Том 7, № 2 (2015)

Изучение инвазивных свойств опухолевой ткани, способности злокачественно измененных клеток к направленному движению и формированию вторичных метастатических очагов в отдаленных органах и тканях остается актуальным на протяжении многих лет. Многочисленные исследования подтверждают существование в рамках инвазивного роста двух основных моделей клеточной миграции, посредством которых опухолевые клетки преодолевают структурные барьеры и распространяются в окружающие ткани. Среди них выделяют коллективную (групповую) и индивидуальную миграции. Каждому варианту клеточного движения свойственны определенные морфологические характеристики, а также биохимические и молекулярно-генетические особенности тех механизмов, которые лежат в их основе. В пределах каждого варианта клеточного движения обнаружены опухолевые клетки, осуществляющие миграцию двумя различными способами - мезенхимальным (фибробластоподобным) и амебоидным. В представленном обзоре рассмотрены ключевые параметры, определяющие различия между разновидностями инвазивного роста, описана роль эпителиально-мезенхимального, коллективно-амебоидного, мезенхимально-амебоидного и амебоидно-мезенхимального переходов в процессе инвазии, а также значение различных опухолевых факторов и молекул микроокружения. Рассмотрена взаимосвязь опухолевой инвазии, опухолевой прогрессии и эффективности терапии злокачественных новообразований. Представлены убедительные доказательства того, что проявления инвазии характеризуются большим разнообразием тканевых структур. Приведены полученные нами результаты изучения особенностей течения рака молочной железы в зависимости от внутриопухолевой морфологической гетерогенности новообразования, представляющей, вероятно, частное проявление разнообразия инвазивного роста опухоли и обусловленной специфической активностью молекул межклеточной адгезии в опухолевых клетках различных морфологических структур.

Белок NeuN локализуется в ядрах и перинуклеарной цитоплазме большинства нейронов центральной нервной системы млекопитающих. Моноклональные антитела к белку NeuN уже более 20 лет активно используются в иммуногистохимических исследованиях нейрональной дифференцировки для оценки состояния нервных клеток в норме и при патологии, а в последнее время и в дифференциальной морфологической диагностике онкологических заболеваний. При этом структура белка, выявляемого антителами к NeuN, до недавнего времени оставалась неизвестной, а функции этого белка не вполне понятны и на сегодняшний день. В представленном мини-обзоре обобщены и проанализированы сведения о белке NeuN: приведены данные о структуре и свойствах белка, его изоформах, внутриклеточной локализации и предполагаемых функциях, подробно описано применение метода иммуноцитохимической детекции белка NeuN в научных и клинических исследованиях, а также трудности, возникающие при интерпретации экспериментальных данных, и их возможные причины.

Созревание рибосомных РНК (рРНК) представляет собой сложный процесс, в ходе которого отдельные нуклеотиды подвергаются химическим модификациям по азотистым основаниям или остатку рибозы. Одна из самых распространенных модификаций рРНК - 2’-O-метилирование нуклеотидов - осуществляется рибонуклеопротеидными комплексами, содержащими в своем составе малые ядрышковые C/D-бокс-РНК. Поскольку большая часть 2’-O-метилированных нуклеотидов расположена в наиболее консервативных участках рРНК, формирующих важнейшие функциональные центры рибосом, то изменения в профиле 2’-O-метилирования могут приводить к нарушениию сборки и функционирования рибосом. Один из основных методов выявления положений 2’-O-метилированных нуклеотидов в протяженных РНК - метод терминации обратной транскрипции. В настоящей работе этот метод адаптирован к использованию флуоресцентно меченных праймеров и анализу продуктов терминации капиллярным гель-электрофорезом на автоматическом генном анализаторе. С помощью разработанного подхода проанализировано действие синтетических аналогов C/D-бокс-РНК на посттранскрипционные модификации 28S рРНК человека в клетках линии MCF-7. Установлено, что трансфекция клеток MCF-7 аналогом C/D-бокс-РНК приводит к увеличению глубины модификации отдельных сайтов 2’-O-метилирования в рРНК-мишени. Наблюдаемый эффект воздействия синтетических РНК на 2’-O-метилирование нуклеотидов рРНК в клетках человека указывает на возможность направленной регуляции посттранскрипционного созревания рРНК. Представленный подход может найти применение в разработке методов выявления заболеваний человека.

Рецептор, подобный инсулиновому рецептору (IRR) принадлежит к суперсемейству рецепторных тирозинкиназ. IRR является близким структурным гомологом рецепторов инсулина и инсулиноподобного фактора роста, однако не связывается с их лигандами. IRR, как показано нами ранее, активируется при повышении pH внеклеточной жидкости (> 7.9) и регулирует экскрецию избыточной щелочи в организме. Проведен биоинформатический анализ рН-сенсорного потенциала всех трех членов семейства рецептора инсулина различных видов животных (от лягушки до человека), а также их химер с перестановкой отдельных доменов внеклеточной части. С использованием программы AcalPred показано, что семейство рецептора инсулина делится на белки, активность которых максимальна в кислой среде (все ортологи рецепторов инсулина и инсулиноподобного фактора роста, за исключением одного ортолога IGF-IR из Xenopus laevis) или в щелочной среде (все ортологи IRR). Предсказано также, что на рН-чувствительность рецептора IRR наиболее существенно будет влиять замена доменов L1 и C в его внеклеточной части, а также второго и третьего фибронектинового повторов. Замена домена L2 будет, предположительно, наименее чувствительной для активации IRR при щелочных значениях рН. Для проверки предсказаний in silico получены три конструкции с заменой первых доменов L1C рецептора IRR, третьего домена L2 и всех трех доменов L1CL2 на аналогичные участки рецептора инсулиноподобного фактора роста. Установлено, что замена доменов L1C и трех доменов L1CL2 уменьшает способность рецептора к активации при щелочных рН, что приводит к увеличению полумаксимальной эффективной концентрации почти в 2 раза, а замена домена L2 увеличивает полумаксимальную эффективную концентрацию на 40%. Таким образом, наши данные свидетельствуют о высоком предсказательном потенциале алгоритма AcalPred не только для рН-чувствительных ферментов, но и для рН-регулируемых рецепторов.

Протон-активируемые ионные каналы (ASICs) широко распространены как в центральной, так и в периферической нервной системе позвоночных животных. Однако фармакология этих рецепторов изучена недостаточно подробно, и актуальным представляется поиск новых модуляторов ASICs. Недавно нами было показано, что некоторые моноамины, являющиеся блокаторами NMDA-рецепторов, способны разнонаправленно влиять на протон-активируемые ионные каналы в зависимости от их субъединичного состава. Изучено действие 9-аминоакридина, ИЭМ-1921, ИЭМ-2117 и мемантина как на нативные рецепторы, так и на рекомбинантные гомомерные рецепторы ASIC1a, ASIC2a и ASIC3. В представленной работе протестировано действие этих четырех соединений на гомомерные каналы ASIC1b. Эксперименты проводили методом локальной фиксации потенциала (patch clamp) в конфигурации «целая клетка» на рекомбинантных рецепторах, экспресcированных в культуре клеток линии CHO. Только два из четырех соединений, 9-аминоакридин и мемантин, ингибировали каналы ASIC1b. Два других, ИЭМ-1921 и ИЭМ-2117, не проявили активности даже в концентрации 1000 мкМ. В целом, действие соединений на ASIC1b было сходным с их действием на ASIC1a. Особенностью гомомерных ASIC1b-каналов является крутой наклон кривой зависимости активации от концентрации агониста, свидетельствующий о кооперативности активации протонами. В наших экспериментах кривая концентрационной зависимости ингибирования ASIC1b-каналов 9-аминоакридином также имела крутой наклон (коэффициент Хилла 3.8), в отличие от ингибирования ASIC1а, где коэффициент Хилла был близок к единице. Это свидетельствует о том, что действие 9-аминоакридина связано с изменениями активационных свойств протон-управляемых каналов.

Олигонуклеотидные микрочипы считаются в настоящее время одним из наиболее эффективных методов генодиагностики. Способность атомно-силовой микроскопии (АСМ) характеризовать трехмерную морфологию отдельных молекул, находящихся на поверхности носителя, позволяет использовать ее как эффективный инструмент 3D-анализа поверхности микрочипа для детекции нуклеиновых кислот. Высокое разрешение АСМ открывает потенциальные возможности для снижения порога детекции ДНК-мишени, повышения соотношения сигнал/шум. В представленной работе разработан подход к оценке результатов гибридизации нуклеиновых кислот, меченных золотыми наночастицами, на кремниевых микрочипах на основе АСМ-исследования поверхности как на воздухе, так и в жидкости, учитывающий их трехмерную структуру. Для количественной оценки результатов гибридизации предложен критерий, интерпретируемый как доля площади поверхности, занимаемой наночастицами.