Том 65, № 1 (2023)

Представлен обзор современных данных литературы о значении сигнального пути Notch в механизмах развития заболеваний респираторной системы – хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), бронхиальной астмы (БА) и рака легкого. В исследованиях образцов тканей легких больных с ХОБЛ и тканей легких мышей установлено, что активация сигнального пути Notch способствует метаплазии и повышению функциональной активности бокаловидных клеток, защищает эпителиальные клетки от апоптоза и окислительного стресса. Подавление пути Notch–Jagged1/Jagged2 ассоциировано с трансдифференцировкой булавовидных клеток в ресничатые. У больных БА сигнальный путь Notch способствует дифференцировке Тh2-лимфоцитов. В модели бронхиальной астмы, индуцированной овальбумином, каскад Notch увеличивает дисбаланс популяций лимфоцитов Th17/Treg, продукцию IL-4, IL-5, IL-13, IL-17, образование аллерген-специфических IgE, эозинофильную инфильтрацию и метаплазию бокаловидных клеток эпителия дыхательных путей. Снижение концентрации IgE, цитокинов типа Th2 (IL-4, IL-5, IL-13), увеличение числа Treg-клеток и уровня TGFβ в бронхоальвеолярном лаваже у мышей с астмой, опосредованное введением дендритных клеток, экспрессирующих лиганды DLL1 и Jagged1, свидетельствует о протективной роли сигнального пути Notch. На образцах опухолевой ткани и линии клеток немелкоклеточного рака легкого установлено, что увеличение экспрессии мРНК Notch-1 и Notch-3 связано с повышением пролиферативной активности, злокачественной трансформацией клеток, высоким риском метастазирования в лимфатические узлы и неблагоприятным прогнозом заболевания. В образцах опухолевой ткани мелкоклеточного рака легкого регистрируется повышение экспрессии гена ингибитора передачи сигналов Notch – лиганда DLK1, гена фактора транскрипции Ascl1 и лизин-специфической гистондеметилазы 1 (LSD1). Подавление активности LSD1 сопровождается реактивацией передачи сигналов через Notch-1-рецептор и последующим угнетением фактора транскрипции Ascl1, индуцирующего начальные стадии опухолевой трансформации.

Заживление переломов представляет собой сложный процесс, при котором основными источниками клеток-предшественников остеобластов становятся надкостница и эндост. Однако клеточные механизмы и сигнальные каскады, лежащие в основе начальных стадий дифференцировки предшественников остеобластов во взрослой кости, до сих пор недостаточно изучены. Поэтому мы провели протеомный анализ первичной культуры изолированных остеобластов человека из бедренной кости взрослых доноров в недифференцированных условиях и на пятый день остеогенной дифференцировки in vitro. Это ранняя временная точка, при которой ещe не наблюдается минерализация внеклеточного матрикса. В протеомный анализ были включены 1612 белков, идентифицированных как минимум по двум пептидами. Данные доступны через ProteomeXchange с идентификатором PXD033697. Несмотря на то, что минерализация матрикса начинается только после индукции остеогенной дифференцировки, мы выявили неожиданно слабый физиологический сдвиг, связанный со снижением пролиферативной активности клеток и изменением белков, участвующих в секреции и организации внеклеточного матрикса. Мы показали, что при культивировании в стандартных условиях в остеобластах выявляются маркеры поздних стадий остеогенной дифференцировки, в том числе BMP-2/4, остеокальцин, остеопонтин и RUNX2. Следовательно, дальнейшая дифференцировка, необходимая для минерализации матрикса, требует минимальных физиологических изменений.

Воздействие на солидные опухоли струей холодной плазмы (ХПС) является инновационным подходом, который активно начали разрабатывать лишь в последнее десятилетие. Вследствие этого актуальны исследования, направленные на выявление условий селективности такого воздействия на опухолевые клетки, в том числе в составе 3D-моделей, имитирующих злокачественные новообразования. Известно, что основные цитотоксические эффекты ХПС обуславливают активные формы кислорода и азота, которые образуются в потоке плазмы, и доступность которых может отличаться для клеток в классических 2D- и 3D-моделях культивирования. В настоящей работе использовали многоклеточные сфероиды из клеток MCF7-EGFR с гиперэкспрессией рецептора эпидермального фактора роста (EGFR), клетки родительской линии аденокарциномы молочной железы MCF7, а также клетки нетрансформированной молочной железы человека MCF10A. Облучение сфероидов MCF7-EGFR вело к деструкции многоклеточных 3D-структур на отдельные клетки с активацией в них процессов гибели. Показано, что клетки облученных сфероидов подвергаются фагоцитозу активированными макрофагами. При сравнении прямого воздействия ХПС и культивирования сфероидов MCF7-EGFR в среде, облученной ХПС (СО-ХПС), обнаружено большее содержание активных форм кислорода и азота в клетках сфероидов при культивировании в облученной среде, что далее ведет к большему цитотоксическому эффекту, чем при прямом облучении. Показано, что цитотоксические свойства СО-ХПС лучше сохраняются при хранении такой среды при 4, чем при −20°С. Таким образом, для индукции гибели опухолевых клеток в составе сфероидов добавление культуральной среды, облученной ХПС, было эффективнее, чем прямое облучение клеток.

Снижение энергетического метаболизма головного мозга коррелирует с когнитивными нарушениями при болезни Альцгеймера. Накапливающиеся экспериментальные данные указывают на то, что переносчики лактата и монокарбоксилатные транспортеры (МСТ) принимают непосредственное участие в церебральном энергетическом метаболизме. Однако в настоящее время изменения уровня лактата и МСТ при болезни Альцгеймера остаются неясными. Цель исследования заключалась в изучении содержания лактата и уровня его транспортеров MCT1 и MCT2 в клетках нейрональной, астроглиальной и эндотелиальной природы при остром токсическом действии бета-амилоида (Aβ1–42) in vitro и in vivo. Показано, что в условиях острого токсического действия Aβ1–42 in vivo значимо (P ≤ 0.05) уменьшается уровень лактата в ткани гиппокампа и повышается в диализате на фоне низкого уровня MCT1 и MCT2. In vitro выявлена высокая (P ≤ 0.05) продукция лактата астроцитами, сопряженная с низким (P ≤ 0.05) уровнем MCT2 на нейронах. Таким образом, Aβ1–42 вызывает снижение уровня лактата в ткани гиппокампа и повышение его уровня в диализате in vivo, что коррелирует с нарушением уровня MCT1 и MCT2. Это указывает на нарушение энергетического метаболизма за счет острого токсического действия Aβ1–42. При этом выявленное повышение продукции лактата астроцитами in vitro может свидетельствовать о включении компенсаторного механизма, направленного на поддержание астроцитарно-нейронального взаимодействия.

В работе изучена роль коротких пептидов FGER и GER, содержащих общий трипептидный фрагмент, в регуляции адгезивного ответа клеток СНО-К1. Оба пептида увеличивали клеточную адгезию, как на необработанном пластике, так и на желатине, адсорбированном на пластике, но не влияли на скорость прикрепления клеток к адсорбированному на пластике поли-L-лизину. Пептид GER больше стимулировал клеточную адгезию на необработанном пластике. Пептид FGER увеличивал скорость прикрепления клеток к желатину в более широком диапазоне концентраций по сравнению с таковой на необработанном пластике. Отмечена вариативность процесса распластывания клеток на разных субстратах под влиянием исследованных пептидов. На необработанном пластике оба пептида практически в равной степени стимулировали распластывание клеток. На желатине пептид FGER сохранял способность стимулировать распластывание клеток, а пептид GER частично ингибировал распластывание по сравнению с таковым на необработанном пластике. Установлено, что включение дополнительного N-концевого гидрофобного аминокислотного остатка Phe к трипептидному фрагменту GER изменяет регуляторную активность пептида на модели клеточной адгезии в зависимости от стадии взаимодействия клеток с субстратом и (или) от свойств поверхности прикрепления. Обсуждается структурно-функциональная активность исследованных пептидов в отношении различных структурных компонентов адгезионных структур.