Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd2749410.32607/actanaturae.27494Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticlePeptide Mimicking Loop II of the Human Epithelial Protein SLURP-2 Enhances the Viability and Migration of Skin KeratinocytesПептид, имитирующий петлю II эпителиального белка человека SLURP-2, повышает жизнеспособность и стимулирует миграцию кератиноцитов кожиShlepovaO. V.ШлеповаО. В.
Russian Federation
lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnGornostaevaT. Y.ГорностаеваТ. Я.
Russian Federation
lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnKukushkinI. D.КукушкинИ. Д.
Russian Federation
lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnAzevV. N.АзевВ. Н.
Russian Federation
lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnBychkovM. L.БычковМ. Л.
Russian Federation
lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnShenkarevZ. O.ШенкаревЗ. О.
Russian Federation
lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnKirpichnikovM. P.КирпичниковМ. П.
Russian Federation

Interdisciplinary Scientific and Educational School of Moscow University “Molecular Technologies of the Living Systems and Synthetic Biology”, Department of Biology

Междисциплинарная научно-образовательная школа «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология», биологический факультет

lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnLyukmanovaE. N.ЛюкмановаЕ. Н.
Russian Federation

Interdisciplinary Scientific and Educational School of Moscow University “Molecular Technologies of the Living Systems and Synthetic Biology”, Department of Biology

Междисциплинарная научно-образовательная школа «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология», биологический факультет

lyukmanova_ekaterina@smbu.edu.cnShemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic ChemistryГосударственный научный центр Российской Федерации Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНMoscow Center for Advanced StudiesМосковский центр перспективных исследованийBranch of the Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic ChemistryФилиал Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАНLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваShenzhen MSU–BIT UniversityШеньчжэньский МГУ-ППИ университет0912202416486941608202407112024Copyright ©; 2024, Викторовна O.V., Gornostaeva T.Y., Kukushkin I.D., Chulina I., Azev V.N., Bychkov M.L., Shenkarev Z.O., Kirpichnikov M.P., Lyukmanova E.N.Copyright ©; 2024, Шлепова О.В., Горностаева Т.Я., Кукушкин И.Д., Чулина И.А., Азев В.Н., Бычков М.Л., Шенкарев З.О., Кирпичников М.П., Люкманова Е.Н.2024Викторовна O.V., Gornostaeva T.Y., Kukushkin I.D., Chulina I., Azev V.N., Bychkov M.L., Shenkarev Z.O., Kirpichnikov M.P., Lyukmanova E.N.Шлепова О.В., Горностаева Т.Я., Кукушкин И.Д., Чулина И.А., Азев В.Н., Бычков М.Л., Шенкарев З.О., Кирпичников М.П., Люкманова Е.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/27494

The secreted human protein SLURP-2 is a regulator of epithelial homeostasis, which enhances the viability and migration of keratinocytes. The targets of SLURP-2 in keratinocytes are nicotinic and muscarinic acetylcholine receptors. This work is devoted to the search for the SLURP-2 functional regions responsible for enhancing keratinocyte viability and migration. We produced synthetic peptides corresponding to the SLURP-2 loop regions and studied their effect on the viability and migration of HaCaT skin keratinocytes using the WST-8 test and scratch-test, respectively. The highest activity was exhibited by a loop II-mimicking peptide that enhanced the viability of keratinocytes and stimulated their migration. The peptide activity was mediated by interactions with α7- and α3β2-nAChRs and suppression of the p38 MAPK intracellular signaling pathway. Thus, we obtained new data that explain the mechanisms underlying SLURP-2 regulatory activity and indicate the promise of further research into loop II-mimicking peptides as prototypes of wound healing drugs.

Секретируемый белок человека SLURP-2 является регулятором гомеостаза эпителия, повышает жизнеспособность и стимулирует миграцию кератиноцитов. Мишенями SLURP-2 в кератиноцитах служат никотиновые и мускариновые ацетилхолиновые рецепторы. Данная работа посвящена поиску функциональных участков молекулы SLURP-2, отвечающих за повышение жизнеспособности и стимуляцию миграции кератиноцитов. Получены синтетические пептиды, соответствующие петлевым участкам белка SLURP-2, изучено их влияние на жизнеспособность кератиноцитов кожи HaCaT с помощью теста WST-8 и их миграцию с помощью scratch-теста. Наиболее активным оказался пептид, соответствующий петле II, стимулирующий жизнеспособность и миграцию кератиноцитов. Активность этого пептида обусловлена взаимодействием с α7- и α3β2-nAChR, а также подавлением сигнальных внутриклеточных путей p38 МАР-киназы. Таким образом, получены новые данные, объясняющие механизмы, лежащие в основе регуляторной активности SLURP-2 и указывающие на перспективность дальнейших исследований пептидов, соответствующих петле II, в качестве прототипов препаратов для ранозаживления.

SLURP-1SLURP-2Ly6/uPARnicotinic acetylcholine receptorkeratinocytesmigrationwound healingSLURP-1SLURP-2Ly6/uPARникотиновый ацетилхолиновый рецепторкератиноцитыранозаживлениеRussian Science FoundationРоссийский научный фонд23-24-00636Loughner C.L., Bruford E.A., McAndrews M.S., Delp E.E., Swamynathan S., Swamynathan S.K. // Hum. Genomics. 2016. V. 10. P. 10.Shenkarev Z.O., Shulepko M.A., Bychkov M.L., Kulbatskii D.S., Shlepova O.V., Vasilyeva N.A., Andreev-Andrievskiy A.A., Popova A.S., Lagereva E.A., Loktyushov E.V., et al. // J. Neurochem. 2020. V. 155. № 1. P. 45–61.Kulbatskii D., Shenkarev Z., Bychkov M., Loktyushov E., Shulepko M., Koshelev S., Povarov I., Popov A., Peigneur S., Chugunov A., et al. // Front. Cell. Dev. Biol. 2021. V. 9. P. 662227.Kulbatskii D.S., Bychkov M.L., Lyukmanova E.N. // Rus. J. Bioorg. Chem. 2018. V. 44. № 6. P. 595–607.Shulepko M., Bychkov M., Kulbatskii D., Lyukmanova E. // Rus. J. Bioorg. Chem. 2019. V. 45. № 2. P. 66–74.Papke R.L., Lindstrom J.M. // Neuropharmacology. 2020. V. 168. P. 108021.Hone A.J., McIntosh J.M. // Pharmacol. Res. 2023. V. 190. P. 106715.Arredondo J., Chernyavsky A.I., Grando S.A. // Life Sci. 2007. V. 80. № 24–25. P. 2243–2247.Arredondo J., Chernyavsky A.I., Webber R.J., Grando S.A. // J. Invest. Dermatol. 2005. V. 125. № 6. P. 1236–1241.Arredondo J., Chernyavsky A.I., Jolkovsky D.L., Webber R.J., Grando S.A. // J. Cell. Physiol. 2006. V. 208. № 1. P. 238–245.Arredondo J., Chernyavsky A.I., Grando S.A. // Biochem. Pharmacol. 2007. V. 74. № 8. P. 1315–1319.Lyukmanova E., Bychkov M., Sharonov G., Efremenko A., Shulepko M., Kulbatskii D., Shenkarev Z., Feofanov A., Dolgikh D., Kirpichnikov M. // Br. J. Pharmacol. 2018. V. 175. № 11. P. 1973–1986.Shulepko M.A., Bychkov M.L., Shlepova O.V., Shenkarev Z.O., Kirpichnikov M.P., Lyukmanova E.N. // Internat. Immunopharmacol. 2020. V. 82. P. 106303.Shulepko M.A., Bychkov M.L., Lyukmanova E.N., Kirpichnikov M.P. // Dokl. Biochem. Biophys. 2020. V. 493. № 1. P. 211–214.Bychkov M.L., Shulepko M.A., Shlepova O.V., Kulbatskii D.S., Chulina I.A., Paramonov A.S., Baidakova L.K., Azev V.N., Koshelev S.G., Kirpichnikov M.P., et al. // Front. Cell. Dev. Biol. 2021. V. 9. P. 739391.Shlepova O.V., Shulepko M.A., Shipunova V.O., Bychkov M.L., Kukushkin I.D., Chulina I.A., Azev V.N., Shramova E.I., Kazakov V.A., Ismailova A.M., et al. // Front. Cell. Dev. Biol. 2023. V. 11. P. 1256716. doi: 10.3389/fcell.2023.1256716.Lyukmanova E., Shulepko M.A., Shenkarev Z., Bychkov M., Paramonov A.S., Chugunov A., Kulbatskii D., Arvaniti M., Dolejsi E., Schaer T., et al. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 30698. doi: 10.1038/srep3069.Bychkov M.L., Shlepova O.V., Shulepko M.A., Kulbatskii D.S., Bertrand D., Kirichenko A.V., Shenkarev Z.O., Kirpichnikov M.P., Lyukmanova E.N. // Rus. J. Bioorg. Chem. 2024. V. 50. № 3. P. 696–705.Vasilyeva N.A., Loktyushov E.V., Bychkov M.L., Shenkarev Z.O., Lyukmanova E.N. // Biochemistry (Moscow). 2017. V. 82. № 13. P. 1702–1715.Lyukmanova E.N., Shulepko M.A., Bychkov M.L., Shenkarev Z.O., Paramonov A.S., Chugunov A.O., Arseniev A.S., Dolgikh D.A., Kirpichnikov M.P. // Acta Naturae. 2014. V. 6. № 4. P. 60–66.Chernyavsky A.I., Kalantari-Dehaghi M., Phillips C., Marchenko S., Grando S.A. // Wound Repair Regen. 2012. V. 20. № 1. P. 103–113.Shulepko M.A., Bychkov M.L., Shenkarev Z.O., Kulbatskii D.S., Makhonin A.M., Paramonov A.S., Chugunov A.O., Kirpichnikov M.P., Lyukmanova E.N. // J. Invest. Dermatol. 2021. V. 141. № 9. P. 2229–2237.Watt F.M. // EMBO J. 2002. V. 21. № 15. P. 3919–3926.Longmate W.M., DiPersio C.M. // Adv. Wound Care (New Rochelle). 2014. V. 3. № 3. P. 229–246.Sou P.W., Delic N.C., Halliday G.M., Lyons J.G. // Internat. J. Biochem. Cell Biol. 2010. V. 42. № 12. P. 1940–1944.Chen Y., Lian P., Peng Z., Wazir J., Ma C., Wei L., Li L., Liu J., Zhao C., Pu W., et al. // Cell Death Discov. 2022. V. 8. № 1. P. 141.Kwok H.-H., Gao B., Chan K.-H., Ip M.S.-M., Minna J.D., Lam D.C.-L. // Cancers (Basel). 2021. V. 13. № 21. P. 5345.Arredondo J., Chernyavsky A.I., Jolkovsky D.L., Pinkerton K.E., Grando S.A. // Life Sci. 2007. V. 80. № 24–25. P. 2191–2194.Stegemann A., Böhm M. // Exp. Dermatol. 2019. V. 28. № 3. P. 276–282.Fukada S., Ohta K., Sakuma M., Akagi M., Kato H., Naruse T., Nakagawa T., Shigeishi H., Nishi H., Takechi M., et al. // Oral Dis. 2024. V. 30. № 2. P. 639–649.Nys K., van Laethem A., Michiels C., Rubio N., Piette J.G., Garmyn M., Agostinis P. // J. Invest. Dermatol. 2010. V. 130. № 9. P. 2269–2276.Uwada J., Nakazawa H., Mikami D., Islam M.S., Muramatsu I., Taniguchi T., Yazawa T. // Biochem. Pharmacol. 2020. V. 182. P. 114297.Wu X., Sun Q., He S., Wu Y., Du S., Gong L., Yu J., Guo H. // BMC Anesthesiol. 2022. V. 22. № 1. P. 106.Chernyavsky A.I., Arredondo J., Galitovskiy V., Qian J., Grando S.A. // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2010. V. 299. № 5. P. C903–C911.Lyukmanova E.N., Shulepko M.A., Kudryavtsev D., Bychkov M.L., Kulbatskii D.S., Kasheverov I.E., Astapova M.V., Feofanov A.V., Thomsen M.S., Mikkelsen J.D., et al. // PLoS One. 2016. V. 11. № 2. P. e0149733.