Диссертация (1091859), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Использование Tβ4 уменьшает объём рубца [53]. На мышиныхмоделях повреждения сердца было показано, что даже однократная внутрибрюшиннаяинъекция Tβ4 может способствовать активации EPDCs и развития коронарных сосудов[105]. Схожие результаты были получены на модели ишемии сердца свиньи: перфузия23Tβ4 улучшала сократительную способность сердца в сравнении с аналогичнымпоказателем в контрольной группе [106].Терапевтические эффекты Tβ4 во многом зависят от способов доставки Tβ4 иприменения его во время острой или хронической фаз после повреждения.
Висследовательской работе Baoи коллег. [107] было проведено сравнение эффектовкраткосрочного применения Tβ4 (в течение первых 3 дней после повреждения) сэффектами длительного применения (в течение первых 3 дней после повреждения и далеекаждый третий день до конца исследования). При краткосрочном применении наблюдалитолько тенденцию к улучшению, тогда как длительное применение приводило кзначительному уменьшению размера зоны инфаркта и улучшению гемодинамическойактивности.
Авторы отмечают, что, как в случае краткосрочного, так и длительногоприменения Tβ4, монотерапия этим пептидом не оказывала ярко выраженной индукциинеоваскуляризации в периинфарктной зоне, что, вероятно связано с недостаточнойтерапевтической дозой пептида для клинически значимых улучшений сердечнойдеятельности [107].Методы, основанные на генной терапии, могут обеспечить более эффективное идлительное высвобождение Tβ4 пептида in vivo.
Например, длительная гиперактивацияTβ4 посредством PiggyBac транспозонной системы с последующей технологиейразрушениямикропузырьковультразвуком(UTMD),значительноувеличиваетконцентрацию высвобождаемого Tβ4, что запускает пролиферацию резидентныхвзрослых EPDCs в сердце крысы с дифференцировкой в кардиоваскулярные клеточныелинии и поддержанием местного ангиогенеза и артериогенеза [108]. Еще один подход,направленный на пролонгирование гиперэкспрессии Tβ4 in vivo основан на использованиирекомбинантных аденоассоциированных вирусных векторов (rAAVs).
Было показано, чтона фоне гиперэкспрессии Tβ4 с помощью rAAVs уменьшается воспаление и риск острогоотторжения трансплантата при кардиотрансплантации [109].Благодаря использованию инструментария тканевой инженерии, такого каккомпозитные гидрогели, были найдены более эффективные методы для контролируемой,надёжной и продолжительной доставки Tβ4. Был опробован коллаген-хитозановыйгидрогель для инкапсулирования Tβ4 таким образом, чтобы обеспечить контролируемоевысвобождение вещества, вызывая при этом локальный и пролонгированный эффект [110112].
Эффективность высвобождения Tβ4 из такой системы была выше, по сравнению сприменением препарата в растворимой форме. При таком способе доставки веществанаблюдали улучшение эпикардиального роста эксплантов in vitro и значительноеусиление ангиогенеза [110,113]. Аналогичная коллаген-хитозановая губчатая матрица с24Tβ4 также была протестирована на крысах с стрептозоцин-индуцированным диабетом. Назадних конечностях крыс с признаками ишемии эта система контролируемоговысвобождения Tβ4 из матрицы работала пролонгированно (> 12 дней) и значительноулучшила реэпителизацию раны, кожную регенерацию и локальную васкуляризацию[111].Известно о применении инъекционного биоактивного гидрогеля in vivo свысвобождением как Tβ4, так и васкулярных клеток, еще более эффективных дляусиления регенерации миокарда с сохранением его сократительной активности,уменьшения размера инфаркта и увеличение плотности сети сосудов [114].
Дляобеспечения большей надёжности и длительности высвобождения Tβ4 совместно смезенхимальными стволовыми клетками (MSCs) инкапсулировали в желативновыемикросферы,врезультатечеговприсутствиидифференцировкаTβ4трансплантированных MSCs и их приживаемость были значительно усилены [115].Недавно Tβ4-обогащенные гидрогели были использованы в качестве субстратов длявыращиваниясосудистыхимплантовдлясердечнойтканиinvitro.НаTβ4-индуцированнную капиллярную структуру импланта были добавлены неонатальныекардиомиоциты. Было продемонстрировало, что кардиомиоциты, выращенные на такойкапиллярной структуре, имели более качественную структурную организацию с болеенизкой пороговой величиной возбуждения, чем образцы, полученные в контрольныхусловиях [116].
Также недавно была разработана биосовместимая и биоразлагаемаянановолоконная матрица, покрытая Tβ4. Добавление к такой наноматрице Tβ4 позволилополучить кардиомиоциты для трансплантата с более выраженной функциональнойактивностью [117].Важным представляется время апликации Tβ4. Несмотря на то, что в мышиныхмоделях применение пептида после повреждения, способствует активации клетокпердшественников EPDCs, увеличению плотности сети коронарных сосудов, однако ононе влияет на дифференцировку EPDCs в кардиомиоциты [64,118]. Таким образом,применение Tβ4 до повреждения увеличивает эффективность плюрипотентной индукциифункционально активных EPDCs.1.8. Сульфоксид Tβ4 (Tβ4SO)ВаминокислотнойпоследовательностиTβ4в6положениинаходитсяаминокислотный остаток метионина, который может быть окислен в организме досульфоксида, в результате чего образуется молекула Tβ4SO, обладающая инымисвойствами по сравнению с нативной молекулой Tβ4.
В статье Yarmola25и др. [119]указано, что вследствии окисления метионина происходит разрушение N-концевойспирали Tβ4, что снижает аффинность к актину в 20 раз. Также наличие в молекуле Тβ4сульфоксида способствует более выраженному ингибированию миграции нейтрофилов, всравнении с нативной молекулой [120]. В то же время Tβ4SO способствет усилениюстимуляции миграции миоцитов и их предшественников в скелетных мышцах [121], атакже миграции эндотелиальных клеток, полученных из пупочной вены человека [120].Определенное соотнощение Tβ4SO и Tβ4 определяют внутриклеточно и в разныхбиологических жидкостях организма, в том числе в смыве бронхоальвеолярной жидкости.Считается, что изменение такого соотношения может служить в качестве биомаркераокислительного стресса лёгкого, например, при курении [122-124]. Следует отметить, чтоTβ4SO обладает свойством ингибировать активность некоторых ферментов в легочнойткани и способствовать восстановлению ее структуры [125, 57].
Таким образом, Tβ4-SOобладает регенерирующими свойствами и может рассматриваться в качестве маркерахронического воспаления.1.9. Активные аминокислотные фрагменты в составе молекулы Tβ4В процессе изучения действия Tβ4 были определены активные участки в молекулепептида, ответственные за большинство его биологических функций (Рис. 10).
Излитературных данных известно о нескольких таких последовательностях.Рис. 10. Биологическая активность Tβ4, представленная короткими пептиднымипоследовательностями [126].26Отдельно можно выделить N-концевой фрагмент Ac-SDKР, представляющий собойпервые четыре аминокислотных остатка (1-4 АО) молекулы Тβ4, который обладаетшироким спектром биологической активности [12,127,128]. Эта аминокислотнаяпоследовательность является уникальной для Тβ4 и отсутствует в других белках [12]. Nконцевой тетрапептид Ac-SDKP был обнаружен в сыворотке крови и в другихбиологических жидкостях организма [129]. Считается, что у млекопитающих Ac-SDKPобразуется из Tβ4 эндогенно под действием пролилолигопептидазы (POP) [130].Деградация тетрапептида Ac-SDKP происходит преимущественно под действиемангиотензин-конвертирующего фермента (ACE), поскольку использование ингибиторовACE приводит к значительному повышению уровняциркулирующего Ac-SDKP всыворотке крови млекопитающих [129-132].
И, наоборот, стимуляция активности ACEкоррелирует с уменьшением уровня Ac-SDKP [133]. На разных модельных системах былопродемонстрировано, что этот тетрапептид обладает выраженными антифибрознымисвойствами, тогда как интактная молекула Tβ4 значительно уступает ему по активности[134-138]. Ингибиторы фермента POP, участвующего в образовании Ac-SDKP,усугубляют развитие фиброза органов [139]. Антифиброзная активность Ac-SDKP in vitroопосредована уменьшением синтеза коллагена, в том числе за счетингибированияактивности трансформирующего ростового фактора β (TGFβ), [140,141]. В таблице 1приведены основные формы активности N-концевого тетрапептида.Также на различных моделях in vitro и in vivo было показано, что Ac-SDKPингибирует пролиферацию плюрипотентных гемопоэтических стволовых клеток [142],стимулирует ангиогенез в условиях in vitro и in vivo [143].
На мышиной модели былопродемонстрировано, что Ac-SDKP является мощным стимулятором коронарнойваскуляризации, индуктором дифференцировки эндотелиальных клеток, фибробластов,клеток гладких мышц, что в совокупности с антифиброзным действием предсталяет собойбиологически активное соединение, перспективное для применения в медицине, особеннопри лечении сердечно-сосудистых заболеваний [23].Было обнаружено, что такие клетки иммунной системы как лимфоциты, способнысинтезироватьсплайсированныйвариантмолекулыTβ4,котораясодержитдополнительные аминокислотные остатки на N-конце пептида, и что такой вариантмолекулы Tβ4 имеет более выраженную противовоспалительную активность, чемнесплайсированная молекула [4].
Противовоспалительные эффекты опосредованысвойствамимолекулыAc-SDKPингибироватьвысвобождениеактивированнымимакрофагами провоспалительного цитокина TNF-a и пролиферацию лимфоцитов[144,145].27Таблица 1. Биологическая активность N-концевого тетрапептида Ас-SDKP.АктивностьПредотвращает артериальный фиброзМодельная системаАнгиотензин II-индуцированнаягипертензивная крысаДиабетическая db/db мышьПредотвращает расширениемезонгиального матриксаАнтифибротическая активность в сердцеПредотвращает воспаление/фиброзсердечной тканиПредотвращает фиброз сердечной тканиКрысаКрысы с инфарктом миокардаАнтифиброзный эффект в почках и сердцеСтимулирует ангиогенезИгибирует продукцию ДНК/коллагенаИнгибирует экспрессию ингибитораактиватора плазминогенаИнгибирует рост гематопоэтических клетокКрысы с вазоренальной артериальнойгипертензиейКрысы с альдестерон/солевой гипертониейIn vitro: эндотелиальная пролиферация,образование трубочек, миграцияin vivo: роговица и сосуды сердцаIn vitro: фибробластыIn vitro: человеческие мезангиальные клеткиIn vitro: гемопоэтические клеткипредшественники из костного мозгаIn vitro:тучные клеткиИндуцирует дегрануляциюДругойпептидныйаминокислотныхостаткахфрагмент,локализованныйAc-SDKPDMAEIEKFDKS,впервыхпроявляетпятнадцатиантиапоптознуюактивность.
На клеточной линии фибробластов было показано, что этот пептид снижаетцитотоксичность, защищая клеточную мембрану даже от чрезвычайно токсичныххлорсодержащих соединений [12].Основнойактин-связывающийфрагментмолекулыТβ4представленаминокислотными остатками (АО) 17-23 LKKTETQ [9, 13]. Предполагается, что онявляется продуктом естественной деградации Tβ4. Было продемонстрировано, чтофрагмент LKKTETQ является одним из основных биологически активных фрагментовмолекулы Tβ4. Свойство гептапептида LKKTETQ связываться с актином на поверхностиклетки способствует стимулированию ангиогенеза [16, 146].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
