Истощающая физическая нагрузка вызывает многократное повышение транскрипции гена HMGB1 в лимфоцитах мини-пигов

Впервые показано, что истощающая физическая нагрузка вызывает кратковременное многократное повышение транскрипции гена HMGB1 в клетках лейкоцитарной фракции крови (лимфоцитах) мини-пигов и статистически значимое повышение уровня лейкоцитов при неизменности других морфологических параметров крови за счёт увеличения числа нейтрофилов в постнагрузочном периоде (до 6 ч включительно). Нейтрофилы могут рассматриваться в качестве маркера для изучения влияния предельной физической нагрузки на процессы, связанные с восстановлением, и как потенциальный повреждающий фактор. Лимфоциты, предположительно, являются источником HMGB1 при кратковременной истощающей физической нагрузке, а выявленное повышение транскрипции гена HMGB1 носит компенсаторный характер и направлено на восстановление пула лимфоцитарного белка HMGB1 в постнагрузочном периоде. HMGB1 лейкоцитов может играть роль повреждающего фактора или фактора регенерации в зависимости от вида и продолжительности физической нагрузки, учитывая его особую роль в ускорении формирования новых мышечных волокон, увеличении их размера и васкуляризации мышечной ткани.

1. Станкова Н.В., Савина М.А. Непрямой субмаксимальный нагрузочный тест PWC170 определения физической работоспособности на светлогорских мини-свиньях. Биомедицина. 2021;17(3E):89–94.

2. Шустов Е.Б., Фокин Ю.В., Капанадзе Г.Д., Берзин И.А., Станкова Н.В., Алимкина О.В., Матвеенко Е.Л., Петрова Н.В. Сезонная динамика показателей физической работоспособности лабораторных животных. Биомедицина. 2016;1:66– 73.

3. Behringer M., Kilian Y., Montag J., Geesmann B., Mester J. Plasma concentration of high-mobility group box 1 (HMGB1) after 100 drop to vertical jumps and after a 1200-km bicycle race. Res. Sports Med. 2016;24(2):119–129. DOI: 10.1080/15438627.2015.1126275.

4. Beiter T., Fragasso A., Hudemann J., Niess A.M., Simon P. Short-term treadmill running as a model for studying cell-free DNA kinetics in vivo. Clin. Chem. 2011;57(4):633–636. DOI: 10.1373/clinchem.2010.158030.

5. Bekos C., Zimmermann M., Unger L., Janik S., Hacker P., Mitterbauer A., Koller M., Fritz R., Gäbler C., Kessler M., Nickl S., Didcock J., Altmann P., Haider T., Roth G., Klepetko W., Ankersmit H.J., Moser B. Non-professional marathon running: RAGE axis and ST2 family changes in relation to open-window effect, inflammation and renal function. Sci. Rep. 2016;6:32315. DOI: 10.1038/srep32315.

6. Boyum A. Separation of leukocytes from blood and bone marrow. Scand. J. Clin. Lab. Investig. 1968;21(Suppl 97):1–9.

7. Campana L., Santarella F., Esposito A., Maugeri N., Rigamonti E., Monno A., Canu T., Del Maschio A., Bianchi M.E., Manfredi A.A., Rovere-Querini P. Leukocyte HMGB1 is required for vessel remodeling in regenerating muscles. J. Immunol. 2014;192(11):5257– 5264. DOI: 10.4049/jimmunol.1300938.

8. De Mori R., Straino S., Di Carlo A., Mangoni A., Pompilio G., Palumbo R., Bianchi M.E., Capogrossi M.C., Germani A. Multiple effects of high mobility group box protein 1 in skeletal muscle regeneration. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2007;27(11):2377–2383. DOI: 10.1161/ATVBAHA.107.153429.

9. Dormoy-Raclet V., Cammas A., Celona B., Lian X.J., van der Giessen K., Zivojnovic M., Brunelli S., Riuzzi F., Sorci G., Wilhelm B.T., Di Marco S., Donato R., Bianchi M.E., Gallouzi I.E. HuR and miR-1192 regulate myogenesis by modulating the translation of HMGB1 mRNA. Nat. Commun. 2013;4:2388. DOI: 10.1038/ncomms3388.

10. Giallauria F., Cirillo P., D’agostino M., Petrillo G., Vitelli A., Pacileo M., Angri V., Chiariello M., Vigorito C. Effects of exercise training on high-mobility group box-1 levels after acute myocardial infarction. J. Card. Fail. 2011;17(2):108–114. DOI: 10.1016/j.cardfail.2010.09.001.

11. Giallauria F., Gentile M., Chiodini P., Berrino F., Mattiello A., Maresca L., Vitelli A., Mancini M., Grieco A., Lucci R., Torella G., Panico S., Vigorito C. Exercise training reduces high mobility group box-1 protein levels in women with breast cancer: findings from the DIANA-5 study. Monaldi Arch. Chest Dis. 2014;82(2):61–67. DOI: 10.4081/monaldi.2014.45.

12. Goh J., Behringer M. Exercise alarms the immune system: A HMGB1 perspective. Cytokine. 2018;110:222– 225. DOI: 10.1016/j.cyto.2018.06.031.

13. Kang R., Chen R., Zhang Q., Hou W., Wu S., Cao L., Huang J., Yu Y., Fan X.G., Yan Z., Sun X., Wang H., Wang Q., Tsung A., Billiar T.R., Zeh H.J. 3rd, Lotze M.T., Tang D. HMGB1 in health and disease. Mol. Aspects Med. 2014;40:1–116.

14. Lee G., Espirito Santo A.I., Zwingenberger S., Cai L., Vogl T., Feldmann M., Horwood N.J., Chan J.K., Nanchahal J. Fully reduced HMGB1 accelerates the regeneration of multiple tissues by transitioning stem cells to GAlert. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2018;115(19):E4463–E4472. DOI: 10.1073/pnas.1802893115.

15. Riuzzi F., Sorci G., Sagheddu R., Chiappalupi S., Salvadori L., Donato R. RAGE in the pathophysiology of skeletal muscle. J. Cachexia Sarcopenia Muscle. 2018;9(7):1213–1234. DOI: 10.1002/jcsm.12350.

16. Sorci G., Riuzzi F., Arcuri C., Giambanco I., Donato R. Amphoterin stimulates myogenesis and counteracts the antimyogenic factors basic fibroblast growth factor and S100B via RAGE binding. Mol. Cell Biol. 2004;24(11):4880–4894. DOI: 10.1128/MCB.24.11.4880-4894.2004.

17. Tirone M., Tran N.L., Ceriotti C., Gorzanelli A., Canepari M., Bottinelli R., Raucci A., Di Maggio S., Santiago C., Mellado M., Saclier M., François S., Careccia G., He M., De Marchis F., Conti V., Ben Larbi S., Cuvellier S., Casalgrandi M., Preti A., Chazaud B., AlAbed Y., Messina G., Sitia G., Brunelli S., Bianchi M.E., Vénéreau E. High mobility group box 1 orchestrates tissue regeneration via CXCR4. J. Exp. Med. 2018;215(1):303–318. DOI: 10.1084/jem.20160217.

18. Wang H., Bloom O., Zhang M., Vishnubhakat J.M., Ombrellino M., Che J., Frazier A., Yang H., Ivanova S., Borovikova L., Manogue K.R., Faist E., Abraham E., Andersson J., Andersson U., Molina P.E., Abumrad N.N., Sama A., Tracey K.J. HMG-1 as a late mediator of endotoxin lethality in mice. Science. 1999;285(5425):248–251.

19. Zhang C., Gu X., Zhao G., Wang W., Shao J., Zhu J., Yuan T., Sun J., Nie D., Zhou Y. Extracel-lular HMGB-1 activates inflammatory signaling in tendon cells and tissues. Ther. Adv. Chronic Dis. 2020;11:20406223-20956429. DOI: 10.1177/2040622320956429.

20. Zhang J., Li F., Augi T., Williamson K.M., Onishi K., Hogan M.V., Neal M.D., Wang J.H. Platelet HMGB1 in platelet-rich plasma (PRP) promotes tendon wound healing. PLoS One. 2021;16(9):e0251166. DOI: 10.1371/journal.pone.0251166.

21. Zhao G., Zhang J., Nie D., Zhou Y., Li F., Onishi K., Billiar T., Wang J.H. HMGB1 mediates the development of tendinopathy due to mechanical overloading. PLoS One. 2019;14(9):e0222369. DOI: 10.1371/journal.pone.0222369.