Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии

Опубликовано: 02.09.2018

О научном журнале «Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии»

Архив научных статей из журнала «Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии»

SIMPLE MODEL OF LOCAL ORDERING OF DPPC LIPIDS IN CONTACT WITH CHOLESTEROL

KHEYFETS B.B., MUKHIN S.I. — 2015 г.

Smaller area per molecule in a DPPC–cholesterol multicomponent monolayers than in pure DPPC suggests that DPPC lipids straighten when in contact with cholesterol. Using flexible strings model, that imitates entropic repulsion between lipid chains in the membrane, one can reproduce the DPPC–cholesterol area per molecule diagram at a low cholesterol concentration. Using an analytical interpolation we construct a pure cholesterol membrane, which allows us to calculate area per molecule in cholesterol “membrane” with small DPPC concentration. The last result suggests the area per lipid in a large cholesterol concentration DPPC membrane. The parameters found by fitting our model results to the experimental area–concentration diagram imply that cholesterol exerts greater lateral pressure in the membrane than DPPC.

THE FORMATION MECHANISM OF THE ABSCISIC ACID TRANSPORT CHANNEL IN PYL2 PROTEIN: A MOLECULAR DYNAMIC STUDY

WANG H., WANG L., YU Q., YUAN Y., ZHANG X. — 2015 г.

In this paper, the formation mechanism of the abscisic acid (ABA) transport channel in protein PYL2 was studied by the molecular dynamic (MD) method. MD simulations suggested that CL2, CL3 and CL4 loops in PYL2 are more flexible than other loops after the PYL2 activation. ABA binding induces dramatic conformational changes in loops CL2, CL2 and CL3, which indicates that the three loops may play key roles in the activation of the channel for the ABA entry into the pocket of the PYL2 protein. Simulations also showed that residue Arg120 in CL3 plays an essential role in the formation of the ABA transport channel. In SMD simulations, a steady increase of the applied force during the first 400 ps of the ABA egress process was shown. It rose to approximately 680 pN that was the maximum rupture force of the ABA unbinding along this pathway. The large rupture force may contribute to the breaking of hydrogen bonds between ABA and PYL2.

БЕЛКОВЫЙ СПЕКТР МЕМБРАНЫ ЭРИТРОЦИТОВ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ПАТОЛОГИИ

БАБУШКИНА И.В., БОРОВСКИЙ Г.Б., ИЛЬИНА О.П., КУРИЛЬСКАЯ Т.Е., ПИВОВАРОВ Ю.И., СЕРГЕЕВА А.С. — 2015 г.

В мини-обзоре приведены основные сведения о функциях белков мембраны эритроцита. Проанализированы результаты изучения изменений белкового спектра эритроцитов при разных патологиях: гипертонической болезни, метаболическом синдроме, пневмонии и т.д. Обсуждается вопрос, является ли изменение белков мембран типовым или специфическим для разных видов патологий.

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ PT+ В КЛЕТКАХ ГЛИОБЛАСТОМЫ, ОБРАБОТАННЫХ ЦИСПЛАТИНОМ, МЕТОДОМ ВРЕМЯПРОЛЕТНОЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ВТОРИЧНЫХ ИОНОВ

ГУЛАРЯН С.К., ГУЛИН А.А., НАДТОЧЕНКО В.А., ПАВЛЮКОВ М.С. — 2015 г.

Методом времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов выполнен анализ клеток глиобластомы человека (линия U87MG), обработанных фармакологическим препаратом цисплатин. Определено пространственное распределение ионов Pt+, Na+, липидов в клетке. Показано, что концентрация ионов Pt+ внутри ядра клетки в 1.5 раза больше, чем в цитоплазме. В клетках, обработанной цисплатином обнаружено образование сфингозина, которое наблюдается в процессе апоптоза. В контрольных необработанных цисплатином клетках сфингозин не образуется.

ВЛИЯНИЕ PH НА ХАРАКТЕР АДСОРБЦИИ МАТРИКСНОГО ВИРУСНОГО БЕЛКА М1

БРЕВНОВ В.В., ИНДЕНБОМ А.В., ФЕДОРОВА Н.В. — 2015 г.

Методом поверхностного плазмонного резонанса (ППР) исследована адсорбция матриксного вирусного белка М1 на подложке, моделирующей поверхность липидной мембраны вируса гриппа. Установлено, что снижение рН ведет к увеличению времени достижения уровня насыщения адсорбции, несмотря на рост ее начальной скорости. Адсорбция М1 необратима в кислой и нейтральных средах, но в первом случае уровень насыщения адсорбции существенно зависит от концентрации белка. Несмотря на необратимость адсорбции при всех значениях рН закисление раствора до рН 4 приводило к частичной десорбция белка из слоя, сформированного при рН 7. На основании полученных данных сделано предположение о pH-индуцированных изменениях формы адсорбированных молекул М1. В кислой среде вытянутые молекулы белка адсорбируются преимущественно латерально в разбавленных растворах и в большей степени ортогонально в концентрированных растворах. В нейтральной среде молекулы белка приобретают компактную конформацию в адсорбционном слое и его толщина не зависит от концентрации. По-видимому, основную роль в рН-индуцированном изменении формы адсорбированного белка играет его подвижный С-концевой домен.

ВЛИЯНИЕ СОЕВОГО МАСЛА НА АКТИВНОСТЬ ДЫХАТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ В МИТОХОНДРИЯХ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ СТАРЫХ КРЫС

АРИПОВСКИЙ А.В., БРОННИКОВ Г.Е., КРАМАРОВА Л.И., КУЛАГИНА Т.П. — 2015 г.

Изучено влияние соевого масла, добавляемого в рацион молодых (6–7 мес.) и старых (26–30 мес.) крыс в течение 6 нед., на активность NADH-коэнзим Q1-оксидоредуктазы (комплекс I), цитохром-с-оксидазы (комплекс IV) и цитратсинтазы в гомогенатах четырехглавой мышцы бедра. У старых крыс активности комплексов I и IV были значительно ниже, чем у молодых, тогда как активность цитратсинтазы была такой же, как у молодых животных. Соевое масло полностью восстанавливало активность дыхательного комплекса I в мышцах старых крыс, которая становилась такой же, как у молодых особей. При этом активность комплекса IV не изменялась статистически значимо. Жирнокислотный состав мышечной ткани старых крыс отличался от состава у молодых животных. Введение в рацион старых крыс соевого масла приводило к восстановлению содержания большинства измеренных жирных кислот до уровня молодых особей. Обсуждаются возможные механизмы влияния соевого масла на активность дыхательных комплексов и взаимосвязь между восстановлением активности комплекса I и жирнокислотного состава мышечной ткани.

ВЛИЯНИЕ ЧЕТЫРЕХНЕДЕЛЬНОГО ЛЕЧЕНИЯ ЛЕВОТИРОКСИНОМ НА ГОРМОНАЛЬНУЮ РЕГУЛЯЦИЮ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ И ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ТКАНЯХ КРЫС С ОЖИРЕНИЕМ

ДЕРКАЧ К.В., ИГНАТЬЕВА П.А., КУЗНЕЦОВА Л.А., ЧИСТЯКОВА О.В., ШПАКОВ А.О. — 2015 г.

Снижение функций щитовидной железы (ЩЖ), часто наблюдаемое при ожирении и метаболическом синдроме, приводит к развитию гипотиреоидного состояния и является одной из причин метаболических и функциональных нарушений. Предполагается, что терапия тиреоидными гормонами, нормализующая их уровень в организме, способна предотвратить эти нарушения. Однако исследования влияния такой терапии на метаболические показатели у животных с экспериментальным ожирением немногочисленны, а данные о ее влиянии на активность аденилатциклазной сигнальной системы (АЦСС) отсутствуют. Известно, что нарушения чувствительности АЦСС к гормонам играют ключевую роль в этиологии и патогенезе заболеваний, ассоциированных с метаболическими расстройствами. В представленной работе изучали влияние длительного приема левотироксина на показатели углеводного и липидного обмена, тиреоидный статус, активность АЦСС и ее регуляцию гормонами в головном мозге, миокарде, эпидидимальном жире и ЩЖ самцов крыс с ожирением. Крысы с ожирением, вызванным высокожировой диетой в течение 3 мес., на протяжении 4 недель получали левотироксин (перорально, в суточной дозе 20 мкг/кг) (группа ОЖ + ЛТ), в то время как контрольные животные и крысы с ожирением без лечения вместо гормона получали плацебо. Прием левотироксина приводил к восстановлению уровня тиреоидных гормонов, снижению массы тела и жировой ткани, а также уровней триглицеридов, общего и атерогенного холестерина, усилениию утилизации глюкозы. Наряду с этим в мозге, миокарде и эпидидимальном жире восстанавливалась активность АЦСС, нарушенная при ожирении. Левотироксин восстанавливал стимулирующие эффекты серотонина и дофамина в мозге, а также ингибирующие эффекты агонистов серотониновых рецепторов подтипа 1B и дофаминовых рецепторов типа 2 на активность аденилатциклазы (АЦ). В миокарде восстанавливались сниженные при ожирении стимулирующие эффекты -агонистов и релаксина. Следует, однако, отметить, что в группе ОЖ + ЛТ повышенные в условиях ожирения эффекты -агонистов не менялись, что приводило к усилению активирующего влияния -агонистов на АЦ и создавало определенные риски для развития сердечно-сосудистой патологии. В эпидидимальном жире наблюдали усиление липолитических эффектов -агонистов и ослабление антилиполитического эффекта агониста аденозинового рецептора типа 1, N6-циклопентиладенозина, что указывает на усиление липолиза в жировой ткани. Чувствительность АЦ к тиреотропному гормону в ЩЖ в группе ОЖ + ЛТ в условиях избытка тиреоидных гормонов снижалась. Таким образом, лечение левотироксином не только улучшает энергетический обмен и предотвращает дефицит тиреоидных гормонов в условиях экспериментального ожирения, но и восстанавливает гормональную регуляцию АЦСС, что может быть одним из механизмов действия тиреоидных гормонов на функции мозга и периферических тканей в условиях ожирения и других метаболических расстройств, сопровождаемых гипотиреоидными состояниями.

ВОЗМОЖНЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ ПОТЕНЦИАЛ-ЗАВИСИМЫХ Са2+-КАНАЛОВ ВКУСОВЫХ КЛЕТОК НАРУЖНЫМ Са2+

ЖАО Х., КОЛЕСНИКОВ С.С., ЧЕРКАШИН А.П. — 2015 г.

Вкусовая почка представляет собой плотный ассоциат 50–100 клеток, расстояние между которыми существенно меньше характерного клеточного размера, в связи с чем объем внеклеточного пространства на два порядка меньше внутриклеточного. Поэтому электрическая активность клеток может приводить к заметным изменениям содержания основных физиологически важных ионов во внеклеточной среде, включая ионы Са2+, за счет перераспределения ионов между цитоплазмой и внеклеточной средой. Хотя популяция клеток вкусовой почки включает вкусовые клетки нескольких типов, потенциал-зависимые (ПЗ) Са2+-каналы функциональны только в клетках типа III. В данной работе анализировали зависимость ПЗ Са2+-тока во вкусовых клетках от концентрации внеклеточного Са2+. Было установлено, что на зависимости ПЗ Са2+-тока от концентрации внеклеточного Са2+ имеется плато. Это указывает на существование механизма, который регулирует активность ПЗ Са2+-каналов, чтобы обеспечить инвариантность потока Са2+ в физиологически значимом диапазоне концентраций (1–2 мМ) наружного Са2+. Предложена математическая модель, в которой предполагается, что гептаспиральный рецептор CASR (extracellular Са2+-sensing receptor) вовлечен в регуляцию активности ПЗ Са2+-каналов. В модели постулируется, что внеклеточный Са2+ влияет на уровень ПЗ Са2+-тока не только как носитель тока, но и как CASR-опосредованный регулятор ПЗ Са2+-каналов. При определенных параметрах модель достаточно точно воспроизводит полученную экспериментальную зависимость величины ПЗ Са2+-тока от концентрации внеклеточного Са2+.

ИЗМЕНЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ К ГОРМОНАМ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ, МИОКАРДЕ И СЕМЕННИКАХ КРЫС, ИММУНИЗИРОВАННЫХ ПЕПТИДОМ 269–280 МЕЛАНОКОРТИНОВОГО РЕЦЕПТОРА 3-ГО ТИПА

БОНДАРЕВА В.М., ДЕРКАЧ К.В., ЖАРОВА О.А., ШПАКОВ А.О., ШПАКОВА Е.А. — 2015 г.

Связывание меланокортиновых рецепторов 3-го типа (М3), функционально сопряженных с Gs-белками, с -меланоцитстимулирующим гормоном ( -МСГ) или М3-агонистом -МСГ приводит к активации аденилатциклазы (АЦ) в головном мозге, что лежит в основе М3-опосредуемой регуляции физиологических и биохимических процессов в ЦНС и на периферии. Снижение активности М3 приводит к нарушению энергетического обмена, метаболическому синдрому, нарушениям функций нервной и сердечно-сосудистой систем. Однако лежащие в основе этого молекулярные механизмы и роль в них аденилатциклазной сигнальной системы (АЦСС) остаются мало изученными. Цель работы состояла в исследовании влияния длительной (13 мес., 8 инъекций) иммунизации самцов крыс с помощью БСА-конъюгированного пептида A-[PTNPYCICTTAH269-280]-A (A-[269–280]-A), соответствующего третьей внеклеточной петле М3 крысы, на функциональную активность АЦСС в мозге, миокарде и семенниках крыс и ее регуляцию нейромедиаторами и гормонами. В конце эксперимента масса тела животных была снижена, повышалась удельная масса жировой ткани, отмечалась дислипидемия, снижалась чувствительность к инсулину, несмотря на повышение его секреции в ответ на нагрузку глюкозой. В мозге иммунизированных крыс снижались стимулирующие АЦ эффекты -МСГ, норадреналина, серотонина и PACAP-38, повышался стимулирующий эффект дофамина, усиливались ингибирующие АЦ эффекты серотонина и агониста серотониновых рецепторов 1B/1D-подтипа 5-нонилокситриптамина, в то время как эффекты М3Р/М4-агониста -МСГ и М4-агониста THIQ не менялись. В мембранах миокарда наблюдали усиление стимуляции АЦ агонистами 3-адренергических рецепторов ( 3-) на фоне снижения стимулирующих АЦ эффектов 1- и 2-агонистов, а также ослабление АЦ эффекта релаксина. В тестикулярных мембранах были снижены стимулирующие АЦ эффекты хорионического гонадотропина и PACAP-38, а также ГИДФ, негидролизуемого аналога GTP. Полученные данные указывают на то, что ослабление М3-сигнализации приводит к значительным изменениям чувствительности АЦСС в мозге, миокарде и семенниках к гормонам, играющим ключевую роль в функционировании нервной, сердечно-сосудистой и репродуктивной систем, причем эти изменения характеризовались гормональной и рецепторной специфичностью. Идентификация нарушений в АЦСС является одним из подходов к изучению этиологии и патогенеза заболеваний, ассоциированных с ингибированием М3-меланокортиновой сигнальной системы мозга.

КАЛЬЦИЙ-АКТИВИРУЕМЫЕ K+-КАНАЛЫ БОЛЬШОЙ ПРОВОДИМОСТИ В МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА

КОЛЕСНИКОВ С.С., РОГАЧЕВСКАЯ О.А., СЫСОЕВА В.Ю., ТАРАСОВ М.В. — 2015 г.

Механизмы электрогенеза в мезенхимальных стромальных клетках (МСК) изучены недостаточно, в частности, мало известно о спектре и свойствах ионных каналов, активных в покое и активирующихся при стимуляции МСК. Некоторые агонисты гептаспиральных рецепторов способны инициировать Са2+ сигнализацию в цитоплазме МСК. Поэтому несомненный интерес представляет роль Са2+-активируемых ионных каналов в генерации физиологических ответов МСК на Са2+-мобилизующие агонисты. Целью данной работы было исследование Ca2+-активируемых токов в МСК человека методом patch clamp и идентификация соответствующих ионных каналов с использованием ингибиторного анализа. Оценивались электрофизиологические характеристики клеток в покое и при аппликации Са2+-ионофора, который вызывал существенное увеличение концентрации внутриклеточного Са2+. Оказалось, что в покоящихся клетках интегральная ионная проницаемость плазмалеммы характеризовалась почти линейной вольт-амперной (I–V) характеристикой c наклоном 0.3–3 нСм и потенциалом реверсии –30... –10 мВ. В присутствии иономицина наблюдалось существенное увеличение интегральной проводимости, и I–V кривая становилась нелинейной с выраженным выходным выпрямлением в области положительных потенциалов. Потенциал реверсии интегральных токов смещался в сторону потенциала Нернста при физиологическом градиенте ионов К+. Эффекты иономицина ингибировались ибериотоксином – специфическим блокатором Са2+-активируемых К+-каналов BK-типа. Природный липидный медиатор – арахидоновая кислота – потенцировал Са2+-активируемые К+-токи в МСК. Пуринергический агонист АТР, который мобилизовал Са2+ в цитоплазме МСК, также стимулировал выходящие К+-токи, блокируемые ибериотоксином. Полученные данные свидетельствуют о том, что ВК-каналы функциональны практически в каждой МСК и могут быть вовлечены в генерацию клеточных ответов на агонисты, мобилизующие внутриклеточный Са2+.

КЛЕТОЧНАЯ АГРЕГАЦИЯ ПОВЫШАЕТ ЛЕКАРСТВЕННУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ КЛЕТОК ОСТРОГО МИЕЛОИДНОГО ЛЕЙКОЗА

АКАТОВ В.С., ГОЛЕНКОВ А.К., ДОЛГИХ Н.В., ЗАХАРОВ С.Г., СЕНОТОВ А.С., СЛЯДОВСКИЙ Д.А., СОЛОВЬЕВА М.Е., ФАДЕЕВ Р.С., ФАДЕЕВА И.С. — 2015 г.

Одной из основных причин недостаточной эффективности терапии острого миелоидного лейкоза считается приобретение устойчивости лейкозными клетками к действию цитотоксических препаратов. Важную роль в формировании фенотипа лекарственной устойчивости лейкозных клеток играют факторы микроокружения, поэтому для выявления новых фармакологических мишеней консервативной терапии направленного действия необходимо понимать механизмы лекарственной устойчивости, опосредованной условиями микроокружения. Нами изучена роль агрегации клеток в формировании лекарственной устойчивости лейкозных клеток. Показано повышение устойчивости клеток острого миелоидного лейкоза человека THP-1 к действию бортезомиба, доксорубицина и флударабина в многоклеточных агрегатах. Повышение устойчивости клеток THP-1 в многоклеточных агрегатах происходит на фоне сохранения их пролиферативной активности и повышения внутриклеточного уровня антиапоптотического белка Bcl-2. Подавление межклеточной адгезии клеток THP-1 препятствует возникновению лекарственной устойчивости. В работе показана роль агрегации клеток острого миелоидного лейкоза в приобретении фенотипа лекарственной устойчивости.

ЛЕВ СЕРГЕЕВИЧ ЯГУЖИНСКИЙ (К 80-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ)

2015

МАЛОНАТ КАК ИНГИБИТОР ИНДУЦИРОВАННОГО ЖИРНЫМИ КИСЛОТАМИ ЦИКЛОСПОРИН А-ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО КАЛЬЦИЙ-НЕЗАВИСИМОГО СВОБОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ В МИТОХОНДРИЯХ ПЕЧЕНИ

АДАКЕЕВА С.И., ДУБИНИН М.В., САМАРЦЕВ В.Н. — 2015 г.

В опытах на изолированных митохондриях печени, энергизованных путем окисления сукцината, исследовано влияние ингибитора сукцинатдегидрогеназы малоната на чувствительную к циклоспорину А (ЦсА) стимуляцию дыхания -тетрадекандиоловой (ТДК) и пальмитиновой кислотами. Установлено, что в присутствии 50 мкМ 2,4-динитрофенола (ДНФ), вызывающего стимуляцию дыхания митохондрий до максимального уровня, малонат в концентрации 0.2 мМ снижает скорость дыхания в 2 раза. Вместе с тем, в этой и даже в большей концентрации малонат не влияет на дыхание митохондрий в контролируемом состоянии (в состоянии 2), а также при условии стимуляции дыхания митохондрий протонофорным разобщителем FCCP в 2 раза. ТДК в концентрации 0.5 мМ, также стимулируя дыхание митохондрий в 2 раза, в отличие от FCCP не влияет на как в отсутствие, так и в присутствии малоната вплоть до его концентрации 0.5 мМ. Однако уже в концентрации 0.2 мМ малонат существенно снижает активность ТДК. Показано, что малонат в митохондриях печени одинаково эффективно ингибирует как активность ТДК, так и дыхание, стимулированное до максимального уровня ДНФ. Выяснено, что стимуляция дыхания ТДК не связана с индукцией неспецифической проницаемости внутренней мембраны у части популяции митохондрий печени. Для оценки разобщающего действия пальмитиновой кислоты использовали величины удельной активности пальмитиновой кислоты (VU) и ее составляющие, характеризующие участие в разобщении ADP/АТР-антипортера (VCatr), аспартат/глутаматного антипортера (VGlu) и чувствительной к ЦсА системы (VCsA). Установлено, что малонат в концентрации 0.2 мМ существенно уменьшает величину VU и VCsA, но при этом не влияет на VCatr и VGlu. На основании полученных результатов предполагается, что ЦсА-чувствительная стимуляция дыхания митохондрий печени ТДК и пальмитиновой кислотой без изменения может быть обусловлена переключением части комплексов дыхательной цепи на режим переноса электронов с максимальной скоростью без векторного перемещения Н+ из матрикса в межмембранное пространство.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИГАНД-РЕЦЕПТОРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В РЕЖИМЕ ДЕТЕКЦИИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЕДИНИЧНОЙ КЛЕТКИ

БЕЛОГУРОВ А.А., ГАБИБОВ А.Г., ДЕЕВ С.М., ДРОНИНА М.А., КНОРРЕ В.Д., КСИЕ Д., СТЕПАНОВ А.В. — 2015 г.

Одной из важнейших мишеней современных фармакологических препаратов является система поверхностных клеточных рецепторов. Взаимодействия рецепторов с их лигандами и корецепторами вовлечены в процессы передачи сигнала в клетку, они играют исключительно важную роль в жизни любой клетки. Взаимодействие рецептора и его лиганда с последующей передачей сигнала путем активации рецептора зачастую практически невозможно изучать в силу методических ограничений воспроизведения условий подобных взаимодействий на поверхности клетки. В связи с этим разработка новых фармакологических препаратов, действие которых направлено на функционирование рецепторов и их акцепторных доменов, требует создания эффективных скрининговых систем, максимально воспроизводящих условия, необходимые для проявления биологической активности исследуемого терапевтического агента. Для решения данной задачи нами предложена универсальная платформа, позволяющая изучать взаимодействия рецепторов и их лигандов в формате одной клетки непосредственно на поверхности клеточной мембраны. С этой целью был получен ряд генетических конструкций, на основе химерных антигенных рецепторов, способных активировать репортерные Т-клетки. В представленной работе доказана применимость данной системы для анализа взаимодействия рецептора с растворимым лигандом, а также лигандом, заякоренным на поверхностной мембране клетки. На примере ex vivo взаимодействия вариабельного домена анти-myc-антитела в составе химерного рецептора и пептида myc, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина, заякоренного мембране клетки, показано, что химерный рецептор взаимодействует с myc-эпитопом, что приводит к активации Т-клеток. Добавлением лиганда во внеклеточную среду показана применимость метода для анализа взаимодействий трансмембранно заякоренных рецепторов с растворимыми лигандами. В дальнейшем, заменив антитело и антиген другой парой акцептор-лиганд, можно детектировать взаимодействие данных молекул непосредственно на поверхности клетки. Полученные доказательства эффективности работы предложенной платформы позволят осуществлять широкомасштабные скрининговые исследования фармакологических препаратов на мембранах клеток ex vivo.

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАЛЛУСОВ ЯЧМЕНЯ, ТОЛЕРАНТНЫХ К ТОКСИЧЕСКОМУ ДЕЙСТВИЮ АЛЮМИНИЯ

БАРАНОВА Е.Н., КОНОНЕНКО Н.В., ЧАБАН И.А., ШИРОКИХ И.Г., ШУПЛЕЦОВА О.Н., Ю. ПОЛЯКОВ В. — 2015 г.

C использованием методов световой микроскопии и цитофотометрии ДНК проведен сравнительный анализ структурной организации каллусов гибридной линии ячменя Дуэт ? Биос, выращенных в стандартных условиях культивирования и на средах, содержащих ионы алюминия (20 и 40 мг/л). В морфогенных каллусах, растущих на среде без алюминия, идентифицировано три основных типа клеток: меристематические, дифференцированные и гибнущие. Меристематические клетки формируют морфогенные зоны, характерным признаком дифференцированных клеток является прогрессирующее накопление вакуолей с запасными веществами. В каллусах, выживающих в присутствии алюминия, отсутствуют структурно обособленные зоны меристематических клеток, резко снижается количество дифференцированных клеток с запасными веществами и возрастает количество гибнущих клеток. По данным цитофотометрии изменение морфологического статуса устойчивых каллусов сопровождается частичным подавлением пролиферации, накоплением клеток в постсинтетической фазе клеточного цикла и полиплоидизацией, по-видимому, вызванной эндоредупликацией ДНК. Принципиально важно, что устойчивые к токсическому действию алюминия каллусы обладают высокой способностью к регенерации: доля морфогенетически активных каллусов, выживших в среде с алюминием (40 мг/л) примерно в 5 раз превосходит долю морфогенных каллусов в контроле. Для выявления клеточных мишеней токсического действия алюминия в сформированных тканях изучены корешки ризогенных каллусов. С этой целью использовали каллусы, полученные от растений, толерантных к токсическому действию алюминия (сорт Купец), чувствительной линия 999-93 и полученной методом клеточной селекции линии, устойчивой к действию алюминия линия 917-1. Оказалось, что в растущих корнях каллусов, полученных от неустойчивых линий, алюминий индуцирует гибель дифференцированных клеток эпидермиса и проводящей системы, тогда как недифференцированные клетки меристемы остаются интактными. В противоположность этому ризогенные каллусы, полученные от устойчивых форм, дают нормальные корешки. Это наблюдение имеет важное прогностическое значение, так как позволяет отбирать устойчивые к алюминию регенеранты на ранних этапах клеточной селекции. Полученные данные позволяют высказать предположение, что появление устойчивых линий обусловлено, по-видимому, сомаклональной изменчивостью, индуцированной высокими концентрациями селективного агента. Такого рода изменчивость возникает в системе in vitro в условиях стресса, в результате активации таких эпигенетических факторов, как, например, метилирование ДНК или ацетилирование белков хроматина.

ОЛИГОМИЦИНЫ SCII И В ПОДАВЛЯЮТ ПРОЛИФЕРАЦИЮ И ВЫЗЫВАЮТ ГИБЕЛЬ КЛЕТОК ЛИМФОЛЕЙКОЗА P388 И ШТАММА, УСТОЙЧИВОГО К ВИНКРИСТИНУ

БИБИКОВА М.В., ГРАММАТИКОВА Н.Э., КАТЛИНСКИЙ А.В., КОРЫСТОВ Ю.Н., КОРЫСТОВА А.Ф., КУБЛИК Л.Н., ЛЕВИТМАН М.Х., ШАПОШНИКОВА В.В. — 2015 г.

Исследовали действие олигомицинов SCII и В на пролиферацию и апоптоз клеток лимфолейкоза Р388 и штамма, устойчивого к винкристину. Показано, что оба олигомицина в низких концентрациях: олигомицин В – до 0.3, олигомицин SCII – до 1 нг/мл подавляют пролиферацию клеток. В больших концентрациях олигомицины вызывают гибель клеток по типу апоптоза, причем чувствительность к олигомицинам клеток дикого типа и штамма, устойчивого к винкристину, одинакова. Олигомицин В в 3 раза более эффективно снижал выживаемости клеток, чем олигомицин SCII: IC50 составляет 3 и 10 нг/мл соответственно. Одинаковая чувствительность к олигомицинам клеток дикого типа и штамма, устойчивого к винкристину, объясняется тем, что олигомицины ингибируют множественную лекарственную устойчивость опухолевых клеток, что показано по увеличению скорости образования кальцеина из ацетооксиметилового эфира кальцеина в клетках устойчивого штамма.

ОЛИГОМИЦИНЫ ПОДАВЛЯЮТ МНОЖЕСТВЕННУЮ ЛЕКАРСТВЕННУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК

БИБИКОВА М.В., ГРАММАТИКОВА Н.Э., ДОЛГИХ Н.В., КАТЛИНСКИЙ А.В., КОРЫСТОВ Ю.Н., КОРЫСТОВА А.Ф., КУБЛИК Л.Н., ЛЕВИТМАН М.Х., ШАПОШНИКОВА В.В. — 2015 г.

Сравнили влияние олигомицинов SсII, F, В и циклоспорина А на множественную лекарственную устойчивость (МЛУ) клеток лимфолейкоза Р388BР и клеток рака гортани HEр-2. Установлено, что олигомицин SсII снижает откачку родамина 123 и кальцеина АМ из клеток НЕр-2 эффективнее, чем циклоспорин А, а в клетках Р388ВР циклоспорин А был эффективнее олигомицинов. Различия в эффективности циклоспорина А и олигомицинов в клетках разного типа, по-видимому, обусловлена экспрессией в них разных транспортных белков: Pgp в Р388ВР и других белков (например, одного из семи белков семейства MRP) в НEр-2.

ОСОБЕННОСТИ ИНГИБИРОВАНИЯ ПАЛЬМИТИНОВОЙ КИСЛОТОЙ ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТ-ОКСИДАЗНОЙ АКТИВНОСТИ МИТОХОНДРИЙ ПЕЧЕНИ В ПРИСУТСТВИИ АТР И ТРЕТ-БУТИЛГИДРОПЕРОКСИДА

ДУБИНИН М.В., КРАСНОЩЕКОВА О.Э., САМАРЦЕВ В.Н. — 2015 г.

Исследовано влияние пальмитиновой кислоты на окисление глицерол-3-фосфата, т.е. на глицерол-3-фосфат-оксидазную (ГФ-оксидазную) активность, в митохондриях печени в отсутствие и в присутствии АТР, а также при индуцированном трет-бутилгидропероксидом (ТБГ) окислительном стрессе. Установлено, что пальмитиновая и лауриновая кислоты ингибируют ГФ-оксидазную активность деэнергизованных митохондрий печени формально по конкурентному типу. При этом лауриновая кислота, будучи менее гидрофобной, чем пальмитиновая, ингибирует ГФ-оксидазную активность митохондрий существенно слабее. Отмечается, что конкурентное ингибирование этими насыщенными жирными кислотами ГФ-оксидазной активности митохондрий может быть связано с их способностью как амфифильных соединений, увеличивать плотность отрицательных зарядов на наружной поверхности внутренней мембраны митохондрий. Показано, что ATP в концентрации 2 мМ устраняет способность пальмитиновой кислоты ингибировать ГФ-оксидазную активность митохондрий. Такое действие АТР не наблюдается в присутствии ингибитора FOF1-ATP-синтазы олигомицина. По-видимому, при вызванном гидролизом АТР векторном переносе Н+ из матрикса в межмембранное пространство митохондрий на наружной поверхности внутренней мембраны происходит протонирование анионов пальмитиновой кислоты и последующее перемещение ее нейтральных молекул на внутренний монослой внутренней мембраны. Выяснено, что ТБГ в концентрации 300 мкМ, не оказывая существенного влияния на АТР-азную активность митохондрий печени, в присутствии АТР и пальмитиновой кислоты ингибирует их ГФ-оксидазную активность формально по конкурентному типу. Антиоксидант тиомочевина устраняет такое действие ТБГ. Предполагается, что индуцированный ТБГ окислительный стресс в условиях энергизации митохондрий АТР приводит к увеличению скорости переноса анионов пальмитиновой кислоты с внутреннего монослоя внутренней мембраны на наружный ее монослой. Это, в свою очередь, сопровождается увеличением плотности отрицательных зарядов на наружной поверхности внутренней мембраны митохондрий и ингибированием ГФ-оксидазной активности митохондрий печени формально по конкурентному типу.

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕНН Й ПАТТЕРН ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ МЕХАНОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ИОННЫХ КАНАЛОВ СЕМЕЙСТВА TRP В РАННЕМ РАЗВИТИИ XENOPUS TROPICALIS

КРЕМНЁВ С.В., НИКИШИН Д.А., СИЛИНА С.Г. — 2015 г.

Известно, что эндогенные механические напряжения в тканях развивающихся организмов участвуют в регуляции морфогенеза и дифференцировки. Эти процессы могут регулироваться биоэлектрическими сигналами. Структурами, которые переводят механический стимул в биоэлектрический сигнал, являются механочувствительные ионные каналы. Проведен экспрессионный анализ механочувствительных ионных каналов семейства TRP в раннем развитии Xenopus tropicalis. Методами ОТ-ПЦР и ПЦР в реальном времени показана пространственно-времення экспрессия мРНК механочувствительных ионных каналов семейства TRP в раннем развитии X. tropicalis. я экспрессия мРНК механочувствительных ионных каналов семейства TRP в раннем развитии X. tropicalis.

ПУРИНЕРГИЧЕСКАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ В МЕЗЕНХИМНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ

КОЛЕСНИКОВ С.С., КОТОВА П.Д., РОГАЧЕВСКАЯ О.А., СЫСОЕВА В.Ю., ТКАЧУК В.А., ФАДЕЕВА Ю.И. — 2015 г.

Внеклеточный АТР является первичным медиатором, вовлеченным в межклеточные коммуникации и паракринные и аутокринные регуляции в самых разнообразных клеточных системах. Нами показано, что АТР и другие агонисты пуринорецепторов (АDР, UTP, UDP, BzATP) стимулируют Са2+-сигнализацию в мезенхимных стромальных клетках (МСК), выделенных из жировой ткани человека. Спектр эффективных агонистов, ингибиторный анализ и несущественное влияние наружного Са2+ свидетельствовали о ключевой роли P2Y-рецепторов, сопряженных с фосфоинозитидным каскадом, в пуринергической трансдукции. Специфической особенностью пуринергических МСК было то, что ответы на агонисты пуринорецепторов генерировались по принципу “все или ничего”. В определенной области концентраций агонисты были неэффективны, в то время как при превышении порога наблюдались Са2+-ответы практически неизменной, фактически максимальной амплитуды. С помощью фоточувствительного Са2+-хелатора NP-EGTA установлено, что в пуринергических МСК функционирует механизм Са2+-индуцированного выброса депонированного кальция (CICR), который, видимо, является основным механизмом усиления в каскаде трансдукции АТР и других агонистов. В частности, показано, что скачкообразное повышение концентрации внутриклеточного Са2+ путем фотолиза NP-EGTA вызывало генерацию АТP-подобных Са2+-ответов со сходной фармакологией. Предложена модель, в соответствии с которой АТP и другие агонисты P2Y-рецепторов стимулируют в МСК классический фосфоинозитидный каскад, что приводит к агонист-зависимому выбросу Са2+ из депо. Этот первоначальный Са2+-сигнал затем усиливается по механизму CICR до глобального Са2+-сигнала, что объясняет триггерный характер клеточных ответов на пуринергические агонисты.

rss