Елена Федоровна Васильева, кандидат биологических наук
Москва
Elena F. Vasilyeva, Cand. of Sci. (Biol.), Laboratory of Biochemistry
Moscow
Олег Сергеевич Брусов, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией биохимии
Москва
Oleg S. Brusov, Cand. of Sci. (Biol.), Head of Laboratory of Biochemistry
Moscow
Обоснование: в настоящее время определена важная роль моноцитарно-макрофагального звена иммунитета в патогенезе психических заболеваний. В первой и второй частях нашего обзора проведен анализ клеточно-молекулярных механизмов активации моноцитов/макрофагов, секретирующих провоспалительные рецепторы CD16, цитокины, хемокины и рецепторы к ним, в развитии системного иммунного воспаления в патогенезе соматических заболеваний и психических расстройств, в том числе шизофрении, биполярного аффективного расстройства (БАР) и депрессии. Показана связь высокого уровня провоспалительной активности моноцитов/макрофагов у больных с психическими расстройствами с соматической коморбидностью, в том числе с иммунными системными заболеваниями. Известно, что провоспалительные моноциты периферической крови в результате нарушения целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) могут мигрировать в ЦНС и активировать резидентные клетки мозга — микроглию, вызывая ее активацию, что может приводить к развитию нейровоспаления и нейродегенеративных процессов в мозге и, как следствие, к когнитивным нарушениям. Цель: провести анализ результатов основных научных исследований, касающихся изучения роли клеточно-молекулярных механизмов взаимодействия моноцитов периферической крови с клетками микроглии и тромбоцитами в развитии нейровоспаления в патогенезе психических расстройств, в том числе при болезни Альцгеймера (БА). Материал и методы: по ключевым словам «психические расстройства, БА, провоспалительные моноциты, микроглия, нейровоспаление, цитокины, хемокины, молекулы клеточной адгезии, тромбоциты, микровезикулы» проведен поиск в базах данных PubMed, eLibrary, Science Direct и EMBASE статей отечественных и зарубежных авторов, опубликованных за последние 30 лет. Заключение: в представленном обзоре проанализированы результаты исследований, в которых показано, что моноциты/макрофаги и микроглия имеют аналогичные профили экспрессии генов при шизофрении, БАР, депрессии и БА и выполняют аналогичные функции: осуществляют фагоцитоз и опосредуют воспалительные реакции. Показано, что моноциты, рекрутированные в ЦНС, продуцируют провоспалительные цитокины: IL-1, IL-6, фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), хемокины, например MCP-1 (мonocyte chemotactic protein), и стимулируют усиление их продукции клетками микроглии. Это способствует рекрутированию клеток микроглии к местам повреждения нейронов, а также усиливает процесс образования мозгового белка бета-амилоида (Аβ). Приведены результаты современных исследований, свидетельствующих, что в системных воспалительных реакциях участвуют также и тромбоциты. Они взаимодействуют с моноцитами и образуют с ними моноцитарно-тромбоцитарные агрегаты (МТА), которые индуцируют активацию моноцитов с провоспалительным фенотипом. В последнее десятилетие установлено, что активированные тромбоциты и клетки иммунной системы, в том числе моноциты, отщепляют от своей мембраны микровезикулы (МВ). Показано, что МВ участвуют в качестве мессенджеров в транспорте биологически активных липидов, цитокинов, комплемента и других молекул, которые могут вызывать обострение системных воспалительных реакций. Представленный обзор позволяет расширить наши знания о клеточно-молекулярных аспектах взаимодействия моноцитов/макрофагов с клетками микроглии и тромбоцитами в развитии нейровоспаления и когнитивного снижения в патогенезе психических заболеваний и при БА, а также помогает в поиске специфических биомаркеров клинической тяжести психического расстройства у больных и перспектив их ответа на лечение.
Background: at present, the important role of the monocyte-macrophage link of immunity in the pathogenesis of mental diseases has been determined. In the first and second parts of our review, the cellular and molecular mechanisms of activation of monocytes/macrophages, which secreting proinflammatory CD16 receptors, cytokines, chemokines and receptors to them, in the development of systemic immune inflammation in the pathogenesis of somatic diseases and mental disorders, including schizophrenia, bipolar affective disorder (BAD) and depression were analyzed. The association of high levels of proinflammatory activity of monocytes/macrophages in patients with mental disorders with somatic comorbidity, including immune system diseases, is shown. It is known that proinflammatory monocytes of peripheral blood, as a result of violation of the integrity of the hematoencephalic barrier can migrate to the central nervous system and activate the resident brain cells — microglia, causing its activation. Activation of microglia can lead to the development of neuroinammation and neurodegenerative processes in the brain and, as a result, to cognitive disorders. The aim of review: to analyze the results of the main scientific studies concerning the role of cellular and molecular mechanisms of peripheral blood monocytes interaction with microglial cells and platelets in the development of neuroinflammation in the pathogenesis of mental disorders, including Alzheimer’s disease (AD). Material and methods: keywords “mental disorders, AD, proinflammatory monocytes, microglia, neuroinflammation, cytokines, chemokines, cell adhesion molecules, platelets, microvesicles” were used to search for articles of domestic and foreign authors published over the past 30 years in the databases PubMed, eLibrary, Science Direct and EMBASE. Conclusion: this review analyzes the results of studies which show that monocytes/macrophages and microglia have similar gene expression profiles in schizophrenia, BAD, depression, and AD and also perform similar functions: phagocytosis and inflammatory responses. Monocytes recruited to the central nervous system stimulate the increased production of proinflammatory cytokines IL-1, IL-6, tumor necrosis factor alpha (TNF-α), chemokines, for example, MCP-1 (Monocyte chemotactic protein-1) by microglial cells. This promotes the recruitment of microglial cells to the sites of neuronal damage, and also enhances the formation of the brain protein beta-amyloid (Aβ). The results of modern studies are presented, indicating that platelets are involved in systemic inflammatory reactions, where they interact with monocytes to form monocyte-platelet aggregates (MTA), which induce the activation of monocytes with a pro inflammatory phenotype. In the last decade, it has been established that activated platelets and other cells of the immune system, including monocytes, detached microvesicles (MV) from the membrane. It has been shown that MV are involved as messengers in the transport of biologically active lipids, cytokines, complement, and other molecules that can cause exacerbation of systemic inflammatory reactions. The presented review allows us to expand our knowledge about the cellular and molecular aspects of the interaction of monocytes/macrophages with microglial cells and platelets in the development of neuroinflammation and cognitive decline in the pathogenesis of mental diseases and in AD, and also helps in the search for specific biomarkers of the clinical severity of mental disorder in patients and the prospects for their response to treatment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.