![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Цель настоящей НИР - установление молекулярных основ зрения и выяснение молекулярных основ, приводящих к слепоте, зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями. Исследования планируется проводить по следующим основным направлениям: (1) молекулярные механизмы зрительной трансдукции; (2) структурно-функциональные исследования рековерина и других представителей семейства нейрональных кальциевых сенсоров; (3) раково-сетчаточные антигены при злокачественной трансформации; (4) разработка моделей для исследования дегенеративных и возраст-зависимых патологий зрения. Актуальность этих исследований обусловлена отсутствием достаточных знаний о молекулярных механизмах дегенерации сетчатки.Кроме того, зрительная трансдукция, в которую вовлечен сопряженный с G-белком рецептор родопсин, представляет собой модель для понимания механизмов функционирования других рецепторов, сопряженных с G-белками и служащих мишенями для примерно 80% известных в настоящее время фармакологических препаратов. Рековерин и другие раково-сетчаточные антигены представляют собой потенциальные маркеры ряда злокачественных опухолей и могут быть использованы для их диагностики. Исследования по указанным научным направлениям являются приоритетными, а полученные результаты создадут основу для разработки методов диагностики и лечения болезней зрения и методов ранней диагностики некоторых злокачественных опухолей.
Работа продолжающаяся
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
2 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями. |
Результаты этапа: Охарактеризована сигнальная роль фосфорилирования GRK1 по остатку S21 под действием cAMP-зависимой протеинкиназы (PKA). Получены данные, подтверждающие сделанное ранее наблюдение о том, что фосфорилирование GRK1 под действием PKA в фоторецепторных клетках происходит в условиях темновой адаптации, соответствующим высоким физиологическим концентрациям кальция и сAMP, и подавляет способность фермента фосфорилировать зрительный рецептор родопсин. Проведено клонирование и наработка двух мутантных форм N-концевого регуляторного домена родопсинкиназы (N-GRK1): (1) с инактивированным сайтом фосфорилирования (S21A) и (2) с заменой, имитирующей включенную фосфатную группу (S21D). Методом спектроскопии поверхностного плазмонного резонанса охарактеризовано взаимодействие между N-GRK1 и Са2+-зависимым регулятором GRK1 рековерином, участок связывания которого локализован внутри последовательности 1-25 фермента. Показано, что замена S21A дестабилизирует комплекс между N-GRK1 и рековерином, повышая значение KD комплекса от 12 до 19 мкМ, в то время как замена S21D приводит к небольшому увеличению сродства N-GRK1 к рековерину, снижая значение KD комплекса от 9 до 12 мкМ. Установлено, что в присутствии Сa2+/рековерина происходит более чем двукратное снижение уровня фосфорилирования GRK1 под действием PKA, что говорит о конкуренции между рековерином и PKA за N-коневой участок в молекуле GRK1. На основании полученных данных предложен механизм ступенчатой светоиндуцируемой активации GRK1, включающий следующие сигнальные события: (1) диссоциацию комплекса GRK1-рековерин при снижении концентрации цитоплазматического Са2+, (2) дефосфорилирование остатка S21 в молекуле GRK1 и (3) взаимодействие GRK1 со светоиндуцированным родопсином, приводящее к полной активации фермента. Продолжено исследование аберрантной экспрессии раково-сетчаточных антигенов в злокачественных опухолях. Получены экзорбитальные (внеглазничные) слезные железы крыс в возрасте от 3-х до 30 месяцев; проведен детальный гистологический анализ полученных слезных желез и описаны происходящие в них возрастзависимые патологические изменения. | ||
3 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями. |
Результаты этапа: | ||
4 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями. |
Результаты этапа: Основные выводы из исследований, выполненных за отчетный период следующие. По направлению "Анализ экспериментальных данных по влиянию экстрактов сетчатки и факторов роста на пигментный эпителий глаза крысы в условиях роллерного органотипического культивирования": экстракты сетчатки тритона и крысы, а также ростовые факторы FGF2 и EGF оказывают митогенный эффект на ПЭС крысы в условиях модели отслоения ее нейральной сетчатки. В экстракте сетчатки крысы присутствует ростовой фактор FGF2 который, скорее всего, и отвечает за митогенное действие этого экстракта. По направлению "Изучение изменений в экзорбитальных слезных железах крыс в зависимости от пола, возраста и линии животных": у старых животных слезы выделяется сравнительно меньше, чем у молодых, что, по-видимому, связано с выявленными нами атрофическими, дистрофическими, воспалительными и компенсаторными процессами в паренхиме и строме экзорбитальной железы первых. По направлению "Исследование форм фоторецепторных белков рековерина и NCS1, образующихся в клетках ретинобластомы Y79 при окислительном стрессе": окислительный стресс фоторецепторных клеток может сопровождаться дисульфидной димеризацией ключевых Са2+-сенсорных белков рековерина и NCS1, что может негативно отражаться на эффективности Са2+-зависмой регуляции зрительной трансдукции и, как следствие, инициировать дегенерацию фоторецепторных клеток. По направлению "Разработка животных экспериментальных моделей аутоиммунного увеита человека": разработана модель экспериментального аутоиммунного увеита кроликов, характеризующаяся возникновением комплекса симптомов, близких к таковым у человека; разработанная модель может послужить основой для изучения развития аутоиммунного увеоретинита и тестирования потенциальных лекарственных препаратов для лечения этого заболевания. По направлению "Исследование сигнальной активности белков зрительного каскада в фоторецепторных рафт-структурах": впервые продемонстрировано, что совместная компартментализация белков зрительного каскада в фоторецепторных рафт-стркутрах может повышать эффективность процессов регуляции фототрансдукции. | ||
5 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями. |
Результаты этапа: В отчетном году работа отдела велась по нескольким направлениям. В том числе исследовали патогенетические процессы в тканях глаза при развитии различных офтальмологических заболеваний. Разработана и охарактеризована модель глаукоматозного повреждения сетчатки экспериментальных животных (крыс) ex vivo. Показано, что при органотипическом культивировании заднего сектора глаза в течение 48 и 96 часов происходят первичные изменения в структуре слоя ганглиозных клеток, сходные с таковыми у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ), что позволяет использовать эту модель для изучения механизма нейродегенерации при этом заболевании, а также поиска новых ретино- и нейропротекторов. Проанализированы образцы склеры пациентов с ПОУГ III степени и установлено, что при развитии этого заболевания происходят изменения протеомного состава склеры, которые включают снижение содержания свободных форм альфа 1 субъединицы коллагена VI и фибриногена бета среди растворимых белков этой ткани. Создана модель неоваскуляризации роговицы экспериментальных животных (кроликов), являющейся отягощающим фактором синдрома сухого глаза, а также других патологий роговицы, включая кератопатии различного генеза. Полученная модель может быть использована для разработки и доклинических испытаний препаратов для комплексной терапии патологий роговицы. Сотрудники отдела принимали участие в исследовании противоракового действия препарата регорафениб (regorafenib) на клетки протоковой панкреатической аденокарциномы (ПАК) in vitro, ex vivo и in vivo. Сделан вывод о потенциальной возможности применения регорафениба для терапии ПАК и необходимости его дальнейшего клинического исследования. Рассмотрены и суммированы современные данные по биомаркерам опухолей почки, позволяющим выявлять, диагностировать и прогнозировать развитие этого злокачественного заболевания. К ранее описанным маркерам добавлен открытый нами фоторецепторный белок рековерин, в данном случае выступающий как онконевральный антиген при почечной аденокрциноме. | ||
6 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями. |
Результаты этапа: Найдено, что защитное действие митохондриинаправленного антиоксиданта SkQ1 на ткани глаза при развитии синдрома сухого глаза обусловлено подавлением окислительного стресса и(или) специфической стимуляцией секреции антивоспалительных цитокинов в слезных железах. Фоторецепторные мембраны палочек содержат богатые холестерином и устойчивые к действию детергентов (detergent-resistant membrane, DRM) рафт структуры, в которых сосредоточены белки зрительного каскада и его регуляторы. По данным спектроскопии поверхностного плазмонного резонанса, сигнальные белки рековерин, NCS1, GCAP1 и GCAP2, входящие в семейство нейрональных кальциевых сенсоров (neuronal calcium sensors, NCS), способны к высокоаффинному связыванию с N-концевым фрагментом кавеолина-1, главным интегральным компонентом DRM. Связывание вышеуказанных NCS белков с кавеолином-1 происходит только в отсутствие ионов кальция. Соответственно присутствие кавеолина-1 не влияет на регуляторную активность Са(2+)-содержащего рековерина или NCS1 в отношении родопсинкиназы, но усиливает эффект GCAP2 на гуанилатциклазу, который проявляется в отсутствие ионов кальция. Оба описанных выше наблюдения могут рассматриваться как главный результат работы в отчетном году. |
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".