocyte trafficking across the vessel wall / T. Gerhardt, K. Ley // Cardiovasc. Res. – 2015. – Vol. 107, N 3. – P. 321–330. https://doi.org/10.1093/cvr/cvv147
22. Elevated CD14++CD16– monocytes predict cardiovascular events / K. E. Berg [et al.] // Circulation: Cardiovascular Genetics. – 2012. – Vol. 5, N 1. – P. 122–131. https://doi.org/10.1161/CIRCGENETICS.111.960385
23. Monocyte and macrophage differentiation: circulation inflammatory monocyte as biomarker for inflammatory diseases / J. Yang [et al.] // Biomarker Res. – 2014. – Vol. 2, N 1. – 9 p. https://doi.org/10.1186/2050-7771-2-1
24. Transcriptional profiling reveals developmental relationship and distinct biological functions of CD16+ and CD16– monocyte subsets / P. Ancuta [et al.] // BMC Genomics. – 2009. – Vol. 10, N 1. – Art. 403. https://doi.org/10.1186/1471-2164-10-403
25. Williams Hematology / K. Kaushansky [et al.]. – 9th ed. – New York : McGraw-Hill Education, 2016. – 2528 p.
26. Chernoshey, D. A. Anergy to mycobacterial antigens in lung cancer patients. Abstracts of 8th European Congress on Clinical Microbiology & Infectious Diseases, Lausanne, Switzerland, 25–28 May, 1997 / D. A. Chernoshey, L. P. Titov // Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. – 1997. – Vol. 3, suppl. 2. – P. 344.
27. Титов, Л. П. О взаимосвязи между активностью комплемента и моноцитарной реакцией / Л. П. Титов // Проблемы туберкулеза. – 1978. – Т. 56, № 6. – С. 64–69.
28. Титов, Л. П. Исследование связи между пробой Манту имоноцит-комплементарным индексом у больных туберкулезом легких / Л. П. Титов // Вопросы иммунологии : респ. межвед. сб. науч. работ / редкол. : Л. Г. Борткевич [и др.]. – Минск, 1979. – С. 55–59.
29. Титов, Л. П. Моноцит-комплементарный индекс при заболеваниях инфекционной и неинфекционной этиологии / Л. П. Титов // Здравоохранение Белоруссии. – 1989. – № 2. – С. 28–31.
30. Полукчи, О. К. Моноцит-комплементарний iндекс у хворих на дифтерiю / О. К. Полукчи // Вiсн. Харк. нац. ун-та им. В. Н. Каразина. Сер. Медицина. – 2002. – № 4 (546). – С. 66–68.
31. Doshi, N. Macrophages recognizesize and shape of their targets / N. Doshi, S. Mitragotri // PLoS One. – 2010. – Vol. 5, N 4. – P. e10051. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0010051
32. Ginhoux, F. Monocytes and macrophages: developmental pathways and tissue homeostasis / F. Ginhoux, S. Jung // Nat. Rev. Immunol. – 2014. – Vol. 14, N 6. – P. 392–404. https://doi.org/10.1038/nri3671
33. Tissue-resident macrophages originate from yolk-sac-derived erythro-myeloid progenitors / E. Gomez Perdiguero [et al.] // Nature. – 2015. – Vol. 518, N 7540. – P. 547–551. https://doi.org/10.1038/nature13989
34. Epelman, S. Origin and functions of tissue macrophages / S. Epelman, K. J. Lavine, G. J. Randolph // Immunity. – 2014. – Vol. 41, N 1. – P. 21–35. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2014.06.013
35. Plasmacytoid dendritic cells: one-trick ponies or workhorses of the immune system? / B. Reizis [et al.] // Nat. Rev. Immunol. – 2011. – Vol. 11, N 8. – P. 558–565. https://doi.org/10.1038/nri3027
36. Steimann, R. M. Decisions about dendritic cells: past, present, and future / R. M. Steimann // Annu. Rev. Immunol. – 2012. – Vol. 30, N 1. – P. 1–22. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-100311-102839
37. Gene-expression profiles and transcriptional regulatory pathways underlying mouse tissue macrophage identity and diversity of mouse tissue macrophages / E. L. Gautier [et al.] // Nat. Immunol. – 2012. – Vol. 13, N 11. – P. 1118–1128. https:// doi.org/10.1038/ni.2419
38. The human syndrome of dendritic cell, monocyte, B and NK lymphoid deficiency / V. Bigley [et al.] // J. Exp. Med. – 2011. – Vol. 208, N 2. – P. 227–234. https://doi.org/10.1084/jem.20101459
39. Tissue-resident macrophages self-maintain locally throughout adult life with minimal contribution from circulating monocytes/ D. Hashimoto [et al.] // Immunity. – 2013. – Vol. 38, N 4. – P. 792–804. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2013.04.004
40. Wynn, T. A. Macrophage biology in development, homeostasis and disease / T. A. Wynn, A. Chawla, J. W. Pollard // Nature. – 2013. – Vol. 496, N 7446. – P. 445–455. https://doi.org/10.1038/nature12034
41. Mosser, D. M. Exploring the full spectrum of macrophage activation / D. M. Mosser, J. P. Edwards // Nat. Rev. Immunol. – 2008. – Vol. 8, N 12. – P. 958–969. https://doi.org/10.1038/nri2448
42. Fraternale, A. Polarization and repolarization of macrophages / A. Fraternale, S. Brundu, M. Magnani // J. Clin. Cell. Immunol. – 2015. – Vol. 6, N 2. – P. e319. https://doi.org/10.4172/2155-9899.1000319
43. Modulation of macrophage phenotype by cell shape / F. Y. McWhorter [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. – 2013. – Vol. 110, N 43. – P. 17253–17258. https://doi.org/10.1073/pnas.1308887110
44. M-1/M-2 macrophages and the Th1/Th2 paradigm / C. D. Mills [et al.] // J. Immunol. – 2000. – Vol. 164, N 12. – P. 6166–6173. https://doi.org/10.4049/jimmunol.164.12.6166
45. Macrophage polarization in inflammatory diseases / Y.-C. Liu [et al.] // Int. J. Biol. Sci. – 2014. – Vol. 10, N 5. – P. 520–529. https://doi.org/10.7150/ijbs.8879
46. Rőszer, T. Understanding the mysterious M2 macrophage through activation markers and effector mechanisms / T. Rőszer // Mediators of Inflammation. – 2015. – Vol. 2015. – Art. 816460. https://doi.org/10.1155/2015/816460
47. Титов, Л. П. Введение в иммунологию. Иммунокомпетентные клетки / Л. П. Титов // Медицина. – 1997. – № 3. – С. 34–35.
48. The developmental program of human dendritic cells is operated independently of conventional myeloid and lymphoid pathways / F. Ishikawa [et al.] // Blood. – 2007. – Vol. 110, N 10. – P. 3591–3660. https://doi.org/10.1182/blood-2007-02-071613
49. Basta, S. The cross-priming pathway: a portrait of an intricate immune system / S. Basta, A. Alatery // Scand. J. Immunol. – 2007. – Vol. 65, N 4. – P. 311–319. https://doi.org/10.1111/j.1365-3083.2007.01909.x
50. Quantitative and functional differences between peripheral blood myeloid dendritic cells from patients with pleural and parenchymal lung tuberculosis / M. Mendelson [et al.] // Clin. Vaccine Immunol. – 2006. – Vol. 13, N 12. – P. 1299–1306. https://doi.org/10.1128/CVI.00132-06
51. Martín-Fontecha, A. Dendritic cell migration to peripheral lymph nodes / A. Martín-Fontecha, A. Lanzavecchia, F. Sallusto // Dendritic Cells / ed. : G. Lombardi, Y. Riffo-Vasquez. – Berlin, 2009. – P. 31–49.
52. HLA-G expression levels influence the tolerogenic activity of human DC-10 / G. Amodio [et al.] // Haematologica. – 2015. – Vol. 100, N 4. – P. 548–557. https://doi.org/10.3324/haematol.2014.113803
53. Boltjes, A. Human dendritic cell functional specialization in steady-state and inflammation / A. Boltjes, F. van Wijk // Frontiers in Immunology. – 2014. – Vol. 5. – Art. 131. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00131
54. In vitro maturation and migration of immature dendritic cells after chemokine receptor 7 transfection / H.-M. Xin [et al.] // Can. J. Microbiol. – 2009. – Vol. 55, N 7. – P. 859–866. https://doi.org/10.1139/w09-041
55. Chu, J. The central role of dendritic cells in immunity / J. Chu, R. D. Salter // Dendritic Cells in Cancer / ed. : M. R. Shurin, R. D. Salter. – New York, 2009. – P. 1–10.
56. The dendritic cell lineage: ontogeny and function of dendritic cells and their subsets in the steady state and the inflamed setting / M. Merad [et al.] // Annu. Rev. Immunol. – 2013. – Vol. 31, N 1. – P. 563–604. https://doi.org/10.1146/ annurev-immunol-020711-074950
57. A CD1a+ /CD11c+ subset of human blood dendritic cells is a direct precursor of Langerhans cells / T. Ito [et al.] // J. Immunol. – 1999. – Vol. 163, N 3. – P. 1409–1419.
58. Dendritic cells in autoimmune diseases / B. Ludewig [et al.] // Curr. Opin. Immunol. – 2001. – Vol. 13, N 6. – P. 657– 662. https://doi.org/10.1016/S0952-7915(01)00275-8
59. Kushwah, R. Role of dendritic cells in the induction of regulatory T cells / R. Kushwah, J. Hu // Cell Biosci. – 2011. – Vol. 1. – Art. 20. https://doi.org/10.1186/2045-3701-1-20
60. Diebold, S. S. Activation of dendritic cells by toll-like receptors and C-type lectins / S. S. Diebold // Dendritic Cells / ed. : G. Lombardi, Y. Riffo-Vasquez. – Berlin, 2009. – P. 3–30.
61. Production of large numbers of plasmacytoid dendritic cells with functional activities from CD34+ hematopoietic progenitor cells: use of interleukin-3 / S. Demoulin [et al.] // Exp. Hematol. – 2012. – Vol. 40, N 4. – P. 268–278. https://doi. org/10.1016/j.exphem.2012.01.002
62. Plasmacytoid dendritic cells: development, functions, and role in atherosclerotic inflammation / D. A. Chistiakov [et al.] // Frontiers in Physiology. – 2014. – Vol. 5. – Art. 279. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00279
63. Иммунофенотип и функциональные свойства моноцитарных дендритных клеток больных раком молочной железы / Л. П. Титов [и др.] // Здравоохранение. – 2010. – № 10. – С. 52–55.
64. Kahler, D. J. T cell regulatory plasmacytoid dendritic cells expressing indoleamine 2,3 dioxygenase / D. J. Kahler, A. L. Mellor // Dendritic Cells / ed. : G. Lombardi, Y. Riffo-Vasquez. – Berlin, 2009. – P. 165–196.
65. Altered maturation of peripheral blood dendritic cells in patients with breast cancer / S. Della Bella [et al.] // Br. J. Cancer. – 2003. – Vol. 89, N 8. – P. 1463–1472. https://doi.org/10.1038/sj.bjc.6601243
66. Титов, Л. П. Противоопухолевый иммунитет и иммунотерапия онкозаболеваний / Л. П. Титов // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2002. – № 2. – С. 103–116.
67. Ginhoux, F. Ontogeny and homeostasis of Langerhans cells / F. Ginhoux, M. Merad // Immunol. Cell Biol. – 2010. – Vol. 88, N 4. – P. 387–392. https://doi.org/10.1038/icb.2010.38
68. Communication between human dendritic cell subsets in tuberculosis: requirements for naive CD4+ T cell stimulation / L. Lozza [et al.] // Front. Immunol. – 2014. – Vol. 5. – Art. 324. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00324
69. Kushwah, R. Complexity of dendritic cell subsets and their function in the host immune system / R. Kushwah, J. Hu // Immunology. – 2011. – Vol. 133, N 4. – P. 409–419. https://doi.org/10.1111/j.1365-2567.2011.03457.x
70. Circulating dendritic cells and interferon-alpha production in patients with tuberculosis: correlation with clinical outcome and treatment response / M. Lichtner [et al.] // Clin. Exp. Immunol. – 2006. – Vol. 143, N 2. – P. 329–337. https://doi. org/10.1111/j.1365-2249.2005.02994.x
71. El Shikh, M. E. Follicular dendritic cells in health and disease / M. E. El Shikh, C. Pitzalis // Front. Immunol. – 2012. – Vol. 3. – Art. 292. https://doi.org/10.3389/fimmu.2012.00292
72. Notch2 receptor signaling controls functional differentiation of dendritic cells in the spleen and intestine / K. L. Lewis [et al.] // Immunity. – 2011. – Vol. 35, N 5. – P. 780–791. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2011.08.013
73. Lindstedt, M. Gene family clustering identifies functionally associated subsets of human in vivo blood and tonsillar dendritic cells / M. Lindstedt, K. Lundberg, C. A. Borrebaeck // J. Immunol. – 2005. – Vol. 175, N 8. – P. 4839–4846. https:// doi.org/10.4049/jimmunol.175.8.4839
74. Origin of the lamina propria dendritic cell network / M. Bogunovic [et al.] // Immunity. – 2009. – Vol. 31, N 3. – P. 513–525. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2009.08.010
75. Dendritic cells: biology of the skin / M. J. Toebak [et al.] // Contact Dermatitis. – 2009. – Vol. 60, N 1. – P. 2–20. https://doi.org/10.1111/j.1600-0536.2008.01443.x
76. Li, H. Tolerogenic dendritic cells and their applications in transplantation / H. Li, B. Shi // Cell. Mol. Immunol. – 2015. – Vol. 12, N 1. – P. 24–30. https://doi.org/10.1038/cmi.2014.52
77. Sim,W. J. Metabolism is central to tolerogenic dendritic cell function / W. J. Sim, P. J. Ahl, J. E. Connolly // Mediat. Inflam. – 2016. – Vol. 2016. – Art. 2636701. https://doi.org/10.1155/2016/2636701
78. Rheumatoid arthritis synovium contains plasmacytoid dendritic cells / L. L. Cavanagh [et al.] // Arthritis Res. Ther. – 2005. – Vol. 7, N 2. – P. R230–R240. https://doi.org/10.1186/ar1467
79. Gabrilovich, D. I. Myeloid-derived suppressor cells as regulators of the immune system / D. I. Gabrilovich, S. Nagaraj // Nat. Rev. Immunol. – 2009. – Vol. 9, N 3. – P. 162–174. https://doi.org/10.1038/nri2506
80. Recommendations for myeloid-derived suppressor cell nomenclature and characterization standards / V. Bronte [et al.] // Nat. Commun. – 2016. – Vol. 7. – Art. 12150. https://doi.org/10.1038/ncomms12150
81. Титов, Л. П. Регуляция экспрессии генов иммунной системы и ее оценка методом микроэррей / Л. П. Титов // 90 лет в авангарде микробиологической науки Беларуси : сб. тр. Респ. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 125-летию со дня рождения Б. Я. Эльберта, Минск, 18 дек. 2015 г. / Белорус. гос. мед. ун-т ; под ред. Л. П. Титова. – Минск, 2015. – С. 144–163.
82. Титов, Л. П. Микро-РНК: новый класс регуляторных молекул иммунного ответа и инфекционного процесса / Л. П. Титов // Современные проблемы инфекционной патологии человека : сб. науч. тр. / Респ. науч.-практ. центр эпидемиологии и микробиологии ; под ред. Л. П. Титова (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2012. – Вып. 5. – С. 256–261.
83. Гончаров, А. Е. Иммунобиологический эффект последовательностей ДНК бактерий рода Klebsiella, содержащих CрG мотивы, на моноцитарные дендритные клетки / А. Е. Гончаров, Л. П. Титов // Здравоохранение. – 2007. – № 11. – С. 9–12.
84. Характеристика экспрессии костимуляторных и адгезивных молекул миелоидных и плазмацитоидных дендритных клеток пациентов с рассеянным склерозом / А. Е. Гончаров [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2010. – Т. 54, № 6. – С. 82–88.
85. Мононуклеарные фагоциты, регуляторные Т-лимфоциты, циркулирующие стволовые и эндотелиальные клетки у пациентов с атеросклеротической аневризмой аорты / Л. П. Титов [и др.] // Здравоохранение. – 2016. – № 1. – С. 4–10.
86. Иммунофизиологическая и клиническая эффективность иммунотерапии пациентов с мультирезистентным туберкулезом легких нановакциной на основе аутологичных моноцитарных дендритных клеток / Л. П. Титов [и др.] // Здравоохранение. – 2012. – № 1. – С. 53–60.
87. Противорецидивная иммунотерапия рака молочной железы вакциной на основе аутологичных дендритных клеток / А. Е. Гончаров [и др.] // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2014. – № 3. – С. 4–19.
88. Ferlazzo, G. Dendritic cell-based immunotherapy of cancer: current pitfalls and challenges / G. Ferlazzo, L. Moretta // Dendritic cells: types, life cycles and biological functions / ed. L. C. Welles. – New York, 2010. – P. 179–185.
89. Adorini, L. Induction of tolerogenic dendritic cells by vitamin D receptor agonists / L. Adorini, G. Penna // Dendritic Cells / ed. : G. Lombardi, Y. Riffo-Vasquez. – Berlin, 2009. – P. 251–273.
90. Hilkens, C. M. Tolerogenic dendritic cell therapy for rheumatoid arthritis: where are we now? / C. M. Hilkens, J. D. Isaacs // Clin. Exp. Immunol. – 2013. – Vol. 172, N 2. – P. 148–157. https://doi.org/10.1111/cei.12038