ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2017-4-155-164ssmu-1033Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSРанние маркеры фенотипической гетерогенности системной красной волчанки в экспериментальной моделиEarly markers of phenotypic heterogeneity in the induced model of systemic lupus erythematosusKолесниковаО. П.KolesnikovaO. P.

д-р мед. наук, зав. лабораторией

лаборатория ýкспериментальной иммунотерапии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14 

DM, Head of the Laboratory of Experimental Immunotherapy

14, Str. Yadrintsevskaya, 630099, Novosibirsk

ГойманЕ. В.GoimanE. V.

канд. мед. наук, науч. сотрудник

лаборатория ýкспериментальной иммунотерапии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14 

PhD, Researcher, Laboratory of Experimental Immunotherapy

14, Str. Yadrintsevskaya, 630099, Novosibirsk

l.goiman@mail.ruДемченкоЕ. Н.GavrilovaE. D.

канд. биол. наук, науч. сотрудник

лаборатория ýкспериментальной иммунотерапии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14 

PhD, Researcher, Laboratory of Experimental Immunotherapy

14, Str. Yadrintsevskaya, 630099, Novosibirsk

ГавриловаЕ. Д.DemchenkoE. N.

канд. хим. наук, науч. сотрудник

лаборатория ýкспериментальной иммунотерапии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14 

PhD, Researcher, Laboratory of Experimental Immunotherapy

14, Str. Yadrintsevskaya, 630099, Novosibirsk

КозловВ. А.KozlovV. A.

академик РАН, научный руководитель 

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14 

Academician of the Russian Academy of Sciences, Scientific Supervisor 

14, Str. Yadrintsevskaya, 630099, Novosibirsk

Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФиКИ)РоссияResearch Institute of Fundamental and Clinical ImmunologyRussian Federation201702012018164155164Copyright © Kолесникова О.П., Гойман Е.В., Демченко Е.Н., Гаврилова Е.Д., Козлов В.А., 20182018Kолесникова О.П., Гойман Е.В., Демченко Е.Н., Гаврилова Е.Д., Козлов В.А.Kolesnikova O.P., Goiman E.V., Gavrilova E.D., Demchenko E.N., Kozlov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/1033

Цель работы – выявление на основе индуцируемой воспалительной реакции у интактных мышей предрасположенности к дальнейшему развитию разных клинических вариантов системной красной волчанки.

Материал и методы

Материал и методы. Низкодозовый системный воспалительный ответ моделировали введением липополисахарида (ЛПС) интактным самкам мышей-гибридов (C57BL/6xDBA/2)F1 (B6D2F1) внутрибрюшинно в дозе 10 нг/мышь или 1 мкг/мышь. Динамику ответа на ЛПС оценивали через 2, 4, 8, 11, 24 ч, а также на 4- и 8-й нед от момента индукции модели по числу форменных элементов крови (лейкоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов), а также соотношению нейтрофилы / лимфоциты (индекс N/L), уровню внеклеточной ДНК (внДНК). Через 1 сут после введения ЛПС у мышей индуцировали модель системной красной волчанки (СКВ): самкам мышей B6D2F1 вводили по 120 × 106 клеток селезенки мышей родительской линии DBA/2. Через 3 мес от момента индукции модели у мышей двукратно измеряли уровень белка в моче: при протеинурии 3 мг/мл и более мышей относили к группе CКВнефрит+, при наличии белка в моче менее 3 мг/мл – к группе CКВнефрит–.

Результаты

Результаты. Установлено, что введение ЛПС не влияет на соотношение групп CКВнефрит+/CКВнефрит–. Ретроспективный анализ количества лейкоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов не позволяет прогнозировать развитие нефрита. При введении ЛПС в дозе 10 нг/мышь наблюдалось достоверное увеличение частоты и абсолютного прироста индекса N/L на 8-й нед относительно 4-й нед после индукции модели в группе CКВнефрит+ по сравнению с группой CКВнефрит–. При введении ЛПС в дозе 1мкг/мышь мыши CКВнефрит+ и CКВнефрит– обнаруживают разную динамику воспалительного ответа по приросту индекса N/L в каждой последующей точке относительно предыдущей. Изменение уровня внДНК в группе CКВнефрит+ и CКВнефрит– аналогично динамике индекса N/L. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о возможности использования параметров воспалительного процесса, в частности индекса N/L и уровня внДНК, для прогноза предрасположенности животного к развитию разных вариантов СКВ.A / 2 parent mice twice 

The study aimed at evaluating the predisposition for development of different variants of SLE based on an inflammatory response in intact mice.

Materials and methods

Materials and methods. Low-dose systemic inflammatory response was modeled by the administration of lipopolysaccharide (LPS) of E. coli (strain 111: B4) by intact B6D2F1 recipients in the dose of 10 ng/mouse or 1 μg / mouse. We evaluated the number of leukocytes, neutrophils, and lymphocytes in the blood, the index of neutrophils / lymphocytes (ratio N/L), and the level of free DNA (cf DNA cell free) in dynamics. The first day after LPS injection we induced SLE model: the female B6D2F1 mice were injected 60–70 x 106 spleen cells of the DBA / 2 parent mice twice with interval five days. Three months after the induction of the model, the level of protein in the urine was measured twice: the mice with proteinuria 3 mg/ml and more were assigned to the group SLEnephritis+, and mice with less than 3 mg/ml of protein in the urine were assigned to the group SLEnephritis–.

Results

Results. It was established that administration of LPS does not change the frequency of nephritis in mice. The retrospective analysis of the number of leukocytes, neutrophils, and lymphocytes does not allow the prediction of the development of nephritis. We observed a significant increase in the frequency and the absolute value of the N/L index at week 8 relative to 4 weeks four weeks before the appearance of proteinuria in the group of mice SLEnephritis+ in contrast to mice SLEnephritis– when LPS was administered at a dose of 10 ng/mouse. Mice SLEnephritis+ and SLEnephritis– show different kinetics of the inflammatory response by an increase in the N/L index every subsequent hour relative to the previous one when LPS was administered at a dose of 1 μg/mouse. The dynamics of the cfDNA level is similar to the kinetics of an index N/L in the group SLEnephritis+ and the SLEnephritis–. The data obtained indicate the possibility of using of the index N/L and cfDNA level as a parameter of inflammatory response in mice and prediction of the susceptibility the development of nephritis. 

липополисахаридиндекс N/LвнДНКмодель системной красной волчанкифенотипическая гетерогенностьLPSindex N/LcfDNASLE modelphenotyping heterogeneityReferencesXu Y., Zeumer L., Reeves W., More L. Induced murine models of systemic lupus erythematosus // Methods Mol. Biol. 2014; 1134: 103–130.Xu Y., Zeumer L., Reeves W., More L. Induced murine models of systemic lupus erythematosus // Methods Mol. Biol. 2014; 1134: 103–130.Kudaeva O.T., Kolesnikova O.P., Goiman E.V., Tkachev V.O., Volsky N.N., Perminova O.M., Gavrilova E.D., Kozlov V.A. The Experimental Model of the Autoimmune Glomerulonephritis Induced by the Chronic Graft versus Host Reaction. In: Prabhakar S. (Ed.). An Update on Glomerulopathies – Etiology and Pathogenesis. InTech, 2011: 49–86. ISBN 978-953-307-388-0.Kudaeva O.T., Kolesnikova O.P., Goiman E.V., Tkachev V.O., Volsky N.N., Perminova O.M., Gavrilova E.D., Kozlov V.A. The Experimental Model of the Autoimmune Glomerulonephritis Induced by the Chronic Graft versus Host Reaction. In: Prabhakar S. (Ed.). An Update on Glomerulopathies – Etiology and Pathogenesis. InTech, 2011: 49–86. ISBN 978-953-307-388-0.Колесникова О.П., Кудаева О.Т., Вольский Н.Н., Гойман Е.В., Гаврилова Е.Д., Перминова О.М., Демченко Е.Н., Козлов В.А. Экспериментальная модель аутоиммунного процесса: роль ýпигенетической изменчивости в популяции мышей-гибридов // Вестник РАМН. 2015; 70 (2): 152–158. Kolesnikova O.P., Kudaeva O.T., Volsky N.N., Goiman E.V., Gavrilova E.D., Perminova O.M., Demchenko E.N., Kozlov V.A. Eksperimental’naya model’ autoimmunnogo protsessa: rol’ epigeneticheskoy izmenchivosti v populyatsii myshey-gibridov. [Experimental model of autoimmune process: the role of epigenetic variability in the population of hybrid mice] // Vestnik RAMN – Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences. 2015; 70 (2): 152–158 (in Russian).Колесникова О.П., Кудаева О.Т., Вольский Н.Н., Гойман Е.В., Гаврилова Е.Д., Перминова О.М., Демченко Е.Н., Козлов В.А. Экспериментальная модель аутоиммунного процесса: роль ýпигенетической изменчивости в популяции мышей-гибридов // Вестник РАМН. 2015; 70 (2): 152–158. Kolesnikova O.P., Kudaeva O.T., Volsky N.N., Goiman E.V., Gavrilova E.D., Perminova O.M., Demchenko E.N., Kozlov V.A. Eksperimental’naya model’ autoimmunnogo protsessa: rol’ epigeneticheskoy izmenchivosti v populyatsii myshey-gibridov. [Experimental model of autoimmune process: the role of epigenetic variability in the population of hybrid mice] // Vestnik RAMN – Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences. 2015; 70 (2): 152–158 (in Russian).Salem D., Subang R., Laplante P., Levine J.S., Rauch J. The dual role of innate immunity in antiphospholipid syndrome and systemic lupus erythematosus // Lupus. 2014; 23 (12):1327–1331.Salem D., Subang R., Laplante P., Levine J.S., Rauch J. The dual role of innate immunity in antiphospholipid syndrome and systemic lupus erythematosus // Lupus. 2014; 23 (12):1327–1331.Patel P.N., Shah R.Y., Ferguson J.F., Reilly M.P. Human Experimental Endotoxemia in Modeling the Pathophysiology, Genomics and Therapeutics of Innate Immunity in Complex Cardiometabolic Diseases // Arterioscler Thromb. Vasc. Biol. 2015; 35 (3): 525–534.Patel P.N., Shah R.Y., Ferguson J.F., Reilly M.P. Human Experimental Endotoxemia in Modeling the Pathophysiology, Genomics and Therapeutics of Innate Immunity in Complex Cardiometabolic Diseases // Arterioscler Thromb. Vasc. Biol. 2015; 35 (3): 525–534.Kimura M., Gleichmann E. Depressed antibody responses to exogenous antigens in mice with lupus-like graft-versus-host disease // Clin. Immunol. Immunopathol. 1987; 43 (1): 97–109.Kimura M., Gleichmann E. Depressed antibody responses to exogenous antigens in mice with lupus-like graft-versus-host disease // Clin. Immunol. Immunopathol. 1987; 43 (1): 97–109.Колесникова О.П., Кудаева О.Т., Логинов В.А., Робинсон М.В., Колесникова С.М., Козлов В.А. Показатели ýритро- и иммунопоýза в развитии аутоиммунных заболеваний, индуцированных хронической реакцией трансплантат против хозяина // Вестн. АМН СССР. 1991; 12: 13–16. Kolesnikova O.P., Kudaeva O.T., Loginov V.A., Robinson M.V., Kolesnikova S.M., Kozlov V.A. Pokazateli eritroi immunopoeza v razvitii autoimmunnykh zabolevaniy, indutsirovannykh khronicheskoy reaktsiyey transplantat protiv khozyaina [The parameters of erythro- and immunopoiesis in the development of autoimmune diseases induced by the chronic graft versus host reaction] // Vestnik AMN SSSR. 1991; 12: 13–16 (in Russian).Колесникова О.П., Кудаева О.Т., Логинов В.А., Робинсон М.В., Колесникова С.М., Козлов В.А. Показатели ýритро- и иммунопоýза в развитии аутоиммунных заболеваний, индуцированных хронической реакцией трансплантат против хозяина // Вестн. АМН СССР. 1991; 12: 13–16. Kolesnikova O.P., Kudaeva O.T., Loginov V.A., Robinson M.V., Kolesnikova S.M., Kozlov V.A. Pokazateli eritroi immunopoeza v razvitii autoimmunnykh zabolevaniy, indutsirovannykh khronicheskoy reaktsiyey transplantat protiv khozyaina [The parameters of erythro- and immunopoiesis in the development of autoimmune diseases induced by the chronic graft versus host reaction] // Vestnik AMN SSSR. 1991; 12: 13–16 (in Russian).Власов В.В., Рыкова Е.Ю., Сафронова И.В., Лактионов П.В., Кудаева О.Т., Козлов В.А. Модуляция течения хронической реакции трансплантат против хозяина // Доклады академии наук. 2002; 32 (6): 844–846. Vlasov V.V., Rykova E.Yu., Safronova I.V., Laktionov P.V., Kudaeva O.T., Kozlov V.A. Modulyatsiya techeniya khronicheskoy reaktsii transplantat protiv khozyaina [Modulation of the course of the chronic graft-versus-host reaction] // Doklady akademii nauk. 2002; 32 (6): 844–846 (in Russian).Власов В.В., Рыкова Е.Ю., Сафронова И.В., Лактионов П.В., Кудаева О.Т., Козлов В.А. Модуляция течения хронической реакции трансплантат против хозяина // Доклады академии наук. 2002; 32 (6): 844–846. Vlasov V.V., Rykova E.Yu., Safronova I.V., Laktionov P.V., Kudaeva O.T., Kozlov V.A. Modulyatsiya techeniya khronicheskoy reaktsii transplantat protiv khozyaina [Modulation of the course of the chronic graft-versus-host reaction] // Doklady akademii nauk. 2002; 32 (6): 844–846 (in Russian).Cavallo T., Granholm N. Accelerated (proliferative) lupus nephritis // American Journal of Pathology. 1990; 137 (6): 1549–1551.Cavallo T., Granholm N. Accelerated (proliferative) lupus nephritis // American Journal of Pathology. 1990; 137 (6): 1549–1551.Eisenbarth S., Piggott D., Huleatt J., Visintin I., Herrick C., Bottomly K. Lipopolysaccharide-enhanced, toll-like receptor 4-dependent T helper cell type 2 responses to inhaled antigen // J. Exp. Med. 2002; 196: 1645–1651.Eisenbarth S., Piggott D., Huleatt J., Visintin I., Herrick C., Bottomly K. Lipopolysaccharide-enhanced, toll-like receptor 4-dependent T helper cell type 2 responses to inhaled antigen // J. Exp. Med. 2002; 196: 1645–1651.Kiers D., Koch R., Hamers L., Gerretsen J., Thijs E., van Ede L., Riksen N., Kox M., Pickkers P. Characterization of a model of systemic inflammation in humans in vivo elicited by continuous infusion of endotoxin // Scientific Reports. 2017; 7: 40149. DOI: 10.1038/srep40149.Kiers D., Koch R., Hamers L., Gerretsen J., Thijs E., van Ede L., Riksen N., Kox M., Pickkers P. Characterization of a model of systemic inflammation in humans in vivo elicited by continuous infusion of endotoxin // Scientific Reports. 2017; 7: 40149. DOI: 10.1038/srep40149.Pajkrt D., Manten A., van der Poll T., Tiel-van Buul M.M., Jansen J., Wouter ten Cate J., van Deventer S. Modulation of cytokine release and neutrophil function by granulocyte colony-stimulating factor during endotoxemia in humans // Blood. 1997; 90: 1415–24.Pajkrt D., Manten A., van der Poll T., Tiel-van Buul M.M., Jansen J., Wouter ten Cate J., van Deventer S. Modulation of cytokine release and neutrophil function by granulocyte colony-stimulating factor during endotoxemia in humans // Blood. 1997; 90: 1415–24.Marsik C., Mayr F., Cardona F., Schaller G., Wagner O., Jilma B. Endotoxin down-modulates P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1, CD162) on neutrophils in humans // J. Clin. Immunol. 2004; 24: 62–65.Marsik C., Mayr F., Cardona F., Schaller G., Wagner O., Jilma B. Endotoxin down-modulates P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1, CD162) on neutrophils in humans // J. Clin. Immunol. 2004; 24: 62–65.Гойман Е.В., Кудаева О.Т., Ильина Н.А., Борисов В.И., Кожевников В.С., Колесникова О.П., Козлов В.А. Процессы гомеостатической пролиферации в патогенезе аутоиммунного гломерулонферита, индуцированного хронической реакцией «трансплантат против хозяина» // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010; 149 (1): 60–63. Goiman E.V., Kudaeva O.T., Ilina N.A., Borisov V.I., Kozhevnikov V.S., Kolesnikova O.P., Kozlov V.A. Protsessy gomeostaticheskoy proliferatsii v patogeneze autoimmunnogo glomerulonferita, indutsirovannogo khronicheskoy reaktsiyey «transplantat protiv khozyaina» [The processes of homeostatic proliferation in the pathogenesis of autoimmune glomerulonferitis, induced by the chronic “graft versus host” reaction] // Byulleten’ ehksperimental’noj biologii i mediciny – Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2010; 149 (1): 60–63 (in Russian).Гойман Е.В., Кудаева О.Т., Ильина Н.А., Борисов В.И., Кожевников В.С., Колесникова О.П., Козлов В.А. Процессы гомеостатической пролиферации в патогенезе аутоиммунного гломерулонферита, индуцированного хронической реакцией «трансплантат против хозяина» // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010; 149 (1): 60–63. Goiman E.V., Kudaeva O.T., Ilina N.A., Borisov V.I., Kozhevnikov V.S., Kolesnikova O.P., Kozlov V.A. Protsessy gomeostaticheskoy proliferatsii v patogeneze autoimmunnogo glomerulonferita, indutsirovannogo khronicheskoy reaktsiyey «transplantat protiv khozyaina» [The processes of homeostatic proliferation in the pathogenesis of autoimmune glomerulonferitis, induced by the chronic “graft versus host” reaction] // Byulleten’ ehksperimental’noj biologii i mediciny – Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2010; 149 (1): 60–63 (in Russian).Li H., Lu X., Xiong R., Wang S. High Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio Predicts Cardiovascular Mortality in Chronic Hemodialysis Patients // Mediators Inflamm. 2017. DOI: 10.1155/2017/9327136.Li H., Lu X., Xiong R., Wang S. High Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio Predicts Cardiovascular Mortality in Chronic Hemodialysis Patients // Mediators Inflamm. 2017. DOI: 10.1155/2017/9327136.Seong M.K. Prognostic inflammation score in surgical patients with colorectal cancer // Korean. Med. Sci. 2015; 30: 1793–1799.Seong M.K. Prognostic inflammation score in surgical patients with colorectal cancer // Korean. Med. Sci. 2015; 30: 1793–1799.Huang W., Huang J., Liu Q., Lin F., He Z., Zeng Z., He L. Neutrophil-lymphocyte ratio is a reliable predictive marker for early-stage diabetic nephropathy // Clin. Endocrinol. 2014; 82: 229–33.Huang W., Huang J., Liu Q., Lin F., He Z., Zeng Z., He L. Neutrophil-lymphocyte ratio is a reliable predictive marker for early-stage diabetic nephropathy // Clin. Endocrinol. 2014; 82: 229–33.Chen Y., Yang X., Chen L., Yang Y. Neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR) and platelet-to-lymphocyte ratio (PLR) were associated with disease activity in patients with systemic lupus erythematosus // International Immunopharmacology. 2016; 36: 94–99.Chen Y., Yang X., Chen L., Yang Y. Neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR) and platelet-to-lymphocyte ratio (PLR) were associated with disease activity in patients with systemic lupus erythematosus // International Immunopharmacology. 2016; 36: 94–99.Li L., Xia Y., Chen C., Cheng P., Peng C. Neutrophil-lymphocyte ratio in systemic lupus erythematosus disease: a retrospective study // Int. J. Clin. Exp Med. 2015; 8 (7): 11026–11031.Li L., Xia Y., Chen C., Cheng P., Peng C. Neutrophil-lymphocyte ratio in systemic lupus erythematosus disease: a retrospective study // Int. J. Clin. Exp Med. 2015; 8 (7): 11026–11031.Waldman M., Madaio M.: Pathogenic autoantibodies in lupus nephritis // Lupus. 2005; 14: 19–24.Waldman M., Madaio M.: Pathogenic autoantibodies in lupus nephritis // Lupus. 2005; 14: 19–24.Lam N.Y.L., Rainer T.H., Chan L.Y.S., Joynt G.J., Lo Y.M.D. Time course of early and late changes in plasma DNA in trauma patients // Clin. Chem. 2003; (49): 1286–1291.Lam N.Y.L., Rainer T.H., Chan L.Y.S., Joynt G.J., Lo Y.M.D. Time course of early and late changes in plasma DNA in trauma patients // Clin. Chem. 2003; (49): 1286–1291.Atamaniuk J., Kopecky C., Skoupy S., Säemann M.D., Weichhart T. Apoptotic cell-free DNA promotes inflammation in haemodialysis patients // Nephrol. Dial. Transplant. 2012; 27 (3): 902–905. DOI: 10.1093/ndt/ gfr695.Atamaniuk J., Kopecky C., Skoupy S., Säemann M.D., Weichhart T. Apoptotic cell-free DNA promotes inflammation in haemodialysis patients // Nephrol. Dial. Transplant. 2012; 27 (3): 902–905. DOI: 10.1093/ndt/ gfr695.Zhang S., Lu X., Shu X., Tian X.. et al. Elevated plasma cfDNA may be associated with active lupus nephritis and partially attributed to abnormal regulation of neutrophil extracellular traps (NETs) in patients with systemic lupus erythematosus // Intern. Med. 2014; 53: 2763–71.Zhang S., Lu X., Shu X., Tian X.. et al. Elevated plasma cfDNA may be associated with active lupus nephritis and partially attributed to abnormal regulation of neutrophil extracellular traps (NETs) in patients with systemic lupus erythematosus // Intern. Med. 2014; 53: 2763–71.Leifer C.A., Medvedev A.E. Molecular mechanisms of regulation of Toll-like receptor signaling // J. Leukoc Biol. 2016; 100 (5): 927–941.Leifer C.A., Medvedev A.E. Molecular mechanisms of regulation of Toll-like receptor signaling // J. Leukoc Biol. 2016; 100 (5): 927–941.Bao W., Qin X., Guan N., Wang S., Zhu J., Sun X., Zhou H., Zhu Z., Zhu C. MyD88-silenced dendritic cells induce T-cell hyporesponsiveness and promote Th2 polarization in vivo // Cytotherapy. 2015; 17: 1240–1250.Bao W., Qin X., Guan N., Wang S., Zhu J., Sun X., Zhou H., Zhu Z., Zhu C. MyD88-silenced dendritic cells induce T-cell hyporesponsiveness and promote Th2 polarization in vivo // Cytotherapy. 2015; 17: 1240–1250.

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