ОНТОГЕНЕЗ, 2011, том 42, № 5, с. 323-336
ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ КОНФЕРЕНЦИИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ИНСТИТУТА БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ им. Н.К. КОЛЬЦОВА РАН
(16-17 ДЕКАБРЯ 2010 г.)
ИММУННЫЕ ПРОТЕАСОМЫ В ЦНС У МЫШЕИ, НОКАУТНЫХ ПО р2-МИКРОГЛОБУЛИНУ © 2011 г. М. Е. Богатырев
Лаборатория биохимии
В клетках млекопитающих иммунные протеа-сомы, внутриклеточные мультисубъединичные протеазные комплексы, образуют из белков антигенные эпитопы для представления их вместе с молекулами главного комплекса гистосовмести-мости класса I (ГКГ I) Т-лимфоцитам. Присутствие ГКГ I было установлено в клетках ЦНС, в том числе и в нейронах. В нейронах ГКГ I локализован постсинаптически и регулирует функцию синаптической структуры в ответ на изменение нейрональной активности. Изучение особенностей экспрессии иммунных протеасом в развитии ЦНС и при нарушенной экспрессии ГКГ I важно для понимания механизмов пластичности в ЦНС. Исследованы химотрипсин-подобная активность (ХПА), общий уровень протеасом и содержание субъединиц ЬМР2(рН) и ЬМР7(р51) иммунных протеасом в различных отделах ЦНС мышей, нокаутных по р2-микроглобулину ГКГ I (р2м): фронтальной коре (коре), стриатуме, медиоба-зальном гипоталамусе, мозжечке и стволе мозга. При анализе содержания иммунных протеасом в ЦНС мышей оказалось, что количество иммунных субъединиц ЬМР7(р51) в коре увеличивается, а в стриатуме уменьшается у нокаутных р2м животных. В стриатуме нокаутных р2м мышей снижен уровень конститутивных субъединиц р1 и р5
протеасом. Обнаружено снижение содержания регуляторной субъединицы РА28а и тотального пула протеасом в стриатуме, стволе мозга и увеличение регуляторной субъединицы РА28а в коре нокаутных р2м мышей. ХПА снижена в стриатуме и стволе нокаутных р2м мышей. В коре, мозжечке и стволе мозга нокаутных р2м мышей снижена экспрессия (нейронального ядерного белка). В каудальных отделах мозга снижена, а в коре отмечено достоверное увеличение экспрессии §ЕЛР (глиального фибриллярного кислого белка). Таким образом, изменения в пуле протеа-сом и снижение экспрессии и §ЕЛР отражают особенности ЦНС у нокаутных р2м мышей. Были выявлены возможные регуляторные пути изменения содержания иммунных протеасом. Показано, что количество белка теплового шока 70 — активатора экспрессии иммунных протеасом, и количество «МО-синтазы, запускающей этот сигнальный путь, увеличивается в коре и снижается в стволе мозга нокаутных животных. Изменение содержания иммунных протеасом в исследованных структурах ЦНС у нокаутных р2м мышей связано с процессами нейрогенеза и диф-ференцировки в этих структурах.
Работа поддержана РФФИ (грант № 09-04-00077а).
МНОЖЕСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ПРОТЕАСОМ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ © 2011 г. Ю. В. Богомягкова
Лаборатория биохимии
Протеасомы, мультисубъединичные протеазные комплексы, регулируют клеточные процессы путем устранения белков или образования пептидов, в этих процессах участвующих, в нужный для клетки момент времени. У млекопитающих про-теасомы представлены наибольшим разнообра-
зием форм по сравнению с другими эукариотами. Только у млекопитающих обнаружены иммунные протеасомы, которые получили свое название из-за участия в Т-клеточных иммунных реакциях — первой открытой для них функции. Иммунные протеасомы отличаются от конститутивных набо-
ром протеолитически активных субъединиц. В процессе гидролиза чужеродных белков иммунными протеасомами образуется в несколько раз больше антигенных эпитопов, способных встраиваться в щель Бьоркмана молекул главного комплекса гистосовместимости класса I для последующего их представления Т-лимфоцитам. Кроме того, иммунные протеасомы участвуют в регуляции дифференцировки и пролиферации некоторых клеточных популяций и представляют собой необходимое звено сигнального пути, гасящего окислительный стресс в эндотелиальных клетках. Как иммунные, так и конститутивные протеасо-мы входят в состав пулов 268- и 208-протеасом. Признаком 268-протеасом является наличие в их составе одной или двух 198-субчастиц-активато-ров, осуществляющих связывание с убиквитини-рованными белками-мишенями, их расплетание и проталкивание в протеолитическую камеру АТФ-зависимым образом. 208-протеасомы гид-ролизуют белки, поврежденные окислительным
стрессом, и некоторые вирусные белки независимо от убиквитина и АТФ.
Все клеточные популяции характеризуются строго определенным соотношением множественных форм протеасом. Так, например, клетки лимфоидных органов обогащены иммунными протеасомами, в то время как клетки головного мозга — конститутивными протеасомами. Очевидно, что изменение соотношения множественных форм протеасом может привести к патологическим состояниям. Поэтому изучение пула проте-асом при различных заболеваниях важно как для понимания причин возникновения этих заболеваний, так и для поиска новых лекарств. Недавно в лаборатории получены первые данные об изменениях в пуле протеасом в развитии папиллярной карциномы щитовидной железы человека. Перспективы связаны с выявлением мишени среди множественных форм протеасом этой опухоли для разработки новой противоопухолевой терапии.
Работа поддержана РФФИ (грант № 09-04-00077а) и ФЦП (госконтракт № 02.512.12.2047).
АНАЛИЗ ЭКСПРЕССИИ РЯДА РЕГУЛЯТОРНЫХ ГЕНОВ И МАРКЕРОВ
НЕЙРАЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ В КЛЕТКАХ СЕТЧАТКИ И ПЕРЕДНЕГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА В РАЗВИТИИ И КУЛЬТУРЕ ТКАНИ
© 2011 г. Б. И. Вердиев
Лаборатория экспериментальной нейробиологии
Источником всех типов нейральных клеток центральной нервной системы позвоночных животных являются нейральные стволовые клетки (НСК). НСК и прогениторные клетки можно выделять из эмбрионального и взрослого мозга и сетчатки, размножать в культуре ткани, и они способны спонтанно дифференцироваться во все три типа нейральных клеток.
Важную роль в регуляции пластичности НСК в ходе эмбрионального развития играют гены, кодирующие специфические транскрипционные факторы. Мы сконцентрировались на генах PAX6, PROX1, OCT4 и NANOG. Считается, что PAX6 в неокортексе и сетчатке является маркером НСК. К таким маркерам может быть отнесен и PROX1, который экспрессируется в субпопуляции проге-ниторов сетчатки и мозга. Поскольку имеются данные об экспрессии генов плюрипотентного статуса OCT4 и NANOG в стволовых клетках ряда опухолей мозга и сетчатки, было важно определить их участие в поддержании пластичности НСК в ходе развития.
Впервые показано, что экспрессия PAX6 в исследованный период нейрогенеза (на 8—12 и 18— 20 нед. развития) находится на постоянном уровне как в неокортексе, так и сетчатке глаза. Уровень экспрессии РАХ6 в сетчатке значительно выше, чем в неокортексе. В клеточных культурах нео-кортекса мозга и сетчатки глаза при стандартных условиях культивирования уровень экспрессии PAX6 такой же, как в нативных тканях.
Впервые обнаружена экспрессия PROX1 в неокортексе мозга плода человека. В клеточной культуре сетчатки глаза экспрессия этого гена сохраняется, а в культуре неокортекса мозга отсутствует.
Впервые проведено сравнение характера экспрессия OCT4 и NANOG в неокортексе мозга и в сетчатке глаза в ходе нейрогенеза на 8—12 и 18— 20 нед. развития. В культуре клетки сетчатки сохраняют сходство с нативной тканью по экспрессии OCT4 и NANOG, в то время как клетки неокор-текса его теряют.
РОЛЬ КЛЕТОК НЕРВНОГО ГРЕБНЯ В ФОРМИРОВАНИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ДЕРМАЛЬНОЙ ПАПИЛЛЫ ВОЛОСЯНОГО ФОЛЛИКУЛА © 2011 г. К. Ю. Гнедева
Лаборатория проблем пролиферации
Первичная ресничка — органелла, присутствующая на поверхности большинства клеток тела. Нокаут реснички приводит к драматическим дефектам развития, включая ингибирование морфогенеза волосяных фолликулов на ранних стадиях.
ШТ20 — транспортный белок, необходимый для сборки первичной реснички. Мы получили трансгенных мышей генотипа !РТ20/7ох:^П1;1-Сге для изучения роли первичной реснички в судьбе клеток нервного гребня (НГ). Известно, что по крайней мере часть клеток дермальной папиллы (ДП) волосяных фолликулов головы и вибрисс происходят из мигрирующих клеток НГ. Мы показали, что отсутствие реснички в клетках ДП не останавливает морфогенез вибрисс на ранних стадиях. Более того, мы наблюдали увеличение числа вибрисс, а также нарушения в паттерне их распределения и морфологии. Мы показали, что ассоциированный с первичной ресничкой митогенный сигнальный путь активирован у животных с нокаутом по гену Т¥Т20. Мы предпола-
гаем, что увеличение числа вибрисс может быть вызвано усилением пролиферации в клетках дермы. Мы предположили, что аномальный паттерн расположения вибрисс может быть связан с дефектами адгезии в клетках НГ, не имеющих первичной реснички. Мы обнаружили, что Shh повышает экспрессию Noggin, который играет роль в конденсации ДП и индукции анагена.
Мы также разработали модель для изучения роли клеток НГ в морфогенезе волосяного фолликула не только у мыши, но и у человека. Используя протокол, разработанный в нашей лаборатории, мы дифференцировали эмбриональные стволовые клетки человека в клетки НГ, а затем в ДП-подобные клетки in vitro. Мы показали, что последние экспрессируют маркеры, характерные для клеток ДП взрослого человека. Более того, мы показали, что меченые GFP ДП-подобные клетки, полученные из ЭСК, индуцируют de novo рост волосяных фолликулов, будучи пересаженными под кожу иммунодефицитным мышам NUDE.
ГЕНЫ РАННЕГО РАЗВИТИЯ В ХИМИЧЕСКОМ КАНЦЕРОГЕНЕЗЕ ПЕЧЕНИ © 2011 г. Л. С. Зиневич
Лаборатория молекулярно-генетических механизмов онтогенеза
введения DENA также была сходной — она значительно снижалась к 18-ти часам после воздействия, достигая контрольного уровня (18 ч после инъекции физиологического раствора), а уровень экспрессии Е&2 не изменялся. Таким образом, можно сделать заключение, что КН6 может являться одним из основных регуляторов экспрессии р21 в печени мыши при воздействии химического канцерогена DENA.
Показано, что уровень экспрессии транскрипционных факторов К1Г6 и Ейз2, которые являются одними из регуляторов активности гена р21, повышен в тканях гепатоцеллюлярной карциномы мыши. Целью настоящей работы было исследование роли КШ и Е182 в регуляции экспрессии р21 на самых ранних этапах повреждения печени
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.