cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2022-86-33-39cfpd-1053Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHМодулирующий эффект каналов TRPA1 и TRPM8 на продукцию цитокинов про- и противовоспалительными макрофагамиModulating effect of TRPA1 and TRPM8 channels on cytokine production by pro- and anti-inflammatory macrophagesКотоваО. О.KotovaO. O.

Олеся Олеговна Котова, канд. мед. наук, младший научный сотруд­ник, лаборатория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Olesya O. Kotova, PhD (Med.), Junior Staff Scientist, Laboratory of Mo­lecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

foxy_voxy_on@mail.ruГассанД. А.GassanD. A.

Дина Анатольевна Гассан, канд. мед. наук, научный сотрудник, ла­боратория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Dina A. Gassan, PhD (Med.), Staff Scientist, Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

dani-shi@mail.ruНаумовД. Е.NaumovD. E.

Денис Евгеньевич Наумов, канд. мед. наук, зав. лабораторией, ла­боратория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Denis E. Naumov, PhD (Med.), Head of Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

denn1985@bk.ruСугайлоИ. Ю.SugayloI. Yu.

Ивана Юрьевна Сугайло, младший научный сотрудник, лаборато­рия молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Ivana Yu. Sugaylo, Junior Staff Scientist, Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

ivanka_888@mail.ruГорчаковаЯ. Г.GorchakovaYa. G.

Яна Геннадьевна Горчакова, лаборант-исследователь, лаборатория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Yana G. Gorchakova, Research Laboratory Assistant, Laboratory of Mo­lecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

yana.janet.gorchakova@gmail.comФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания»Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration2022221220220863339Copyright © Котова О.О., Гассан Д.А., Наумов Д.Е., Сугайло И.Ю., Горчакова Я.Г., 20222022Котова О.О., Гассан Д.А., Наумов Д.Е., Сугайло И.Ю., Горчакова Я.Г.Kotova O.O., Gassan D.A., Naumov D.E., Sugaylo I.Y., Gorchakova Y.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1053Введение

Введение. Каналы с транзиторным рецепторным потенциалам (TRP), экспрессированные на многих клетках, в том числе, на макрофагах, являются привлекательной мишенью для фармакологической модуляции с целью терапии различных заболеваний. При этом имеющиеся в настоящее время данные о функциональной роли TRP на макрофагах немногочисленны.

Цель

Цель. Установить эффект каналов TRPA1 и TRPM8 на продукцию цито­кинов макрофагами на фоне провоспалительной (M1) и противовоспалительной (M2) поляризации.

Материалы и методы

Материалы и методы. Макрофаги были получены из моноцитов 8 здоровых добровольцев путем дифференцировки в при­сутствии GM-CSF или M-CSF. Поляризацию клеток проводили, добавляя в среду 100 нг/мл LPS + IFN-y 20 нг/мл (M1) или IL-4 20 нг/мл (M2) на 24 ч. С целью модуляции активности TRP использовали циннамальдегид 100 мкМ (агонист TRPA1), HC-030031 100 мкМ (блокатор TRPA1), WS-12 10 мкМ (агонист TRPM8) или RQ-00434739 1 мкМ (блокатор TRPM8).

Результаты

Результаты. Установлено, что на фоне M1 поляризации канал TRPA1 угнетал продукцию CXCL10, а TRPM8 увеличивал уровень IL-8. При поляризации в M2 фенотип, TRPA1 подавлял образование провоспалительных цитокинов IL-ip, TNF-a, IL-6, IL-12p70 и IFN-y, a TRPM8 значимо не влиял на уровни проана­лизированных медиаторов.

Заключение

Заключение. Полученные результаты указывают, что в аспекте продукции цитокинов макрофагами, для TRPA1 отмечается преимущественно противовоспалительный эффект, тогда как TRPM8 демон­стрирует ограниченное влияние, сводящееся к регуляции синтеза IL-8.

Introduction

Introduction. Transient receptor potential (TRP) channels expressed on many cells, including macro­phages, are an attractive target for pharmacological modulation for the treatment of various diseases. At the same time, currently available data on the functional role of TRP on macrophages are scarce.

Aim

Aim. To establish the effect of TRPA1 and TRPM8 channels on the production of cytokines by macrophages during pro-inflammatory (M1) and anti-inflammatory (M2) polarization.

Materials and methods

Materials and methods. Macrophages were obtained from monocytes of 8 healthy donors by differ­entiation in the presence of GM-CSF or M-CSF. Cell polarization was achieved by adding to the culture medium 100 ng/ml LPS + IFN-y 20 ng/ml (M1) or IL-4 20 ng/ml (M2) for 24 h. In order to modulate TRP activity, cinnamaldehyde 100 цМ (TRPA1 agonist), HC-030031 100 цМ (TRPA1 blocker), WS-12 10 цМ (TRPM8 agonist), or RQ-00434739 1 цМ (TRPM8 blocker) were used.

Results

Results. It was found that during M1 polarization TRPA1 channels inhibited the pro­duction of CXCL10, and TRPM8 increased the level of IL-8. Under polarization to the М2 phenotype, TRPA1 suppressed the production of pro-inflammatory cytokines IL-ie, TNF-a, IL-6, IL-12p70 and IFN-y, and TRPM8 did not significantly affect the levels of the analyzed mediators.

Conclusion

Conclusion. The obtained results indicate that in terms of cytokine production by macrophages, TRPA1 has a predominantly anti-inflammatory effect, while TRPM8 shows a limited influence, which come to the regulation of IL-8 synthesis.

макрофагиХОБЛкурениеTRPV1TRPV4TRPM8TRPA1воспалениебронхиальная обструкцияmacrophagesCOPDsmokingTRPV1TRPV4TRPM8TRPA1inflammationbronchial obstructionReferencesBelvisi M.G., Birrell M.A. The emerging role of transient receptor potential channels in chronic lung disease // Eur. Respir. J. 2017. Vol.50, Iss.2. Article number: 1601357. https://doi.org/10.1183/13993003.01357-2016Belvisi M.G., Birrell M.A. The emerging role of transient receptor potential channels in chronic lung disease // Eur. Respir. J. 2017. Vol.50, Iss.2. Article number: 1601357. https://doi.org/10.1183/13993003.01357-2016Muller I., Alt P., Rajan S., Schaller L., Geiger F., Dietrich A. Transient Receptor Potential (TRP) Channels in Airway Toxicity and Disease: An Update // Cells. 2022. Vol.11, Iss.18. Article number: 2907. https://doi.org/10.3390/cells11182907Muller I., Alt P., Rajan S., Schaller L., Geiger F., Dietrich A. Transient Receptor Potential (TRP) Channels in Airway Toxicity and Disease: An Update // Cells. 2022. Vol.11, Iss.18. Article number: 2907. https://doi.org/10.3390/cells11182907Koivisto A.P., Belvisi M.G., Gaudet R., Szallasi A. Advances in TRP channel drug discovery: from target validation to clinical studies // Nat. Rev. Drug Discov. 2022. Vol.21, Iss.1. P.41-59. https://doi.org/10.1038/s41573-021-00268-4Koivisto A.P., Belvisi M.G., Gaudet R., Szallasi A. Advances in TRP channel drug discovery: from target validation to clinical studies // Nat. Rev. Drug Discov. 2022. Vol.21, Iss.1. P.41-59. https://doi.org/10.1038/s41573-021-00268-4Zhang C., Yang M., Ericsson A.C. Function of Macrophages in Disease: Current Understanding on Molecular Mechanisms // Front. Immunol. 2021. Vol.12. Article number: 620510. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.620510Zhang C., Yang M., Ericsson A.C. Function of Macrophages in Disease: Current Understanding on Molecular Mechanisms // Front. Immunol. 2021. Vol.12. Article number: 620510. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.620510Ardura J.A., Rackov G., Izquierdo E., Alonso V., Gortazar A.R., Escribese M.M. Targeting Macrophages: Friends or Foes in Disease? // Front. Pharmacol. 2019. Vol.10. Article number: 1255. https://doi.org/10.3389/fphar.2019.01255Ardura J.A., Rackov G., Izquierdo E., Alonso V., Gortazar A.R., Escribese M.M. Targeting Macrophages: Friends or Foes in Disease? // Front. Pharmacol. 2019. Vol.10. Article number: 1255. https://doi.org/10.3389/fphar.2019.01255Zhao Q., Kim T., Pang J., Sun W., Yang X., Wang J., Song Y., Zhang H., Sun H., Rangan V., Deshpande S., Tang H., Cvijic M.E., Westhouse R., Olah T., Xie J., Struthers M., Salter-Cid L. A novel function of CXCL10 in mediating monocyte production of proinflammatory cytokines // J. Leukoc. Biol. 2017. Vol.102, Iss.5. P.1271-1280. https://doi.org/10.1189/jlb.5A0717-302Zhao Q., Kim T., Pang J., Sun W., Yang X., Wang J., Song Y., Zhang H., Sun H., Rangan V., Deshpande S., Tang H., Cvijic M.E., Westhouse R., Olah T., Xie J., Struthers M., Salter-Cid L. A novel function of CXCL10 in mediating monocyte production of proinflammatory cytokines // J. Leukoc. Biol. 2017. Vol.102, Iss.5. P.1271-1280. https://doi.org/10.1189/jlb.5A0717-302Naumov D., Gassan D., Kotova O., Sugaylo I, Gorchakova Y. Cigarette smoke reduces CXCL10 production by macrophages via TRPA1-dependent mechanism // Respirology. 2021. Vol.26, Iss.S3. Article number: P2-55. https://doi.org/10.1111/resp.14150_151Naumov D., Gassan D., Kotova O., Sugaylo I, Gorchakova Y. Cigarette smoke reduces CXCL10 production by macrophages via TRPA1-dependent mechanism // Respirology. 2021. Vol.26, Iss.S3. Article number: P2-55. https://doi.org/10.1111/resp.14150_151Chao L.K., Hua K.F., Hsu H.Y., Cheng S.S., Lin I.F., Chen C.J., Chen S.T., Chang S.T. Cinnamaldehyde inhibits pro-inflammatory cytokines secretion from monocytes/macrophages through suppression of intracellular signaling // Food Chem. Toxicol. 2008. Vol.46, Iss.1. P.220-231. https://doi.org/10.1016/j.fct.2007.07.016Chao L.K., Hua K.F., Hsu H.Y., Cheng S.S., Lin I.F., Chen C.J., Chen S.T., Chang S.T. Cinnamaldehyde inhibits pro-inflammatory cytokines secretion from monocytes/macrophages through suppression of intracellular signaling // Food Chem. Toxicol. 2008. Vol.46, Iss.1. P.220-231. https://doi.org/10.1016/j.fct.2007.07.016Wang Q., Chen K., Zhang F., Peng K., Wang Z., Yang D., Yang Y. TRPA1 regulates macrophages phenotype plasticity and atherosclerosis progression // Atherosclerosis. 2020. Vol.301. P.44-53. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2020.04.004Wang Q., Chen K., Zhang F., Peng K., Wang Z., Yang D., Yang Y. TRPA1 regulates macrophages phenotype plasticity and atherosclerosis progression // Atherosclerosis. 2020. Vol.301. P.44-53. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2020.04.004Meniailo M.E., Malashchenko V.V., Shmarov V.A., Gazatova N.D., Melashchenko O.B., Goncharov A.G., Seledtsova G.V., Seledtsov V.I. Interleukin-8 favors pro-inflammatory activity of human monocytes/macrophages // Int. Immunopharmacol. 2018. Vol.56. P.217-221. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2018.01.036Meniailo M.E., Malashchenko V.V., Shmarov V.A., Gazatova N.D., Melashchenko O.B., Goncharov A.G., Seledtsova G.V., Seledtsov V.I. Interleukin-8 favors pro-inflammatory activity of human monocytes/macrophages // Int. Immunopharmacol. 2018. Vol.56. P.217-221. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2018.01.036Khalil M., Babes A., Lakra R., Forsch S., Reeh P.W., Wirtz S., Becker C., Neurath M.F., Engel M.A. Transient receptor potential melastatin 8 ion channel in macrophages modulates colitis through a balance-shift in TNF-alpha and interleukin-10 production // Mucosal Immunol. 2016. Vol.9, Iss.6. P.1500-1513. https://doi.org/10.1038/mi.2016.16Khalil M., Babes A., Lakra R., Forsch S., Reeh P.W., Wirtz S., Becker C., Neurath M.F., Engel M.A. Transient receptor potential melastatin 8 ion channel in macrophages modulates colitis through a balance-shift in TNF-alpha and interleukin-10 production // Mucosal Immunol. 2016. Vol.9, Iss.6. P.1500-1513. https://doi.org/10.1038/mi.2016.16Hornsby E., King H.W., Peiris M., Buccafusca R., Lee W.J., Wing E.S., Blackshaw L.A., Lindsay J.O., Stagg A.J. The cation channel TRPM8 influences the differentiation and function of human monocytes // J. Leukoc. Biol. 2022. Vol.112, Iss.3. P.365-381. https://doi.org/10.1002/JLB.1HI0421-181RHornsby E., King H.W., Peiris M., Buccafusca R., Lee W.J., Wing E.S., Blackshaw L.A., Lindsay J.O., Stagg A.J. The cation channel TRPM8 influences the differentiation and function of human monocytes // J. Leukoc. Biol. 2022. Vol.112, Iss.3. P.365-381. https://doi.org/10.1002/JLB.1HI0421-181R

The authors declare that there are no conflicts of interest present.