Клиническое значение белка булавовидных клеток СС16 в респираторной медицине

Одним из важнейших направлений в современной медицине является поиск молекулярных биомаркеров, открывающих новые возможности в фундаментальных исследованиях патологических процессов и позволяющих с высокой точностью диагностировать болезни человека и реализовывать персонализированный подход к назначению эффективной терапии. Одним из перспективных молекулярных биомаркеров в респираторной медицине в настоящее время является белок булавовидных клеток (club cell protein 16 – CC16, или секреторный глобулин SCGB1A1). Известно, что булавовидные клетки задействованы в обеспечении легочного гомеостаза и регуляции течения острых и хронических воспалительных процессов в бронхопульмональной системе. Функция иммуномодулирования и регуляции воспаления булавовидных клеток обеспечивается посредством секретируемого ими CC16, обладающего выраженными противовоспалительными, антиаллергическими и противоопухолевыми свойствами.

Цель работы – собрать и проанализировать данные отечественных и зарубежных исследований последних лет, посвященных изучению роли булавовидных клеток и CC16 в физиологических    и патологических процессах в дыхательных путях.

Заключение. Основываясь на изложенных в обзоре данных отечественных и зарубежных исследований, можно заключить, что булавовидные клетки и их секреторный глобулин SCGB1A1 играют немаловажную роль    в физиологических и патологических процессах в дыхательных путях. Это дает возможность не только использовать протеин булавовидных клеток в качестве молекулярного биомаркера для диагностики и мониторирования течения некоторых заболеваний бронхолегочной системы, индивидуальной оценки эффективности терапии у каждого пациента, но и рассматривать его как основу для разработки новых терапевтических направлений в респираторной медицине.

1. Чучалин А. Г., Биологические маркеры при респираторных заболеваниях. Терапевтический архив. 2014; 86 (3): 4–13. Доступно на: https://ter-arkhiv.ru/0040-3660/article/view/31429.

2. Дон Е.С., Тарасов А.В., Эпштейн О.И., Тарасов С.А. Биомаркеры в медицине: поиск, выбор, изучение и валидация. Клиническая лабораторная диагностика. 2017; 62 (1): 52–59. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/biomarkery-v-meditsine-poisk-vybor-izuchenie-i-validatsiya?ysclid=l834ij5i3d329990941

3. Будневский А.В., Овсянников Е.С., Чернов А.В., Дробыше ва Е.С. Диагностическое значение биомаркеров системного воспаления при хронической обструктивной болезни легких. Клиническая медицина. 2014; 92 (9): 16–21. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/diagnosticheskoe-znachenie-biomarkerov-sistem-nogo-vospaleniya-pri-hronicheskoy-obstruktivnoy-bolezni-legkih

4. Dobler C.C. Biomarkers in respiratory diseases. Breathe (Sheff.). 2019; 15 (4): 265–266. DOI: 10.1183/20734735.0329-2019.

5. Kewal K. Jain. Biomarkers of pulmonary diseases. In: The Handbook of Biomarkers. Humana Press; 2017: 673–688. DOI: 10.1007/978-14939-7431-3.

6. Мороз В.В., Голубев А.М., Кузовлев А.Н. и др. Белок булавовидных клеток (club cell protein) — новый диагностический кандидатный молекулярный биомаркер при нозокомиальной пневмонии. Общая реаниматология. 2014; 10 (6): 6–14. DOI: 10.15360/1813-9779-2014-6-6-14.

7. Бобылев А.А., Рачина С.А., Авдеев С.Н., Младов В.В. Перспективы применения биомаркеров для диагностики внебольничной пневмонии на фоне хронической сердечной недостаточности. Клиническая фармакология и терапия. 2018; 27 (3): 16–25. Доступно на: https://clinpharm-journal.ru/articles/2018-3/perspektivy-primeneniya-biomarkerov-dlya-diagnostiki-vnebolnichnoj-pnevmonii-na-fone-hronicheskoj-serdechnoj-nedostatochnosti

8. Zuo W.L., Shenoy S.A., Li S. et al. Ontogeny and biology of human small airway epithelial club cells. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2018; 198 (11): 1375–1388. DOI: 10.1164/rccm.201710-2107OC.

9. Tokita E., Tanabe T., Asano K. et al. Club cell 10-kDa protein attenuates airway mucus hypersecretion and inflammation. Eur. Respir. J. 2014; 44 (4): 1002–1010. DOI: 10.1183/09031936.00080913.

10. Rokicki W., Rokicki M., Wojtacha J., Dżeljijli A. The role and importance of club cells (Clara cells) in the pathogenesis of some respiratory diseases. Kardiochir Torakochirurgia Pol. 2016; 13 (1): 26–30. DOI: 10.5114/kitp.2016.58961.

11. Reynolds S.D., Malkinson A.M. Clara cell: progenitor for the bronchiolar epithelium. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2010; 42 (1): 1–4. DOI: 10.1016/j.biocel.2009.09.002.

12. Weiss D.J. Concise review: current status of stem cells and regenerative medicine in lung biology and diseases. Stem Cells. 2014; 32 (1): 16–25. DOI: 10.1002/stem.1506.

13. Roth F.D., Quintar A.A., Lleimgruber C. et al. Restoration of the normal Clara cell phenotype after chronic allergic inflammation. Int. J. Exp. Pathol. 2013; 94 (6): 399–411. DOI: 10.1111/iep.12041.

14. Малая Н.К., Каладзе Н.Н., Малый К.Д. Противовоспалительный фактор слизистых – секретоглобин SCGB1A1. Пульмонология. 2015; 25 (4): 492–496. DOI: 10.18093/0869-0189-2015-25-4-492-496.

15. Ye B.Q., Geng Z.H., Ma L. et.al. Slit2 regulates attractive eosinophil and repulsive neutrophil chemotaxis through differential srGAP1 expression during lung inflammation. J. Immunology. 2010; 185 (10): 6294–6305. DOI: 10.4049/jimmunol.1001648.

16. Kundu G.C., Zhang Z., Mantile Selvaggi G. et al. Uteroglobin binding proteins: regulation of cellular motility and invasion in normal and cancer cells. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2000; 923: 234–248. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb05533.x

17. Wutzler S., Backhaus L., Henrich D. et al. Clara cell protein 16: a biomarker for detecting secondary respiratory complications in patients with multiple injuries. J. Trauma Acute Care Surg. 2012; 73 (4): 838–842. DOI: 10.1097/TA.0b013e31825ac394.

18. Kotani K., Kawabata I., Mu H. et al. Urinary protein 1/Clara cell 16 concentrations and lung functions in male subjects with pneumoconiosis. Ann. Clin. Biochem. 2007; 44 (Pt 6): 560–562. DOI: 10.1258/000456307782268110.

19. Zuo W.L., Rostami M.R., LeBlanc M. et al. Dysregulation of club cell biology in idiopathic pulmonary fibrosis. PLoS One. 2020; 15 (9): e0237529. DOI: 10.1371/journal.pone.0237529.

20. Buendia-Roldan I., Ruiz V., Sierra P. et al. Increased expression of CC16 in patients with idiopathic pulmonary fibrosis. PLoS One. 2016; 11 (12): e0168552. DOI: 10.1371/journal.pone.0168552.

21. Seibold M.A., Wise A.L., Speer M.C. et al. A common MUC5B promoter polymorphism and pulmonary fibrosis. N. Engl. J. Med. 2011; 364 (16): 1503–1512. DOI: 10.1056/NEJMoa1013660.

22. Habermann A.C., Gutierrez A.J., Bui L.T. et al. Single-cell RNA-sequencing reveals profibrotic roles of distinct epithelial and mesenchymal lineages in pulmonary fibrosis. Sci. Adv. 2020; 6 (28): eaba1972. DOI: 10.1126/sciadv.aba1972.

23. Laucho-Contreras M.E., Polverino F., Gupta K. et al. Protective role for club cell secretory protein-16 (CC16) in the development of COPD. Eur. Respir. J. 2015; 45 (6): 1544–1556. DOI: 10.1183/09031936.00134214.

24. Laucho-Contreras M.E., Polverino F., Tesfaigzi Y. et al. Club cell protein 16 (CC16) augmentation: a potential disease-modifying approach for chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Expert Opin. Ther. Targets. 2016; 20 (7): 869–883. DOI: 10.1517/14728222.2016.1139084.

25. Zhu L., Di P.Y., Wu R. et al. Repression of CC16 by cigarette smoke (CS) exposure. PLoS One. 2015; 10 (1): e0116159. DOI: 10.1371/journal.pone.0116159.

26. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2020 Report. Available at: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2019/12/GOLD-2020FINAL-ver1.2-03Dec19_WMV.pdf

27. Lingappan K. NF-κB in oxidative stress. Curr. Opin. Toxicol. 2018; 7: 81–86. DOI: 10.1016/j.cotox.2017.11.002.

28. Barnes P.J. Inflammatory mechanisms in patients with chronic obstructive pulmonary disease. J. Allergy Clin. Immunol. 2016; 138 (1): 16–27. DOI: 10.1016/j.jaci.2016.05.011.

29. Pang M., Liu H.Y., Li T. et al. Recombinant club cell protein 16 (CC16) ameliorates cigarette smoke-induced lung inflammation in a murine disease model of COPD. Mol. Med. Rep. 2018; 18 (2): 2198–2206. DOI: 10.3892/mmr.2018.9216.

30. Guerra S., Vasquez M.M., Spangenberg A. et al. Club cell secretory protein in serum and bronchoalveolar lavage of patients with asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2016; 138 (3): 932–934.e1. DOI: 10.1016/j.jaci.2016.03.047.

31. Zhu L., An L., Ran D. et al. The club cell marker SCGB1A1 Downstream of FOXA2 is reduced in asthma. Am. J. Respir. Cell Mo.l Biol. 2019; 60 (6): 695–704. DOI: 10.1165/rcmb.2018-0199OC.

32. Taniguchi N., Konno S., Hattori T. et al. The CC16 A38G polymorphism is associated with asymptomatic airway hyper-responsiveness and development of late-onset asthma. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2013; 111 (5): 376–381.e1. DOI: 10.1016/j.anai.2013.08.005.

33. Малая Н.К., Каладзе Н.Н., Малый К.Д. Генетический полиморфизм секретоглобина SCGB1A1 и его роль в развитии бронхиальной астмы у детей. Вестник физиотера пии и курортологии. 2015; 21 (4): 37–41. Доступно на: http://ma.cfuv.ru/docs/236843/%D0%A2%D0%BE%D0%BC%2021%20%E2%84%964%202015.pdf

34. Zhai J., Insel M., Addison K.J. et al. Club cell secretory protein deficiency leads to altered lung function. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019; 199 (3): 302–312. DOI: 10.1164/rccm.201807-1345OC.