tibljТуберкулез и болезни легкихTuberculosis and Lung Diseases2075-12302542-1506Медицинские знания и технологии10.21292/2075-1230-2014-0-1-37-42tiblj-8Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОСОБЕННОСТЬ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ ICL И HSPX, ИНДУЦИРУЕМЫХ ПРИ ВЫЖИВАНИИ В ОРГАНИЗМЕ ХОЗЯИНА, У ШТАММОВ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS КЛАСТЕРА WEXPRESSION OF THE ICL AND HSPX GENES INDUCED DURING SURVIVAL IN THE HOST IN MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS W CLUSTER STRAINSАндреевскаяС. Н.AndreevskayaS. N.

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник,

107564, г. Москва, Яузская аллея, д. 2

г. Москва

andsofia@mail.ruЧерноусоваЛ. Н.ChernousovaL. N.

г. Москва

noemail@neicon.ruСмирноваТ. Г.SmirnovaT. G.

г. Москва

noemail@neicon.ruЛарионоваЕ. Е.LarionovaE. E.

г. Москва

noemail@neicon.ruФГБУ «Центральный НИИ туберкулеза» РАМНРоссияФГБУ «Центральный НИИ туберкулеза» РАМНRussian FederationФГБУ «Центральный НИИ туберкулеза» РАМН, г. МоскваРоссияФГБУ «Центральный НИИ туберкулеза» РАМНRussian Federation201401012014013742Copyright © Андреевская С.Н., Черноусова Л.Н., Смирнова Т.Г., Ларионова Е.Е., 20142014Андреевская С.Н., Черноусова Л.Н., Смирнова Т.Г., Ларионова Е.Е.Andreevskaya S.N., Chernousova L.N., Smirnova T.G., Larionova E.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/8

На модели культивирования M. tuberculosis разных генотипических кластеров (8 штаммов W кластера, 3 – AI кластера, 1 – BJ и лабораторный вирулентный штамм H37Rv) in vitro и ex vivo в перитонеальных макрофагах мыши были получены результаты экспрессии двух основных генов icl и hspX, индуцирующихся при попадании M. tuberculosis в макрофаги. В качестве референс-гена применялся ген домашнего хозяйства rrs16S. Выявлен полиморфизм штаммов разных кластеров и штаммов одного кластера по уровню экспрессии генов icl и hspX при культивировании в среде и в МФ. Показано повышение экспрессии генов icl (в 3 – 122 раз) и hspX (в 2 – 514 раз) при культивировании в макрофаг по сравнению с ростом in vitro. Уровень экспрессии гена icl отличался между штаммами не более чем в 30 раз. Разница в экспрессии гена hspX, являющегося маркером перехода в дормантное состояние, была большей в 140 раз. Выявлен штамм с экстремально высоким уровнем экспрессии гена hspX in vitro и ex vivo. Этот штамм относился к субкластеру W148, который составляет 30% от W-штаммов, циркулирующих на территории РФ. Показанная для МБТ W-кластера конститутивная повышенная экспрессия гена hspX, входящего в «регулон дормантности», возможно, дает этим штаммам ряд преимуществ для выживания в организме хозяина.

In vitro and ex vivo models for culturing different M. tuberculosis genotypic clusters (8 W cluster strains, 3 AI cluster ones, and 1 BJ and laboratory virulent strain H37Rv) in murine peritoneal macrophages yielded results of expression of the two basic genes icl and hspX induced by M. tuberculosis entering the macrophages. The housekeeping rrs16S gene was used as reference. The polymorphism of strains of different clusters and those of one cluster was revealed from the expression of the icl and hspX genes when cultured in the medium and macrophages. It was shown that there were 3-122- and 2-514-fold increases in the expression of the icl and hspX genes when cultured in the macrophage as compared to their in vitro growth. The expression of the icl gene showed a not more than 30- fold difference between the strains. The difference in the expression of the hspX gene that is a marker of transition to dormancy was 140 times greater. A strain with hspX gene overexpression was identified in vitro and ex vitro. This strain was referred to as a W148 subcluster that was 30% of the W strains circulating in the Russian Federation. The increased MBT W cluster constitutive expression of the hspX gene included in the dormancy regulon may provide these strains some advantages for survival in the host.

микобактерии туберкулезаэкспрессия геновмакрофагиW-кластерMycobacterium tuberculosisW clustergene expressionmacrophagesReferencesАндреевская С. Н., Черноусова Л. Н., Смирнова Т. Г. и др. Трансмиссия штаммов микобактерий туберкулеза, обусловленная миграционными процессами в Российской Федерации (на примере миграции населения из кавказского региона в Москву и Московскую область) // Пробл. туб. – 2006. – № 1. – С. 29-35.Андреевская С. Н., Черноусова Л. Н., Смирнова Т. Г. и др. Трансмиссия штаммов микобактерий туберкулеза, обусловленная миграционными процессами в Российской Федерации (на примере миграции населения из кавказского региона в Москву и Московскую область) // Пробл. туб. – 2006. – № 1. – С. 29-35.Андреевская С. Н., Черноусова Л. Н., Смирнова Т. Г. и др. Изучение ex vivo роста в макрофагах штаммов Mycobacterium tuberculosis разных генотипических кластеров // Пробл. туб. – 2006. – № 12. – С. 43-48.Андреевская С. Н., Черноусова Л. Н., Смирнова Т. Г. и др. Изучение ex vivo роста в макрофагах штаммов Mycobacterium tuberculosis разных генотипических кластеров // Пробл. туб. – 2006. – № 12. – С. 43-48.Андреевская С. Н., Черноусова Л. Н., Смирнова Т. Г. и др. Влияние генотипа M. tuberculosis на выживаемость мышей при экспериментальном туберкулезе // Пробл. туб. – 2007. – № 7. – С. 45-50.Андреевская С. Н., Черноусова Л. Н., Смирнова Т. Г. и др. Влияние генотипа M. tuberculosis на выживаемость мышей при экспериментальном туберкулезе // Пробл. туб. – 2007. – № 7. – С. 45-50.Черноусова Л. Н., Андреевская С. Н., Смирнова Т. Г. и др. Биологические свойства штаммов M. tuberculosis W-кластера // Пробл. туб. – 2008. – № 10. – С. 45-50.Черноусова Л. Н., Андреевская С. Н., Смирнова Т. Г. и др. Биологические свойства штаммов M. tuberculosis W-кластера // Пробл. туб. – 2008. – № 10. – С. 45-50.Bifani P. J., Mathema B., Kurepina N. E. и др. Global dissemination of the Mycobacterium tuberculosis W-Beijing family strains // Trends Microbiol. – 2002. – Vol. 10. – P. 45-52.Bifani P. J., Mathema B., Kurepina N. E. и др. Global dissemination of the Mycobacterium tuberculosis W-Beijing family strains // Trends Microbiol. – 2002. – Vol. 10. – P. 45-52.Cole S. T., Brosch R., Parkhill J. et al. // Nature (London). – 1998. – Vol. 393. – P. 537-544.Cole S. T., Brosch R., Parkhill J. et al. // Nature (London). – 1998. – Vol. 393. – P. 537-544.Cunningham A. F., Spreadbury C. L. Mycobacterial stationary phase induced by low oxygen tension: cell wall thickening and localization of the 16-kilodalton α-crystallin homolog // J. Bacteriol. – 1998. – Vol. 180. – P. 801-808.Cunningham A. F., Spreadbury C. L. Mycobacterial stationary phase induced by low oxygen tension: cell wall thickening and localization of the 16-kilodalton α-crystallin homolog // J. Bacteriol. – 1998. – Vol. 180. – P. 801-808.Garbe T. R., Hibler N. S., Deretic V. Response to reactive nitrogen intermediates in Mycobacterium tuberculosis: induction of the 16-kilodalton α-crystallin homolog by exposure to nitric oxide donors // Infect. Immun. – 1999. – Vol. 67. – P. 460-465.Garbe T. R., Hibler N. S., Deretic V. Response to reactive nitrogen intermediates in Mycobacterium tuberculosis: induction of the 16-kilodalton α-crystallin homolog by exposure to nitric oxide donors // Infect. Immun. – 1999. – Vol. 67. – P. 460-465.Glynn J. R., Whiteley J., Bifani P. J. et al. Worldwide occurrence of Beijing/W strains of Mycobacterium tuberculosis: a systematic review // Emerg. Infect. Dis. – 2002. – Vol. 12. – P. 843-849.Glynn J. R., Whiteley J., Bifani P. J. et al. Worldwide occurrence of Beijing/W strains of Mycobacterium tuberculosis: a systematic review // Emerg. Infect. Dis. – 2002. – Vol. 12. – P. 843-849.Hu Y., Coates A. R. M. Transcription of the stationary-phaseassociated hspX gene of Mycobacterium tuberculosis is inversely related to synthesis of the 16-kilodalton protein // J. Bacteriol. – 1999. – Vol. 181. – P. 1380-1387.Hu Y., Coates A. R. M. Transcription of the stationary-phaseassociated hspX gene of Mycobacterium tuberculosis is inversely related to synthesis of the 16-kilodalton protein // J. Bacteriol. – 1999. – Vol. 181. – P. 1380-1387.Khomenko A. G., Chernousova L. N., Kurepina N. E. et al. Molecular fingerprint M. tuberculosis from Russia TB patients // Int. J. Tub. Lung. Dis. – 1998. – Vol. 11, № 2. – Р. 280.Khomenko A. G., Chernousova L. N., Kurepina N. E. et al. Molecular fingerprint M. tuberculosis from Russia TB patients // Int. J. Tub. Lung. Dis. – 1998. – Vol. 11, № 2. – Р. 280.Kornberg H. L. Anapleurotic sequences and their role in metabolism // Essays Biochem. – 1966. – Vol. 2. – P. 1-31.Kornberg H. L. Anapleurotic sequences and their role in metabolism // Essays Biochem. – 1966. – Vol. 2. – P. 1-31.Mokrousov I., Ly H. M., Otten T. et al. Origin and primary dispersal of the Mycobacterium tuberculosis Beijing genotype: clues from human phylogeography // Genome Res. – 2005. – Vol. 15. – P. 1357-1364.Mokrousov I., Ly H. M., Otten T. et al. Origin and primary dispersal of the Mycobacterium tuberculosis Beijing genotype: clues from human phylogeography // Genome Res. – 2005. – Vol. 15. – P. 1357-1364.Nathan C. Inducible nitric oxide synthase in the tuberculous human lung // Am. J. Respir. Crit. Care Med. – 2002. – Vol. 166. – P. 130-131.Nathan C. Inducible nitric oxide synthase in the tuberculous human lung // Am. J. Respir. Crit. Care Med. – 2002. – Vol. 166. – P. 130-131.Reed M. B., Gagneux S., DeRiemer K. et al. The W-Beijing lineage of Mycobacterium tuberculosis overproduces triglycerides and Has the DosR dormancy regulon constitutively unregulated // J. Bact. – 2007. – Vol. 189, № 7. – P. 2583-2589.Reed M. B., Gagneux S., DeRiemer K. et al. The W-Beijing lineage of Mycobacterium tuberculosis overproduces triglycerides and Has the DosR dormancy regulon constitutively unregulated // J. Bact. – 2007. – Vol. 189, № 7. – P. 2583-2589.Sherman D. R., Voskuil M., Schnappinger D. et al. Regulation of the Mycobacterium tuberculosis hypoxic response gene encoding alpha-crystallin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2001. – Vol. 98. – P. 7534-7539.Sherman D. R., Voskuil M., Schnappinger D. et al. Regulation of the Mycobacterium tuberculosis hypoxic response gene encoding alpha-crystallin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2001. – Vol. 98. – P. 7534-7539.van Embden J. D., Cave M. D., Crawford J. T. et al. Strain identification of Mycobacterium tuberculosis by DNA fingerprinting: recommendations for a standardized methodology // J. Clin. Microbiol. – 1993. – Vol. 31, № 2. – P. 406-409.van Embden J. D., Cave M. D., Crawford J. T. et al. Strain identification of Mycobacterium tuberculosis by DNA fingerprinting: recommendations for a standardized methodology // J. Clin. Microbiol. – 1993. – Vol. 31, № 2. – P. 406-409.van Soolingen D., Qian L., de Haas P. E. et al. Predominance of a single genotype of Mycobacterium tuberculosis in countries of East Asia // J. Clin. Microbiol. – 1995. – Vol. 33. – P. 3234-3238.van Soolingen D., Qian L., de Haas P. E. et al. Predominance of a single genotype of Mycobacterium tuberculosis in countries of East Asia // J. Clin. Microbiol. – 1995. – Vol. 33. – P. 3234-3238.Voskuil M. I., Schnappinger D., Visconti K. C. et al. Inhibition of respiration by nitric oxide induces a Mycobacterium tuberculosis dormancy program // J. Exp. Med. – 2003. – Vol. 198. – P. 705-713.Voskuil M. I., Schnappinger D., Visconti K. C. et al. Inhibition of respiration by nitric oxide induces a Mycobacterium tuberculosis dormancy program // J. Exp. Med. – 2003. – Vol. 198. – P. 705-713.Yuan Y., Crane D. D., Barry C. E., III. Stationary phase-associated protein expression in Mycobacterium tuberculosis: function of the mycobacterial α-crystallin homolog // J. Bacteriol. – 1996. – Vol. 178. – P. 4484-4492.Yuan Y., Crane D. D., Barry C. E., III. Stationary phase-associated protein expression in Mycobacterium tuberculosis: function of the mycobacterial α-crystallin homolog // J. Bacteriol. – 1996. – Vol. 178. – P. 4484-4492.Yuan Y., Crane D.D., Simpson R. M. et al. The 16-kDa α-crystallin (Acr) protein of Mycobacterium tuberculosis is required for the growth in macrophages // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1998. – Vol. 95. – P. 9578-9583.Yuan Y., Crane D.D., Simpson R. M. et al. The 16-kDa α-crystallin (Acr) protein of Mycobacterium tuberculosis is required for the growth in macrophages // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1998. – Vol. 95. – P. 9578-9583.Zhang M., Gong J., Yang Z., Samten B. et al. Enhanced Capacity of a Widespread Strain of Mycobacterium tuberculosis to Grow in Human Macrophages // J. Infect. Dis. – 1999. – Vol. 179. – P. 1213-1217.Zhang M., Gong J., Yang Z., Samten B. et al. Enhanced Capacity of a Widespread Strain of Mycobacterium tuberculosis to Grow in Human Macrophages // J. Infect. Dis. – 1999. – Vol. 179. – P. 1213-1217.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.