Том 57, № 5 (2023)

Ассоциированные с опухолями фибробласты часто являются основным компонентом микроокружения опухоли, создающим ту самую “почву”, в которой успешно развиваются злокачественные клетки. Ассоциированные с опухолью фибробласты могут способствовать росту опухоли, инвазии, метастазированию и устойчивости к терапии. Однако клинические испытания стратегий лечения, нацеленных на такие фибробласты, в основном заканчивались неудачей. Более того, появились данные, что ассоциированные с опухолью фибробласты способны сдерживать развитие опухоли. В этом обзоре рассмотрены текущие представления о функциональной гетерогенности ассоциированных с опухолью фибробластов, их бимодальности в развитии и прогрессии опухолей. Понимание стимулирующей и сдерживающей развитие опухоли активностей ассоциированных с опухолями фибробластов может способствовать разработке новых диагностических и терапевтических подходов.

Белки PARP1 и PARP2 входят в семейство поли(ADP-рибоза)полимераз, вовлеченных в регуляцию репарации и репликации ДНК, процессинг РНК, биогенеза рибосом, транскрипции, а также в процессы деления и гибели клеток. PARP1 и PARP2 считаются перспективными мишенями для разработки противоопухолевых препаратов и могут найти применение для лечения сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и онкологических заболеваний. Ранее показано, что домен WGR играет центральную роль в функционировании белков PARP1 и PARP2. В обзоре рассмотрены механизмы участия домена WGR в функционировании белков PARP1 и PARP2, которые имеют ряд как схожих, так и специализированных свойств. Понимание этих процессов представляет большой интерес для фундаментальной науки, а также будет способствовать разработке более эффективных и селективных ингибиторов PARP1 и PARP2.

Проанализирована изменчивость нуклеотидных последовательностей целых митохондриальных геномов (мтДНК), реконструированы мутационные спектры (по L-цепи мтДНК) в четырех региональных группах коренного населения, представляющего Северо-Восточную и Южную Сибирь, Западную Азию и Америку. Обнаружено, что во всех группах преобладают пиримидиновые транзиции и среди них – замены T→C. Вторыми по частоте во всех региональных группах (кроме Северо-Восточной Сибири) идут замены A→G. Из трансверсий во всех исследованных группах населения преобладают замены C→A. Не обнаружены межрегиональные различия в распределении нуклеотидных замен в спектрах мутаций мтДНК. Однако у коренного населения Северо-Восточной Сибири выявлено существенное (4-кратное) снижение числа мутаций в митохондриальных генофондах в сравнении с остальными регионами. Это может быть связано с усилением в условиях Крайнего Севера действия отрицательного отбора на мтДНК, препятствующего накоплению новых мутаций, и дрейфа генов, более всего выраженного в изолированных и малочисленных популяциях Северо-Восточной Сибири. Из-за отсутствия межрегиональных различий в спектрах мутаций мтДНК полученные результаты не позволяют подтвердить гипотезу о том, что частота замены T→C является молекулярным маркером уровня окислительного стресса в митохондриях (по меньшей мере, для генеративных мутаций).

Рибонуклеаза Bacillus pumilus (биназа) обладает выраженными цитотоксическими и онколитическими свойствами, а в высоких концентрациях может оказывать генотоксическое действие. Добиться снижения токсического действия фермента на организм позволит использование мутантов, обладающих пониженной каталитической активностью с сохранением противоопухолевых свойств нативного фермента. В представленной работе методом сайт-направленного мутагенеза получены мутантные формы биназы с единичными заменами: Lys26Ala и His101Glu. В результате проведенного сравнительного анализа систем экспрессии на основе Esсherichia coli и Bacillus subtilis показана целесообразность использования гетерологичной системы на основе бацилл для продукции мутантов биназы. Методом ионообменной хроматографии выделены и очищены мутанты биназы со сниженной каталитической активностью в гомогенном состоянии с максимальным выходом 25 мг/л. Каталитическая активность мутанта Lys26Ala составила 11, а His101Glu – 0.02%. Установлено, что мутант Lys26Ala, как и нативная биназа, обладает цитотоксичностью по отношению к опухолевым клеткам линий А549, ВТ-20 и HuTu 80, не оказывая при этом существенного влияния на популяцию нормальных клеток WI-38. Для мутанта His101Glu не выявлено цитотоксической активности.

Вазовагальные обмороки (ВВО) ‒ самая распространенная форма синкопальных состояний. Механизмы развития ВВО до конца не выяснены. Известно, что к этому заболеванию существует генетическая предрасположенность, однако данные о роли отдельных генов довольно противоречивы. Недавно на хромосоме 2 с помощью полногеномного поиска был идентифицирован локус 2q32.1, ассоциированный с объединенной группой заболеваний – обмороками и коллапсом. Среди однонуклеотидных полиморфизмов этого локуса самая значимая ассоциация наблюдалась для rs12465214. На однородной по диагнозу ВВО выборке пациентов мы проанализировали связь rs12465214, rs12621296, rs17582219 и rs1344706 из области 2q32.1 с этой формой обмороков и показали, что по отдельности с ВВО ассоциирован только rs12621296, тогда как ассоциация других однонуклеотидных полиморфизмов с заболеванием наблюдалась только в составе биаллельных сочетаний. Выявлено эпистатическое взаимодействие между компонентами сочетания rs12621296*A + + rs17582219*A. Обсуждается возможная вовлеченность отдельных генов, локализованных в области 2q32.1, в формирование генетической архитектуры ВВО.

Гистонацетилтрансферазы семейства CBP/p300 участвуют в регуляции транскрипции и в осуществлении ряда биологических процессов (пролиферации и дифференцировки клеток, развитии организма, регуляции стресс-ответа и метаболизма). В исследовании на плодовой мушке Drosophila melanogaster нами впервые проанализировано влияние сверхэкспрессии и нокдауна гена nejire (nej), кодирующего ортолог белков CBP/p300 человека, в различных тканях (жировом теле, кишечнике, нервной системе) и на разных стадиях жизненного цикла (все стадии развития или только имаго) на продолжительность жизни. Активация nej оказывала, в зависимости от способа индукции, а также от половой принадлежности, как положительное, так и отрицательное влияние на продолжительность жизни мух. Установлен эффект увеличения продолжительности жизни (на 6–15%) самок при кондиционной сверхэкспрессии nej в кишечнике и конститутивной сверхэкспрессии nej в нервной системе. В остальных случаях наблюдали укорочение жизни (до 44%) либо отсутствие статистически значимых изменений. Кроме того, активация nej приводила к изменению экспрессии генов стресс-ответа (Sod1, Gadd45, Hsp27, Hsp68, Hif1). В то же время нокдаун nej в большинстве вариантов эксперимента приводил к выраженному отрицательному воздействию на длительность жизни дрозофил.

Патология заболеваний, вызываемых вирусами семейства Flaviviridae, во многом определяется развитием системного воспаления. Ключевую роль в запуске воспаления играют цитокины интерлейкин-1бета и интерлейкин-18. Секреция этих цитокинов из клеток в свою очередь индуцируется при активации инфламмасом. В клетках, инфицированных вирусами Flaviviridae, обнаружена активация инфламмасом типа NLRP3 (NLR family pyrin domain-containing 3). Некоторые неструктурные белки этих вирусов способны активировать или ингибировать инфламмасому NLRP3, в том числе, за счет взаимодействия с ее компонентами. В данном исследовании в клетках человека HEK293T реконструирована функциональная инфламмасома NLRP3 и изучено воздействие на нее ряда неструктурных белков отдельных представителей семейства Flaviviridae. В этой модели не обнаружено влияния неструктурных белков NS1 вируса Западного Нила, NS3 вируса гепатита С, NS5 вируса клещевого энцефалита на содержание компонентов инфламмасомы. При этом уровень секреции интерлейкина-1бета в присутствии белков NS1 вируса Западного Нила и NS5 вируса клещевого энцефалита не изменялся, повышаясь в 1.5 раза в присутствии белка NS3 вируса гепатита С. Таким образом, NS3 можно рассматривать как один из факторов активации инфламмасомы NLRP3 и воспалительного патогенеза при хронической инфекции вирусом гепатита С.

Протеасомы ‒ ключевые компоненты убиквитин-протеасомной системы. Известны различные формы протеасом. При старении выявлены нарушения в функционировании протеасом, а также повышенная экспрессия отдельных их форм. Учитывая эти данные, мы изучили экспрессию генов, кодирующих конститутивные и иммунные субъединицы протеасом, в образцах коры головного мозга мышей линии C57BL/6 в возрасте 60, 190, 380 и 720 сут. Кроме того, в осветленных гомогенатах тканей исследовано содержание конститутивных и иммунных субъединиц протеасом, химотрипсинподобная и каспазаподобная активности протеасомных пулов, а также активность иммунной субъединицы β5i. Охарактеризованы химотрипсинподобная активность и активность субъединицы β5i разных форм протеасом, разделенных электрофорезом в нативных условиях. По сравнению с молодыми особями в коре головного мозга животных в возрасте 720 сут выявлены следующие изменения в паттернах экспрессии генов протеасом: снижение для гена PSMB5, кодирующего конститутивную субъединицу протеасом β5; активация генов, кодирующих иммунные субъединицы β5i и β1i. В осветленных гомогенатах тканей возрастных мышей увеличено содержание иммунных субъединиц β1i и β2i. В образцах от старых животных также выявлено снижение общей химотрипсинподобной активности и тенденция к снижению каспазаподобной, а также активности β5i субъединицы протеасом. По результатам анализа нативных комплексов в тканях старых животных обнаружено снижение химотрипсинподобной активности как 26S, так и 20S протеасом, содержащих субъединицу β5i. На основании полученных данных можно предполагать, что в пуле неконститутивных протеасом головного мозга мышей происходят изменения, отражающие адаптационные процессы при старении.

Морской свободноживущий организм трихоплакс (тип Пластинчатые) напоминает по форме и типу движения одноклеточную амебу. Трихоплакс отделился от основного древа эволюции в неопротерозойскую эру и считается одной из простейших моделей многоклеточного животного, а также наглядным примером взаимодействия ансамбля клеток в едином организме при его развитии и движении. В результате поиска схожих последовательностей в базах данных NCBI у двух гаплотипов трихоплаксов, H1 и H2, обнаружено по одному ортологу белка Piezo1 мыши (6B3R). На основе структурного выравнивания по шаблону 6KG7 (Piezo2 мыши) созданы пространственные модели соответствующих белков: XP_002112008.1 и RDD46920.1. Проведен анализ доменных структур и построен ограниченный граф белок-белковых взаимодействий гипотетического механосенсора XP_002112008.1. Показана возможность проведения сигнала от механорецептора к мембранным комплексам, в цитоплазму и ядро клетки. Предполагается участие механосенсорных рецепторов трихоплакса в восприятии силовых воздействий соседних клеток и окружающей среды. На основании полученных данных предлагается использовать примитивный организм трихоплакс как простейшую многоклеточную модель механических и морфогенетических движений.

Для выявления и титрования вирусов гриппа А и В в качестве альтернативы классическому методу гемагглютинации эритроцитов разработана методика реакции агглютинации латекса, основанная на взаимодействии вирусов гриппа с сиалогликопротеином фетуином, иммобилизованным на поверхности полистирольных микросфер. Исследовано 12 штаммов вирусов гриппа А, относящихся к различным подтипам, и два вируса гриппа В разных линий. При одновременном титровании вирусов с помощью классической реакции гемагглютинации и предлагаемой реакции латексной агглютинации показана сходная чувствительность и высокая степень корреляции (R = 0.94) между двумя этими методами. Полученные микросферы могут быть использованы для титрования и других вирусов, рецепторами которых служат сиалированные гликаны. Так, агрегацию латекса индуцировал вирус болезни Ньюкасла.