Введение
Известно, что белки управляют почти всеми клеточными процессами. Для реализации функции белка в клетке он должен экспрессироваться на своей строгой природной локализации, в определенной концентрации и сохраняя при этом истинное и функциональное состояние. Для этого в клетках имеется механизм — фолдинг белка, который связан с процессом спонтанного сворачивания полипептидной цепи в уникальную естественную третичную пространственную структуру. Малая часть белков способны сворачиваться произвольно, и поэтому в фолдинге участвуют белки — шапероны и шаперонины.
В клетках человека имеется сложная и разветвленная сеть тысяч белков, которые, взаимодействуя совместно, гарантируют функционирование протеома правильно и эффективно. Этот процесс называется протеостазом [1].
Снижение эффективности протеостаза, например, при возрастных проявлениях, может способствовать изменению конформации из-за частичного разворачивания белка, привести к образованию белка неправильной структуры и его агрегации. К нежелательным последствиям таких изменений следует отнести потерю функции белка и/или образование токсичных продуктов [2].
Установлено, что агрегация белков классифицирована на два типа.
Первый тип: фибриллярная агрегация относится к упорядоченной ассоциации мономеров с образованием амилоидных фибрилл, которые имеют характерное поперечное расположение β-складок и стержнеобразную морфологию [3]. Белки с клеточной токсичностью за счет промежуточных, олигомерных и конечных белков, образующихся в процессе агрегации, или амилоидных фибрилл наблюдаются при болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера и диабете 2-го типа [4].
Второй тип: аморфная агрегация представляет собой неупорядоченную ассоциацию мономерных белков с отсутствием четко определенной структуры. Аморфные агрегаты белков не считаются цитотоксическими. Оба агрегированных состояния более термодинамически стабильны, чем их аналоги, что подчеркивает важность протеостатической сети для поддержания нативной и функциональной активности [1].
Внутри клетки небольшие белки теплового шока (sHsps) конститутивно представлены на базальном уровне, но их экспрессия значительно усиливается в стрессовых условиях, таких как повышенная температура [5]. Они считаются первой линией защиты клетки от вредоносных эффектов денатурации белка. Некоторые регионы sHsps высоко сохранены во всех типах клеток, что подчеркивает важность sHsps как ключевых белков жизни. sHsps — это АТФ-независимые молекулярные шапероны. Они представляют когорту белков из десяти sHsps человека, из которых αB-кристаллин (αB-c) или HspB5 — широко представлен в различных тканях и тесно взаимосвязан с sHsp. Это также один из основных белков хрусталика человека, где он локализуется и тесно связан с sHsp, αA-с состоит из 175 аминокислот и организован в трехсторонней структуре [6]. Нами показано наличие αA-с в эутопическом эндометрии при эндометриозе [7]. В дополнение к шаперонам выделены белки шаперонины, участвующие в фолдинге совместно с шаперонами. Они обеспечивают правильное сворачивание полипептидной цепи, временно помещая в свою внутреннюю полость вновь на рибосомах синтезированный белок.
Широко распространенная экспрессия αB-c в тканях человека показывает его связь с более чем 19 патологическими состояниями: болезнь Александра, болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз, рак молочной железы, кардиомиопатия, катаракта, колоректальный рак, Болезнь Крейтцфельдта—Якоба, фатальная семейная бессонница, миопатия, диабетическая ретинопатия, эндометриоз, семейная амилоидотическая полинейропатия, синдром Гийена—Барре, плоскоклеточный рак головы, шеи и рта, рассеянный склероз, множественная системная атрофия, болезнь Паркинсона, рак почки, рак щитовидной железы. Все эти заболевания еще раз подчеркивают важность и необходимость внутриклеточного αB-c. Среди указанных патологических состояний на основании крупнейшего систематического обзора литературы J. Hayashi и J.A. Carver (2020) о роли αB-c [8] назван эндометриоз. При этом единственная публикация об эндометриозе, представленная в данном обзоре, это наша статья от 2015 г. [7]. Мы очень сожалеем, что за 7 лет (2015—2021) это научное направление, касающееся изучения эндометриоза, не получило своего дальнейшего развития.
Ранее проведенные нами исследования показали увеличение экспрессии αB-c в крови и в перитонеальной жидкости у больных до лечения с перитонеальной формой эндометриоза и не наступлением беременности. Оценка экспрессии αB-c в эутопическом эндометрии показала, что она снижена в эпителии желез эутопического эндометрия у больных с эндометриозом и ненаступлением беременности по сравнению с больными с наступлением беременности или здоровыми женщинами. Уровни экспрессии αB-c у больных с эндометриозом и наступившей беременностью подобны тем, что и у здоровых женщин. Низкие уровни экспрессии αB-c соответствовали шансам ненаступления беременности. Результаты экспрессии αB-c в эутопическом эндометрии соответствовали результатам исследования эктопического эндометрия. Проведенная оценка экспрессии αB-c свидетельствовала о том, что αB-c является прогностически значимым для рецептивности эутопического эндометрия и наступления беременности у больных с эндометриозом [7, 9]. В дальнейшем исследования по изучению содержания αB-c показали превышение в 22 раза содержания αB-c в крови у больных с ненаступившей беременностью после лечения и одновременного снижения экспрессии этого показателя в эутопическом эндометрии. Полученные данные свидетельствовали об отсутствии влияния лечения на систему фолдинга белков и, как следствие, об отсутствии наступления беременности [10].
Исследований, связанных с одновременным изучением активности αB-c по данным иммуногистохимического анализа, метода вестерн-блоттинга, количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени в эутопическом и эктопическом эндометрии, иммуноферментного анализа в крови и перитонеальной жидкости и проведения сопоставления этих результатов в зависимости от наличия хронической тазовой боли, в доступной литературе мы не нашли.
Цель исследования — изучить активность шаперона alphaB-crystallin в эутопическом и эктопическом эндометрии у больных с перитонеальной формой эндометриоза с использованием иммуногистохимического анализа, метода вестерн-блоттинга, количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени, иммуноферментного анализа крови и перитонеальной жидкости и провести сопоставление этих данных в зависимости от наличия хронической тазовой боли.
Материал и методы
Основная группа. В основную группу рекрутированы 69 женщин в возрасте 27—37 лет с перитонеальной формой эндометриоза I—III стадии согласно классификации Американского общества репродуктивной медицины (rASRM), подтвержденного во время проведения лапароскопии, как это описано нами ранее [11]. После тщательного клинико-лабораторного обследования больные составили две группы: без признаков хронической тазовой боли (31 больная) и с признаками хронической тазовой боли (38 больных).
Контрольная группа — 32 пациентки, которым произведена стерилизация с использованием лапароскопического доступа. Эндометриоз у пациенток этой группы исключали после тщательного исследования висцеральной и париетальной брюшины на наличие гетеротопических эндометриоидных очагов, как это описано ранее [11].
Дизайн исследования. На основании решения этического комитета ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России проведено ретроспективное одномоментное исследование. Информированное добровольное согласие на использование крови, перитонеальной жидкости и ткани эндометрия получено у всех пациенток, как и на участие в исследовании. Рекрутинг и рандомизацию больных осуществляли совместно с д.м.н., проф. А.С. Гаспаровым, д.м.н. Н.И. Волковым, д.м.н., проф. Т.Е. Самойловой, д.м.н., проф. Л.Н. Кузьмичевым, д.м.н. Е.Д. Дубинской, д.м.н. Е.А. Межевитиновой, д.м.н. А.В. Лединой, к.м.н. М.А. Шороховой, к.м.н. М.Ф. Дорфманом, к.м.н. Н.С. Щетининой, к.м.н. А.С. Онищенко, врачом О.М. Векилян, врачом К.Р. Набиевой. Клиническая характеристика больных и дизайн исследования представлены нами ранее [12—15].
Характеристика образцов ткани, сыворотки крови и перитонеальной жидкости. Как это описано нами ранее [11], образцы эутопического и эктопического эндометрия, перитонеальной жидкости получены во время лапароскопии. Верификацию гистологических диагнозов в эутопическом и эктопическом эндометрии осуществляли в Академической больнице г. Уппсала, Швеция. Под наблюдением находились только образцы эктопического эндометрия, содержащие эндометриальный железистый эпителий, окруженный стромальной тканью и сосудами. Кровь для исследования получали из кубитальной вены в стандартных условиях у всех пациенток утром перед операцией. Все экспериментальные исследования проведены совместно с Department of Women’s and Children’s Health, Uppsala University (Uppsala, Sweden), на территории Rudbeck laboratory (Uppsala, Sweden) и в тесном контакте с The Human Protein Atlas, Uppsala, Sweden.
Обозначение обследованных групп для исследования тканей: ЭУК/Б— — эутопический эндометрий, контрольная группа, без боли; ЭУЭ/Б— — эутопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭУЭ/Б+ — эутопический эндометрий, эндометриоз, с болью; ЭКЭ/Б— — эктопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭКЭ/Б+ — эктопический эндометрий, эндометриоз, с болью.
Обозначение обследованных групп для исследования крови и перитонеальной жидкости: К/Б– — контрольная группа, без боли, Э/Б– — эндометриоз, без боли, Э/Б+ — эндометриоз, с болью.
Иммуногистохимический анализ (Immunohistochemistry, IHC). Экспрессия αB-c в эутопическом и эктопическом эндометрии. В условиях стандартного протокола, как это описано нами ранее, проведено иммуногистохимическое окрашивание эутопического и эктопического эндометрия [16]. Неспецифическое окрашивание не отмечено. Серия образцов изучена как минимум дважды. Образцы тканей эутопического эндометрия разделяли на 2 части, одну из которых использовали для морфологического исследования, а вторую подвергали консервированию для иммуногистохимического анализа. По данным патоморфологического исследования, все полученные образцы представляли собой ткань эндометрия. Оценка экспрессии αB-c и соответствующего распределения по клеточным элементам выполнена при использовании полуколичественной системы гистологической шкалы (HSCORE) как это описано нами ранее [7, 9]. Для визуализации применяли первичные моноклональные мышиные антитела (anti αB-Crystallin monoclonal antibody, ADI-SPA-222, Enzo Life Sciences) или поликлональные кроличьи антитела (anti-alpha B-Crystallin, ABN 185, Sigma). В работе использован микроскоп высокого разрешения Carl Zeiss microscopy, ZEISS Axio Observer z1 с программным обеспечением ZEN 3.0 (blue edition).
Вестерн-блоттинг анализ (Western blotting, WB) для αB-c. Выделяли и анализировали суммарный белок из эутопического эндометрия женщин контрольной группы, эутопического и эктопического эндометрия больных с эндометриозом без боли и с болью, как это описано нами ранее [11]. Использовали для αB-c первичные поликлональные кроличьи антитела (anti-alpha B-Crystallin, ABN 185, Sigma), для actinβ (C4) мышиные моноклональные антитела (sc-47778, Santa Cruz Biotechnology), для контроля использовали лизат ткани почки человека (Human kidney whole tissue lysate NB820-59231, Novus Biologicals).
Извлечение матричной РНК и проведение количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени (Real-time polymerase chain reaction, RT-qPCR) для αB-c. Из эутопического эндометрия женщин контрольной группы, эутопического и эктопического эндометрия больных с эндометриозом без боли и с болью выделяли и анализировали суммарную мРНК, как это описано нами ранее [11]. Экстрагировали мРНК с помощью набора RNeasy Mini Kit («Qiagen», Нидерланды) после лизиса образцов ткани в TissueLyser II («Qiagen» Нидерланды) в соответствии с инструкциями производителя. Использовались праймеры «Thermo Fisher Scientific» (США) для αB-c, Hs00157107_m1; для человеческого β-актина, ACTB, 4326315E. Относительные изменения экспрессии генов проанализированы с использованием метода 2-ΔΔT.
Анализ сыворотки крови и перитонеальной жидкости. Анализ содержания αB-c в сыворотке крови и перитонеальной жидкости проводили с помощью иммуноферментного анализа с применением стандартных наборов alfaB-Cristallin ELISA Kit: SKT-123-96 (StressMarq Biosciences), E92944Hu (USCN Lifescience Inc.). Проведение реакции и расчет результатов осуществляли в стандартных условиях согласно рекомендациям производителя.
Статистический анализ. Для анализа результатов использовали статистические компьютерные программы IBM SPSS Statistics 20. Результаты исследования представлены как среднее и стандартное отклонение (М±SD). В зависимости от конкретных условий применяли: ANOVA, критерий Вилкоксона, U-критерий Манна—Уитни, критерий Круаскала—Уоллиса. Различия между группами считали статистически значимыми при p<0,05. Оценка уровня корреляции проводилась по r-Spearman при n<30 и по r-Pearson при n>30, учитывались результаты при p<0,01.
Результаты
Описание больных основной группы. У всех обследованных больных проведен анализ анамнестических и клинических данных, который показал наличие характерных признаков эндометриоза: это бесплодие, хронические тазовые боли, метроррагии, диспареуния. При лапароскопии на брюшине наблюдались гетеротопии различной локализации. Статистически значимые различия в сторону увеличения наблюдались у больных с дисменореей группы без боли, а сочетание дисменореи и диспареуния — больше у больных группы с болью. Возраст и индекс массы тела больных группы с эндометриозом без боли и с болью статистически значимо не различались между собой. Хроническая тазовая боль статистически значимо наблюдалась у больных с болью по сравнению с больными без боли (5,2 и 0,0 по визуальной аналоговой шкале). Распространенность эндометриоза на брюшине наблюдалась одинаково у больных обеих групп. У больных отсутствовали ограничения к проведению сравнительного анализа всех изучаемых показателей в перитонеальной жидкости, в крови, в эктопическом и эутопическом эндометрии. Клиническая характеристика больных соответствовала ранее представленным данным [12—15].
Описание экспрессии αB-c (HSCORE) у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в эутопическом и эктопическом эндометрии по данным иммуногистохимического анализа. Из приведенных результатов (табл. 1) следует, что экспрессия αB-c с использованием первичных моноклональных мышиных антител (anti αB-Crystallin monoclonal antibody, ADI-SPA-222, Enzo Life Sciences) в эутопическом эндометрии выявлена в цитозоле поверхностного эпителия и эпителия желез у здоровых ЭУК/Б–, у больных ЭУЭ/Б– и ЭУЭ/Б+, а также в эктопическом эндометрии в эпителии желез у женщин групп ЭКЭ/Б– и ЭКЭ/Б+. Ранее нами не установлена экспрессия αB-c в поверхностном эпителии [9]. Отсутствовала экспрессия αB-c в клетках стромы в эутопическом и эктопическом эндометрии. Отмечается статистически значимое снижение экспрессии αB-c у больных с эндометриозом и наличием боли как в эутопическом, так и в эктопическом эндометрии в клетках эпителия желез. Сравнение уровня экспрессии αB-c в поверхностном эпителии и в эпителии желез показало статистически значимое увеличение экспрессии αB-c в эпителии желез. В то же время между группами ЭУК/Б—, ЭУЭ/Б– и ЭУЭ/Б+ наблюдалась слабая положительная корреляционная связь (r-Pearson, p<0,01) экспрессии αB-c в поверхностном эпителии и в эпителии желез, что свидетельствует о слабой синхронизации процессов фолдинга между этими клеточными структурами. В связи с отсутствием поверхностного эпителия в эктопическом эндометрии получить аналогичные данные не представлялось возможным.
Таблица 1. Экспрессия alphaB-crystallin (HSCORE) у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в эутопическом и эктопическом эндометрии по данным иммуногистохимического анализа
Группы | Иммуногистохимический анализ (IHC) | p | r-Pearson p<0,01 | ||
показатели (HSCORE) | |||||
поверхностный эпителий | эпителий желез | ||||
ЭУК/Б– | 1 | 1,1±0,1 | 1,8±0,2 | <0,05 | 0,05 слабая положительная связь |
ЭУЭ/Б— | 2 | 1,2±0,2 | 1,6±0,4 | <0,05 | 0,04 слабая положительная связь |
ЭУЭ/Б+ | 3 | 0,5±0,2 | 1,1±0,3 | <0,05 | 0,07 слабая положительная связь |
ЭКЭ/Б– | 4 | Нет данных | 1,2±0,1 | Нет данных | Нет данных |
ЭКЭ/Б+ | 5 | Нет данных | 0,8±0,2 | Нет данных | Нет данных |
p<0,05 | 1, 2—3 | 1, 2—3 4—5 | — | — |
Примечание. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения, M±SD. Различия определяли с помощью критерия Манна—Уитни. Коэффициент Pearson (r-Pearson) как мера корреляции, подходящая для двух непрерывных (метрических переменных), измеренных на одной и той же выборке. AlphaB-crystallin — белок αB-кристаллин; ЭУК/Б — — эутопический эндометрий, контрольная группа, без боли; ЭУЭ/Б– — эутопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭУЭ/Б+ — эутопический эндометрий, эндометриоз, с болью; ЭКЭ/Б– — эктопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭКЭ/Б+ — эктопический эндометрий, эндометриоз, с болью; IHC — экспрессия белков по шкале SCORE по данным иммуногистохимического анализа.
Описание экспрессии белка αB-c по данным вестерн-блоттинг анализа и экспрессии гена αB-c у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в эутопическом и эктопическом эндометрии. В обобщающей табл. 2 одновременно представлены данные о результатах вестерн-блоттинг анализа и экспрессии гена crystallin alpha B у обследованных групп больных эндометриозом. Как следует из приведенных данных, при вестерн-блоттинг анализе отмечается статистически значимое возрастание уровня белка αB-c в эутопическом эндометрии у женщин группы ЭУЭ/Б– и снижение этого показателя у женщин группы ЭУЭ/Б+. В эктопическом эндометрии также наблюдалось снижение уровня белка αB-c у женщин группы ЭКЭ/Б+. Эти данные свидетельствуют об изменении уровня синтеза белка в сторону снижения в эутопическом и эктопическом эндометрии у больных с эндометриозом при наличии тазовой боли.
Таблица 2. Экспрессия белка alphaB-crystallin по данным вестерн-блоттинга и экспрессия гена crystallin alpha B у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в эутопическом и эктопическом эндометрии
Группы | Вестерн-блоттинг (WB) alphaB-crystallin/beta-actin | RT-qPCR (mRNA expression) alphaB-crystallin /beta-actin | r-Spearman p<0,01 | |
ЭУК/Б– | 1 | 0,021±0,012 | 0,061±0,052 | 0,49 умеренная положительная связь |
ЭУЭ/Б– | 2 | 0,304±0,159 | 0,094±0,075 | 0,27 слабая положительная связь |
ЭУЭ/Б+ | 3 | 0,012±0,007 | 0,002±0,001 | 0,22 слабая положительная связь |
ЭКЭ/Б– | 4 | 0,244±0,106 | 0,052±0,042 | 0,24 слабая положительная связь |
ЭКЭ/Б+ | 5 | 0,052±0,048 | 0,001±0,0005 | 0,18 слабая положительная связь |
p<0,05 | 1—2; 2—3; 4—5 | 1—2; 2—3; 4—5 | — |
Примечание. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения, M±SD. Различия определяли с помощью критерия Манна—Уитни. Коэффициент Спирмена (r-Spearman) как мера корреляции, подходящая для двух переменных, измеренных в ранговой шкале. AlphaB-crystallin — белок αB-кристаллин; beta-actin — белок β-актин; ЭУК/Б– — эутопический эндометрий, контрольная группа, без боли; ЭУЭ/Б– — эутопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭУЭ/Б+ — эутопический эндометрий, эндометриоз, с болью; ЭКЭ/Б– — эктопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭКЭ/Б+ — эктопический эндометрий, эндометриоз, с болью; вестерн-блоттинг (WB) — экспрессия белков; RT-qPCR (mRNA expression) — экспрессия мРНК по данным количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени.
Анализ экспрессии гена crystallin alpha B показал, что наиболее низкие и статистически значимые значения экспрессии наблюдались у больных групп ЭУЭ/Б+ и ЭКЭ/Б+, то есть при наличии боли. У женщин групп ЭУК/Б– и ЭУЭ/Б– этот показатель был статистически значимо увеличен у больных с эндометриозом, но без боли. Выраженность экспрессии гена crystallin alpha B в эутопическом и эктопическом эндометрии у больных, входящих в группы без боли, не имела статистически значимых различий.
Обращает на себя внимание анализ корреляционной связи между показателями экспрессии белка αB-c и гена crystallin alpha B у обследованных больных в эутопическом и эктопическом эндометрии. Так, у женщин группы ЭУК/Б– наблюдалась умеренная положительная связь (r-Spearman, p<0,01), в то время как у женщин всех остальных групп она была слабо положительной. Следовательно, несмотря на наличие статистически значимых различий между группами больных по экспрессии белка αB-c и гена crystallin alpha B, уровень корреляции сохраняется только для контрольной группы и имеет слабую взаимосвязь у больных. Это еще раз свидетельствует о важности фолдинга как механизма, не зависящего от экспрессии генов и синтеза белка и обеспечивающего проявление специфических свойств белка.
Содержание αB-c у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в крови и в перитонеальной жидкости по данным иммуноферментного анализа (ELISA). Как следует из представленных данных (табл. 3), наиболее низкие значения αB-c в крови и перитонеальной жидкости отмечено в группах К/Б– и Э/Б– по отношению к группе Э/Б+. В то же время сравнение уровня содержания белка в крови и перитонеальной жидкости показало отсутствие статистически значимых различий для групп К/Б– и Э/Б–. У больных группы Э/Б+ эти различия были статистически значимы, и уровень белка в 2 раза выше в перитонеальной жидкости. Умеренная положительная корреляционная связь (r-Pearson, p<0,01) наблюдается в группе К/Б–, в других группах она слабо положительная. Полученные результаты свидетельствуют о возрастании уровня αB-c в крови и в перитонеальной жидкости у больных с эндометриозом и тазовой болью, а наиболее явно это изменение наблюдается в перитонеальной жидкости.
Описание роли шаперона (alphaB-crystallin) и шаперонинов в фолдинге белка в процессе спонтанного сворачивания полипептидной цепи в уникальную пространственную структуру (блок-схема). На рис. 1 представлена блок-схема, основанная на суммарных данных литературы, представленных в разделе актуальности работы и в обсуждении. Мы посчитали возможным представить эту блок-схему для систематизированного объяснения сложного и не до конца раскрытого процесса фолдинга белка. Первоначальный синтез белка осуществляется в рибосомах. По окончании сборки полипептидной цепи, состоящей из аминокислот, происходят вытягивание белка из рибосомы и транспорт его на эндоплазматический ретикулум с участием шаперонов. Это начало контакта шаперонов с белком для подготовки начала фолдинга. Фолдинг белка осуществляется с участием или без участия шаперонинов и шаперонов. По окончании фолдинга белок приобретает третичную структуру, и если он неправильно свернут, то подвергается деградации с участием убиквитин-протеасомной системы с последующим расщеплением до фрагментов или аминокислот. В случае правильного свертывания белка он модифицируется с участием шаперонов. В дальнейшем белок подвергается коррекции третичной структуры с участием фолдинга при поддержке шаперонов. На последнем этапе функционально активный белок защищается шаперонами и направляется к точному месту природной локализации в соответствии с концентрацией, сохраняя при этом истинное и функциональное состояние.
Рис. 1. Роль шаперона (alphaB-crystallin) и шаперонинов в фолдинге белка в процессе спонтанного сворачивания полипептидной цепи в уникальную пространственную структуру (блок-схема).
Описание роли alphaB-crystallin как универсального белка, участвующего в исправлении потенциального вреда, который возникает в результате неправильного сворачивания белков при развитии хронического стресса, и проявления хронической тазовой боли у больных с эндометриозом (блок-схема). На рис. 2 представлена блок-схема, являющаяся продолжением рис. 1 и основанная на суммарных данных, полученных в результате проведенного исследования. Одним из самых важных членов семьи sHsp является αB-c, обладающий множеством функций, основанных на его способности стабилизировать другие белки от развертывания, неправильной упаковки и возможной агрегации. Совместно с другими sHsps он формирует первую линию защиты от клеточного стресса. У больных с перитонеальной формой эндометриоза и тазовой болью наблюдается: снижение экспрессии αB-c в ткани эутопического и эктопического эндометрия по данным иммуногистохимического анализа, в этих же тканях наблюдается снижение экспрессии белка по данным вестерн-блоттинг анализа и снижение экспрессии mRNA по данным полимеразной цепной реакции. В то же время в перитонеальной жидкости и в крови наблюдается увеличение концентрации белка по данным иммуноферментного анализа. Следовательно, наличие эндометриоза и боли сочетается со снижением накопления αB-c в эутопическом и эктопическом эндометрии при одновременном увеличении αB-c в перитонеальной жидкости и в крови. Выявленные изменения следует рассматривать как проявления хронического стресса на системном и на локальном уровнях.
Рис. 2. Роль alphaB-crystallin как универсального шаперона, участвующего в исправлении потенциального вреда, который возникает в результате неправильного сворачивания белков при развитии хронического стресса и проявлении хронической тазовой боли у больных с эндометриозом (блок-схема).
Обсуждение
Во время менструального цикла ткань, похожая на эндометрий, может выходить за пределы своего нормального состояния (локализация в матке) и имплантироваться в другие места, чаще в тазовые структуры с образованием гетеротопий [17]. Следовательно, это событие активирует иммунный ответ, который при эндометриозе оказывается недостаточным для элиминации такой ткани. Гетеротопии привлекают макрофаги, естественные клетки-киллеры и цитотоксические Т-клетки [18]. Активация последующей воспалительной реакции способствует секреции цитокинов и хемокинов в брюшную полость, что формирует микросреду, которая способствует развитию эктопической ткани эндометрия за счет активации локального ангиогенеза, нарушая процесс нормального апоптоза [19]. Кроме этого, возле эндометриоидных желез наблюдается развитие нервных волокон, которые выявлены при всех трех типах эндометриоза (яичниковый, глубокий и перитонеальный) [14, 20]. Плотность нервных волокон зависит от локализации эндометриоза и выше при глубоком инфильтрирующем эндометриозе [21, 22]. Характерной чертой гетеротопий является то, что они иннервируются и могут способствовать развитию хронической тазовой боли разной интенсивности, оказывая огромное нежелательное воздействие на повседневную жизнь женщин [23].
Вопросы регуляции на основе медиаторов воспаления при эндометриозе являются активной областью исследований, однако механизм боли, вызванной воспалением, неясен, а профиль экспрессии цитокинов и их расположение противоречат друг другу. Секреция медиаторов воспаления работает как ответ на стимуляцию макрофагами и биологическими молекулами, включая эстроген и целый ряд посредников. Этот процесс представляет собой цикл событий, который нелегко разорвать [24, 25]. Следовательно, наиболее перспективным подходом к лечению является многоцелевая терапия боли при эндометриозе, а исследования должны сосредоточиться на этом направлении [26].
Биоактивные молекулы, которые координируются с воспалением, были предметом исследования, направленного на определение новых мишеней для блокирования прогрессирования воспаления. Вазоактивный кишечный пептид (VIP) является проангиогенным фактором и системным иммунным регулятором. Его концентрация увеличена в образцах сыворотки и перитонеальной жидкости у пациентов с эндометриозом (I—III стадии) и симптомами хронической тазовой боли по сравнению с показателями у пациентов контрольной группы. Это открытие демонстрирует связь между проангиогенной ролью VIP и хронической тазовой болью [11].
Более того, модуляция измененного фенотипа макрофагов направлена на индукцию боли, связанной с эндометриозом [27]. Однако роль макрофагов до сих пор полностью не изучена, и их функция может быть провоспалительной или противовоспалительной в зависимости от окружающей тканевой среды [24, 25].
В процессе активации провоспалительной реакции образуется множество агрегированных белков, продуктов их распада и амилоида [28]. Как же αB-c предотвращает образование амилоидных фибрилл? Взаимодействие alphaB-crystallin с амилоидными фибриллообразующими белками осуществляется для всех стадий агрегации. Этот механизм может быть представлен в несколько этапов [8]:
— 1-я стадия, когда αB-c взаимодействует с мономерами, предотвращая их агрегацию. Кроме этого, αB-c диссоциирует олигомеры или их предварительно сформированные ядра на мономеры;
— 2-я стадия, когда αB-c предотвращает вторичное образование амилоидогенного белка;
— 3-я стадия, когда αB-c предотвращает фрагментацию фибрилл за счет связывания их по длине и тем самым подавляет их удлинение. Все эти стадии предотвращают образование амилоидных фибрилл, а αB-c обладает многогранной способностью избегать таких изменений.
Следовательно, αB-c является одним из самых важных членов семьи sHsp. Он имеет множество функций, основанных на его способности стабилизировать другие белки от развертывания, неправильной упаковки и возможной агрегации. Вместе с другими sHsps он формирует первую линию защиты от клеточного стресса. Нарушение регуляции функции αB-c лежит в основе множества болезней человека. Структура αB-c тесно связана с его шаперонным действием: взаимодействие между α-Crystallin domain как консенсусной последовательности для всех членов суперсемейства малых белков теплового шока и IXI motif как выравнивание последовательностей С-концевых удлинений αB-c с другими гомологами. Они могут действовать как двухпозиционный переключатель во время базальной протеомной регуляции, а в условиях стресса приводить к обмену субъединицами и влиять на функциональную способность структур αB-c. При этом наиболее активным видом для предотвращения агрегации целевого белка является мономерный αB-c [8].
Сравнение ранее полученных данных и результатов проведенного исследования показало, что при перитонеальной форме эндометриоза в эутопическом и эктопическом эндометрии наблюдается снижение экспрессии αB-c в группах с ненаступившей беременностью как до лечения [9], так и после лечения [10], а также снижение экспрессии αB-c при наличии хронической тазовой боли. Эти данные убедительно доказывают, что вне зависимости от ведущей симптоматики перитонеальной формы эндометриоза наблюдаются изменения, характерные для нарушения фолдинга белков, и, как следствие, активация процессов, которые приводят к нарушению рецептивности эндометрия и/или активации воспаления микроокружения с последующим проявлением болевого синдрома.
Выводы
Таким образом, исследование по изучению экспрессии шаперона αB-c в эутопическом и эктопическом эндометрии у больных перитонеальной формой эндометриоза и с хронической тазовой болью на основании данных иммуногистохимического анализа, метода вестерн-блоттинга, количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени показало снижение экспрессии αB-c в изученных тканях. Данные иммуноферментного анализа об оценке содержания в крови и перитонеальной жидкости установили статистически значимое возрастание экспрессии αB-c у пациенток с наличием боли. Увеличение экспрессии αB-c в перитонеальной жидкости свидетельствует в пользу активации процессов воспаления за счет макрофагов брюшной полости, и как взаимное отражение такой реакции, происходит увеличение содержания αB-c в крови. Детальное понимание механизмов воздействия шаперона αB-c на белки может предоставлять возможность для его использования в лечении и предотвращении заболеваний, зависящих от агрегации функционально активных структур клеток, которые глубоко связаны с протеостатической дисрегуляцией. Освоение выпуска лекарственных форм на основе αB-c позволит начать патогенетически обоснованное лечение больных с перитонеальной формой эндометриоза [29].
Работа выполнена в рамках государственного задания Минздрава России: «Разработка дифференцированного подхода к ведению пациенток репродуктивного возраста с различными формами эндометриоза», № госрегистрации:122020900125-8.
Благодарности. Выражаем благодарность honorary professor M. Olovsson, PhD C. Moberg, PhD Th. Kunovac Kallak, E. Davey Department of Women’s and Children’s Health, Uppsala University, Uppsala, Sweden за участие, обсуждение и поддержку. Работа выполнена по теме: «Изучение ассоциации между эндометриальными маркерами эутопического и эктопического эндометрия и тазовой болью у женщин с эндометриозом», учетный номер Минобрнауки России в НТИМИ 0431/01/15. Финансовая, научная, правовая и политическая поддержка осуществлялась Шведской Королевской Академией наук, Шведским медицинским Исследовательским Советом (грант №8683), Фондом планирования семьи в Уппсале, Университетом Уппсалы, Швеция, Rudbeck Laboratory, The Human Protein Atlas, ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова», Минздрава России и Минздравом России.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Бурлев В.А.
Сбор и обработка материала — Бурлев В.А., Ильясова Н.А.
Статистический анализ данных — Бурлев В.А., Ильясова Н.А.
Написание текста — Бурлев В.А.
Редактирование — Бурлев В.А.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts for interest.