gastro-jРоссийский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологииRussian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology1382-43762658-6673«Gastro» LLC10.22416/1382-4376-2016-5-74-81gastro-j-86Research ArticleНОВОСТИ КОЛОПРОКТОЛОГИИNEWS OF COLOPROCTOLOGYФакторы роста (G-CSF, GM-CSF) и хемокины (MCP-1, MIP-1β) в толстой кишке при тяжелой форме язвенного колитаColonic growth factors (G-CSF, GM-CSF) and chemokines (MCP-1, MIP-1β) in severe ulcerative colitisКоновичЕвгений АроновичKonovichYevgeny A.evgkonovich@mail.ruШирокихК. Е.ShirokikhK. Ye.noemail@neicon.ruШапинаМ. В.ShapinaM. V.noemail@neicon.ruХалифИгорь ЛьвовичKhalifIgor L.noemail@neicon.ruФГБУ «Государственный научный центр колопроктологии им. А.Н. Рыжих»РоссияFederal government-financed institution «Ryzhikh State Scientific Center of Coloproctology»Russian Federation2016120820182657481Copyright © Конович Е.А., Широких К.Е., Шапина М.В., Халиф И.Л., 20182018Конович Е.А., Широких К.Е., Шапина М.В., Халиф И.Л.Konovich Y.A., Shirokikh K.Y., Shapina M.V., Khalif I.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gastro-j.ru/jour/article/view/86

Цель исследования. Определить содержание факторов роста (G-CSF, GM-CSF) и хемокинов (MCP-1, MIP-1β) в резецированной толстой кишке больных с тяжелой формой язвенного колита (ЯК). Материал и методы. Исследовали 48 биоптатов слизистой оболочки толстой кишки, резецированной у 7 больных тотальным ЯК. Всем пациентам по поводу тяжело протекавшего заболевания, резистентного к консервативной терапии, проведено хирургическое лечение в объеме колэктомии. Активность воспалительного процесса определяли на основании степени выраженности эрозивно-язвенного поражения толстой кишки. Определение концентрации факторов роста и хемокинов в надосадочной жидкости после центрифугирования гомогената биоптата массой 10 мг проводили на анализаторе протеинов «Bio-Plex» («Bio-Rad», США). В качестве контрольной группы использовали биоптаты неизмененной слизистой оболочки толстой кишки, удаленной у 10 больных раком. Результаты. Уровень факторов роста и хемокинов был значительно повышен в биоптатах толстой кишки больных ЯК по сравнению с таковым в биоптатах контрольной группы: соответственно G-CSF 52,5±17,0 и 0,4±0,1 пг/10 мг (p<0,01), GM-CSF 6,8±1,0 и 2,7±0,26 пг/10 мг (p<0,001), MCP-1 26,0 ±11,4 и 1,5±0,15 пг/10 мг (p<0,05), MIP-1β 12,5±2,8 и 3,2±0,4 пг/10 мг (p<0,01). Содержание G-CSF, MCP-1 и MIP-1β в биоптатах толстой кишки было увеличено по сравнению с их уровнем в биоптатах, взятых из терминального отдела тонкой кишки, свободной от воспаления. Их уровень в левых отделах толстой кишки и поперечной ободочной кишке был выше, чем в слепой и восходящей ободочной кишке. Концентрация факторов роста и хемокинов значительно возрастала при выраженной активности воспалительного процесса по сравнению с таковой при умеренной активности: G-CSF в 25 раз, MCP-1 в 6,4 раза, MIP-1β в 3 раза и GM-CSF в 2,6 раза. Профили GM-CSF>G-CSF и MIP-1β>MCP-1 наблюдались соответственно в 22 (95,7%) и 19 (82,6%) из 23 биоптатов толстой кишки контрольной группы, профили G-CSF>GM-CSF и MCP-1>MIP-1β - в 17 (89,4%) и 12 (63,1%) из 19 биоптатов толстой кишки больных ЯК при выраженной активности воспалительного процесса. Выводы. Значительное увеличение уровня фактора роста нейтрофилов G-CSF и хемокина моноцитов MCP-1 наблюдалось в биоптатах толстой кишки больных ЯК при распространенном деструктивноязвенном воспалительном процессе.

Aim of investigation. To determine the content of growth factors (G-CSF, GM-CSF) and chemokines (MCP-1, MIP-1β) in resected colon specimens of patients with severe ulcerative colitis (UC). Material and methods. Overall 48 biopsy specimens of the colonic mucosa resected at 7 patients with total UC were investigated. All patients underwent colectomy due to severe disease, resistant to conservative treatment. Inflammation activity was determined according to severity of erosive and ulcerative lesions of the colon. Growth factor and chemokine levels in supernatant fluid after centrifugal separation of homogenate of 10 mg biopsy specimen were investigated by the protein analyzer «Bio-Plex» («Bio-Rad», USA). Biopsy specimens of uninvolved colonic mucosa resected in 10 cancer patients were used as a control. Results. Growth factor and chemokine levels were significantly elevated in colonic biopsy specimens of UC patients in comparison to that of controls: G-CSF 52,5±17,0 and 0,4±0,1 pg/10 mg (p<0,01), GM-CSF6,8±1,0 and 2,7±0,26 pg/10 mg (p <0,001), MCP-1 26,0 ±11,4 and 1,5±0,15 pg/10 mg (p <0,05), MIP-1β 12,5±2,8 and 3,2±0,4 pg/10 mg (p <0,01) respectively. The content of G-CSF, MCP-1 and MIP-1β in colonic biopsy specimens was increased in comparison to their level in non-involved terminal ileum biopsy specimens. Levels in the left part of the colon and transverse colon were higher, than in the cecum and ascending colon. Growth factor and chemokine concentrations were significantly higher at severe inflammation in comparison to moderate inflammatory activity: G-CSF - 25 fold, MCP-1 - 6,4 fold, MIP-1β -3 fold and GM-CSF - 2,6 fold. Profiles GM-CSF > G-CSF and MIP-1β> MCP-1 were observed in 22 (95,7%) and 19 (82,6%) of 23 colonic biopsy specimens of the control group respectively, profiles G-CSF > GM-CSF and MCP-1> MIP-1β - in 17 (89,4%) and 12 (63,1%) of 19 colonic biopsies of UC patients with severe inflammatory activity. Conclusions. Significant increase in neutrophil growth factor level G-CSF and monocyte chemokine MCP-1 was observed in colonic biopsy specimens of UC patients at widespread destructive and inflammatory ulcerative process.

язвенный колиттолстая кишкаG-CSFGM-CSFMCP-1MIP-1βReferencesВеселов В.В. Эндоскопическая диагностика неспецифических воспалительных заболеваний кишечника. В кн.: Неспецифические воспалительные заболевания кишечника / Под ред. Г.И. Воробьева, И.Л. Халифа. М.: Миклош; 2008: 190-4Веселов В.В. Эндоскопическая диагностика неспецифических воспалительных заболеваний кишечника. В кн.: Неспецифические воспалительные заболевания кишечника / Под ред. Г.И. Воробьева, И.Л. Халифа. М.: Миклош; 2008: 190-4Конович Е.А., Широких К.Е., Халиф И.Л., Шапина М.В. Цитокины толстой кишки при тяжелой форме язвенного колита. Рос журн гастроэнтерол гепатол колопроктол 2016; 1: 93-8.Конович Е.А., Широких К.Е., Халиф И.Л., Шапина М.В. Цитокины толстой кишки при тяжелой форме язвенного колита. Рос журн гастроэнтерол гепатол колопроктол 2016; 1: 93-8.Конович Е.А., Халиф И.Л. Перинуклеарные антинейтрофильные цитоплазматические антитела у больных язвенным колитом и болезнью Крона. Рос журн гастроэнтерол гепатол колопроктол 2009; 5:72-7.Конович Е.А., Халиф И.Л. Перинуклеарные антинейтрофильные цитоплазматические антитела у больных язвенным колитом и болезнью Крона. Рос журн гастроэнтерол гепатол колопроктол 2009; 5:72-7.Фиокки Клаудио. Этиопатогенез воспалительных заболеваний кишечника (пер. с англ.). Колопроктология 2015; 1:5-20Фиокки Клаудио. Этиопатогенез воспалительных заболеваний кишечника (пер. с англ.). Колопроктология 2015; 1:5-20Халиф И.Л., Михайлова Т.Л., Белоусова Е.А. Консервативное лечение язвенного колита и болезни Крона. В кн.: Неспецифические воспалительные заболевания кишечника / Под ред. Г.И. Воробьева, И.Л. Халифа. М.: Миклош; 2008: 247-87.Халиф И.Л., Михайлова Т.Л., Белоусова Е.А. Консервативное лечение язвенного колита и болезни Крона. В кн.: Неспецифические воспалительные заболевания кишечника / Под ред. Г.И. Воробьева, И.Л. Халифа. М.: Миклош; 2008: 247-87.Banks C., Bateman A., Payne R. et al. Chemokine expression in IBD. Mucosal chemokine expression is unselectively increased in both ulcerative colitis and Crohn΄s disease. J Pathol 2003; 199(1):28-35.Banks C., Bateman A., Payne R. et al. Chemokine expression in IBD. Mucosal chemokine expression is unselectively increased in both ulcerative colitis and Crohn΄s disease. J Pathol 2003; 199(1):28-35.Brazil J.C., Louis N.A., Parkos C.A. et al. The role of polymorphonuclear leukocyte trafficking in the perpetuation of inflammation during inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis 2013; 19(7):1556-65.Brazil J.C., Louis N.A., Parkos C.A. et al. The role of polymorphonuclear leukocyte trafficking in the perpetuation of inflammation during inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis 2013; 19(7):1556-65.Dabritz J. Granulocyte macrophage colony-stimulating factor and the intestinal innate immune cell homeostasis in Crohn΄s disease. Am J Physiol-Gastrointest Liv Physiol 2014; 306(6):G455-G465.Dabritz J. Granulocyte macrophage colony-stimulating factor and the intestinal innate immune cell homeostasis in Crohn΄s disease. Am J Physiol-Gastrointest Liv Physiol 2014; 306(6):G455-G465.De Cassan C., Savarino E., Marson P. et al. Granulo monocyte apheresis is more effective in mild ulcerative colitis than moderate to severe disease. World J Gastroenterol 2014; 20(45):17155-62.De Cassan C., Savarino E., Marson P. et al. Granulo monocyte apheresis is more effective in mild ulcerative colitis than moderate to severe disease. World J Gastroenterol 2014; 20(45):17155-62.De Paepe B., Creus K.K., De Bleecker J.L. Role of cytokines and chemokines in idiopathic inflammatory myopathies. Curr Opin Rheum 2009; 21(6):610-6.De Paepe B., Creus K.K., De Bleecker J.L. Role of cytokines and chemokines in idiopathic inflammatory myopathies. Curr Opin Rheum 2009; 21(6):610-6.Distler J.H., Akhmetshina A., Schett G., Distler O. Monocyte chemoattractant proteins in the pathogenesis of systemic sclerosis. Rheumatology 2009; 48(2):98-103.Distler J.H., Akhmetshina A., Schett G., Distler O. Monocyte chemoattractant proteins in the pathogenesis of systemic sclerosis. Rheumatology 2009; 48(2):98-103.Eyles Jo. L., Roberts A.W., Metcalf D., Wicks I.P. Granulocyte colony-stimulating factor and neutrophils - forgotten mediators of inflammatory disease. Nat Clin Pract Rheum 2006; 2:500-10.Eyles Jo. L., Roberts A.W., Metcalf D., Wicks I.P. Granulocyte colony-stimulating factor and neutrophils - forgotten mediators of inflammatory disease. Nat Clin Pract Rheum 2006; 2:500-10.Freeley S.J., Coughlan A.M., Popat R.J. et al. Granulocyte colony stimulating factor exacerbates antineutrophil cytoplasmic antibody vasculitis. Ann Rheum Dis 2013; 72(6): 1053-8.Freeley S.J., Coughlan A.M., Popat R.J. et al. Granulocyte colony stimulating factor exacerbates antineutrophil cytoplasmic antibody vasculitis. Ann Rheum Dis 2013; 72(6): 1053-8.Goldstein J.I. Defective leukocyte GM-CSF receptor (CD116) expression and function in Inflammatory bowel disease. Gastroenterology 2011; 141(1): 208-16.Goldstein J.I. Defective leukocyte GM-CSF receptor (CD116) expression and function in Inflammatory bowel disease. Gastroenterology 2011; 141(1): 208-16.Hermesh T., Moran T.M., Jain D., Lopez C.B. Granulocyte colony-stimulating factor protects mice during respiratory virus infections. PLoS One 2012;7(5):е37334.Hermesh T., Moran T.M., Jain D., Lopez C.B. Granulocyte colony-stimulating factor protects mice during respiratory virus infections. PLoS One 2012;7(5):е37334.Ina K., Kusugani K., Hosokawa T. et al. Increased mucosal production of granulocyte colony-stimulating factor is related to a delay in neutrophil apoptosis in Inflammatory bowel diseases. J Gastroenterol Hepatol 1999; 14(1):46-53.Ina K., Kusugani K., Hosokawa T. et al. Increased mucosal production of granulocyte colony-stimulating factor is related to a delay in neutrophil apoptosis in Inflammatory bowel diseases. J Gastroenterol Hepatol 1999; 14(1):46-53.Izikson L., Klein R.S., Charo I.F. et al. Resistance to experimental autoimmune encephalomyelitis in mice lacking the CC chemokine receptor (CCR)2. J Exp Med 2000; 192:1075-80.Izikson L., Klein R.S., Charo I.F. et al. Resistance to experimental autoimmune encephalomyelitis in mice lacking the CC chemokine receptor (CCR)2. J Exp Med 2000; 192:1075-80.Khan W.I., Motomura Y., Wang H. et al. Critical role of MCP-1 in pathogenesis of experimental colitis in the context of immune and enterochromaffin cells. Am J Physiol - Gastrointest Liv Physiol 2006; 291(5): 803-11.Khan W.I., Motomura Y., Wang H. et al. Critical role of MCP-1 in pathogenesis of experimental colitis in the context of immune and enterochromaffin cells. Am J Physiol - Gastrointest Liv Physiol 2006; 291(5): 803-11.Lawlor K.E., Campbell I.C., Metcalf D. et al. Critical role for granulocyte colony-stimulating factor in inflammatory arthritis. Proc Natl Acad Sci USA 2004; 101: 11398-403.Lawlor K.E., Campbell I.C., Metcalf D. et al. Critical role for granulocyte colony-stimulating factor in inflammatory arthritis. Proc Natl Acad Sci USA 2004; 101: 11398-403.Lindqvist D., Hall S., Surova Y. et al. Cerebrospinal fluid inflammatory markers in Parkinson΄s disease associations with depression, fatique and cognitive impairment. Brain Behav Immun 2013; 33:183-9.Lindqvist D., Hall S., Surova Y. et al. Cerebrospinal fluid inflammatory markers in Parkinson΄s disease associations with depression, fatique and cognitive impairment. Brain Behav Immun 2013; 33:183-9.Louis C., Cook A.D., Lacey D. Specific contributions of CSF-1 and GM-CSF to the Dynamics of the Mononuclear phagocyte system. J Immunol 2015; 195(1):134-44.Louis C., Cook A.D., Lacey D. Specific contributions of CSF-1 and GM-CSF to the Dynamics of the Mononuclear phagocyte system. J Immunol 2015; 195(1):134-44.Maillard M.H., Snapper S.B. Cytokines and chemokines in mucosal homeostasis. In: Targan S.R., Shanahan F., Karp L.C., eds. Inflammatory bowel disease. Translating basic science into clinical practice. Chichester: Wiley-Blackwell; 2010:119-56.Maillard M.H., Snapper S.B. Cytokines and chemokines in mucosal homeostasis. In: Targan S.R., Shanahan F., Karp L.C., eds. Inflammatory bowel disease. Translating basic science into clinical practice. Chichester: Wiley-Blackwell; 2010:119-56.Martins A., Han J., Kim S.D. The Multifaceted effects of Granulocyte colony-stimulating factor in Immunomodulation and potential roles in intestinal immune homeostasis. IUBMB Life 2010; 62(8): 611-7.Martins A., Han J., Kim S.D. The Multifaceted effects of Granulocyte colony-stimulating factor in Immunomodulation and potential roles in intestinal immune homeostasis. IUBMB Life 2010; 62(8): 611-7.McCormack G., Moriarty D., O`Donoghue D.P. et al. Tissue cytokine and chemokine expression in inflammatory bowel disease. Inflamm Res 2001; 50(10):491-5.McCormack G., Moriarty D., O`Donoghue D.P. et al. Tissue cytokine and chemokine expression in inflammatory bowel disease. Inflamm Res 2001; 50(10):491-5.Mercer P.E., Johns R.H., Scotton C.J. Pulmonary epithelium is a prominent source of proteinase-activated receptor-1-inducible CCL2 in pulmonare fibrosis. Am J Resp Crit Care Med 2009; 179(5):414-25.Mercer P.E., Johns R.H., Scotton C.J. Pulmonary epithelium is a prominent source of proteinase-activated receptor-1-inducible CCL2 in pulmonare fibrosis. Am J Resp Crit Care Med 2009; 179(5):414-25.Nakamura H., Ueki Y., Sakito S. et al. High serum and synovial fluid granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) concentrations in patients with rheumatoid arthritis. Clin Exp Rheuml 2000; 18:713-8.Nakamura H., Ueki Y., Sakito S. et al. High serum and synovial fluid granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) concentrations in patients with rheumatoid arthritis. Clin Exp Rheuml 2000; 18:713-8.Noguchi M., Hiwatashi N., Toyota T. Increased secretion of granulocyte-macrophage colony-stimulation factor in mucosal lesions of inflammatory bowel disease. Digestion 2001; 63 (Suppl.):32-6.Noguchi M., Hiwatashi N., Toyota T. Increased secretion of granulocyte-macrophage colony-stimulation factor in mucosal lesions of inflammatory bowel disease. Digestion 2001; 63 (Suppl.):32-6.Onken J.E., Greer P.K., Galingaert B., Hale L.P. Bromelain treatment decreases secretion of proinflammatory cytokines and chemokines by colon biopsies in vitro. Clin Immunol 2008; 126(3):345-52.Onken J.E., Greer P.K., Galingaert B., Hale L.P. Bromelain treatment decreases secretion of proinflammatory cytokines and chemokines by colon biopsies in vitro. Clin Immunol 2008; 126(3):345-52.Reynolds G., Gibson J.R., Pratt A.G. et al. Synovial CD4+T-cell-derived GM-CSF supports the differentiation of an inflammatory dendritic cell population in rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis 2015; Apr 28, Epub ahead of print 2014-206578.Reynolds G., Gibson J.R., Pratt A.G. et al. Synovial CD4+T-cell-derived GM-CSF supports the differentiation of an inflammatory dendritic cell population in rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis 2015; Apr 28, Epub ahead of print 2014-206578.Shah D., Wanchu A., Bhatnagar A. Interaction between oxidative stress and chemokines: possible pathogenic role in systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis. Immunobiology 2011; 216(9): 1010-7.Shah D., Wanchu A., Bhatnagar A. Interaction between oxidative stress and chemokines: possible pathogenic role in systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis. Immunobiology 2011; 216(9): 1010-7.Shahrara Sh., Proudfoot A.E., Park Ch. et al. Inhibition of monocyte chemoattractant protein - 1 ameliorates rat adjuvant induced arthritis. J Immunol 2008; 180(5):344756.Shahrara Sh., Proudfoot A.E., Park Ch. et al. Inhibition of monocyte chemoattractant protein - 1 ameliorates rat adjuvant induced arthritis. J Immunol 2008; 180(5):344756.Shiomi A., Usui T. Pivotal roles GM-CSF in autoimmunity and inflammation. Mediators Inflamm 2015: 568543. Published online 2015 Mar 8.Shiomi A., Usui T. Pivotal roles GM-CSF in autoimmunity and inflammation. Mediators Inflamm 2015: 568543. Published online 2015 Mar 8.Vasconcelos J.F., Souza B.S., Lins T.F. et al. Administration of granulocyte colony-stimulating factor induces immunomodulation, recruitment of T regulatory cells, reduction of myocarditis and decrease of parasite load in a mouse model of chronic Chagas disease cardiomyopathy. FASEB J 2013; 27(12):4691-702.Vasconcelos J.F., Souza B.S., Lins T.F. et al. Administration of granulocyte colony-stimulating factor induces immunomodulation, recruitment of T regulatory cells, reduction of myocarditis and decrease of parasite load in a mouse model of chronic Chagas disease cardiomyopathy. FASEB J 2013; 27(12):4691-702.Yang S.K., Choi M.C., Kim O.H. et al. The expression of an array of C-X-C and C-C chemokines in the colonic mucosa of patients with ulcerative colitis: regulation by corticosteroids. Am J Gastroenterol 2002; 97(1):126-32.Yang S.K., Choi M.C., Kim O.H. et al. The expression of an array of C-X-C and C-C chemokines in the colonic mucosa of patients with ulcerative colitis: regulation by corticosteroids. Am J Gastroenterol 2002; 97(1):126-32.Zhang L., Yu M., Deng J. et al. Chemokine signaling pathway involved in CCL2 expression in patients with rheumatoid arthritis. Yonsei Med J 2015; 56(4):1134-42.Zhang L., Yu M., Deng J. et al. Chemokine signaling pathway involved in CCL2 expression in patients with rheumatoid arthritis. Yonsei Med J 2015; 56(4):1134-42.

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