Melatonin as an inducer of Th17 cell differentiation: new mechanisms

封面

如何引用文章

全文:

详细

Cells of the immune system are sensitive to the action of melatonin, and the most obvious target of the hormone is the Th17 T helper subset: in addition to two high-affinity membrane receptors for melatonin, MT1 and MT2, these cells express a nuclear receptor, RORα. Among the secondary messengers involved in the transmission of signals from melatonin receptors, proteins of the sirtuin family are currently of particular interest. It is known that in non-tumor cells, sirtuin 1 (SIRT1) not only increases its expression in response to melatonin, but is also involved in the implementation of melatonin effects, as indicated by inhibitory assays using a specific SIRT1 blocker or corresponding siRNA/shRNA. This relates to the regulation of circadian oscillators, as well as the anti-inflammatory, antioxidant and anti-apoptotic effects of melatonin. Further mechanisms of SIRT1 activity in the cell include transcriptional and posttranscriptional regulation of gene expression through deacetylation of histones and non-histone proteins, and the apparent target of SIRT1 is the transcription factor RORα. It is this factor that mediates classical melatonin/SIRT1-dependent transcriptional control of key circadian regulators, the genes of which have ROR-binding sequences in their promoters. These data raise questions about the functions of SIRT1 in other cells expressing RORα, in particular in Th17 T helper cells, for which it is one of two key differentiation factors, along with RORγt. And if for RORα such a connection still remains hypothetical, for RORγt it has been convincingly demonstrated in studies both in vivo and in vitro: it has been shown that SIRT1 directly binds to RORγt and stimulates the development of Th17 cells, and blockade of sirtuin suppresses the differentiation of these cells in normal and prevents the development of Th17-associated pathology in mice. Summarizing these data, we can confidently predict the existence of a new mechanism for the regulation of the T helper Th17 population by melatonin, through the activation of sirtuin SIRT1, and this mechanism must be taken into account when interpreting data on the immunoregulatory activity of melatonin.

作者简介

E. Kuklina

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: ibis_07@mail.ru

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Immunoregulation

俄罗斯联邦, 13 Golev St, Perm, 14081

N. Sursyakova

Perm Regional Hospital for War Veterans

Email: ibis_07@mail.ru

PhD (Medicine), Neurologist

俄罗斯联邦, Perm

I. Danchenko

E. Wagner Perm State Medical University

Email: ibis_07@mail.ru

PhD (Medicine), Assistant Professor, Department of Neurology and Medical Genetics

俄罗斯联邦, Perm

N. Glebezdina

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Perm Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ibis_07@mail.ru

PhD (Biology), Junior Research Associate, Laboratory of Immunoregulation

俄罗斯联邦, 13 Golev St, Perm, 14081

T. Baidina

E. Wagner Perm State Medical University

Email: ibis_07@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Neurology and Medical Genetics

俄罗斯联邦, Perm

参考

  1. Bai X.Z., He T., Gao J.X., Liu Y., Liu J.Q., Han S.C., Li Y., Shi J.H., Han J.T., Tao K., Xie S.T., Wang H.T., Hu D.H. Melatonin prevents acute kidney injury in severely burned rats via the activation of SIRT1. Sci. Rep., 2016, Vol. 6, 32199. doi: 10.1038/srep32199.
  2. Chang H.C., Guarente L. SIRT1 mediates central circadian control in the SCN by a mechanism that decays with aging. Cell, 2013, Vol. 153, pp. 1448-1460.
  3. Chang H.M., Wu U.I., Lan C.T. Melatonin preserves longevity protein (sirtuin 1) expression in the hippocampus of total sleep-deprived rats. J. Pineal. Res., 2009, Vol. 47, no. 3, pp. 211-220.
  4. Lardone P.J., Guerrero J.M., Fernández-Santos J.M., Rubio A., Martin-Lacave I., Carrillo-Vico A. Melatonin synthesized by T lymphocytes as a ligand of the retinoic acid-related orphan receptor. J. Pineal. Res., 2011, Vol. 51, no. 4, pp. 454-462.
  5. Lim H.W., Kang S.G., Ryu J.K., Schilling B., Fei M., Lee I.S., Kehasse A., Shirakawa K., Yokoyama M., Schnölzer M., Kasler H.G., Kwon H.S., Gibson B.W., Sato H., Akassoglou K., Xiao C., Littman D.R., Ott M., Verdin E. SIRT1 deacetylates RORγt and enhances Th17 cell generation. J. Exp. Med., 2015, Vol. 212, no. 5, pp. 607-617.
  6. Liu C., Li S., Liu T., Borjigin J., Lin J.D. Transcriptional coactivator PGC-1alpha integrates the mammalian clock and energy metabolism. Nature, 2007, Vol. 447, no. 7143, pp. 477-481.
  7. van Loosdregt J., Vercoulen Y., Guichelaar T., Gent Y.Y., Beekman J.M., van Beekum O., Brenkman A.B., Hijnen D.J., Mutis T., Kalkhoven E., Prakken B.J., Coffer P.J. Regulation of Treg functionality by acetylation-mediated Foxp3 protein stabilization. Blood, 2010, Vol. 115, no. 5, pp. 965-974.
  8. Peng Z., Zhang W., Qiao J., He B. Melatonin attenuates airway inflammation via SIRT1 dependent inhibition of NLRP3 inflammasome and IL-1β in rats with COPD. Int. Immunopharmacol., 2018, Vol. 62, pp. 23-28.
  9. Shah S.A., Khan M., Jo M.H., Jo M.G., Amin F.U., Kim M.O. Melatonin stimulates the SIRT1/Nrf2 signaling pathway counteracting lipopolysaccharide (LPS)-induced oxidative stress to rescue postnatal rat brain. CNS Neurosci. Ther., 2017, Vol. 23, no. 1, pp. 33-44.
  10. Wiesenberg I., Missbach M., Kahlen J.P., Schräder M., Carlberg C. Transcriptional activation of the nuclear receptor RZR alpha by the pineal gland hormone melatonin and identification of CGP 52608 as a synthetic ligand. Nucleic Acids Res., 1995, Vol. 23, pp. 327-333.
  11. Yang X.O., Pappu B.P., Nurieva R., Akimzhanov A., Kang H.S., Chung Y., Ma L., Shah B., Panopoulos A.D., Schluns K.S., Watowich S.S., Tian Q., Jetten A.M., Dong C. T helper 17 lineage differentiation is programmed by orphan nuclear receptors ROR alpha and ROR gamma. Immunity, 2008, Vol. 28, pp. 29-39.
  12. Yang X., Lun Y., Jiang H., Liu X., Duan Z., Xin S., Zhang J. SIRT1-regulated abnormal acetylation of FOXP3 induces regulatory T-cell function defect in Hashimoto’s Thyroiditis. Thyroid, 2018, Vol. 28, no. 2, pp. 246-256.
  13. Yu L., Sun Y., Cheng L., Jin Z., Yang Y., Zhai M., Pei H., Wang X., Zhang H., Meng Q., Zhang Y., Yu S., Duan W. Melatonin receptor-mediated protection against myocardial ischemia/reperfusion injury: Role of SIRT1. J. Pineal. Res., 2014, Vol. 57, no. 2, pp. 228-238.
  14. Zhao L., An R., Yang Y., Yang X., Liu H., Yue L., Li X., Lin Y., Reiter R.J., Qu Y. Melatonin alleviates brain injury in mice subjected to cecal ligation and puncture via attenuating inflammation, apoptosis, and oxidative stress: The role of SIRT1 signaling. J. Pineal. Res., 2015, Vol. 59, no. 2, pp. 230-239.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Куклина Е., Сурсякова Н., Данченко И., Глебездина Н., Байдина Т., 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».