|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Изучение влияния растительных гормонов на дифференцировку культивируемых нормальных и опухолевых клеток человекаНИР
Investigation of effects of plant hormones on the differentiation of cultured human normal and tumor cell lines.
- Руководитель НИР: Смирнова Е.А.
- Ответственные исполнители: Вильданова М.С., Захаров И.И., Савицкая М.А., Саидова А.А., Турищева Е.П.
- Подразделение: Лаборатория цитологии
- Срок исполнения: 1 января 2019 г. - 31 декабря 2021 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 19-015-00233а
- Номер ЦИТИС: АААА-А19-119011790157-0
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физиологические механизмы деятельности, развития и устойчивости организма человека и животных
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Биомедицинские и ветеринарные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.19.21 Особенности поведения клеток в культуре
- 34.19.23 Цитоэкология. Реакция клетки на внешние воздействия
- 34.19.27 Цитопатология
- 34.19.17 Цитоморфология
- 34.19.19 Цитофизиология
- Классификатор OECD: Биохимия и молекулярная биология, Цитология
-
Ключевые слова:
опухолевые клетки, стресс эпр, аутофагия, дифференцировка, растительные гормоны, клеточная гибель, эпр-фагия
plant hormones, tumor cells, cell death, autophagy, er-phagy, differentiation, er stress -
Описание:
Коррекция клеточных патологий с помощью природных низкомолекулярных соединений является актуальной задачей, решение которой поможет в разработке лекарственных препаратов на основе выделенных из растений компонентов, обладающих способностью селективно влиять на определенные клеточные процессы и клеточный патогенез. Растительные гормоны (РГ) проявляют разнонаправленную, и в то же время, недостаточно охарактеризованную биологическую активность по отношению к клеткам человека и животных. Поэтому изучение влияния РГ на клетки человека является не только фундаментальной научной задачей, но и будет иметь большое практическое значение. Проект направлен на изучение влияния РГ – абсцизовой кислоты (АБК) и гибберелиновой кислоты (ГК) на активацию признаков дифференцировки в культивируемых нормальных и опухолевых клетках человека. В качестве объектов исследования будут использованы иммортализованные кератиноциты линии HaCaT и клетки эпидермоидной карциномы А431; дермальные фибробласты и клетки фибросаркомы линии HT1080. В кератиноцитах планируется проанализировать влияние АБК и ГК на признаки активации стресса ЭПР, ведущие к UPR; образование и секрецию ламеллярных телец; синтез и секрецию белков, специфических для эпителиальных тканей; признаки аутофагии; активацию маркеров клеточной гибели кератиноцитов (корнификации), а у фибробластов - признаки активации стресса ЭПР ведущие к UPR; синтез и секрецию белков, специфических для клеток соединительнотканного происхождения; признаки аутофагии и микро-ЭПР-фагии. Новизна исследования состоит в том, что впервые будет изучено влияние АБК и ГК на дифференцировку клеток через индукцию стресса ЭПР. Это, в свою очередь, позволит установить, как с помощью воздействия на механизмы активации стресса ЭПР, можно влиять на изменение свойств и нормализацию функций патологически изменённых клеток (например, с аномалиями секреции). Результаты работы могут быть использованы в биомедицинских исследованиях, направленных на изучение влияния РГ на клетки животных, включая разработку подходов в противоопухолевой терапии, связанных с изменением фенотипа и дифференцировкой клеток опухолевого происхождения. Результаты исследований будут соответствовать мировому уровню исследований, направленных на поиск и характеристику наименее травматичных для организма человека препаратов, влияющих на клеточный метаболизм и дифференцировку, и в тоже время, оказывающих эффективное воздействие на патологически измененные клетки.
-
Abstract:
Correction of cellular pathologies with naturally derived low-weight molecular compounds is an important goal of the biomedical research, which may lead to the development of medicines based on components isolated from plants that have the ability selectively affect specific cellular processes and cell pathogenesis. Plant hormones (PH) show multidirectional, and at the same time, poorly characterized biological activity in relation to human and animal cells. Therefore, the study of the effect of PH on human cells is not only a fundamental scientific task but also may have a great practical impact. Our project is aimed at studying the effect of RH - abscisic acid (ABA) and gibberellic acid (GA) on the activation of differentiation in cultured human normal and tumor cells - immortalized keratinocytes HaCaT and epidermoid carcinoma A431 cells, dermal fibroblasts, and fibrosarcoma cells HT1080. In keratinocytes, we will analyze the effect of ABA and GA on activation of ER stress leading to UPR; formation and secretion of lamellar bodies; synthesis and secretion of tissue-specific proteins; autophagy; activation of markers of cell death (cornification), and in fibroblasts – activation of ER stress leading to UPR; synthesis and secretion of tissue-specific proteins; autophagy and micro-ER-phagy. The novelty of the study is that for the first time the effect of ABA and GA on cell differentiation by induction of ER stress will be studied. This, in turn, will allow determining how affecting ER stress activation, one can induce the changes of cellular properties and normalization of the functions of pathologically altered cells (eg, with abnormalities of secretion). The results of the work can be used in biomedical research aimed at studying the effect of PH on animal cells, including the development of approaches to antitumor therapy associated with phenotypic change and differentiation of tumor cells. The results of our study will correspond to the world level of research, aimed at the discovery and characterization of drugs that are less traumatic for the human body, affect cellular metabolism and differentiation, and at the same time, which have a significant influence on pathologically altered cells.
- Добавил в систему: Смирнова Елена Александровна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2019 г.-25 декабря 2019 г. | Изучение влияния растительных гормонов на дифференцировку культивируемых нормальных и опухолевых клеток человека |
| Результаты этапа: | ||
| 2 | 1 января 2020 г.-26 декабря 2020 г. | Изучение влияния растительных гормонов на дифференцировку культивируемых нормальных и опухолевых клеток человека |
| Результаты этапа: | ||
| 3 | 1 января 2021 г.-28 декабря 2021 г. | Изучение влияния растительных гормонов на дифференцировку культивируемых нормальных и опухолевых клеток человека |
| Результаты этапа: Результаты проведенного нами исследования влияния растительных гормонов на культивируемые человеческие нормальные и опухолевые клетки позволяют по-новому оценить влияние биологически активных соединений растительного происхождения на клетки и организмы млекопитающих. Мы продемонстрировали, что растительный гормон гиббереллиновая кислота (ГК) не оказывает цитотоксического действия на культивируемые неканцерогенные иммортализованные кератиноциты человека HaCaT и клетки эпидермоидной карциномы A431. Однако ГК вызывает мягкий стресс ЭПР, который стимулирует дифференцировку клеток за счет активации и усиления аутофагии. В целом влияние ГК на дифференцировку клеток было более выраженным в клетках A431, чем в HaCaT, что может быть связано с пониженным статусом дифференцировки клеток A431. Таким образом, активацию дифференцировки, запускаемую ГК, можно рассматривать как положительный эффект для слабо дифференцированных клеток и клеток с высокой степенью малигнизации, так как активация хотя бы некоторых признаков дифференцировки может снизить уровень злокачественности опухолевых клеток и их канцерогенный потенциал. Следовательно, в этих условиях ГК может рассматриваться как агент, обладающий антиканцерогенными свойствами. Наше исследование также демонстрирует, что ГК индуцирует активацию дифференцировки в клетках HaCaT, но в меньшей степени. Регуляция дифференцировки в сторону нормализации – важнейший фактор, который может быть использован для корректировки разнонаправленных функциональных нарушений. Так, например, активация дифференцировки будет оказывать положительный эффект на клетки с заниженным дифференцировочным статусом (например, стареющие клетки), а ингибирование определенных признаков дифференцировки (например, повышенной секреции компонентов внеклеточного матрикса при разного рода патологических процессах) может рассматриваться как положительной воздействие на клетки с выраженной гиперфункциональной активностью. Дальнейшие исследования могут дать представление об использовании ГК и его производных для активации дифференцировки клеток и, возможно, других клеточных процессов. Особо следует отметить, что нами получены новые данные, касающиеся индукции стресса ЭПР и усиления секреторной активности у дермальных фибробластов под действием абсцизовой кислоты (АБК) и ГК. При этом, АБК и ГК стимулируют секреторную активность разных компонентов внеклеточного матрикса (АБК усиливает секрецию проколлагена I, а ГК – фибронектина). Мы предполагаем, что АБК и ГК оказывают влияние на разные механизмы секреторного пути, так как известно, что проколлаген секретируется путем конститутивной секреции (Malhotra and Erlmann, 2015), а фибронектин – путем секреции через экзосомные везикулы, образовавшиеся при слиянии мультивезикулярных телец с плазматической мембраной клеток (Albacete et al., 2021). Возможность активировать/ингибировать секрецию специфических белков-компонентов внеклеточного матрикса может оказаться важным биомедицинским «инструментом» для селективного влияния на секреторные процессы в патологически измененных клетках и тканях. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".