научная статья по теме ТРАНСКРИПТОМНЫЙ ОТВЕТ КЛЕТОК ГИППОКАМПА И СЕЛЕЗЕНКИ КРЫСЫ НА ОДНОКРАТНОЕ И КУРСОВОЕ ВВЕДЕНИЕ ПЕПТИДА СЕЛАНКА Математика

Текст научной статьи на тему «ТРАНСКРИПТОМНЫЙ ОТВЕТ КЛЕТОК ГИППОКАМПА И СЕЛЕЗЕНКИ КРЫСЫ НА ОДНОКРАТНОЕ И КУРСОВОЕ ВВЕДЕНИЕ ПЕПТИДА СЕЛАНКА»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 430, № 1, с. 127-129

БИОХИМИЯ, БИОФИЗИКА, ^^^^^^^^ МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

УДК 577.21:577.171.7:577.175.823

ТРАНСКРИПТОМНЫЙ ОТВЕТ КЛЕТОК ГИППОКАМПА И СЕЛЕЗЕНКИ КРЫСЫ НА ОДНОКРАТНОЕ И КУРСОВОЕ ВВЕДЕНИЕ ПЕПТИДА СЕЛАНКА

© 2010 г. Т. А. Коломин, М. И. Шадрина, Я. В. Агниуллин, С. И. Шрам, П. А. Сломинский, С. А. Лимборская, академик Н. Ф. Мясоедов

Поступило 02.06.2009 г.

Новым направлением в создании лекарственных препаратов, способных эффективно снижать уровень тревожности, не оказывая при этом побочных эффектов, является использование эндогенных регуляторных пептидов. В лабораториях ИМГ РАН и НИИ фармакологии им. В.В. Закусо-ва РАМН был создан препарат "селанк", действующим веществом которого является синтетический пептид — аналог короткого фрагмента тяжелой цепи иммуноглобулина G человека Thr—Lys— Pro—Arg, удлиненный с С-конца трипептидом Pro—Gly— Pro. Показано, что селанк оказывает устойчивый ноотропный и анксиолитический эффекты, способствует выживанию клеток мозга при гипоксии, а также обладает противовирусным действием [3, 10].

Исследования, проводившиеся в последние годы, показали, что многие пептиды, в частности се-макс, могут изменять экспрессию генома [1, 13]. Поскольку пептид селанк также принадлежит к семейству регуляторных пептидов, было бы интересно оценить его действие на экспрессию генома. Для этого нами был проведен поиск генов, изменяющих экспрессию генов в гиппокампе и селезенке крысы под влиянием этого пептида.

В опыте использовали самцов крыс линии Ви-стар. Животные были разделены на 3 группы (по 8 особей со средней массой 260 г): контрольную (К), группы с однократным (ОВ) и курсовым (КВ) введением селанка. Двум группам — К и ОВ в течение 5 дней один раз в день интраназально вводили воду, группе КВ — водный раствор селанка (200 мкг/кг веса). На шестые сутки группе ОВ закапывали водный раствор селанка (200 мкг/кг). Спустя 1 ч животных декапитировали. Из гиппо-кампа и селезенки выделяли тотальную РНК с использованием RNAgents™ Total RNA Isolation System ("Promega", США), на основе которой с

Институт молекулярной генетики Российской Академии наук, Москва

помощью набора "RevertAidTMH Minus First Strand cDNA Synthesis Kit" ("Fermentas", Литва) синтезировали первую цепь кДНК.

Влияние селанка на экспрессию генов в гип-покампе крысы было проанализировано с помощью микроматрицы SBC—R—RC—100—13, содержащей 12000 генов ("Shanghai BiochipTM", Китай). Количественную оценку уровня экспрессии отдельных генов проводили при помощи ПЦР в реальном времени на приборе "Mx3000PTM RealTime QPCR System" ("Stratagene Equipment", США) с использованием набора с SYBR Green I ("Синтол", Россия) и праймеров RT2 qPCR Rrimer Assay-SYBR® Green ("Super Array", США). Полученные значения пороговых циклов реакций (Ct) были нормализованы относительно Ct гена домашнего хозяйства рибосомного белка L3 и статистически обработаны с помощью программного обеспечения "Relative Expression Software Tool-384", version 2 [8].

На первом этапе проведена гибридизация на микроматрице для РНК из тканей гиппокампа. Полученные данные показали, что как при однократном, так и при курсовом введении селанка более чем в 2 раза изменили экспрессию 5 генов (табл. 1). В связи с тем, что селанк обладает выраженной противовирусной активностью, особый интерес вызывает изучение механизма действия данного пептида на экспрессию этих пяти генов в селезенке крысы.

Проведенная в ходе исследования количественная оценка показала, что в селезенке крысы эффект действия селанка на экспрессию пяти отобранных генов выражен значительно сильнее, чем в гиппокампе. В селезенке наблюдается увеличение экспрессии всех отобранных генов. Наиболее сильное увеличение (более чем в 4.5 раза) отмечено при однократном введении пептида. При курсовом введении действие пептида выражено слабее, экспрессия отобранных генов возрастает не более чем в 2 раза (табл. 1).

128

КОЛОМИН и др.

Таблица 1. Относительное изменение экспрессии генов в гиппокампе и селезенке крысы под действием однократного (ОВ) и курсового (КВ) введения пептида селанка по сравнению с контролем

Ген Название гена Гиппокамп Селезенка

ОВ КВ ОВ КВ

ACTN1 а-Актинин 1 0.42* 0.49* 15.96** 1 97**

CX3CR1 Хемокиновый (СХ3С) рецептор 1 0.46* 2.77* 15.93** 1.87**

FGF7 Фактор роста фибробластов 7 2.35* 2.23* 8.15** 2.08**

PTPRN2 Рецепторподобная протеин-тирозин-фосфатаза N2 2.61* 3.01* 70.36** 1.09

XTRP3 Натрий- и хлоридзависимый транспортер ХТЯР3 3.98* 2.13* 4.47* 1.19

*p < 0.05; **p < 0.01.

Следует отметить, что для генов АСТ№ и СХ3СЯ1 наблюдается разнонаправленное действие селанка на их экспрессию в гиппокампе и селезенке крысы. Экспрессия гена АСТ№ при однократном и курсовом введении и гена СХ3СЯ1 при однократном введении в гиппокампе значительно снижается. В селезенке, напротив, происходит повышение экспрессии данных генов, особенно значительное при однократном введении пептида.

Наибольшее изменение экспрессии наблюдалось в селезенке для трех генов — РТРЯМ2, АСТ№ и СХ3СЯ1 при однократном введении препарата. При этом максимальное повышение экспрессии (в 70 раз) отмечено для гена РТРЯ№. Данный ген кодирует интегральный гликопроте-ин, участвующий в регуляции трансмембранной передачи сигналов [4]. РТРЯ№ является важным аутоантигеном при инсулинозависимом сахар -ном диабете и может играть патогенную роль в развитии этого заболевания [11].

Для генов АСТ№ и СХ3СЯ1 было показано, что однократное введение селанка приводит к повышению уровня их экспрессии в 16 раз. Ген АСТ№ кодирует кальций-чувствительный белок, поперечно связывающий нити Б-актина, который играет важную роль в поддержании вязкости и упругости цитоплазмы, необходимых для сохранения целостности макромолекул, ассоциированных с плазматической мембраной [12].

Обнаруженное нами изменение экспрессии гена СХ3СЯ1 представляет особый интерес, так как этот ген вовлечен в регуляцию воспалительных процессов. Ген СХ3СЯ1 кодирует принадлежащий семейству серпентиновых рецепторов специфический рецептор для белка фракталкина и участвует в процессах созревания, переноса, рециркуляции лейкоцитов и в инициации локального воспаления в результате вовлечения инфла-

маторных клеток в процесс хемотаксиса [5, 9]. Взаимодействие фракталкина с CX3CR1 может выступать в роли регулятора связи между нейронами и микроглией в мозге и участвовать в процессах активации и миграции микроглии [7]. Некоторые данные свидетельствуют о том, что ген CX3CR1 играет роль нейропротектора и способен ингибировать апоптоз [6]. Помимо этого, исследования показывают, что CX3CR1 может функционировать как корецептор для проникновения ВИЧ-1 в клетку [2].

Полученные нами данные указывают на то, что селанк может принимать участие в регуляции воспалительных процессов в организме. Сложное биологическое действие селанка на организм по крайней мере частично может быть обусловлено системным действием пептида на экспрессию генома. Такой механизм действия пептидов открывает новые возможности в направленном изменении транскрипционного профиля под действием олигопептидов — гомологов природных биоактивных пептидов. Однако для этого потребуется дальнейшее изучение механизмов действия пептидов, включая селанк, на разные системы организма и процессы, протекающие в них.

Данное исследование проводилось при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (грант 09-04—01237-а), программы РАН "Молекулярная и клеточная биология", государственного контракта № 02.512.11.2245.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Agapova T.Y., Agniullin Y.V., Shadrina M.I. et al. // Neurosci. Lett. 2007. V. 417. № 2. P. 201-205.

2. Combadiere C., SalzwedelK., Smith E.D. et al. // J. Biol. Chem. 1998. V. 273. № 37. P. 23799-23804.

3. Czabak-Garbacz1 R., Cygan B., Wolanski L, Kozlovs-ky I. // Pharmacol. Rept. 2006. V. 58. P. 562-567.

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 430 № 1 2010

TPAHCKPHnTOMHblH OTBET ktetok

129

4. Fitzgerald L.R., Walton K.M., Dixon J.E., Largent B.L. // J. Neurochem. 1997. V. 68. № 5. P. 1820-1829.

5. Imai T., Hieshima K., Haskell C. et al. // Cell. 1997. V 91. P. 521-530.

6. Meucci O., Fatatis A., Simen A.A., Miller R.J. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. № 14. P. 8075-8080.

7. Nishiyoria A., Minamia M., Ohtania Y. et al. // FEBS Lett. 1998. V 429. P. 167-172.

8. PfafflM.W., Tichopad A., Prgomet C., Neuvians T.P. // Biotechnol. Lett. 2004. V. 26. № 6. P. 509-515.

9. Ruth J.H., Volin M.V., Haines K.G. III et al. // Arthritis Rheum. 2001. V. 44. № 7. P. 1568-1581.

10. Semenova T.P., Kozlovskaya M.M., Zuikov A.V. et al. // Neurosci. and Behav. Physiol. 2008. V. 38. № 2. P. 203207.

11. Toriil S., Saito N., Kawano A. et al. // Traffic. 2005. V. 6. P. 1213-1224.

12. Uribe R., Jay D. // Mol. Biol. Rept. 2009. V. 36. P. 121125.

13. Zolotarev Y.A., Dolotov O.V., Inozemtseva L.S. et al. // Amino Acids. 2006. V. 30. № 4. P. 403-408.

9 ^OKtfA^BI AKA^EMHH HAyK tom 430 № 1 2010

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.

Показать целиком