Автореферат (1145902)
Текст из файла
На правах рукописиНаумова Александра АндреевнаВЛИЯНИЕ ГЛУТОКСИМА И МОЛИКСАНАНА ВНУТРИКЛЕТОЧНУЮ КОНЦЕНТРАЦИЮ Са2+В МАКРОФАГАХ:РОЛЬ КАСКАДА МЕТАБОЛИЗМА АРАХИДОНОВОЙКИСЛОТЫ И АКТИНОВОГО ЦИТОСКЕЛЕТА03.01.02 - биофизикаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата биологических наукСанкт-Петербург20172Работа выполнена на кафедре биофизики биологического факультетаФедерального государственного бюджетного учреждения высшего образования«Санкт-Петербургский государственный университет».Научный руководитель:Официальные оппоненты:Ведущее учреждение:Крутецкая Зоя Иринарховна,докторбиологическихнаук,профессор,заведующаякафедройбиофизикибиологического факультета ФГБОУ ВО «СанктПетербургский государственный университет».Шпаков Александр Олегович,доктор биологических наук, заведующийлабораторией молекулярной эндокринологии инейрохимии ФГБУН «Институт эволюционнойфизиологии и биохимии им.
И.М. Сеченова»Российской Академии наук (ИЭФБ РАН).Плахова Вера Борисовна,кандидат биологических наук, старший научныйсотрудник лаборатории физиологии возбудимыхмембран ФГБУН «Институт физиологии им.И.П. Павлова» Российской Академии наук (ИФРАН).Федеральноегосударственноебюджетноевоенное образовательное учреждение высшегообразования «Военно-медицинская академия им.С.М.Кирова»МинистерстваобороныРоссийской Федерации.Защита состоится «25» мая 2017 года в 14 часов 00 минут на заседанииДиссертационного совета Д 212.232.10 по защите докторских и кандидатскихдиссертаций на базе ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственныйуниверситет», по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб.
д. 7/9,ауд. № 90.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. А.М. ГорькогоФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет» по адресу:199034, Санкт-Петербург, Университетская наб. д. 7/9, а также на сайте СанктПетербургского государственного университета по адресу:https://disser.spbu.ru/files/disser2/disser/41cJd9x1Q6.pdf.Автореферат разослан «_____» ______________ 2017 года.Учёный секретарьДиссертационного совета 212.232.10,доктор биологических наук, профессорН.П. Алексеев3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность исследования. Фундаментальным регуляторныммеханизмом в живой клетке является редокс-регуляция передачи сигналов иэкспрессии генов (Filomeni et al., 2002; Biswas et al., 2006).
Ведущая роль вредокс-регуляции и поддержании редокс-статуса клетки принадлежит системеглутатион/ окисленный глутатион (GSH/GSSG). GSH (γ-L-глутамил-Lцистеинил-L-глицин) является одним из ключевых внутриклеточныхантиоксидантов (Biswas et al., 2006). Содержание GSSG в цитозоле повышаетсяв условиях окислительного стресса, что послужило основанием рассматриватьего как агрессивную молекулу.
Однако было показано, что GSSG можетоказывать рецептор-опосредованное действие на внутриклеточные процессы(Filomeni et al., 2002; Townsend et al., 2008).В настоящее время на основе GSSG синтезирован ряд фармакологическихпрепаратов, которые характеризуются иммуномодулирующим и системнымцитопротекторным эффектами (Borisov et al., 2001; Жуков и др., 2004). К этойгруппе препаратов относятся глутоксим® (динатриевая соль GSSG с d-металломв наноконцентрации, «ФАРМА-ВАМ», Санкт-Петербург) и моликсан®(комплекс глутоксима с нуклеозидом инозином, «ФАРМА-ВАМ»).
Несмотря наширокое использование этих лекарственных препаратов в медицинскойпрактике, клеточные и молекулярные механизмы их действия остаются вомногом не изученными.Одной из основных мишеней действия глутоксима и моликсана являютсятакие иммунокомпетентные клетки, как макрофаги (Еремеев, Гергерт, 2013).Ранее на кафедре биофизики Санкт-Петербургского государственногоуниверситета (СПбГУ) было впервые показано, что GSSG, глутоксим и моликсанвызывают увеличение внутриклеточной концентрации Са2+, [Ca2+]i, связанное смобилизацией Са2+ из внутриклеточных тапсигаргин-чувствительных Са2+-депои последующим депо-зависимым входом Са2+ в перитонеальные макрофагикрысы (Крутецкая и др., 2007; Курилова и др., 2008, 2011а, б). Установленотакже, что во влиянии глутоксима и моликсана на [Ca2+]i в макрофагахпринимают участие такие сигнальные молекулы, как тирозинкиназы итирозинфосфатазы (Крутецкая и др., 2007; Курилова и др., 2008),фосфатидилинозитолкиназы (Крутецкая и др., 2008), ключевые ферментыфосфоинозитидного пути передачи сигнала фосфолипаза С и протеинкиназа С(Крутецкая и др., 2009), элементы цитоскелета (Крутецкая и др., 2011; Куриловаи др., 2012а, б; Крутецкая и др., 2013; Kurilova et al., 2013; Миленина и др., 2014),рецепторы, ассоциированные с гетеротримерными G-белками (Krutetskaya et al.,2014) и малые G-белки суперсемейства Ras (Крутецкая и др., 2014).4В ходе иммунного ответа активированные фагоциты продуцируютбольшие количества свободной арахидоновой кислоты (АК), котораявысвобождается из мембранных липидов с участием фосфолипаз А2 (ФЛА2) идалее окисляется в клетке по трём основным ферментативным путям с участиемциклооксигеназ, липоксигеназ и цитохром Р-450-подобных эпоксигеназ(Needleman et al., 1986; Lapetina, 1990; Крутецкая, Лебедев, 1993; Dennis et al.,2011).
Продукты метаболизма АК (эйкозаноиды) - это вторичные посредники,которые участвуют в регуляции воспаления, аллергических реакций и целогоряда других физиологических функций клеток и тканей (Needleman et al., 1986;Lapetina, 1990).Воздействие на макрофаги внеклеточных стимулов также приводит кдинамичным перестройкам актинового цитоскелета. Актиновые филаментыучаствуют в таких функциях макрофагов, как хемотаксис, фагоцитоз ипрезентация антигенов (Rougerie et al., 2013). Ранее на кафедре биофизикиСПбГУ было впервые выявлено, что актиновые филаменты участвуют вформировании Са2+-ответов, индуцируемых глутоксимом и моликсаном вперитонеальных макрофагах крысы (Крутецкая и др, 2011; Курилова и др,2012б). Морфологические исследования показали, что глутоксим и моликсанвызывают реорганизацию актинового цитоскелета в макрофагах (Курилова и др,2012б; Kurilova et al., 2013).Ключевым участником процессов полимеризации и ветвлениямикрофиламентов является комплекс белков Arp 2/3 (actin-related proteins; белки,связанные с актином), который, в свою очередь, активируется белками WASP(Wiskott – Aldrich syndrome proteins; белки синдрома Вискотта - Олдрича)(Pollard, Borisy, 2003; Rougerie et al., 2013).Известно также, что каскад метаболизма АК и такие элементы актиновогоцитоскелета, как актин-связывающие белки, играют важную роль в сигнальныхпроцессах с участием ионов Са2+ в различных типах клеток (Peppelenbosch et al.,1992; Joseph et al., 2014).
Однако оставалось неизвестным, задействованы ли этивнутриклеточные системы в действии глутоксима и моликсана на [Са2+]i.Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлосьизучение роли каскада метаболизма арахидоновой кислоты и элементовактинового цитоскелета (актин-связывающих белков) во влиянии препаратовиммуномодуляторов глутоксим и моликсан на [Ca2+]i в перитонеальныхмакрофагах крысы.Для достижения этой цели были поставлены и решены следующиезадачи:51) изучить участие ключевого фермента каскада метаболизма АКфосфолипазы А2 во влиянии глутоксима и моликсана на [Са2+]i в перитонеальныхмакрофагах крысы;2) изучить участие циклооксигеназного, липоксигеназного иэпоксигеназного путей окисления АК в регуляции Са2+-ответов, вызываемыхглутоксимом и моликсаном в макрофагах;3) исследовать участие актин-связывающих белков WASP и Arp 2/3комплекса в действии препаратов глутоксим и моликсан на [Ca2+]i в макрофагах.Научная новизна работы.
С использованием широкого спектра агентов,ингибирующих фосфолипазы А2, циклооксигеназы, липоксигеназы иэпоксигеназы, впервые выявлено участие основных путей метаболизма АК вовлиянии иммуномодуляторов глутоксима и моликсана на [Са2+]i вперитонеальных макрофагах крысы. Впервые показано участие актинсвязывающих белков WASP и белков Arp 2/3-комплекса в регуляции Са2+ответов, вызываемых глутоксимом и моликсаном в макрофагах.Впервые предложены возможные механизмы участия каскадаметаболизма АК и актиновых филаментов в сигнальном каскаде, запускаемомглутоксимом и моликсаном в перитонеальных макрофагах крысы.Теоретическая и практическая значимость работы. Полученныерезультаты вносят вклад в один из фундаментальных разделов клеточнойбиологии и биофизики - изучение процессов внутриклеточной сигнализации.Результаты исследования станут дополнением к общей модели действиядисульфид-содержащих иммуномодуляторов, которая откроет широкиеперспективы для разработки новых эффективных лекарственных препаратов, атакже для усовершенствования существующих.
Выявление клеточныхмеханизмов влияния препаратов глутоксим и моликсан позволит повыситьэффективность использования этих препаратов в терапии бактериальных ивирусных инфекций, онкологических заболеваний и т.д. Материалы диссертациииспользуются при чтении лекционных курсов «Биофизика», «Механизмывнутриклеточной сигнализации», «Биофизика клеточных процессов», «Основымедицинской биофизики» и «Люминесцентный анализ клеток» для студентовкафедры биофизики и биологического факультета СПбГУ.Основные положения, выносимые на защиту:1. Структурно различные ингибиторы фосфолипазы А2 (4бромфенацилбромид, дексаметазон, преднизолон) вызывают существенноеподавление Са2+-ответов, индуцируемых глутоксимом и моликсаном вперитонеальных макрофагах крысы, что свидетельствует об участиифосфолипазы А2 и каскада метаболизма АК в процессах Са2+-сигнализации,запускаемых глутоксимом и моликсаном в макрофагах.62.
Ингибиторы циклооксигеназ (индометацин, аспирин), липоксигеназ(нордигидрогуаретиковая кислота, каффеиковая кислота, зилеутон, байкалейн) иэпоксигеназ (эконазол, проадифен) подавляют увеличение [Са2+]i, вызываемоеглутоксимом и моликсаном в макрофагах. Полученные результатысвидетельствуют об участии ферментов и/или продуктов метаболизма АК врегуляцииСа2+-ответов,вызываемыхдисульфид-содержащимииммуномодуляторами в макрофагах.3. Ингибиторы белков WASP (вискостатин) и Arp 2/3-комплекса(соединение СК-0944666) существенно подавляют увеличение [Са2+]i,вызываемое глутоксимом и моликсаном в макрофагах, что свидетельствует обучастии актин-связывающих белков в действии глутоксима и моликсана на[Са2+]i в макрофагах.Апробация работы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
