cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.12737/article_5d09d6a0d75552.76525437cfpd-205Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHВзаимосвязь экспрессии гена катионных каналов TRPM8 с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей у больных бронхиальной астмойCorrelation of cation channel TRPM8 gene expression with cold-induced airway hyperresponsiveness in asthma patientsНаумовД. Е.NaumovD. E.

Денис Евгеньевич Наумов - кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией молекулярных и трансляционных исследований.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

Denis E. Naumov - MD, PhD, Head of the Laboratory of Molecular and Translational Research.

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

denn1985@bk.ruКотоваО. О.KotovaO. O.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

ГассанД. А.GassanD. A.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

АфанасьеваЕ. Ю.Afanas’evaE. Yu.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

ШелудькоЕ. Г.SheludkoE. G.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыханияFar Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration2019221120190723338Copyright © Наумов Д.Е., Котова О.О., Гассан Д.А., Афанасьева Е.Ю., Шелудько Е.Г., 20192019Наумов Д.Е., Котова О.О., Гассан Д.А., Афанасьева Е.Ю., Шелудько Е.Г.Naumov D.E., Kotova O.O., Gassan D.A., Afanas’eva E.Y., Sheludko E.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/205

Холодовые рецепторы TRPM8 широко экспрессированы в респираторном тракте человека и способны опосредовать воспалительный и секреторный ответ при охлаждении. Целью исследования было изучить экспрессию TRPM8 на уровне мРНК в клетках назального эпителия у больных бронхиальной астмой (БА) с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей (ХГДП). В исследовании приняли участие 54 человека, в том числе 36 больных БА и 18 пациентов с хроническим необструктивным бронхитом. Всем больным выполнялась проба с 3-минутной изокапнической гипервентиляцией холодным воздухом (ИГХВ) через рот и через нос. Экспрессия исследовалась в браш-биоптатах эпителия, полученных до и после назальной пробы с ИГХВ, методом количественной ПЦР с обратной транскрипцией. Установлено, что исходная экспрессия TRPM8 увеличена у курильщиков, однако не связана с функцией легких у больных БА. ХГДП сопровождается увеличением экспрессии TRPM8 в 3,3 раза (p=0,03). Кроме того, базальный уровень экспрессии обратно коррелирует со степенью снижения показателей функции внешнего дыхания в ответ на пробу с ИГХВ как среди больных БА (ΔОФВ1 р=-0,37, p=0,02), так и в общей группе (ΔОФВ1 р=-0,33, p=0,01). По-видимому, действие холода invivo вызывает адаптивную реакцию снижения транскрипции TRPM8, что особенно хорошо прослеживается у больных средней персистирую-щей БА (снижение в 3,2 раза, p=0,02). Необходимо дальнейшее изучение диагностического и прогностического потенциала определения экспрессии TRPM8 при оценке формирования ХГДП у больных хронической обструктивной патологией легких.

TRPM8 cold receptors are widely expressed in the human respiratory tract and are able to mediate inflammatory and secretory response upon cooling. The aim of the study was to investigate the expression of TRPM8 at mRNA level in nasal epithelium of asthma patients with cold-induced airway hyperresponsiveness (CAH). The study involved 54 people, including 36 patients with asthma and 18 patients with chronic bronchitis. All the patients underwent 3-minute isocapnic cold air hyperventilation (ICAH) through the mouth and through the nose. Expression was studied by quantitative PCR with reverse transcription in the brush-biopsy specimens obtained before and after the nasal ICAH. It was established that the basal expression of TRPM8 is increased in smokers, however, it is not associated with lung function in asthma patients. CAH is accompanied by 3.3-fold increase in TRPM8 expression of (p=0.03). In addition, the basal level of expression is inversely correlated with the degree of lung function decrease in response to the oral ICAH both among asthma patients (ΔFEV1 p =-0.37, p=0.02) and in the general group (ΔFEV1 p=-0.33, p=0.01). Apparently, the effect of cold in vivo causes an adaptive response decreasing the transcription of TRPM8, which is especially well observed in patients with moderate persistent asthma (3.2-fold decrease, p=0.02). Further assessment of the diagnostic and prognostic potential of TRPM8 expression level in the evaluation of CAH development is necessary in patients with chronic obstructive lung pathology.

бронхиальная астмахолодгиперреактивность дыхательных путейвоспалениеэкспрессияTRPM8эпителийasthmacoldairway hyperresponsivenessinflammationexpressionTRPM8epitheliumИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-3460189 моладкReferencesНаумов Д.Е., Гассан Д.А., Килимиченко К.Ф., Афанасьева Е.Ю., Шелудько Е.Г., Колосов В.П. Особенности экспрессии рецептора TRPM8 в респираторном тракте больных бронхиальной астмой // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2018. Вып.69. С. 19-24. doi: 10.12737/artide_5b96073c5711b1.83866044Naumov D.E., Gassan D.A., Kilimichenko K.F., Afanas’eva E.Yu., Sheludko E.G., Kolosov VP. Peculiarities of TRPM8 receptor expression in the respiratory tract of asthma patients. Bulleten' fiziologii i patologii dyhania 2018; 69:19-24 (in Russian). doi: 10.12737/article_5b96073c5711b1.83866044Наумов Д.Е., Котова О.О., Гассан Д.А., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Роль полиморфизмов гена TRPM8 в формировании фенотипа бронхиальной астмы с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей // Бюллетень физиологии и патологии дыхания 2017. Вып.65. С.16-23. doi: 10.12737/ar-ticle_59aca9cabd1528.72418133.Naumov D.E., Kotova O.O., Gassan D.A., Prok-hodko A.G., Perelman J.M., Kolosov V.P. Role of TRPM8 gene polymorphisms in the formation of asthma phenotype with cold airway hyperresponsiveness. Bulleten’fiziologii i patologii dyhania 2017; 65:16-23 (in Russian). doi: 10.12737/article_59aca9cabd1528.72418133Almagro P., Hernandez C., Martinez-Cambor P., Tresserras R., Escarrabill J. Seasonality, ambient temperatures and hospitalizations for acute exacerbation of COPD: a population-based study in a metropolitan area // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2015. Vol.10. P.899-908. doi: 10.2147/COPD.S75710Almagro P., Hernandez C., Martinez-Cambor P., Tresserras R., Escarrabill J. Seasonality, ambient temperatures and hospitalizations for acute exacerbation of COPD: a population-based study in a metropolitan area. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2015; 10:899-908. doi: 10.2147/COPD.S75710.Bodaghkhani E., Mahdavian M., MacLellan C., Farell A., Asghari S. Effects of meteorological factors on hospitalizations in adult patients with asthma: a systematic review // Can. Respir J. 2019. Vol.2019. P.3435103. doi: 10.1155/2019/3435103Bodaghkhani E., Mahdavian M., MacLellan C., Farell A., Asghari S. Effects of meteorological factors on hospitalizations in adult patients with asthma: a systematic review. Can. Respir J. 2019; 2019:3435103. doi: 10.1155/2019/3435103Fujita F., Uchida K., Takaishi M., Sokabe T., Tominaga M. Ambient temperature affects the temperature threshold for TRPM8 activation through interaction of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate // J. Neurosci. 2013. Vol.33, №14. P.6154-6159. doi: 10.1523/JNEU-ROSCI.5672-12.2013Fujita F., Uchida K., Takaishi M., Sokabe T., Tominaga M. Ambient temperature affects the temperature threshold for TRPM8 activation through interaction of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate. J. Neurosci. 2013; 33(14):6154-6159. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5672-12.2013Gonzalez-Muniz R., Bonache M.A., Martm-Escura C., Gomez-Monterrey I. Recent Progress in TRPM8 Modulation: An Update // Int. J. Mol. Sci. 2019. Vol.20, №11. P.E2618. doi: 10.3390/ijms20112618Gonzalez-Muniz R., Bonache M.A., Martm-Escura C., Gomez-Monterrey I. Recent Progress in TRPM8 Modulation: An Update. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(11):E2618. doi: 10.3390/ijms20112618Li M., Li Q., Yang G., Kolosov VP., Perelman J.M., Zhou X.D. Cold temperature induces mucin hypersecretion from normal human bronchial epithelial cells in vitro through a transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)-mediated mechanism // J. Allergy Clin. Immunol. 2011. Vol.128, №3. P.626-634. doi: 10.1016/j.jaci.2011.04.032Li M., Li Q., Yang G., Kolosov V.P., Perelman J.M., Zhou X.D. Cold temperature induces mucin hypersecretion from normal human bronchial epithelial cells in vitro through a transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)-mediated mechanism. J. Allergy Clin. Immunol. 2011; 128(3):626-634. doi: 10.1016/jjaci.2011.04.032Licari A., Castagnoli R., Denicolo C.F., Rossini L., Marseglia A., Marseglia G.L. The Nose and the Lung: United Airway Disease? // Front. Pediatr. 2017. Vol.5. P.44. doi: 10.3389/fped.2017.00044Licari A., Castagnoli R., Denicolo C.F., Rossini L., Marseglia A., Marseglia G.L. The Nose and the Lung: United Airway Disease? Front. Pediatr. 2017; 5:44. doi: 10.3389/fped.2017.00044McKemy D.D., Neuhausser W.M., Julius D. Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation // Nature. 2002. Vol.416, №6876. P.52-58.McKemy D.D., Neuhausser W.M., Julius D. Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation. Nature 2002; 416(6876):52-58.Qiu H., Yu I.T., Tse L.A., Chan E.Y., Wong T.W., Tian L. Greater temperature variation within a day associated with increased emergency hospital admissions for asthma // Sci. Total Environ. 2015. Vol.505. P.508-513. doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.10.003Qiu H., Yu I.T., Tse L.A., Chan E.Y., Wong T.W., Tian L. Greater temperature variation within a day associated with increased emergency hospital admissions for asthma. Sci. Total Environ. 2015; 505:508-513. doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.10.003Sabnis A.S., Reilly C.A., Veranth J.M., Yost G.S. Increased transcription of cytokine genes in human lung epithelial cells through activation of a TRPM8 variant by cold temperatures // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2008. Vol.295, №1. P.L194-200. doi: 10.1152/ajplung.00072.2008Sabnis A.S., Reilly C.A., Veranth J.M., Yost G.S. Increased transcription of cytokine genes in human lung epithelial cells through activation of a TRPM8 variant by cold temperatures. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2008; 295(1):L194-200. doi: 10.1152/ajplung.00072.2008Wang J., Yang G., Li M., Zhou X. Transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)-based mechanisms underlie both the cold temperature-induced inflammatory reactions and the synergistic effect of cigarette smoke in human bronchial epithelial (16HBE) cells // Front. Physiol. 2019. Vol.10. P.285. doi: 10.3389/fphys.2019.00285Wang J., Yang G., Li M., Zhou X. Transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)-based mechanisms underlie both the cold temperature-induced inflammatory reactions and the synergistic effect of cigarette smoke in human bronchial epithelial (16HBE) cells. Front. Physiol. 2019; 10:285. doi: 10.3389/fphys.2019.00285Zhang Y., Peng L., Kan H., Xu J., Chen R., Liu Y., Wang W. Effects of meteorological factors on daily hospital admissions for asthma in adults: a time-series analysis // PLoS One. 2014. Vol.9, №7. P.e102475. doi: 10.1371/journal.pone.0102475Zhang Y., Peng L., Kan H., Xu J., Chen R., Liu Y., Wang W. Effects of meteorological factors on daily hospital admissions for asthma in adults: a time-series analysis. PLoS One 2014; 9(7):e102475. doi: 10.1371/journal.pone.0102475

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