Вчені виявили різний рівень активності перитонеальних макрофагів у серозній оболонці черевної порожнини у мишей різної статі і віку. Автори статті, опублікованої в, також повідомляють про те, що стать регулює вплив місцевого гомеостазу на експресію генів перитонеальних макрофагів, які відповідальні за захист серозної оболонки черевної порожнини від інфекцій. Так, у самок мишей виявилася підвищена стійкість до перитоніту, викликаного.
Різниця жіночих і чоловічих організмів - статевий диморфізм - проявляється не тільки у видимих неозброєним оком особливостях анатомічної будови самця і самки. Гормональний і біохімічний профілі, рівні експресії різних генів - все це також відрізняє одну стать від іншої. Важливою відмінною характеристикою статей є і схильність організму до деяких захворювань через різницю імунної відповіді у чоловіків і жінок. Саме тому статевий диморфізм, особливо в контексті терапії різних захворювань, зараз вивчають все частіше.
Вчені під керівництвом Калума Бейна (Calum C. Bain) з Університету Единбурга у своєму дослідженні зосередилися на макрофагах з рецепторами CD102 і CD209b з високими рівнями експресії антигена F4/80 - маркера макрофагальних клітин. У своєму попередньому дослідженні вони вже з'ясували, що, на відміну від резидентних макрофагів в інших тканинах, кількість перитонеальних макрофагів CD102, що приходять з кісткового мозку, сильно залежить від статі: їх виявилося більше у самців, а не у самок мишей.
Спочатку вчені досліджували вплив статі на поповнення пулу перитонеальних макрофагів залежно від віку мишей. У препубертатному періоді (чотиритижневий вік) ступінь маркування перитонеальних макрофагів CD102 жовтим флуоресцентним білком був відносно схожим у чоловічих і жіночих особин з незначним переважанням у самок. До шістнадцятитижневого віку кількість макрофагів CD102 збільшилася як у самців, так і у самок мишей порівняно з їх чотиритижневими показниками, проте вищі рівні маркування були виявлені серед перитонеальних макрофагів самців (P < 0,0001). Таким чином, підлога впливає на диференціювання перитонеальних макрофагів не в кістковому мозку (тобто не на рівні високої потентності клітин), а безпосередньо в серозних порожнинах (p < 0,01), причому цей вплив вдається виявити тільки після статевого дозрівання.
При цьому не було виявлено різниці (P < 0.0001) в числі CD102 макрофагів у плевральній порожнині, де як чоловічі, так і жіночі макрофаги демонстрували високі рівні маркування. Ці дані підтверджують, що перитонеальне середовище контролює обіг макрофагів і що статевий диморфізм цих макрофагів виникає після статевої зрілості.
Припустивши, що така різниця в числі перитонеальних CD102 макрофагів у дорослих самців і самок мишей продиктована відмінностями гормональних статусів, вчені видалили у самок мишей яєчники з двох сторін. Яєчники відповідають за синтез естрогенів - жіночих статевих гормонів. Для контролю іншим самкам видалили тільки один яєчник або провели лапаротомію без інших втручань. Двостороннє видалення яєчників не призвело до збільшення числа CD102 перитонеальних макрофагів порівняно з контрольними групами.
Щоб перевірити, чи впливають взагалі естрогени на чисельність перитонеальних макрофагів біля самок, вчені давали самкам без яєчників екзогенний естрадіол. Така замісна терапія не вплинула на число CD102 перитонеальних макрофагів у мишей з віддаленими яєчниками. Таким чином, жіноча статева система контролює диференціювання і розподіл макрофагів у черевній порожнині мишей незалежно від естрогенів.
Далі вчені провели популяційне секвенування РНК перитонеальних CD102 макрофагів. Щоб виключити потенційні ефекти менструального циклу, стадії циклу кожної самки підтверджувалися вагінальною цитологією. Крім того, щоб обмежити ефекти циркадного ритму, мишей присипляли в один і той же час кожен день. Диференційний аналіз експресії генів показав, що 486 транскриптів мРНК в перитонеальних CD102 + макрофагах експресувалися по-різному у самців і самок.
Аналіз 148 найбільш активно експресуються в жіночих перитонеальних макрофагах транскриптів мРНК показав, що більша їх частина пов'язана з імунною функцією: лектинові рецептори типу С, і, компоненти комплементу, і, імунорегуляторний цитокін, В-клітинний хемоаттрактант і фагоцитарний рецептор. При цьому вчені не виявили статевого диморфізму в експресії Toll-подібних рецепторів (TLR).
Потім вчені визначили, чи є транскрипційні відмінності в популяції клітин результатом відмінностей генів на клітинному рівні або диморфізм є відображенням диференційного складу популяції. Для цього вчені досліджували як мононуклеарні фагоцити CD102 з низьким рівнем F4/80, так і резидентні CD102 + клітини. Десять тисяч відсортованих клітин кожної статі були секвеновані, і після контролю якості аналіз був проведений на 4341 і 2564 клітинах жіночої та чоловічої статі відповідно.
Аналіз виявив шість кластерів, які були присутні як у чоловічих, так і в жіночих клітинах. В обох підлогах більшість клітин перебували в кластері 5, в якому виявлялися маркери резидентних макрофагів CD102 +, такі як, і, які є частиною основної транскрипційної сигнатури перитонеальних макрофагів; кластери 5 також експресують маркери довгоживучих макрофагів, включаючи і. Кластер 5 частіше зустрічався біля самок, тоді як чоловічі клітини виявлялися в кластерах 1, 2, 3 і 6. Виявилося, що диференційована проліферація жіночих і чоловічих перитонеальних макрофагів не обумовлена внутрішньоклітинними відмінностями в їх проліферативній активності. У сукупності ці дані демонструють, що і локальні впливи, і різна швидкість виходу макрофагів з кісткового мозку сприяють статевому диморфізму, що спостерігається в перитонеальних макрофагах.
Припускаючи, що диференційна експресія ключових рецепторів, таких як CD209b, може наділити жіночі макрофаги підвищеною активністю проти бактеріальної інфекції і знаючи, що в низьких дозах перитонеальні макрофаги, і зокрема CD209b, незамінні для захисного імунітету вчені досліджували гострий перитоніт, викликаний бактерією Streptococcus pneumoniae. Оскільки CD209b експресується виключно CD102 + макрофагами в черевній порожнині, ця модель дозволила безпосередньо оцінити важливість диференційної експресії CD209b макрофагами CD102 + в елімінації бактерій. Самки виявилися здатні контролювати інфекцію S. pneumoniae, показуючи нижчі рівні бактерій у черевинній рідині порівняно з самцями. Через 20 годин після інфікування в порожнині самки виявлялося менше нейтрофілів і Ly6Chi моноцитів порівняно з самцями мишей. При цьому більш висока кількість CD209b-експресуючих макрофагів зберігалася в жіночій порожнині. Таким чином, диморфна експресія ключових імунних рецепторів і молекул призводить до диференційної здатності справлятися з місцевою бактеріальною інфекцією.
Це дослідження підкреслює важливість обліку віку і статі при розумінні реакції черевики на інфекцію. Подальша робота необхідна для розуміння молекулярних процесів локальних сигналів, що керують цим процесом.
Така тонка регуляція статевих відмінностей у тварин спостерігається не завжди. Наприклад, у нашій недавній статті ми розповідали про те, що статевий диморфізм у канарок визначається лише одним геном.