Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 42, № 5 (2025)
ОБЗОРЫ
Посттрансляционные модификации белков с неупорядоченной структурой в регуляции регенерации и нейродегенерации клеток мозга
Аннотация
Обзор посвящен роли внутренне-неупорядоченных белков и их посттрансляционных модификаций в регуляции процессов нейрорегенерации и нейродегенерации. Внутренне-неупорядоченные белки, обладая высокой конформационной гибкостью и отсутствием стабильной третичной структуры, способны участвовать в множестве клеточных процессов за счет динамичных и специфичных взаимодействий с различными партнерами. Они вовлечены в регуляцию транскрипции, апоптоза, клеточного цикла и стрессовых ответов. Ключевыми примерами таких белков являются факторы транскрипции p53, c-Myc, FOXO3a и E2F1, которые в зависимости от набора посттрансляционных модификаций могут переключаться между функциями защиты нейронов и активации их гибели. Особое внимание уделяется механизмам, посредством которых посттрансляционные модификации, такие как ацетилирование, фосфорилирование, убиквитинирование, изменяют локализацию, стабильность и активность внутренне-неупорядоченных белков, влияя на исход клеточной судьбы. Также рассматривается вклад неправильно свернутых белков со структурно-неупорядоченными доменами, таких как Tau и α-синуклеин, в патогенез нейродегенеративных состояний. В статье подчеркиваются сложности, связанные с терапевтическим таргетированием этих белков, обусловленные их структурной пластичностью и многообразием посттрансляционных модификаций. Обсуждаются перспективные подходы к воздействию на общую активность и функциональное состояние белков-мишеней, включая модуляцию активности ферментов, посттрансляционной модификации и механизмов протеостаза. Обзор иллюстрирует критическую необходимость комплексного изучения посттрансляционных модификаций как механизмов регуляции неупорядоченных белков для разработки новых стратегий терапии острых повреждений нервных клеток и нейродегенеративных заболеваний.
347-355
Роль оксида азота и сероводорода в регуляции экспрессии про- и антиапоптотических генов при травмах центральной и периферической нервной системы
Аннотация
Травмы центральной и периферической нервной системы сопровождаются сложными клеточно-молекулярными процессами, включающими нейровоспаление, окислительный стресс и программируемую гибель клеток. Оксид азота (NO) и сероводород (H2S) играют ключевую роль в этих процессах, демонстрируя двойственные эффекты. Апоптоз является ключевым механизмом, участвующим в гибели нейронов и глиальных клеток при нейротравмах. NO и H2S могут регулировать экспрессию анти- и проапоптотических генов через прямую модификацию ДНК и РНК или через более сложные эпигенетические механизмы, реализующиеся через активацию или ингибирование факторов транскрипции. В настоящем обзоре подробно рассмотрены NO- и H2S-зависимые сигнальные механизмы, регулирующие экспрессию анти- и проапоптотических генов при различных нейротравмах, а также представлены двойственные эффекты данных газотрансмиттеров при фармакологическом регулировании.
356-381
***
Резистентность к действию антрациклинов CD33+-клеток острого миелоидного лейкоза в трехмерных культурах
Аннотация
Выявление механизмов лекарственной устойчивости клеток острого миелоидного лейкоза (ОМЛ) остается важной задачей для биомедицины и онкогематологии. В наших ранних работах при использовании постоянных клеточных линий было показано повышение лекарственной устойчивости клеток ОМЛ в составе трехмерных многоклеточных культур. В данном исследовании с помощью методов проточной цитометрии и спектрофлуометрии мы обнаружили повышение устойчивости первичных CD33+-клеток ОМЛ к цитотоксическому действию антрациклинов в трехмерных многоклеточных культурах, которое сопровождалось подавлением проапоптотического сигнального пути, увеличением доли клеток в G0/G1-фазе клеточного цикла и повышением содержания антиапоптотического белка Bcl-2.
382-394
Активация FLT3-ассоциированных сигнальных путей у устойчивых к квизартинибу макрофагоподобных клеток острого миелоидного лейкоза
Аннотация
Изучение механизмов устойчивости клеток острого миелоидного лейкоза (ОМЛ) к противоопухолевой терапии, включая таргетные препараты, такие как ингибитор FLT3 – квизартиниб, сохраняет высокую актуальность в современной молекулярной онкологии. В данном исследовании изучены механизмы формирования устойчивости к квизартинибу в макрофагоподобных клетках линии THP-1ad. Показано, что резистентность ассоциирована со снижением экспрессии рецептора FLT3 вследствие подавления транскрипционной активности гена FLT3, при этом ключевые нижележащие сигнальные пути (STAT5, PI3K/AKT, ERK) остаются функционально активными. Полученные данные свидетельствуют о том, что устойчивость к ингибиторам FLT3 у клеток ОМЛ может развиваться независимо от классических мутационных механизмов, а за счет альтернативной активации сигнальных каскадов. Результаты исследования расширяют современные представления о механизмах резистентности при ОМЛ и обосновывают целесообразность таргетного воздействия на сигнальные каскады, расположенные ниже FLT3, что может стать перспективной стратегией преодоления резистентности у опухолевых клеток с устойчивостью к ингибиторам FLT3.
395-405
Астаксантин предотвращает снижение жизнеспособности кардиомиоцитов АС16, вызванное пероксидом водорода
Аннотация
Изучено влияние астаксантина (5 и 10 мкМ), каротиноида ксантофилла, на жизнеспособность кардиомиоцитов человека линии АС16 при цитотоксическом действии 100 мкМ пероксида водорода. Показано, что совместное действие этих веществ приводит к повышению жизнеспособности клеток и индекса митотической активности. Установлено, что действие астаксантина на фоне цитотоксичности, вызванной пероксидом водорода, способствует снижению содержания протеинкиназа R-подобной киназы эндоплазматического ретикулума (PERK) и стимулятора стресса эндоплазматического ретикулума и гомологичного белка проапоптотического транскрипционного фактора C/BEP (CHOP). Показано, что астаксантин при пероксид водорода-индуцированной цитотоксичности восстанавливает экспрессию анти- и проапоптотических белков семейства Bcl-2. Выявлен защитный эффект астаксантина несмотря на токсичное действие пероксида водорода.
406-413
Влияние активности Na+, K+-ATP-азы и дигидропиридиновых рецепторов на содержание Ca2+ и сократительные свойства M. soleus крыс при трехдневной функциональной разгрузке
Аннотация
При гипокинезии наблюдается атрофия мышц и снижение силы, причем снижение силы может происходить на самых ранних этапах функциональной разгрузки. Для исследования связи между кальций-зависимыми процессами в волокне и изменением сократительных свойств m. soleus был использован 3-суточный срок разгрузки самцов крыс Wistar, которым вводили нифедипин – блокатор дигидропиридиновых рецепторов (DHPR), или уабаин – сердечный гликозид, который связывается с α-субъединицей Na+,K+-ATP-азы. В двух сериях экспериментов использовали по 3 группы крыс (по 16 особей в каждой группе): контроль (С), вывешивание (3HS), вывешивание + нифедипин (3HS+N) или вывешивание + уабаин (3HS+Ou). Обнаружили, что при функциональной разгрузке происходит снижение массы m. soleus во всех вывешенных (3HS, 3HS+N, 3HS+Ou) группах (p < 0.05). Также при 3-суточном вывешивании без препаратов уменьшается площадь поперечного сечения (ППС) быстрых и медленных мышечных волокон (МВ), увеличивается уровень Са2+ в миоплазме МВ, снижается максимальная сила одиночного и тетанического сокращения m. soleus относительно контроля (p < 0.05). Трехсуточное ингибирование DHPR при функциональной разгрузке предотвращало снижение ППС, падение силы, увеличение уровня Са2+ в миоплазме МВ и снижение максимальной силы одиночного и тетанического сокращения m. soleus. При введении уабаина наблюдалось увеличение ППС, уменьшение уровня Са2+ в миоплазме, тогда как удельная (соотнесенная с физиологическим поперечным сечением мышцы) максимальная сила одиночного и тетанического сокращения m. soleus у животных снижалась недостоверно по сравнению с группой без препаратов (3HS), однако уабаин значимо повлиял на пассивные механические свойства m. soleus: максимальная пиковая сила и максимальная сила в конце теста на растяжение в мышцах с введением препарата не отличалась от группы интактного контроля. Таким образом, применение уабаина и нифедипина приводит к предотвращению накопления миоплазматического кальция на фоне функциональной разгрузки, что сопровождается сохранением удельной жесткости и силы мышцы, замедлением снижения площади поперечного сечения МВ и предотвращением изменения процентного соотношения МВ в сторону волокон быстрого типа.
414-420
Влияние трофобластического β1-гликопротеина на представленность мембранных молекул PD-L1 и CD73 на миелоидных супрессорных клетках и их цитокиновый профиль
Аннотация
Миелоидные супрессорные клетки (myeloid-derived suppressor cells, MDSC) играют ключевую роль в формировании иммунной толерантности, в том числе при беременности, благодаря способности подавлять иммунный ответ, используя различные механизмы. Одним из важных регуляторов иммунной системы в период гестации является трофобластический β1-гликопротеин (ТБГ), обладающий выраженными иммуносупрессивными свойствами. Целью настоящей работы было изучить влияние нативного и рекомбинантного ТБГ на функциональную активность MDSC, полученных из периферической крови здоровых доноров. Для этого CD11b+-клетки выделяли иммуномагнитной сепарацией и дифференцировали в MDSC с помощью GM-CSF, IL-1β и липополисахарида (ЛПС). В эксперименте использовали физиологические концентрации нативного (1, 10, 100 мкг/мл) и рекомбинантного (1, 10 мкг/мл) ТБГ. Фенотипирование клеток проводили методом проточной цитометрии с определением мембранных белков PD-L1 и CD73, а также измеряли уровень индуцибельной NO-синтазы (iNOS) и анализировали цитокиновый профиль (17 маркеров) с помощью мультиплексного анализа. Установлено, что рекомбинантный ТБГ в концентрации 1 мкг/мл достоверно повышал плотность белка PD-L1 на поверхности MDSC, а в концентрации 10 мкг/мл увеличивал уровень CD73, тогда как нативный ТБГ не оказывал значимого влияния на эти показатели. Оба варианта ТБГ не влияли на продукцию iNOS, однако рекомбинантный ТБГ (10 мкг/мл) снижал уровень хемокина MIP-1β, не изменяя продукцию других исследованных цитокинов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что рекомбинантный ТБГ способен усиливать иммуносупрессивный потенциал MDSC за счет увеличения мембранных молекул PD-L1 и CD73, а также подавления продукции MIP-1β, что может иметь значение для разработки новых биофармакологических подходов к коррекции иммунного ответа при аутоиммунных заболеваниях и трансплантации. Структурные особенности рекомбинантного ТБГ, связанные с посттрансляционными модификациями, вероятно, определяют его селективное действие на функциональные свойства MDSC.
421-428
Сигнальные эффекты введения предшественника альфа-кетоглутарата в камбаловидной мышце крыс на фоне 7-суточной механической разгрузки
Аннотация
В условиях недостаточной активности мышц (при их функциональной разгрузке) наблюдается ряд патологических процессов, приводящих к ухудшению мышечных функций. В основе части данных процессов лежит изменение генной экспрессии, приводящее к трансформации фенотипа мышечных волокон из «медленного», обладающего преимущественно окислительным типом метаболизма и устойчивого к утомлению, в «быстрый», обладающий преимущественно гликолитическим метаболизмом и быстро утомляемый. На основании литературных данных можно предположить, что CpG-метилирование промоторных участков генов может участвовать в регуляции экспрессии генов, реализующих «медленный» или «быстрый» фенотип мышечных волокон. Снижение экспрессии ряда генов-регуляторов биогенеза митохондрий и фенотипа мышечных волокон в условиях механической разгрузки мышцы может определяться недостатком альфа-кетоглутарата (кофермента транслоказ TET, деметилирующих CpG-островки). Для проверки данной гипотезы самцы крыс линии Вистар были распределены на три группы по 8 животных: 1) C – виварный контроль с ежедневным внутрибрюшинным введением плацебо (физраствор); 2) 7HS – 7-суточное вывешивание с ежедневным внутрибрюшинным введением плацебо (физраствор); 3) 7HSD – 7-суточное вывешивание с ежедневным внутрибрюшинным введением 200 мг/кг диметил-2-кетоглутарата (предшественника альфа-кетоглутарата). По итогам анализа экспериментальных данных было обнаружено, что введение диметил-2-кетоглутарата вывешенным животным частично предотвращает наблюдаемое при 7-суточном вывешивании животных снижение уровня накопления мРНК регуляторов биогенеза митохондрий и содержания митохондриальной ДНК. Данный эффект может реализовываться через влияние препарата на CpG-метилирование, однако в группе 7HSD было также обнаружено увеличение уровня фосфорилирования AMP-активируемой протеинкиназы в сравнении с группами 7HS и С, что может объяснять эффект диметил-2-кетоглутарата на уровень накопления мРНК регуляторов биогенеза митохондрий и содержание митохондриальной ДНК на фоне вывешивания задних конечностей крыс.
429-438