Том 12, № 1 (2020)

В обзоре обобщены результаты экспериментальных исследований последних лет, посвященных наименее изученным клеткам спинного мозга – микроглиоцитам. Приведены современные данные о происхождении и функции микроглии в эмбриогенезе спинного мозга млекопитающих. Проанализированы основные подходы к классификации микроглиоцитов на основании их морфофункциональных и иммунофенотипических особенностей. Обобщены результаты исследований, проведенных на экспериментальных моделях таких заболеваний спинного мозга, как рассеянный склероз, боковой амиотрофический склероз, системное воспаление и др. Подчеркнута ключевая роль микроглии в патогенезе этих заболеваний. Отмечена необходимость идентификации специфических для клеток микроглии белков, экспрессирующихся на всех этапах онтогенеза, а также необходимость совершенствования иммуногистохимических и генетических методов выявления микроглиоцитов спинного мозга в норме и патологии. Представлены возможные способы морфометрии, применяемые для оценки функциональной активности микроглиальных клеток.

Противооспенная живая вакцина – исторически первая и одна из наиболее эффективных вакцин. Однако наряду с высокой иммуногенностью вакциния вирус (VACV) вызывал тяжелые побочные реакции организма вакцинируемых, иногда приводящие к летальному исходу. Поэтому после глобальной ликвидации оспы вакцинация VACV населения была прекращена. Это привело к отсутствию в настоящее время у большей части населения специфического иммунитета не только против оспы, но и против других видов ортопоксвирусов. Поэтому вспышки заболеваний, обусловленных зоонозными ортопоксвирусами, в последние годы все чаще регистрируются у людей на разных континентах. Однако использование классической живой вакцины на основе VACV для защиты от этих инфекций неприемлемо, так как возможно развитие тяжелых побочных реакций, особенно у людей с ослабленной иммунной системой или с иммунодефицитом (в том числе ВИЧ-инфицированных). Поэтому необходимо создавать высокоаттенуированные варианты VACV, но не утратившие при этом свои иммуногенные свойства. В обзоре рассмотрены современные представления о закономерностях развития гуморального и клеточного иммунного ответа на ортопоксвирусную инфекцию/вакцинацию, описаны подходы к получению методами генетической инженерии безопасных и высокоиммуногенных вариантов живых вакцин на основе VACV.

Редактирование генома модельных организмов, в первую очередь мышей, стало необходимым условием как для изучения функциональной роли генов, так и для разработки новых лекарственных средств. Эффективность практического применения новейших подходов геномного редактирования зачастую можно повысить с помощью простых приемов, связанных с биологическими особенностями лабораторных животных. Нами обобщен опыт, полученный в ходе трехлетней работы по микроинъекции компонентов системы CRSIPR/Cas9 в более чем 10 000 яйцеклеток. Практически проверены такие подходы к повышению эффективности создания мышей с измененным геномом, как выбор оптимальных линий животных, используемых в качестве доноров оплодотворенных яйцеклеток, а также в качестве суррогатных матерей. Проведено сравнение эффективности схем суперовуляции для получения максимального количества оплодотворенных яйцеклеток от каждой мыши. Представленные результаты будут полезны лабораториям, стремящимся к быстрому и эффективному получению новых линий мышей с заданными изменениями генома.

С использованием NGS-секвенирования на платформе Illumina изучена структура генома трех устойчивых к ципрофлоксацину клинических изолятов Mycoplasma hominis. Определена высокая степень гомологии аминокислотных последовательностей исследуемых штаммов микоплазм. Показана ограниченность биосинтетических возможностей M. hominis (М45, М57, МН1866), связанная с преобладанием в их геноме генов, кодирующих белки, которые участвуют в катаболических процессах. Обнаружены множественные однонуклеотидные замены, обусловливающие внутривидовой полиморфизм M. hominis. Выявлены гены, кодирующие эффлюксные системы – АВС-транспортеры (ATP-binding cassette superfamily) и белки семейства MATE (Multidrug and toxic compound extrusion family). Установлено, что молекулярный механизм резистентности к ципрофлоксацину у изолятов M. hominis М45 и M. hominis М57 связан с заменой серина на лейцин в позиции 83 субъединицы А ДНК-гиразы, а у M. hominis МН1866 – с заменой лизина на аргинин в позиции 144 А-субъединицы топоизомеразы IV.

Нонапептиды нейрогипофиза вазотоцин и мезотоцин, выявляемые у большинства позвоночных, у млекопитающих заменены вазопрессином и окситоцином. С использованием биоинформатических методов нами определен спектр подтипов рецепторов этих гормонов у млекопитающих и их физиологические эффекты в почке крыс. Поиск последовательностей, сходных с последовательностями рецептора вазотоцина позвоночных, в протеомах и транскриптомах 9 видов млекопитающих и в геноме крысы выявил три подтипа рецепторов вазопрессина (V_1a, V_1b, V₂) и один тип рецептора окситоцина. В почке ненаркотизированных крыс, получивших водную нагрузку в объеме 2 мл на 100 г массы тела, выявлены три эффекта вазопрессина: 1) увеличение реабсорбции воды и натрия, 2) возрастание экскреции ионов калия, 3) рост экскреции ионов натрия. Обосновано предположение, что каждый из этих эффектов связан с селективной стимуляцией подтипов рецепторов вазопрессина – V₂, V_1b и V_1a – в зависимости от концентрации нонапептида. В экспериментах на ненаркотизированных крысах с водной нагрузкой показано, что инъекция окситоцина снижает реабсорбцию осмотически свободной воды в почке и увеличивает экскрецию ионов натрия. Проанализированы физиологические механизмы реализации обоих эффектов при участии рецептора окситоцина одного типа. Таким образом, спектр активируемых подтипов рецепторов изменяется в зависимости от действующей концентрации гормонов нейрогипофиза, вследствие этого изменяется и преобладающий эффект на функции почек, что обеспечивает точную регуляцию водно-солевого гомеостаза.

Применение противоопухолевого препарата доксорубицина (Докс) ограничено из-за его кардиотоксического действия. Изучено влияние нового синтетического агониста рецепторов галанина GalR1-3 [βAla14, His15]-галанин (2–15) (G) на метаболизм, активность антиоксидантных ферментов, окислительный стресс и функцию сердца у крыс с кардиомиопатией (КМП), вызванной хроническим введением Докс. Совместное введение пептида G и Докс статистически значимо увеличивало фракцию укорочения (ФУ) и фракцию выброса (ФВ) в среднем на 30 ± 4% по сравнению с этими показателями в группе Докс. Уменьшение дисфункции сердца под действием G сочеталось со снижением в 2.5 раза активности креатинкиназы-МВ (КК-МВ) в плазме крови. Защитное действие пептида G обусловлено снижением перекисного окисления липидов (ПОЛ) вследствие увеличения активности Cu,Zn-супероксиддисмутазы (Cu,Zn-SOD) и глутатионпероксидазы (GSH-Px) в поврежденном сердце. Введение пептида G статистически значимо увеличивало пул адениннуклеотидов (ΣAН), АТР, фоcфокреатина (ФКр) и общего креатина (ΣКр) в поврежденном миокарде, а также снижало накопление лактата по сравнению с этим показателем в группе Докс. Улучшение энергетического обеспечения кардиомиоцитов под действием пептида G предотвращало накопление цитотоксичного аммиака и нарушения обмена ключевых аминокислот сердца – глутаминовой (Глу) и аспарагиновой (Асп), а также аланина (Ала). Пептид G снижал морфологические изменения в сердце крыс, получавших Докс. Результаты указывают на перспективность использования пептида G для эффективной коррекции функциональных, морфологических и метаболических повреждений сердца при химиотерапии антрациклинами.

Ремоделирование цитоскелета лежит в основе различных клеточных процессов, в том числе ассоциированных с метастазированием, что делает актуальным изучение роли протеаз и белков, участвующих в перестройке цитоскелета. Однако данные о связи уровней экспрессии мРНК кальпаинов 1 и 2 (CAPN1 и 2) и мРНК белков, ассоциированных с ремоделированием цитоскелета, отсутствуют. Существование связи между уровнями экспрессии мРНК CAPN1 и 2 и белков, участвующих в перестройке цитоскелета: маркеров клеточной подвижности (SNAI1, VIM, RND3) и актинсвязывающих белков (АСБ) кофилина (CFN1), профилина (PFN1), эзрина (EZR), фасцина (FSCN1) и белка 1, ассоциированного с аденилилциклазой (CAP1), изучено нами на модели высокоагрессивного плоскоклеточного рака гортани и гортаноглотки (РГ). Уровень экспрессии генов определяли методом обратной транскрипции с ПЦР в реальном времени и рассчитывали методом 2^-∆∆СT в парных образцах ткани, полученных от 44 больных РГ (T_1-4N_0-2M₀). Сформированы группы больных с низкой и высокой экспрессией генов CAPN1 и 2. Отмечено, что метастазирование РГ связано с высоким уровнем экспрессии CAPN1 на фоне снижения уровня экспрессии VIM и CAP1. Высокий уровень CAPN2 сопровождался повышением уровня экспрессии EZR, что может свидетельствовать об активации процессов инвазии. Результаты работы необходимо подтвердить на увеличенной выборке больных и генов-мишеней. Полученные данные важны для выяснения механизмов метастазирования, что позволит в дальнейшем определить новые маркеры прогрессии РГ.