БИОХИМИЯ, 2019, том 84, вып. 6, с. 776 - 785
УДК 547.917; 577.114; 571.27
РЕПЕРТУАР АНТИГЛИКАНОВЫХ АНТИТЕЛ ЧЕЛОВЕКА
И ЕГО ДИНАМИКА В ПЕРВЫЙ ГОД ЖИЗНИ*,**
© 2019 Н.Р. Хасбиуллина1,2***, Н.В. Шилова2, М.Е. Новаковский2,
А.Ю. Нокель2, О. Бликст3, Л.О. Кононов1, Ю.А. Книрель1, Н.В. Бовин2
1 Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, 119991 Москва,
Россия; электронная почта: n.khasbiullina@mail.ru; crosbreed@list.ru
2 Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова
РАН, 117997 Москва, Россия
3 Университет Копенгагена, T422 1871, Фредериксберг, Дания
Поступила в редакцию 23.11.2018
После доработки 18.03.2019
Принята к публикации 19.03.2019
Репертуар антигликановых антител в периферической крови был изучен с помощью гликочипа, содержа"
щего 487 гликановых антигенов: фрагментов гликанов млекопитающих (N" и О"цепи гликопротеинов и
гликолипидов), а также полисахаридов бактерий. Образцы сывороток крови были получены от детей в воз"
расте 3, 6 и 12 месяцев. Дети были разделены на четыре группы в соответствии с типом питания: грудное мо"
локо (ГМ), стандартная молочная смесь (СС), смеси на основе глубоко (ГГС) и частично (ЧГС) гидролизо"
ванного белка. В течение первого года жизни разнообразие антигликановых IgG уменьшалось; IgG материн"
ского происхождения могут иметь более длительный период циркуляции в кровотоке новорожденных. В то
же время, содержание IgM в 3 и 6 месяцев было незначительным, но существенно возрастало в период меж"
ду 6 и 12 месяцами. Репертуар антигликановых антител детей в возрасте 12 месяцев отличается от матери"
нского, а также от репертуара неродственных доноров; в частности, отсутствием антител к дисахариду
Galβ1"3GlcNAc (LeC), который обнаруживается практически у всех здоровых людей. Примечательно, что
репертуар IgM детей, питавшихся грудным молоком, значительно уступал остальным трем группам, полу"
чавшим искусственные молочные смеси.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: естественные антитела, гликаны, полисахариды, бактерии, гликочип, питание ново"
рожденных, врожденный иммунитет.
DOI: 10.1134/S0320972519060034
Согласно общим представлениям, антитела
иммуноглобулины, в отличие от первых - адап"
образуются в процессе иммунизации организма
тивных, получили название естественных анти"
чужеродными антигенами; уровень антител и их
тел (ЕAT). Являясь частью системы врожденно"
аффинность напрямую зависят от присутствия
го иммунитета, ЕАТ выполняют различные
иммуногена. В то же время, накоплен обшир"
функции - защиты от патогенов, клиренса ме"
ный экспериментальный материал об антите"
таболитов, надзора за трансформированными
лах, уровень которых не меняется в течение
клетками, а также регуляторную функцию
жизни, а их аффинность константна [1, 2]. Эти
[3-7]. В числе антигенов, к которым направле"
ны ЕАТ, обнаруживаются все классы биомоле"
кул, что объясняется всеобъемлющим значени"
ем защитных процессов, в которых эти антитела
Принятые сокращения: ЕAT - естественные антите"
ла, ГМ - грудное молоко, СС - стандартная молочная участвуют [3, 4]. С точки зрения происхождения
смесь, ГГС - смеси на основе глубоко гидролизованного
ЕАТ, особый интерес представляет ранний воз"
белка молока, ЧГС - смеси на основе частично гидролизо"
ванного белка молока.
раст организма, т.к. иммунная система ребенка
* Первоначально английский вариант рукописи опубли"
имеет особый статус: несмотря на очень раннее
кован на сайте «Biochemistry» (Moscow) http://protein.bio.
начало развития иммунитета в онтогенезе,
msu.ru/biokhimiya, в рубрике «Papers in Press», BM18"328,
функционально после рождения он является не"
29.04.2019.
зрелым; ребенок получает иммуноглобулины G
** Приложение к статье на английском языке опубликова"
(IgG) из кровеносной системы матери, а имму"
но на сайте журнала «Biochemistry» (Moscow) и на сайте из"
дательства Springer (Link.springer.com), том 84, вып. 6, 2019.
ноглобулинов M (IgM) в его крови практически
*** Адресат для корреспонденции.
нет [8-12].
776
АНТИГЛИКАНОВЫЕ АНТИТЕЛА В ПЕРВЫЙ ГОД ЖИЗНИ
777
Общепринято, что ЕАТ формируются в зна"
химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Москва, Рос"
чительной степени под влиянием микрофлоры
сия). Гликаны в концентрациях 50 мкМ и 10 мкг/мл
кишечника, поэтому изучение связи между
для олиго" и полисахаридов соответственно, бы"
формирующимся иммунитетом, питанием и
ли напечатаны в 6-12 повторах. Полный список
микробным сообществом представляет боль"
гликанов содержится в дополнительных мате"
шой интерес [13-15]. Однако модельные орга"
риалах (табл. S1 в Приложении). Два гликочипа
низмы, в частности, мыши, у которых состав
из каждой произведенной партии были проана"
микробиоты имеет свои существенные особен"
лизированы с использованием стандартного об"
ности, являются не вполне адекватной моделью
разца комплексного иммуноглобулинового пре"
для изучения EАТ человека [16, 17]. Для того,
парата КИП («Иммуногем», Россия) в концент"
чтобы оценить, насколько существенным может
рации 1 мг/мл с последующей визуализацией
быть влияние пищи новорожденного на его им"
вторичными антителами и флуоресцентно"ме"
мунитет, мы исследовали динамику репертуаров
чеными реагентами: конъюгированными с био"
антител детей в возрасте 3, 6 и 12 месяцев, полу"
тином антителами козы против человеческих
чавших четыре различных варианта питания.
иммуноглобулинов IgG, IgM, IgA («Thermo Fi"
Патогенные микроорганизмы существенно от"
sher Scientific», США) в концентрации 10 мкг/мл
личаются от млекопитающих структурой глико"
и затем стрептавидином, меченым Alexa Fluor 555
конъюгатов, поэтому неудивительно, что ЕАТ
(«Thermo Fisher Scientific», США) в концентра"
против углеводных эпитопов составляют значи"
ции 1 мкг/мл. В экспериментальной работе ис"
тельную, если не доминирующую часть этих им"
пользовали гликочипы, для которых внутри" и
муноглобулинов [18-20], что позволяет на ос"
межслайдовые корреляции результатов состав"
новании изучения антигликановых ЕАТ делать
ляли >0,9. После печати гликочипы блокирова"
заключения общего характера. В то же время,
ли в течение 90 мин при 25 °C блокирующим бу"
делать обобщения на основании изучения всего
фером (100 мМ борная кислота, 25 мМ этанол"
лишь нескольких антител рискованно из"за ин"
амин, 0,2% (v/v) Tween 20 («Sigma"Aldrich», США),
дивидуальных особенностей (здесь достаточно
рН 8,5; затем чипы промывали водой качества
упомянуть антитела, направленные к аллоанти"
milli"Q («Медиана"фильтр», Россия) и высуши"
генам, в первую очередь, антигенам групп кро"
вали воздухом на центрифуге Galaxy Mini"Array
ви), поэтому данное исследование генезиса ЕАТ
(«VWR International», Корея). Блокированные
основано на сравнении репертуаров ЕАТ с по"
чипы хранили при -20 °C. Перед началом рабо"
мощью довольно представительного набора
ты с образцами сывороток крови чипы инкуби"
гликанов.
ровали с буфером PBS («Sigma"Aldrich», США) с
добавлением 0,1% (v/v) Tween 20 (буфер № 1) в
инкубационной камере («Simport», Канада) в
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
течение 15 мин при 25 °C. Затем буфер сливали с
поверхности чипа, а оставшуюся жидкость уда"
Гликочипы были произведены в соответ"
ляли с помощью фильтровальной бумаги What"
ствии с описанной ранее методикой [21] с ис"
man («Sigma"Aldrich», США). Сыворотку крови
пользованием N"гидроксисукцинимид"активи"
человека разводили (1 : 15) в PBS с добавлением
рованной поверхности («Schott Nexterion», Гер"
1% (w/v) БСА («Sigma"Aldrich», США) и 0,1%
мания), на которую в процессе печати ковалент"
(v/v) Tween 20 (буфер № 2). Разведенную сыво"
но привязывали 341 различный синтетический
ротку наносили на поверхность гликочипа, рав"
аминоспейсерированный гликан, а также 146
номерно распределяли и инкубировали в инку"
бактериальных О"полисахаридов. Библиотека гли"
бационной камере в течение 90 мин при 37 °C и
канов включает антигены групп крови, опухоле"
постоянном перемешивании (движение плат"
ассоциированные антигены, фрагменты N" и
формы камеры со скоростью 32-36 об/мин). По
О"связанных гликопротеинов и гликолипидов,
окончании стадии инкубации с сывороткой
а также гликаны, нетипичные для млекопитаю"
крови чипы промывали последовательно буфе"
щих; бактериальные полисахариды, большая
ром № 1 и № 3 (PBS с добавлением 0,01% (v/v)
часть из которых представляет собой углевод"
Tween 20), а затем наносили смесь вторичных
ную часть липополисахаридов (ЛПС). Исполь"
антител: флуоресцентно меченых (Alexa Fluor 555)
зовались синтетические гликаны чистотой >95%,
антител козы против человеческих иммуногло"
синтезированные, в основной массе, в лабора"
булинов IgG и флуоресцентно меченных (Alexa
тории углеводов ИБХ РАН. Данные о структурах
Fluor 647) антител козы против человеческих
полисахаридов, спектры ЯМР и соответствующие
иммуноглобулинов IgM («Thermo Fisher Scien"
ссылки содержатся в базе данных http://csdb.gly"
tific», США) в концентрации 8 мкг/мл каждого в
coscience.ru/bacterial (Институт Органической
буфере № 2 и инкубировали еще 1 ч при 37 °C и
3 БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
778
ХАСБИУЛЛИНА и др.
постоянном перемешивании; затем промывали
у детей в течение первого года жизни. Каждый
последовательно буфером № 1, буфером № 3 и
столбец диаграммы показывает общее количе"
водой Milli"Q; высушивали воздухом на центри"
ство антигенов, с которыми связывались анти"
фуге Galaxy Mini"Array. Чипы сканировали на
тела. Данные по неродственным донорам предс"
флуоресцентном сканере ScanArray Gx («Perkin"
тавлены для сравнения: в связи с тем, что бере"
Elmer», США) при длинах волн 543 и 635 нм; по"
менные и кормящие женщины характеризуются
лученные изображения анализировали с ис"
физиологическим иммунодефицитом [22, 23],
пользованием программного обеспечения Scan"
оценить полноту или, напротив, недостаточ"
Array Express 4.0. Полученные данные далее об"
ность репертуара антигликановых антител у де"
рабатывали с помощью Microsoft Excel. Флуо"
тей, сравнивая только с их матерями, было бы
ресцентные сигналы, выраженные в относи"
не адекватно.
тельных флуоресцентных единицах (RFU, rela"
Репертуары IgM в группах детей, получавших
tive fluorescent units) по каждому из гликанов,
различные варианты питания. Тенденции к
напечатанных в 6-12 повторах, были рассчита"
уменьшению разнообразия антигликановых IgG
ны, как медиана значений каждого повтора.
и появлению антигликановых IgM только к 12 ме"
Отклонения медианы рассчитывали по кварти"
сяцам характерны для всех детей, чьи сыворотки
лям (Q1 и Q3). Значимыми считали сигналы,
крови были исследованы в рамках данной рабо"
превышающие значение фона в пять раз.
ты, независимо от того, какую пищу они полу"
Сыворотки крови детей в возрасте 3, 6 и 12 ме"
чали в течение первого года жизни. В возрасте 3
сяцев и их матерей, а также здоровых взрослых
и 6 месяцев IgM у детей практически не обнару"
доноров были получены стандартным способом
живаются, а в 12 месяцев репертуар антиглика"
забора из локтевой вены с информированного
новых антител этого класса сопоставим по раз"
согласия доноров или их законных представите"
нообразию со взрослым человеком (рис. 1). Сле"
лей, в соответствии с принятой в Хельсинки
дует отметить, что между бактериальными поли"
Декларацией об этике медицинских исследова"
сахаридами, к которым есть антитела, не обна"
ний, а также с одобрения этического комитета
руживается ни структурного, ни родового сход"
Университета Фронтера (Темуко, Чили), пре"
ства; по"видимому, появление антител к ним
доставившего образцы сывороток крови детей и
индивидуально. На рис. 2 представлен список
их матерей. Выбор доноров осуществляли в со"
гликанов, демонстрирующий максимальные
ответствии со стандартными клиническими
сигналы связывания с IgM в сыворотках крови
критериями; были исключены доноры с хрони"
детей в возрасте 12 месяцев.
ческими и инфекционными заболеваниями, а так"
Сравнение групп детей, получавших в тече"
же с патологиями вынашивания плода (для жен"
ние первого года жизни различные варианты
щин).
питания, показало, что группа детей, питавших"
ся смесями на основе частично гидролизован"
ного белка (ЧГС), характеризуется наибольшим
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
разнообразием и сходством с репертуаром
взрослого человека. В таблице представлено та"
Разнообразие антигликановых IgG и IgM в те7
кое сравнение по олигосахаридам, а в табл. S2
чение первого года жизни. С помощью гликочипа
Приложения - по полисахаридам. Tабл. S3
были изучены репертуары антител детей, у каж"
Приложения содержит данные по всем флуорес"
дого из которых кровь забирали три раза - в 3, 6
центным сигналам для IgM, связывающихся с
и 12 месяцев, а также у их матерей - сразу после
гликанами в сыворотках крови детей, их мате"
родов. Дети были разделены по типу питания на
рей и неродственных доноров.
четыре группы (по пять детей в каждой): грудное
Отметим, что почти все гликаны (отмечен"
молоко (ГМ), стандартная молочная смесь (СС),
ные в таблице), к которым у детей в возрасте 12
смеси на основе частично (ЧГС) и глубоко
месяцев нет антител, структурно родственны
(ГГС) гидролизованного белка молока.
дисахариду LeC (Galβ1"3GlcNAcβ). Такая же за"
В течение первого года жизни разнообразие
кономерность была описана нами ранее для ан"
IgG уменьшается. Для IgM характерна противо"
тител анти"LeC взрослых доноров [24, 25].
положная тенденция: в возрасте 3 и 6 месяцев
Репертуары IgG в группах детей, получавших
антигликановые IgM практически не обнаружи"
различные варианты питания. Данные по связы"
ваются, но в возрасте 12 месяцев репертуар ан"
ванию IgG представлены в табл. S4 Приложе"
тител этого класса разнообразен и сопоставим
ния. Две причины побудили нас отказаться от
со взрослыми индивидами. На рис. 1 представ"
подробного представления и обсуждения этих
лены изменения в репертуарах антигликановых
данных: 1) ЕАТ принадлежат преимущественно
антител классов IgG и IgM, которые наблюдали
к IgM, 2) невозможно дискриминировать IgG
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
АНТИГЛИКАНОВЫЕ АНТИТЕЛА В ПЕРВЫЙ ГОД ЖИЗНИ
779
Рис. 1. Динамика антигликановых антител IgG и IgM в сыворотках крови детей 3, 6 и 12 месяцев, получавших различное
питание, а также в сыворотках крови их матерей и 10 здоровых неродственных доноров. Цифрами показано абсолютное
количество гликанов (олиго" и полисахаридов), которые связывают антитела из сыворотки крови. ОС - олигосахариды,
ПС - полисахариды, 3 м, 6 м, 12 м - возраст детей (в месяцах) на момент забора крови; ГМ - грудное молоко, СС - стан"
дартная молочная смесь, ГГС - смеси на основе глубоко гидролизованного белка молока, ЧГС - смеси на основе частич"
но гидролизованного белка молока
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
3*
780
ХАСБИУЛЛИНА и др.
Ara6
E. coli O27
E. coli O54
Рис. 2. Гликаны, демонстрирующие максимальные сигналы связывания с IgM в сыворотках крови детей в возрасте 12 ме"
сяцев, получавших различные варианты питания. Данные представлены в виде цветовой карты, где более яркому цвету со"
ответствует более высокий флуоресцентный сигнал. ГМ - грудное молоко, СС - стандартная молочная смесь, ГГС - сме"
си на основе глубоко гидролизованного белка молока, ЧГС - смеси на основе частично гидролизованного белка молока
детей и их матерей, т.к. антитела этого класса
нов: материнские IgG грызунов, телят и кошек
способны пересекать плацентарный барьер в
проникают с молоком в кровоток вскармливае"
период внутриутробного развития [26].
мого потомства. А для человека процесс переда"
чи IgG от матери к ребенку заканчивается в мо"
мент их физического разделения, т.е. сразу пос"
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ле родов [28].
Первые месяцы жизни ребенка характеризу"
К моменту рождения В"клеточная система
ются т.н. физиологической (иными словами, ес"
иммунитета является морфологически сформи"
тественной и обоснованной потребностями ор"
рованной. Напротив, функциональная зрелость
ганизма) иммуносупрессией, которая характе"
развивается в течение довольно продолжитель"
ризуется сниженным количеством нейтрофилов
ного периода времени после рождения, завер"
и провоспалительных цитокинов [29, 30]. На
шаясь почти в подростковом возрасте [9, 27].
первый взгляд, организм ребенка может пока"
Однако наиболее существенные с точки зрения
заться беззащитным, но на деле такое положе"
становления иммунной системы события, со"
ние вещей оказывается оправданным, так как
гласно сегодняшним представлениям, происхо"
обеспечивает, во"первых, возможность форми"
дят в течение первого года жизни [13-15]. Гене"
рования толерантности к антигенам нормаль"
зис ЕАТ изучали на модельных системах, но к
ной микрофлоры, а также к антигенам пищи; а
результатам этого рода работ нужно относиться
во"вторых, - равномерность развития иммуни"
с осторожностью, так как репертуар ЕАТ живот"
тета по мере ознакомления с антигенами окру"
ных (в том числе мышей) существенно отлича"
жающей среды [31-33]. По мере того, как про"
ется от человеческого [16, 17]. Кроме того, су"
исходит медленное наращивание антительного
щественным отличием между человеком и дру"
иммунитета, роль защиты выполняют белки
гими млекопитающими является проницае"
острой фазы, которые способны за короткое
мость эпителия кишечника для иммуноглобули"
время обеспечить неспецифическую защиту при
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
АНТИГЛИКАНОВЫЕ АНТИТЕЛА В ПЕРВЫЙ ГОД ЖИЗНИ
781
Сравнение репертуаров IgM детей в возрасте 12 месяцев и здоровых взрослых доноров
Структура
Группы детей, получавших различное питание
гликана
ГМ
СС
ЧГС
ГГС
020
Rhaα
+
+ +
+ +
+ + +
080
Galα1"3GlcNAcβ
+ +
+ + +
+
+ + + +
243
GlcNAcα1"3Galβ1"4GlcNAcβ
+ +
+ + +
+ +
+ + + + +
399
Galβ1"3GlcNAcα1"3Galβ1"3GlcNAcβ
+
+
+ + +
+ +
103
GalNAcα1"3GalNAcα
+ +
+ +
+ + + + +
+ + + +
102
GalNAcα1"3Galβ
+
+ +
+ + +
+ + + + +
142
GlcNAcα1"3GalNAcβ
+
+ + +
+ + +
+ + + + +
101
GalNAcα1"3GalNAcβ
+ + +
+ +
+ + + + +
+ + + + +
251
GlcNAcβ1"4Galβ1"4GlcNAcβ
+ +
+ + +
+ + +
+ + +
074
Fucβ1"3GlcNAcβ
+
+
-
-
140
Galα1"3GalNAc(fur)β
-
-
+
-
398
Galβ1"3GlcN(Fm)β1"3Galβ1"3GlcNAcβ
+
+
+
+ +
118
GlcNAcβ1"6GalNAcα
+
+ + +
-
+ + + + +
331
Neu5Gcα2"3Galβ1"3GlcNAcβ
+
+
-
-
307
KDNα2"3Galβ1"3GlcNAcβ
+
-
-
-
055
3"O"Su"GlcNAcβ
+
+
-
+ +
256
GlcNAcβ1"6(GlcNAcβ1"4)GalNAcα
+ +
+ +
+ + +
+ + +
267
GlcNAcβ1"3Galβ1"3GlcNAcβ
+
+ + +
-
-
264
Galβ1"4Galβ1"4GlcNAcβ
+ + + +
+ + +
+ + + + +
+ + + + +
085
Galβ1"3GlcNAcβ
+
-
-
-
246
GlcNAcβ1"2Galβ1"3GalNAcα
-
+ +
-
-
401
Galβ1"3GlcNAcβ1"3Galβ1"3GlcNAcβ
+
-
-
-
378
Galβ1"3GlcNAcα1"3Galβ1"4GlcNAcβ
+
+
+ + +
+ + +
397
Galβ1"3GlcN(Fm)β1"3Galβ1"4GlcNAcβ
+
+
-
-
081
Galα1"4GlcNAcβ
-
+ +
+
+ + +
375
Galα1"4GlcNAcβ1"3Galβ1"4GlcNAcβ
+
+ +
+ + +
+ + + +
082
Galα1"4GlcNAcβ
-
+
+
-
072
Fucα1"3GlcNAcβ
-
+ +
-
-
019
ManNAcβ"Gly
+ +
+ +
+ +
+ + + + +
113
GlcNAcβ1"3GalNAcα
-
+ + +
+ + +
+ + + + +
149
GlсNAcβ1"4(6"O"Su)GlcNAcβ
+ +
+ +
+
+ +
117
GlcNAcβ1"4GlcNAcβ"Gly
+
+ +
-
+ + + +
382
Galβ1"3GalNAcβ1"4Galβ1"4Glcβ
-
-
+ + +
-
164
GlcAβ1"3GlcNAcβ
-
+ +
-
-
380
Galβ1"3GlcNAcα1"6Galβ1"4GlcNAcβ
-
-
-
-
161
6"O"Su"Galβ1"3GlcNAcβ
+
-
-
-
073
Fucα1"4GlcNAcβ
-
+ +
-
-
263
(GalNAcβ"PEG2)3"β"Lys"Lys
+ +
+ +
+ +
+ + + +
299
Neu5Acα2"3Galβ1"3GlcNAcβ
+
-
-
-
010
GlcNAcβ
-
+
-
-
Примечание. Таблица представляет 40 олигосахаридов, сигналы связывания которых с антителами имеют максимальную
интенсивность у взрослых доноров (гликаны сортированы по убыванию значения сигнала; для 10 доноров рассчитана ме"
диана значений сигналов). В правой части таблицы представлены сигналы связывания антител с этими гликанами в сы"
воротках крови детей в возрасте 12 месяцев, получавших различные варианты питания. Наличие значимого сигнала свя"
зывания для каждого ребенка обозначено как «+». Связывание антител с гликанами, выделенными в таблице серым цве"
том, практически отсутствует у детей.
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
782
ХАСБИУЛЛИНА и др.
травмах и инфекциях, а также компоненты ма"
ру антител материнского происхождения; в те"
теринского молока, такие как антимикробные
чение следующих нескольких месяцев, вплоть
пептиды. В общем можно сказать, что в первое
до года, их разнообразие уменьшается; это со"
время после рождения основная работа выпол"
гласуется с литературными данными [44, 45].
няется врожденной ветвью иммунитета. Распоз"
Однако, имеется одно существенное противоре"
навание антигенов, которое осуществляется ан"
чие. Известно [46], что период полужизни IgG
тиген"презентирующими клетками, также име"
составляет 23-25 суток, а это значит, что выяв"
ет свои особенности в связи с возрастом. Так,
ляемые нами антитела, циркулирующие в крови
для новорожденных отмечается снижение про"
ребенка в возрасте 3 месяцев, или не относятся
дукции ФНОα (фактор некроза опухоли"альфа),
к материнским, или их время циркуляции в кро"
ИФНγ (интерферон"гамма) и ИЛ"12 (интерлей"
ви детей существенно больше, чем считалось.
кин"12), в то время как ИЛ"10 (интерлейкин"10)
Мы предполагаем, что переданные внутриут"
и ИЛ"6 (интерлейкин"6) секретируются в пол"
робно, они могут иметь более длительный пе"
ной мере [34, 35].
риод циркуляции в крови ребенка, чем обычные
Гликаны микроорганизмов находятся в чис"
IgG. По предположениям некоторых исследова"
ле антигенов, наиболее значимых для раннего
телей, антитела беременных характеризуются
возраста и развития иммунной системы, т.к. в
рядом особенностей, в частности, измененным
отличие от пептидных антигенов, они могут
гликозилированием [47, 48], а оно влияет на
распознаваться, во"первых, без формирования
длительность циркуляции иммуноглобулина.
комплекса с белками главного комплекса гисто"
Более длительная циркуляция, к тому же, обес"
совместимости (ГКГС), и, во"вторых, напрямую
печивает выполнение иммунной защиты в пе"
В"клетками, которые в таком случае сами вы"
риод до появления собственных IgM; пролонги"
ступают в роли антигенпрезентирующих клеток
рованный период жизни материнских IgG также
благодаря особенностям строения В"клеточного
может обеспечивать необходимые условия для
рецептора (BCR). При этом количество самого
формирования толерантности к собственным
антигена может влиять на иммунный ответ со
антигенам и антигенам бактерий микрофлоры.
стороны В"клеток - малое количество гликана
Динамика изменения IgM в период 3-12 ме"
не способно активировать В"клетку, т.к. молеку"
сяцев оказалась совсем иной, чем в случае IgG;
ле BCR для передачи сигнала внутрь клетки тре"
в 3 и 6 месяцев их репертуар еще узок (рис. 1) по
буется одновременно связать множество копий
сравнению со взрослыми (антитела всегда выяв"
данного антигена [36-39].
ляли в одинаковых условиях). К 12 месяцам ре"
Антигликановые антитела являются удоб"
пертуар существенно расширяется. Известно,
ным объектом для изучения общих принципов
что иммуноглобулины М при нормально проте"
формирования ЕАТ. Во"первых, их репертуар
кающей беременности и отсутствии внутриут"
весьма широк [19, 40], и значительная его часть
робного инфицирования плода не способны
(то есть, фактически все не алло"антитела) воспро"
проникать через плаценту от матери; продукция
изводится от человека к человеку; во"вторых,
собственного IgM еще не достигает достаточно"
для их идентификации существует удобный
го уровня, и потому, согласно литературным
инструмент - гликочип [41-43]. Мы исследова"
данным, количество антител данного класса у
ли сыворотки крови здоровых доношенных де"
новорожденных не превышает 6-10% от уровня
тей, а также их матерей и дополнительно 10 здо"
взрослого человека [44]. Отметим, что группа
ровых взрослых доноров. Последние были необ"
детей, питавшихся грудным молоком, отличает"
ходимы для адекватного сравнения детей и
ся от трех других; репертуар ее антигликановых
взрослых, т.к. уровень (а возможно и репертуар)
IgM менее всего соответствует «взрослому»
антител беременных и недавно родивших жен"
уровню. Данное наблюдение на первый взгляд
щин понижен [22, 23].
неожиданно, т.к. именно эти дети находятся в
При исследовании антигликановых антител
теснейшем контакте с матерью, т.е. в наиболее
класса G с помощью гликочипа обнаружилось,
благоприятных условиях. Возможное объясне"
что в период 3-12 месяцев жизни разнообразие
ние заключается в том, что в грудном молоке со"
IgG и сигналы связывания с гликанами глико"
держатся пептиды, белки (включая те же имму"
чипа снижаются (рис. 1), эта тенденция отмеча"
ноглобулины) и гликаны (свободные и в виде
ется как для олигосахаридов, часто встречаю"
гликоконъюгатов) [35, 49], обладающие проти"
щихся фрагментов гликопротеинов и гликоли"
вомикробной активностью и, таким образом,
пидов млекопитающих, так и для полисахари"
способные частично выполнять функцию им"
дов инфекционных бактерий. Наблюдаемое в
муноглобулинов. Иными словами, разнообра"
возрасте 3 месяца максимальное разнообразие
зие антител в этих условиях менее востребовано.
иммуноглобулинов класса G отвечает репертуа"
И тогда ускоренный генезис ЕАТ в условиях
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
АНТИГЛИКАНОВЫЕ АНТИТЕЛА В ПЕРВЫЙ ГОД ЖИЗНИ
783
вскармливания искусственными смесями мож"
Таким образом, репертуар естественных ан"
но интерпретировать, как несвоевременный, и
тител к 12 месяцам еще только приближается к
поэтому нежелательный. Впрочем, необходимо
таковому у взрослого человека. Интересно, что
заметить, что обсуждаемая разница репертуаров
появление некоторых антител, таких как анти"
не является ярко выраженной.
LeC, «отложено» на более поздний возраст у всех
Максимальное разнообразие антител на"
без исключения изученных детей; это можно
блюдается в группе детей, питавшихся смесью,
объяснить тем, что LeC является не просто опу"
изготовленной на основе частично гидролизо"
холевым, а онкоэмбриональным антигеном, что
ванного белка, т.е. содержащей в основном
интересно было бы подтвердить эксперимен"
крупные пептиды, которые являются резервуа"
тально. Отметим также, что, судя по нашим ре"
ром антигенных детерминант. Последние могут
зультатам, время жизни материнских IgG в ор"
быть мимотопами [50-54] в премировании В"лим"
ганизме ребенка существенно более продолжи"
фоцитов, продуцирующих антигликановые ан"
тельное, чем принято считать.
титела.
Особо отметим отсутствие у всех 20 детей к
возрасту 12 месяцев антител к LeC, которые вхо"
Финансирование. Работа выполнена при под"
дят в группу топовых ЕАТ (IgM) взрослых доно"
держке Российского научного фонда (грант № 14"
ров, и которые найдены практически у всех про"
14"0031 - Хасбиуллина Н.Р., Шилова Н.В., Бо"
веренных (~150) [55] здоровых доноров. Эти ан"
вин Н.В. - печать гликочипов и анализ образ"
титела, по"видимому, играют роль надзора за
цов сывороток крови; грант № 14"14"01042 -
появлением опухолевых клеток [56-58]; почему
Книрель Ю.А. - выделение бактериальных по"
они полностью отсутствуют в раннем возрасте и
лисахаридов и исследование их структуры).
в каком возрасте появляются, предстоит выяс"
Конфликт интересов. Авторы заявляют об от"
нить в будущем. В то же время, большинство
сутствии конфликта интересов.
других антигликановых мажорных ЕАТ, таких
Соблюдение этических норм. Сыворотки кро"
как к Rha, Galα1"4(3)GlcNAc и GlcNAcα1"
ви детей в возрасте 3, 6 и 12 месяцев и их мате"
3Galβ1"4GlcNAcβ, у детей в возрасте 12 месяцев
рей, а также здоровых взрослых доноров были
уже есть (таблица); более того, сигналы и встре"
получены с информированного согласия доно"
чаемость антител к GalNAcα1"3GalNAcβ (Fs"2,
ров или их законных представителей, в соответ"
карциномы [59], № 101 на рис. 2) и Galβ1"
ствии с принятой в Хельсинки Декларацией об
4Galβ1"4GlcNAcβ (меланома, № 264 [60]) у де"
этике медицинских исследований, а также с
тей выше, чем сигналы и встречаемость других
одобрения этического комитета Университета
антител.
Фронтера (Темуко, Чили).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Mouthon, L., Lacroix"Desmazes, S., Nobrega, A.,
8. Swiatczak, B., and Cohen, I.R. (2015) Gut feelings of safety:
Barreau, C., Coutinho, A., and Kazatchkine, M.D. (1996)
tolerance to the microbiota mediated by innate immune
The self"reactive antibody repertoire of normal human
receptors, Microbiol. Immunol., 59, 573-585, doi: 10.1111/
serum IgM is acquired in early childhood and remains con"
1348"0421.12318.
served throughout life, Scand. J. Immunol., 44, 243-251,
9. Dowling, D.J., and Levy, O. (2014) Ontogeny of early life
doi: 10.1046/j.1365"3083.1996.d01"306.x.
immunity, Trends Immunol., 35, 299-310, doi: 10.1016/
2.
Holodick, N.E., Rodriguez"Zhrubenko, N., and Hernan"
j.it.2014.04.007.
dez, A.M. (2017) Defining natural antibodieds, Front.
10. Basha, S., Surendran, N., and Pichichero, M. (2014)
Immunol., 8, 872, doi: 10.3389/fimmu.2017.00872.
Immune response in neonates, Expert. Rev. Clin. Immunol.,
3.
Boyden, S.V. (1966) Natural antibodies and the immune
10, 1171-1184, doi: 10.1586/1744666X.2014.942288.
response, Adv. Immunol., 5, 1-28.
11. Ben"Hur, H., Gurevich, P., Elhayany, A., Avinoach, I.,
4.
Lutz, H.U. (2007) Homeostatic roles of naturally occur"
Achneider, D.F., and Zusman, U. (2005) Transport of
ring antibodies: an overview, J. Autoimmun., 29, 287-294,
maternal immunoglobulins through the human placental
doi: 10.1016/j.jaut.2007.07.007.
barrier in normal pregnancy and during inflammation, Int.
5.
Shoenfeld, Y., and Toubi, E. (2005) Protective autoantibodies:
J. Mol. Med., 16, 401-407, doi: 10.3892/ijmm.16.3.401.
role in homeostasis, clinical importance, and therapeutic poten"
12. Van de Perre, P. (2003) Transfer of antibody via mother’s
tial, Arthritis Rheum., 52, 2599-2606, doi: 10.1002/art.21252.
milk, Vaccine, 21, 3374-3376, doi: 10.1016/S0264"410X
6.
Vas, J., Gronwall, C., and Silverman, G.J. (2013) Fundamen"
(03)00336"0.
tal roles of the innate"like repertoire of natural antibodies in
13. Singh, R.K., Chang, H.W., Yan, D., Lee, K.M., Ucmak, D.,
immune homeostasis, Front. Immunol.,
4, doi:
Wong, K., Abrouk, M., Farahnik, B., Nakamura, M.,
10.3389/fimmu.2013.00004.
Zhu, T.H., Bhutani, T., and Liao, W. (2017) Influence of
7.
Boes, M. (2000) Role of natural and immune IgM anti"
diet on the gut microbiome and implications for human
bodies in immune response, Mol. Immunol., 37, 1141-1149,
health, J. Transl. Med., 15, 73, doi: 10.1186/s12967"017"
doi: 10.1016/S0161"5890(01)00025"6.
1175"y.
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
784
ХАСБИУЛЛИНА и др.
14.
Arrieta, M.C., Stiemsma, L.T., Amenyogbe, N., Brown, E.M.,
30.
Erkeller"Yuksel, F.M., Deneys, V., Yuksel, B., Hannet, I.,
and Finlay, B. (2014) The intestinal microbiome in early
Hulstaert, F., Hamilton, C., Mackinnon, H., Turner
life: health and disease, Front. Immunol., 5, 427, doi: 10.
Stokes, L., Munhyeshuli, V., Vanlangendonck, F., De
3389/fimmu.2014.00427.
Bruyere, M., Bach, B.A., and Lydyard, P.M. (1992) Age"
15.
Francino, M.P. (2014) Early development of the gut
related changes in human blood lymphocyte subpopula"
microbiota and immune health, Pathogens, 3, 769-790,
tions, J. Pediatr., 120, 216-22, doi: 10.1016/S0022"
doi: 10.3390/pathogens3030769.
3476(05)80430"5.
16.
Bello"Gil, D., Khasbiullina, N.R., Shilova, N.V., Bovin, N.V.,
31.
Berni Canani, R., Gilbert, J.A., and Nagler, C.R. (2015)
and Manez, R. (2017) Repertoire of BALB/c mice natural
The role of the commensal microbiota in the regulation of
anti*carbohydrate antibodies: mice vs. humans difference,
tolerance to dietary allergens, Curr. Opin. Allergy Clin.
and otherness of individual animals, Front. Immunol., 6,
Immunol., 15, 243-249, doi: 10.1097/ACI.00000000000"
1449, doi: 10.3389/fimmu.2017.01449.
00157.
17.
Vandamme, T.F. (2014) Use of rodents as models of human
32.
Wu, H.J., and Wu, E. (2012) The role of gut microbiota in
diseases, J. Pharm. Bioallied. Sci., 6, 2-9, doi: 10.4103/
immune homeostasis and autoimmunity, Gut Microbes, 3,
0975"7406.124301.
4-14, doi: 10.4161/gmic.19320.
18.
Khasbiullina, N.R., and Bovin, N.V. (2015) Hypotheses of
33.
Brandtzaeg, P. (2009) Mucosal immunity: induction, dis"
the origin of natural antibodies: a glycobiologist’s opinion,
semination, and effector functions, Scand. J. Immunol., 70,
Biochemistry (Moscow), 80, 820-835, doi: 10.1134/S000"
505-515, doi: 10.1111/j.1365"3083.2009.02319.x.
6297915070032.
34.
Levy, O. (2007) Innate immunity of the newborn: basic
19.
Bovin, N.V. (2017) Natural antibodies to glycans, Bioche*
mechanisms and clinical correlates, Nat. Rev. Immunol., 7,
mistry (Moscow), 78, 786-797, doi: 10.1134/S000629791"
379-390, doi: 10.1038/nri2075.
3070109.
35.
Field, C.J. (2005) The immunological components of
20.
Dotan, N., Altstock, R.T., Schwarz, M., and Dukler, A.
human milk and their effect on immune development in
(2006) Anti"glycan antibodies as biomarkers for diagnosis
infants, J. Nutr., 135, 1-4, doi: 10.1093/jn/135.1.1.
and prognosis, Lupus,
15,
442-450, doi:
10.1191/
36.
Viemann, D., Schlenke, P., Hammers, H.J., Kirchner, H.,
0961203306lu2331oa.
and Kruse, A. (2000) Differential expression of the B cell*
21.
Blixt, O., Head, S., Mondala, T., Scanlan, C., Huflejt, M.E.,
restricted molecule CD22 on neonatal B lymphocytes
Alvarez, R., Bryan, M.C., Fazio, F., Calarese, D., Stevens, J.,
depending upon antigen stimulation, Eur. J. Immunol., 30,
Razi, N., Stevens, D.J., Skehel, J.J., van Die, I., Burton, D.R.,
550-559, doi:
10.1002/1521"4141(200002)30:2<550::
Wilson, I.A., Cummings, R., Bovin, N., Wong, C.H., and
AID"IMMU550>3.0.CO;2"X.
Paulson, J.C. (2004) Printed covalent glycan array for li"
37.
Meffre, E., and Salmon, J.E. (2007) Autoantibody selec"
gand profiling of diverse glycan binding proteins, Proc. Natl.
tion and production in early human life, J. Clin. Invest.,
Acad. Sci. USA, 101, 17033-17038, doi: 10.1073/pnas.
117, 598-601, doi: 10.1172/JCI31578.
0407902101.
38.
Cooper, M.D. (2015) The early history of B cells, Nat. Rev.
22.
Robinson, D.P., and Klein, S.L. (2012) Pregnancy and
Immunol., 15, 191-197, doi: 10.1038/nri3801.
pregnancy"associated hormones alter immune responses
39.
Kraus, M., Alimzhanov, M.B., Rajewsky, N., and
and disease pathogenesis, Horm. Behav., 62, 263-271, doi: 10.
Rajewsky, K. (2004) Survival of resting mature B lympho"
1016/j.yhbeh.2012.02.023.
cytes depends on BCR signaling via the Ig alpha/beta hetero"
23.
Nair, R.R., Verma, P., and Singh, K. (2017) Immune*
dimer, Cell, 11, 787-800, doi: 10.1016/j.cell.2004.05.014.
endocrine crosstalk during pregnancy, Gen. Comp.
40.
Bovin, N., Obukhova, P., Shilova, N., Rapoport, E.,
Endocrinol., 1, 18-23, doi: 10.1016/j.ygcen.2016.03.003.
Popova, I., Navakouski, M., Unverzagt, C., Vuskovic, M.,
24.
Chugh, M., Piskarev, V., Galanina, O., Khasbiullina, N.,
and Huflejt, M. (2012) Repertoire of human natural anti*
Kadam, P., Shilova, N., Pazynina, N., Dobrochaeva, K.,
glycan immunoglobulins. Do we have auto*antibodies?
Bhanushali, P., Kozlov, N., Tupitsyn, N., and Bovin, N.
Biochim. Biophys. Acta, 1820, 1373-1382, doi: 10.1016/
(2017) Glycoprotein CA19.9 specific monoclonal antibodies
j.bbagen.2012.02.005.
recognize sialic acid independent glycotope, Tumor Biol.,
41.
Jacob, F., Goldstein, D.R., Bovin, N.V., Pochechueva, T.,
39, doi: 10.1177/1010428317725434.
Spengler, M., Caduff, R., Fink, D., Vuskovic, M.I.,
25.
Obukhova, P., Piskarev, V., Severov, V., Pazynina, G.,
Huflejt, M.E., and Heinzelmann"Schwarz, V.
(2012)
Tuzikov, F., Navakouski, M., Shilova, N., and Bovin, N.
Serum antiglycan antibody detection of nonmucinous
(2011) Profiling of serum antibodies with printed glycan
ovarian cancers by using a printed glycan array, Int. J.
array: room for data misinterpretation, Glycoconj. J., 8,
Cancer, 1, 138-146, doi: 10.1002/ijc.26002.
501-505, doi: 10.1007/s10719"011"9355"0.
42.
Kletter, D., Singh, S., Bern, M., and Haab, B.B. (2013)
26.
Simon, A.K., Hollander, G.A., and McMichael, A. (2015)
Global comparisons of lectin-glycan interactions using a
Evolution of the immune system in humans from infancy
database of analyzed glycan array data, Mol. Cell.
to old age, Proc. Biol. Sci., 22, 1821, doi: 10.1098/rspb.
Proteomics, 12, 1026-1035, doi: 10.1074/mcp.M112.026641.
2014.3085.
43.
Gildersleeve, J.C., Wang, B., Achilefu, S., Tu, Z., Xu, M.
27.
Walkovich, K., and Connelly, J.A. (2016) Primary immu"
(2012) Glycan array analysis of the antigen repertoire tar"
nodeficiency in the neonate: early diagnosis and manage"
geted by tumor*binding antibodies, Bioorg. Med. Chem.
ment, Semin. Fetal. Neonatal. Med., 21, 35, doi: 10.1016/j.
Lett., 15, 6839-6843, doi: 10.1016/j.bmcl.2012.09.055.
siny.2015.12.005.
44.
Alkan Ozdemir, S., Ozer, E.A., Kose, S., Ilhan, O.,
28.
Borghesi, J., Mario, L.C., Rodrigues, M.N., Favaron, P.O.,
Ozturk, C., and Sutcuoglu, S.J. (2016) Reference values of
and Miglino, M.A. (2014) Immunoglobulin transport du"
serum IgG and IgM levels in preterm and term newborns,
ring gestation in domestic animals and humans - a review,
Matern. Fetal. Neonatal. Med., 29, 972-976, doi: 10.3109/
Open J. Anim. Sci., 4, 323-336, doi: 10.4236/ojas.2014.
14767058.2015.1027680.
45041.
45.
Madi, A., Hecht, I., Bransburg"Zabary, S., Merbl, Y.,
29.
Kollmann, T.R., Levy, O., Montgomery, R.R., and
Pick, A., Zucker"Toledano, M., Quintana, F.J., Cohen, I.R.,
Goriely, S. (2012) Innate immune function by Toll"like
and Ben"Jacob, E. (2009) Organization of the autoanti"
receptors: distinct responses in newborns and the elderly,
body repertoire in healthy newborns and adults revealed by
Immunity, 37, 771, doi: 10.1016/j.immuni.2012.10.014.
system level informatics of antigen microarray data, Proc.
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019
АНТИГЛИКАНОВЫЕ АНТИТЕЛА В ПЕРВЫЙ ГОД ЖИЗНИ
785
Natl. Acad. Sci. USA, 106, 14484-14489, doi: 10.1073/
54. Vyas, N.K., Vyas, M.N., Chervenak, M.C., Bundle, D.R.,
pnas.0901528106.
Pinto, B.M., and Quiocho, F.A. (2003) Structural basis of
46. Vidarsson, G., Dekkers, G., and Rispens, T. (2014) IgG
peptide*carbohydrate mimicry in an antibody*combining
subclasses and allotypes: from structure to effector func"
site, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 15023-15028, doi: 0.1073/
tions, Front. Immunol., 5, doi: 10.3389/fimmu.2014.00520.
pnas.2431286100.
47. Einarsdottir, H.K., Selman, M.H., Kapur, R., Scherjon, S.,
55. Huflejt, M.E., Vuskovic, M., Vasiliu, D., Xu, H., Obukho"
Koeleman, C.A., Deelder, A.M., van der Schoot, C.E.,
va, P., Shilova, N., Tuzikov, A., Galanina, O., Arun, B., Lu, K.,
Vidarsson, G., and Wuhrer, M. (2013) Comparison of the
and Bovin, N. (2009) Anti"carbohydrate antibodies of normal
Fc glycosylation of fetal and maternal immunoglobulin G,
sera: findings, surprises and challenges, Mol. Immunol., 46,
Glycoconj. J., 30, 147-157, doi: 10.1007/s10719"012"9381"6.
3037-3049, doi: 10.1016/ j.molimm.2009.06.010.
48. Wuhrer, M., Stam, J.C., van de Geijn, F.E., Koeleman, C.A.,
56. Lee, E., Pandey, N.B., and Popel, A.S. (2014) Lymphatic
Verrips, C.T., Dolhain, R.J., Hokke, C.H., and Deelder, A.M.
endothelial cells support tumor growth in breast cancer,
(2007) Glycosylation profiling of immunoglobulin G (IgG)
Sci. Rep., 4, 5853, doi: 10.1038/srep05853.
subclasses from human serum, Proteomics, 7, 4070-4081,
57. Muthana, S.M., Campbell, C.T., and Gildersleeve, J.C.
doi: 10.1002/pmic.200700289.
(2002) Modifications of glycans: biological significance
49. Ballard, O., and Morrow, A.L. (2013) Human milk com"
and therapeutic opportunities, ACS Chem. Biol., 7, 4310,
position: nutrients and bioactive factors, Pediatr. Clin.
doi: 10.1021/cb2004466.
North. Am., 60, 49-74, doi: 10.1016/j.pcl.2012.
58. Zhang, S.L., Zhang, H.S., Cordon Cardo, C., Reuter, V.E.,
50. Kieber"Emmons, T., Saha, S., Pachov, A., Monzavi"
Singhal, A.K., Lloyd, K.O., and Livingston, P.O. (1997)
Karbassi, B., and Murali, R. (2014) Carbohydrate"mimetic
Selection of tumor antigens as targets for immune attack
peptides for pan anti"tumor responses, Front. Immunol., 5,
using immunohistochemistry. 2. Blood group"related anti"
308, doi: 10.3389/fimmu.2014.00308.
gens, Int. J. Cancer, 73, 50-56, doi: 10.1002/(SICI)1097"
51. Ohtaki, A., Kieber"Emmons, T., and Murali, R. (2013)
0215(19970926)73:1<50::AID"IJC9>3.0.CO;2"0.
Structure*based peptide mimicry of tumor"associated anti"
59. Smorodin, E.P., Kurtenkov, O.A., Sergeyev, B.L.,
gens, Monoclon. Antib. Immunodiagn. Immunother., 32,
Chuzmarov, V.I., and Afanasyev, V.P. (2007) The relation of
1-5, doi: 10.1089/mab.
serum anti"(GalNAc beta) and para"Forssman disaccha"
52. Cusick, M.F., Libbey, J.E., and Fujinami, R.S. (2012)
ride IgG levels to the progression and histological grading
Molecular mimicry as a mechanism of autoimmune disease,
of gastrointestinal cancer, Exp. Oncol., 29, 61-66.
Clin. Rev. Allergy Immunol., 42, 102-111, doi: 10.1007/
60. Hoja"Lukowicz, D., Lenczowski, P., Carpentieri, A.,
s12016"011"8294"7.
Pochec, E., Artemenko, K.A., Bergquist, J., and Litynska, A.
53. Umair, S., Deng, Q., Roberts, J.M., Shaw, R.J.,
(2013) L1CAM from human melanoma carries a novel type
Sutherland, I.A., and Pernthaner, A. (2016) Identification
of N"glycan with Galβ1"4Galβ1"motif. Involvement of
of peptide mimics of a glycan epitope on the surface of pa"
N"linked glycans in migratory and invasive behavior of
rasitic nematode larvae, PLoS One, 11, doi: 10.1371/journal.
melanoma cells, Glycoconj. J., 30, 205-225, doi: 10.1007/
pone.0162016.
s10719"012"9374"5.
THE REPERTOIRE OF HUMAN ANTI7GLYCAN ANTIBODIES
AND ITS DYNAMICS IN THE FIRST YEAR OF LIFE
N. R. Khasbiullina1,2*, N. V. Shilova2, М. Е. Navakouski2, A. Yu. Nokel2,
O. Blixt3, L. O. Kononov1, Yu. A. Knirel1, and N. V. Bovin2
1 Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences,
119991 Moscow, Russia; E*mail: n.khasbiullina@mail.ru
2 Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy
of Sciences, 117997 Moscow, Russia
3 University of Copenhagen, T4221871, Frederiksberg, Denmark
Received November 23, 2018
Revised March 18, 2019
Accepted March 19, 2019
The repertoire of anti"glycan antibodies of peripheral blood was studied using a microarray containing 487 glycan
antigens: fragments of mammalian glycans (N" and O"chains of glycoproteins, as well as glycolipids) and bacterial
polysaccharides. The studied sera samples correspond to the third, sixth, and twelfth months of life. The infants were
divided into four groups according to their nutrition type: breast milk, standard formula, and partially or totally
hydrolyzed (protein) formula. At the age of 3 months, the repertoire of IgG is maximal (presumably, the lifetime of
maternal IgG in the newborns’ bloodstream is much greater than it is generally assumed), but by the 12th month it is
significantly decreased, as well the total content of IgG. On the opposite, the IgM content was low during the first six
months and increased significantly by the 12th month. Nevertheless, the anti"glycan IgM repertoire of 12"month"old
infants is still different from that of their mothers and unrelated donors, in particular, by the absence of antibodies
against the Galβ1"3GlcNAc (LeC) disaccharide, which is found in almost all healthy humans. Remarkably, the reper"
toire of IgM of breast"fed infants was significantly lower than that of formula"fed by the 12th month.
Keywords: natural antibodies, glycans, polysaccharides, bacteria, glycochip, array, infant nutrition, innate immunity
БИОХИМИЯ том 84 вып. 6 2019