ГС активации макрофагов человека


ВВЕДЕНИЕ. Макрофаги – клетки иммунной системы, играющие ключевую роль в процессах: поддержания гомеостаза организма, защиты от инфекций, провоспалительного и противовоспалительного ответов, регенерация тканей. Активация приводит к тому, что макрофаги приобретают различные фенотипы – функциональные состояния, характеризующиеся уникальными морфологическими, молекулярными и функциональными особенностями, в зависимости от действовавших индукторов поляризации: белков, пептидов, полисахаридов и др. Показана связь различных фенотипов макрофагов с разнообразными патологиями человека и ассоциациями исхода заболеваний.

МЕТОДЫ. Для поиска генов и белков, характеризующих фенотип макрофага M2a, использовалось два типа данных:

  1. Созданная нами курируемая база данных MACRO_GENES, содержащая списки генов и белков, ассоциированных с фенотипами макрофагов. Она была сформирована на основе «ручного» анализа научных публикаций, в которых были описаны характерные белки, позволяющие различать фенотипы макрофагов M1, M2a, M2b, M2c, M2d. В базу данных MACRO_GENES были включены только те белки, присутствие которых в макрофагах определенных фенотипов подтверждалось экспериментальными данными.
  2. Протеомные данные о дифференциально экспрессируемых белках в макрофагах фенотипов M2a, M2b, M2c и M2d получены из работы Li P. и соавторов (Li et al., 2022). Для реконструкции связей между объектами генной сети (белки, гены) использовалась программно-информационная система ANDSystem, основанная на применении методов машинного чтения и искусственного интеллекта, включая графовые нейронные сети. ANDSystem обеспечивает автоматический анализ текстов научных публикаций и фактографических баз данных, медико-биологической направленности.

ОПИСАНИЕ ГЕННОЙ СЕТИ. На рисунке Ж.19 показан пример одной из реконструированных генных сетей - генной сети активации макрофага M2a. В этой генной сети содержится 66 генов, 203 белка, 706 взаимодействий (регуляция активности, катализ, коэкспрессия, регуляция деградации, регуляция экспрессии, экспрессия, прямые физико-химические взаимодействия, регуляция модификаций, регуляция транспорта). Рисунок Ж.20 демонстрирует фрагмент генной сети регуляции экспрессии фенотип-ассоциированных генов (из базы данных MACRO_GENES) в макрофагах фенотипа M2a дифференциально экспрессируемыми белками-регуляторами из статьи (Li et al., 2022), ассоциированными с этими генами: (А) через повышение и (Б) через понижение уровня представленности регуляторных белков в этом фенотипе

ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ. Реконструкция механизмов функционирования генной сети поляризации макрофагов, имеет не только большое фундаментальное значение, но представляет также большой практический интерес для ранней диагностики заболеваний, прогноза и корректировки их развития.

pic1

pic2

Рисунок Ж.19 – Реконструированная генная сеть активации макрофага M2a

А

pic3

Б

pic4 Рисунок Ж.20 – Фрагмент генной сети активации макрофагов: регуляции экспрессии фенотип-ассоциированных генов (из базы данных MACRO_GENES) в макрофагах фенотипа M2a дифференциально экспрессируемыми белками-регуляторами из статьи (Li et al., 2022), связанными с этими генами: (А) через повышение и (Б) через понижение уровня представленности регуляторных белков в этом фенотипе НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ. Выявление белков, регулирующих фенотип-ассоциированные гены макрофагов группы М2: биоинформатический анализ. Е.А. Антропова, И.В. Яцык, П.С. Деменков, Т.В. Иванисенко, В.А. Иванисенко. Вавиловский журнал генетики и селекции, № 7, 2025. DOI 10.18699/vjgb-25-104. ЦИТИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ. Li P., Ma C., Li J., You S., Dang L., Wu J., Hao Z., Li J., Zhi Y., Chen L., Sun S. Proteomic characterization of four subtypes of M2 macrophages derived from human THP-1 cells. J Zhejiang Univ Sci B. 2022;23(5):407-422. doi: 10.1631/jzus.B2100930.