Влияние бактериального эндотоксина на уровень цитокинов секретома клеток нейробластомы человека линии SH-SY5Y

Введение. Проблема выявления бактериальных липополисахаридов (ЛПС) в составе фармацевтических субстанций и реагентов сохраняет свою актуальность. Относительно недавно было показано, что TLR4-PTEN/PI3K/AKT/NF-κB-сигнальный путь принимает участие в нейровоспалении в нейронах гиппокампа крысы после воздействия ЛПС E. coli. Можно сделать вывод, что существует связь между количеством ЛПС и его воздействием на синтез провоспалительных цитокинов / хемокинов и факторов роста в нейронах человека. Для подтверждения теории и поиска изменения уровня цитокинов / хемокинов на уровне белков в нашей работе была выбрана клеточная культура нейробластомы человека линии SH-SY5Y как одна из наиболее изученных нейрональных моделей.

Цель исследования – анализ секретома (цитокинов / хемокинов и факторов роста), участвующего в запуске синтеза цитокинов в нейронах из культуры нейробластомы SH-SY5Y после внесения ЛПС Salmonella typhosa.

Материал и методы. Для определения содержания цитокинов / хемокинов и факторов роста в клетках культуры нейробластомы SH-SY5Y после воздействия ЛПС использовали многопараметрический иммунофлуоресцентный метод. Потенциальные маркеры определяли методами статистического анализа.

Результаты. Воздействие ЛПС из Salmonella typhosa на культуру клеток нейробластомы SH-SY5Y привело к изменениям в секреции цитокинов / хемокинов на уровне белков в период с первого по четвертый день после введения ЛПС.

Ограничения исследования. Исследование in vitro на культуре клеток показало зависимость цитокинового / хемокинового секретома от исследуемых соединений, но результаты нельзя экстраполировать на живой организм.

Заключение. Наличие дозозависимых эффектов воздействия бактериальных эндотоксинов на клеточные культуры позволяет рассматривать «определение уровней маркерных цитокинов» в качестве возможного метода для количественного анализа уровня ЛПС.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Скворцов Н.В. – анализ материала и обработка данных, написание текста;
Роговская Н.Ю. – сбор материала, написание текста, статистическая обработка;
Бельтюков П.П. – обработка и интерпретация данных, редактирование текста;
Бабаков В.Н. – концепция и дизайн исследования, редактирование.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила в редакцию: 21 августа 2025 / Поступила после исправления: 09 сентября 2025 / Принята в печать: 02 октября 2025 / Опубликована: 19 ноября 2025

1. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV изд. ОФС.1.2.4.0006.15. Бактериальные эндотоксины. М.: ФЭМБ, 2015. 2. 2.

2. Копицына М.Н., Морозов А.С., Бессонов И.В., Писарев В.М. Методы определения бактериального эндотоксина в медицине критических состояний (обзор). Общая реаниматология. 2017; 13(5): 109–20. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2017-5-109-120

3. Русанова Е.В., Ниязматов А.Г., Протас И.М. Роль эндотоксина в развитии гнойно-септических заболеваний и методы его выявления в крови. Альманах клинической медицины. 2013; 29: 70–3.

4. Ganz T., Fainstein N., Elad A. et al. Microbial pathogens induce neurodegeneration in Alzheimer‘s disease mice: protection by microglial regulation. J Neuroinflammation. 2022; 19(1): 5. https://doi.org/10.1186/s12974-021-02369-8

5. Qin J., Ma Z., Chen X., Shu S. Microglia activation in central nervous system disorders: A review of recent mechanistic investigations and development efforts. Frontiers in Neurology. 2023; 14: 1103416. https://doi.org/10.3389/fneur.2023.1103416

6. Lively S,. Schlichter L.C. (2018) Microglia Responses to Pro-inflammatory Stimuli (LPS, IFNγ+TNFα) and Reprogramming by Resolving Cytokines (IL-4, IL-10). Front. Cell. Neurosci. 2018; 12: 215. https://doi.org/10.3389/fncel.2018.00215

7. Lull M.E., Block M.L. Microglial activation and chronic neurodegeneration. Neurotherapeutics 2010; 7: 354–65. https://doi.org/10.1016/j.nurt.2010.05.014

8. Kipp M., Norkute A., Johann S. et al. Brain-region-specific astroglial responses in vitro after LPS exposure. J Mol Neurosci. 2008; 35(2): 235–43. https://doi.org/10.1007/s12031-008-9057-7

9. Koppula S., Kumar H., Kim I.S., Choi D.K. Reactive oxygen species and inhibitors of inflammatory enzymes, NADPH oxidase, and iNOS in experimental models of Parkinson’s disease. Mediators Inflamm. 2012; 823902. https://doi.org/10.1155/2012/823902

10. Himaya S.W., Ryu B., Qian Z.J., Kim S.K. Paeonol from Hippocampus kuda Bleeler suppressed the neuro-inflammatory responses in vitro via NF-κB and MAPK signaling pathways. Toxicol In Vitro. 2012; 26(6): 878–87. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2012.04.022

11. Qin J., Ma Z., Chen X., Shu S. Microglia activation in central nervous system disorders: A review of recent mechanistic investigations and development efforts. Frontiers in Neurology. 2023; 14: 1103416. https://doi.org/10.3389/fneur.2023.1103416

12. Muzio L., Viotti A., Martino G. Microglia in Neuroinflammation and Neurodegeneration: From Understanding to Therapy. Frontiers in Neuroscience. 2021; 15: 742065. https://doi.org/10.3389/fnins.2021.742065

13. Nguyen M.D., Julien J.P., Rivest S. Innate immunity: the missing link in neuroprotection and neurodegeneration? Nat Rev Neurosci. 2002; 3: 216–27.

14. Lester S.N., Li K. Toll-like receptors in antiviral innate immunity. J Mol Biol. 2014; 426(6): 1246–64. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2013.11.024

15. Shen L., Xiao Y., Wu Q., Liu L., Zhang C., Pan X. TLR4/NF-κB axis signaling pathway-dependent up-regulation of miR-625-5p contributes to human intervertebral disc degeneration by targeting COL1A1. Am J Transl Res. 2019; 11(3): 1374–88.

16. Zhang G., Ghosh S. Toll-like receptor-mediated NF-kappaB activation: a phylogenetically conserved paradigm in innate immunity. J Clin Invest. 2001; 107(1): 13–9. https://doi.org/10.1172/JCI11837

17. Gao K., Yi Y., Xue Z. et al. Downregulation of XBP1s aggravates lipopolysaccharide-induced inflammation by promoting NF-κB and NLRP3 pathways’ activation in goat endometrial epithelial cells. Theriogenology. 2023; 210: 119–32. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2023.07.014

18. Layé S., Parnet P., Goujon E., Dantzer R. Peripheral administration of lipopolysaccharide induces the expression of cytokine transcripts in the brain and pituitary of mice. Brain Res Mol Brain Res. 1994; 27(1): 15762. https://doi.org/10.1016/0169-328x(94)90197-x

19. Biedler J.L., Helson L., Spengler B.A. Morphology and growth, tumorigenicity, and cytogenetics of human neuroblastoma cells in continuous culture. Cancer Res. 1973; 33(11): 2643–52.

20. Das N.D., Choi M.R., Jung K.H. et al. Lipopolysaccharide-mediated protein expression profiling on neuronal differentiated SH-SY5Y cells. Bio Chip J. 2012; 6: 165–73. https://doi.org/10.1007/s13206-012-6209-1

21. Adamu A., Li S., Gao F., Xue G. The role of neuroinflammation in neurodegenerative diseases: current understanding and future therapeutic targets. Front Aging Neurosci. 2024; 16: 1347987. https://doi.org/10.3389/fnagi.2024.1347987

22. Ильин А.А., Дебердеева К.И., Волков К.А., Симакова В.О., Булатова А.Ю., Богданова Т.М. Интерлейкин-6: патофизиология, диагностическое значение. Современные проблемы науки и образования. 2025; 4: 80. https://doi.org/10.17513/spno.34160 (In Russian)

23. Meda L., Baron P., Prat E. et al. Proinflammatory profile of cytokine production by human monocytes and murine microglia stimulated with beta-amyloid[25-35]. J Neuroimmunol. 1999; 93(1–2): 45–52. https://doi.org/10.1016/s0165-5728(98)00188-x

24. Meda L., Bonaiuto C., Szendrei G.I., Ceska M., Rossi F., Cassatella M.A. beta-Amyloid (25-35) induces the production of interleukin-8 from human monocytes. J Neuroimmunol. 1995; 59(1–2): 29–33. https://doi.org/10.1016/0165-5728(95)00021-s

25. Heneka M.T., Carson M.J., El Khoury J. et al. Neuroinflammation in Alzheimer’s disease. Lancet Neurol. 2015; 14(4): 388–405. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(15)70016-5

26. Rogovskaya N., Beltiukov P., Radilov A., Rembovsky V., Babakov V. Profiling of human neuroblastoma SH-SY5Y cells cytokines/chemokines secretome by Luminex xMAP multiplex assay. FEBS Journal. 2013; 280(1): 492.

27. Tripathy D., Thirumangalakudi L., Grammas P. RANTES upregulation in the Alzheimer’s disease brain: a possible neuroprotective role. Neurobiol Aging. 2010; 31(1): 8–16. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2008.03.009

28. Lin M.S., Hung K.S., Chiu W.T. et al. Curcumin enhances neuronal survival in N-methyl-d-aspartic acid toxicity by inducing RANTES expression in astrocytes via PI-3K and MAPK signaling pathways. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2011; 35(4): 931–8. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2010.12.022

29. Lalive P.H., Paglinawan R., Biollaz G. et al. TGF-beta-treated microglia induce oligodendrocyte precursor cell chemotaxis through the HGF-c-Met pathway. Eur J Immunol. 2005; 35(3): 727–37. https://doi.org/10.1002/eji.200425430

30. Kitamura K., Iwanami A., Nakamura M. et al. Hepatocyte growth factor promotes endogenous repair and functional recovery after spinal cord injury. J Neurosci Res. 2007; 85(11): 2332–42. https://doi.org/10.1002/jnr.21372

31. Müller A.M., Jun E., Conlon H., Sadiq S.A. Cerebrospinal hepatocyte growth factor levels correlate negatively with disease activity in multiple sclerosis. J Neuroimmunol. 2012; 251(1-2): 80–6. https://doi.org/10.1016/j.jneuroim.2012.06.008

32. Molnarfi N., Benkhoucha M., Bjarnadóttir K., Juillard C., Lalive P.H. Interferon-β induces hepatocyte growth factor in monocytes of multiple sclerosis patients. PLoS One. 2012; 7(11): e49882. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0049882

33. Ihim S.A., Abubakar S.D., Zian Z. et al. Interleukin-18 cytokine in immunity, inflammation, and autoimmunity: Biological role in induction, regulation, and treatment. Front Immunol. 2022; 13: 919973. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.919973

34. Nicola N.A., Babon J.J. Leukemia inhibitory factor (LIF). Cytokine Growth Factor Rev. 2015; 26(5): 533–44. https://doi.org/10.1016/j.cytogfr.2015.07.001

35. Zhao Y., Ye W., Wang Y.D., Chen W.D. HGF/c-Met: A Key Promoter in Liver Regeneration. Front Pharmacol. 2022; 13: 808855. https://doi.org/10.3389/fphar.2022.808855

36. Yagolovich A.V., Gasparian M.E., Isakova A.A., Artykov A.A., Dolgikh D.A., Kirpichnikov M.P., Cytokine TRAIL death receptor agonists: design strategies and clinical prospects. Russian Chemical Reviews. 2025; 94: 2. https://doi.org/10.59761/RCR5154