Том 88, № 8 (2023)

В обзоре проанализированы имеющиеся в литературе данные о скоростях, характеристиках и механизмах восстановления молекул O₂ до супероксидного анион-радикала на участках фотосинтетической электрон-транспортной цепи, на которых это восстановление было установлено. С использованием термодинамических расчетов и результатов недавних работ критически рассмотрены имеющиеся предположения о роли компонентов этих участков в данном процессе. Детально описан процесс восстановления молекул O₂ на акцепторной стороне фотосистемы 1, считающейся основным местом этого процесса в фотосинтетической цепи. Рассмотрены аспекты эволюции фотосинтетического аппарата в контексте контроля утечки электронов к молекуле O₂. Обсуждены причины, ограничивающие применение результатов, полученных с использованием фрагментов тилакоидных мембран, содержащих отдельные участки фотосинтетической цепи, для оценки скорости восстановления молекул O₂ на этих участках в интактной тилакоидной мембране.

Дофаминовый нейротрофический фактор мозга (CDNF) является перспективным средством для лечения болезни Паркинсона. Однако его роль в регуляции немоторного поведения, в том числе в разного рода психопатологиях, остаётся неясной. В связи с этим целью настоящей работы было изучение влияния сверхэкспрессии CDNF в гиппокампе на поведение мышей линии ASC (Antidepressant Sensitive Cataleptics) с генетической предрасположенностью к депрессивно-подобному поведению. Сверхэкспрессию CDNF в нейронах гиппокампа мышей индуцировали с помощью аденоассоциированного вирусного вектора (AAV). Через 4 недели после стереотаксической инъекции вектора AAV-CDNF в дорсальный гиппокамп оценивалось поведение в условиях домашней клетки, исследовательское, тревожно-подобное и депрессивно-подобное поведение, а также пространственное и ассоциативное обучение. Мы обнаружили значительные улучшения в динамике пространственного обучения в водном лабиринте Морриса у животных со сверхэкспрессией CDNF. В то же время не было обнаружено эффекта CDNF на другие исследованные формы поведения. Поведение опытных животных в условиях домашней клетки не отличалось от такового в контрольной группе, за исключением снижения общего количества съеденной пищи и некоторого увеличения количества эпизодов сна в светлую фазу суток. В данном исследовании также была предпринята попытка определить молекулярную основу упомянутых выше изменений посредством экспрессионного анализа. Нами не было обнаружено значительных изменений в уровне мРНК генов, кодирующих рецепторы основных нейротрансмиттерных систем, вовлечённых в нейропластичность, выживание нейронов, а также ключевых киназ. Однако у животных со сверхэкспрессией CDNF было выявлено повышение уровня мРНК сплайсированной формы Xbp, что может говорить об активации Ire1α/Xbp1-пути, традиционно ассоциируемого со стрессом эндоплазматического ретикулума (ЭПР). С помощью иммуногистохимического анализа было показано, что CDNF колокализован с маркером ЭПР кальретикулином. Таким образом, обнаруженные нами эффекты CDNF на поведение могут быть опосредованы специфическим молекулярным каскадом, что подчёркивает его отличие от классических нейротрофических факторов.

Известно, что коэффициент насыщения трансферрина (Tf) железом в крови человека является важным клиническим параметром. Для анализа тонких изменений в относительной представленности разных форм трансферрина, потенциально связанных с патологическим процессом, могут быть использованы специфические антитела. Недавно авторы данного исследования смогли получить и охарактеризовать высокоспецифические однодоменные антитела (нанотела), узнающие преимущественно железо-насыщенную (holo-Tf) или железо-ненасыщенную (apo-Tf) форму трансферрина. В данной работе в условиях более приближенных к физиологическим, чем в ранее проводимых экспериментах, мы дополнительно продемонстрировали, что эти уникальные нанотела обладают чрезвычайно высокой дифференциальной специфичностью связывания разных форм Tf в различных биологических жидкостях человека. Нам удалось с помощью этих нанотел впервые провести анализ относительной представленности форм Tf в образцах мочи больных раком мочевого пузыря (РМП). Было показано, что повышение концентрации общего Tf в образцах мочи, нормализованных по креатинину, ассоциировано со степенью прогресса и роста злокачественности РМП. В образцах здоровых доноров и на ранних стадиях РМП (G1) Tf детектируется в сильно меньших количествах (в сравнении с более поздними стадиями) и лишь при дополнительном концентрировании исследуемых проб. Для большинства исследованных образцов мочи больных РМП ожидаемо (как ранее показано в случае Tf в крови терминальных больных раком яичников) концентрация аpo-Tf явно выше, чем holo-Tf, особенно в случае наиболее продвинутого мышечно-инвазивного РМП. Неожиданностью для нас стало обнаружение в образцах мочи некоторых больных РМП примерно равных количеств apo-Tf и «holo-Tf». Мы предположили, что фракция «holo-Tf» в данном случае в значительной степени может быть представлена «вторичными комплексами», образуемыми apo-Tf в соединении с ионами, отличными от Fe³⁺, накапливающимися в моче некоторых раковых больных и способными связываться с apo-Tf, меняя его конформацию в направлении holo-Tf. Методом масс-спектроскопии с ионизацией в индуктивно-связанной плазме мы получили первые результаты, подтверждающие предположенную нами гипотезу. Препарат «holo-Tf» в этих образцах мочи оказался сильно обогащен цинком и никелем. Также в этом препарате наблюдается относительное обогащение кадмием, но он присутствует в сильно меньших концентрациях. Полученные данные указывают на то, что используемое нанотело, узнающее преимущественно железо-насыщенную форму трансферрина (holo-Tf), способно также связывать Tf в ассоциации с иными ионами металлов, отличными от железа. Эта способность потенциально может открыть новые возможности в исследованиях относительной представленности разных ионов металлов в ассоциации с трансферрином в биологических жидкостях человека в норме и патологии.

Гипергликемия является отличительной чертой сахарного диабета 2-го типа (СД2), связанной с дисфункцией эндотелия сосудов и сердечно-сосудистыми осложнениями. Многие исследования in vitro обнаружили апоптоз эндотелиальных клеток как ранний результат экспериментальной гипергликемии и обозначили гибель клеток как ключевой фактор повреждения сосудов при СД2. Однако в условиях in vivo апоптоз не наблюдается вплоть до поздних стадий развития СД2. В данной работе мы исследовали долгосрочные (до 4 недель) эффекты высокой концентрации глюкозы (HG, 30 мМ) на эндотелиальные клетки пупочной вены человека (HUVEC). HG не изменяла морфологию эндотелиального монослоя, уровень продукции АФК и NO и оказывала лишь незначительное влияние на маркеры апоптоза. Реакции эндотелиального барьера на различные воздействия не отличались от реакции клеток, культивируемых при физиологическом уровне глюкозы (LG, 5 мМ). Фокусируясь на ключевых регуляторах сократительной активности цитоскелета и эндотелиального барьера, мы не выявили различий в индуцированных гистамином изменениях внутриклеточного Ca²⁺ и уровня фосфорилирования регуляторных легких цепей миозина или фосфатазы легких цепей миозина. Полученные нами результаты показывают, что эндотелиальные клетки сосудов могут хорошо переносить относительно длительное воздействие HG, и нужны дальнейшие исследования для изучения механизмов развития сосудистых нарушений при прогрессирующем СД2.

Целью работы было изучение действия пероксиредоксина 6 (PRDX6), рекомбинантного белка-антиоксиданта, на уровень провоспалительных ответов, вызванных воздействием эндотоксина на макрофаги RAW 264.7. Добавление липополисахаридов (ЛПС) в среду культивирования клеток RAW 264.7 ожидаемо увеличивало продукцию фактора некроза опухоли-альфа (TNF-α), а добавление PRDX6 привело к достоверному снижению его продукции на 15-20%. Уровень продукции другого провоспалительного цитокина, IL-1β, значительно повышенный эндотоксином, под воздействием PRDX6 полностью нормализовался. Кроме того, добавление PRDX6 снижало продукцию активных форм кислорода, индуцированную эндотоксином, а также препятствовало сверхэкспрессии гена Nos2 в клетках RAW 264.7. Результаты показали, что PRDX6 оказывает подавляющее действие на экспрессию гена Nfe2l2 и продукцию фактора транскрипции NRF-2 в течение первых 6 ч культивирования клеток. Добавление эндотоксина вызывает активацию сигнальных каскадов NF-κB и SAPK/JNK, при этом в присутствии PRDX6 происходит снижение активности этих сигнальных каскадов. Известно, что провоспалительный ответ клеток, вызванный бактериальным ЛПС, приводит к активации апоптоза и элиминации повреждённых клеток. Нашими исследованиями это подтверждается, поскольку ЛПС приводит к активации гена Trp53, маркера апоптоза. Добавление PRDX6 в первые часы развития острого провоспалительного ответа приводит к подавлению экспрессии гена Trp53, что указывает на защитный эффект PRDX6, снижающий апоптоз в макрофагах RAW 264.7.