Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 90, № 2 (2025)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Статьи

Т-клетки памяти: опыт исследования оригинальных моделей с трансгенными Т-клеточными рецепторами

Казанский Д.Б., Калинина А.А., Хромых Л.М.

Аннотация

В данной работе обобщен опыт исследований, проведенных на оригинальных мышиных моделях, разработанных в лаборатории механизмов регуляции иммунитета НИИ канцерогенеза ФГБУ «НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина» Минздрава России. Трансгенез индивидуальных α- и β-цепей Т-клеточных рецепторов (TCR) клеток памяти привел к получению линий животных, ценных для исследований гомеостаза Т-лимфоцитов и закономерностей формирования профиля их активационных маркеров. Исследование трансгенных моделей выявило новые особенности иммунной селекции и прогрессии опухолей. С их помощью подтверждено фундаментальное свойство ряда TCR, получившее название «цепецентричность», которое заключается в доминировании одной из цепей TCR в ходе распознавания комплекса MHC (главный комплекс гистосовместимости)/пептид. Это свойство дает возможность искусственно сформировать значительный пул иммунокомпетентных Т-клеток, что может быть использовано для адоптивной иммунотерапии онкологических и инфекционных заболеваний. Трансгенез доминантно-активных α-цепей TCR открывает перспективы создания организмов с врожденной специфической иммунологической устойчивостью к тем или иным патогенам. Результаты работ последних лет свидетельствуют о том, что TCR, определяя взаимоотношения Т-лимфоцита с его MHC-микроокружением, обладает инструктивной ролью в формировании его функций и фенотипа. Одной из таких функций может являться продукция циклофилина А кортизонрезистентными клетками памяти, локализованными в тимусе. Накапливаются данные о том, что экспрессия TCR с определенной структурой и специфичностью является достаточным условием для формирования у Т-клетки функционального потенциала клеток памяти вне зависимости от истории ее взаимодействия с антигенными MHC/пептидными комплексами.

Биохимия. 2025;90(2):175-188
pages 175-188 views

Методы селективного мечения молекул и субклеточных структур для криоэлектронной томографии

Казаков Е.П., Киреев И.И., Голышев С.А.

Аннотация

Электронная микроскопия (ЭМ) является одним из наиболее эффективных методов изучения тонкого строения клеток, позволяя получать изображения с разрешением, в тысячи раз превосходящим возможности светового микроскопа. Наиболее современной реализацией электронной микроскопии для биологических объектов является ЭМ-томография образцов, стабилизированных замораживанием без кристаллизации воды (криоЭТ). Такой подход позволяет избежать артефактов химической фиксации и обезвоживания, дает возможность изучать строение клетки вплоть до определения трехмерной структуры индивидуальных белковых молекул в их нативном внутриклеточном окружении с разрешением до долей нанометра. Однако до сих пор не решена задача эффективной локализации объектов исследования – клеточных компартментов или отдельных белковых молекул, что ограничивает диапазон мишеней легко узнаваемыми или широко представленными субклеточными компонентами. Решением этой задачи является применение методов селективного мечения, однако криоЭТ предъявляет к системе мечения ряд взаимоисключающих требований. Эти требования вкратце формулируются следующим образом: к молекуле в живой клетке нужно присоединить частицу, состоящую из веществ, в норме не присутствующих в клетке, благодаря чему она бы выделялась на фоне клеточного содержимого по форме и электронной плотности и при этом минимально влияла бы на функционирование меченой молекулы и на жизнедеятельность клетки в целом. Настоящий обзор посвящен анализу как уже внедренных в исследовательскую практику, так и перспективных методов селективного мечения белков и субклеточных структур для их локализации на криоэлектронных томограммах.

Биохимия. 2025;90(2):189-206
pages 189-206 views

Механизмы устойчивости к глюкокортикоидам неклассичсеких Т-хелперных популяций Th17.1/ex-Th17

Куклина Е.М.

Аннотация

Неклассическая популяция лимфоцитов Th17, поляризованных в направлении Th1 (Th17.1/ex-Th17), находится в настоящее время в фокусе внимания исследователей. Обладая уникальным провоспалительным потенциалом и способностью преодолевать гистогематические барьеры, эти клетки играют ключевую роль в патогенезе многих воспалительных заболеваний, в первую очередь аутоиммунных: они превалируют в очагах аутоиммунного поражения и рассматриваются как перспективная терапевтическая мишень при данных патологиях. В то же время недавними исследованиями показана другая отличительная особенность Th1-поляризованных Th17 – избирательная резистентность к глюкокортикоидам. А поскольку глюкокортикоиды являются препаратами первой линии в лечении обострений при аутоиммунных заболеваниях, понимание причин возникновения этого феномена принципиально важно для прогнозирования ответа пациентов на терапию и для повышения эффективности такой терапии. В настоящей работе анализируются механизмы формирования лекарственной резистентности клеток Th17, поляризованных в направлении Th1, проводится их сопоставление с аналогичными процессами в непатогенных классических Th17, обсуждается роль такой резистентности в ответе организма на терапию с использованием глюкокортикоидов.

Биохимия. 2025;90(2):207-220
pages 207-220 views

Опухолевые сфероиды, опухолевые органоиды, опухолевые экспланты и тумороиды: в чём различия между ними?

Дурыманов М.О.

Аннотация

Трёхмерные (3D) клеточные культуры, имитирующие микроокружение опухоли, стали важным инструментом в исследованиях рака и анализе ответа раковых клеток на лекарственные препараты, что способствует лучшему пониманию биологии раковых опухолей и развитию персонализированной медицины. В настоящее время к наиболее часто упоминаемым 3D моделям многоклеточных культур относятся раковые сфероиды, органоиды, опухолевые экспланты и тумороиды. Эти 3D структуры, находящие различные применения, создаются из раковых и нормальных клеток различного происхождения с помощью множества методов. Однако несмотря на значительные достижения и многочисленные исследования, чёткие и общепринятые определения этих типов 3D культур до сих пор не установлены. В данной рукописи представлен всесторонний обзор опухолевых сфероидов, органоидов, опухолевых эксплантов и тумороидов, включая краткую историю их исследований, уникальные биологические характеристики, их преимущества, ограничения и конкретные области применения.

Биохимия. 2025;90(2):221-236
pages 221-236 views

Прямое нейрональное репрограммирование in situ: эффективность существующих подходов и их возможная оптимизация

Докукин Н.В., Чудакова Д.А., Шкап М.О., Ковальчук А.М., Кибирский П.Д., Баклаушев В.П.

Аннотация

Прямое нейрональное репрограммирование (трансдифференцировка) in situ глиальных клеток – астроцитов и микроглии – получило мощный импульс к развитию в качестве потенциального регенеративного подхода при терапии целого ряда заболеваний и травм ЦНС. Нервная система высших млекопитающих обладает ограниченной способностью к восстановлению; тяжелые травмы ЦНС или нейродегенеративные процессы способны серьезно повлиять на качество жизни пациентов, приводя к инвалидизации вследствие необратимых двигательных и когнитивных нарушений. Восстановление утраченных нейронов in situ, основанное на прямом репрограммировании глиальных клеток нервной системы без промежуточной стадии плюрипотентности, представляется наиболее привлекательным с точки зрения медицинской трансляции подходом. Способность астроглии интенсивно пролиферировать в ответ на повреждения нервной ткани выделяет этот тип эндогенных и близких по происхождению к нейронам клеток как хороших кандидатов для трансдифференцировки в нейроны, тем более что разными авторами in vitro и in vivo уже показана возможность нейронального прямого репрограммирования астроцитов. В качестве потенциальной терапевтической стратегии уже зарекомендовало себя применение сверхэкспрессии пронейрональных транскрипционных факторов (ТФ), таких как NeuroD1–4, NeuroG2, Ascl1, Dlx2, в том числе факторов-пионеров, способных распознавать целевые последовательности в «закрытом» хроматине и активировать транскрипцию «молчащих» генов. Применяется также блокирование действия ТФ PTB и REST (RE1-Silencing Transcription factor) c помощью микроРНК, дополнительное воздействие с помощью малых молекул или различных биоматериалов. Однако эффективность прямого репрограммирования in situ ограничивается целым рядом факторов, в числе которых специфичность используемых систем доставки трансгена в клетку, специфичность и активность применяемых промоторов, область мозга, в которой происходит трансдифференцировка, факторы, влияющие на перестройку клеточного метаболизма, влияние микроокружения и т.д. Для оценки репрограммирования in situ, где присутствует большое количество типов клеток, требуется мониторинг и точная фенотипическая характеризация субпопуляций клеток, проходящих трансдифференцировку, подтверждающая факт репрограммирования астроглии в нейроны и их последующую интеграцию в ЦНС. В обзоре рассмотрены и обобщены наиболее эффективные стратегии нейронального репрограммирования, способы визуализации процесса трансдифференцировки, а также акцентировано внимание на существующих препятствиях для эффективной нейрональной конверсии и возможных подходах для их преодоления.

Биохимия. 2025;90(2):237-257
pages 237-257 views

Эволюция, возможности и перспективы применения методов оценки пула пиридиновых нуклеотидов для изучения механизмов пластичности головного мозга в норме и при патологии

Зубова А.В., Грошков А.А., Бердников А.К., Новикова С.В., Розанова Н.А., Николаева Л.В., Салмин В.В., Колотьева Н.А., Хаспеков Л.Г., Салмина А.Б., Юрченко С.О., Иллариошкин С.Н.

Аннотация

Никотинамидадениндинуклеотид и его производные (окисленные и восстановленные формы) – NAD+, NADP+, NADH, NADPH – выполняют важную роль в метаболизме клеток, выступают в качестве субстратов или кофакторов для большого числа ферментов, участвующих в регуляции репликации, репарации ДНК, поддержании гомеостаза кальция в клетках, биосинтетических процессах и механизмах энергопродукции. Нарушение соотношения окисленных и восстановленных форм пиридиновых нуклеотидов сопровождает развитие окислительного и редуктивного стрессов, которые вносят существенный вклад в повреждение клеток и индукцию адаптивных реакций. В настоящее время исследователи используют большое число протоколов, ориентированных на количественную или качественную оценку пула пиридиновых нуклеотидов, однако все они имеют свои ограничения и особенности, связанные с процессами пробоподготовки, полнотой оценки спектра метаболитов, сложностью интерпретации данных. Измерение концентраций пиридиновых нуклеотидов актуально при изучении патофизиологических механизмов регуляции функций клеток и межклеточной коммуникации. Особую актуальность это имеет при изучении механизмов пластичности центральной нервной системы в норме и при патологии, так как существенные изменения пула пиридиновых нуклеотидов в клетках регистрируют при нарушениях развития головного мозга, нейродегенерации, естественном старении. Простые и надежные неинвазивные методы измерения уровня NAD+ и NADH необходимы для оценки состояния клеток головного мозга как в клинических, так и в исследовательских целях. Цель обзора – проанализировать в сравнительном аспекте основные методы измерения уровней окисленных и восстановленных пиридиновых нуклеотидов в клетках и сформулировать ключевые принципы их выбора для корректной интерпретации полученных данных, в том числе при изучении центральной нервной системы.

Биохимия. 2025;90(2):258-274
pages 258-274 views

Дифференциальная экспрессия hsa-miR-134, hsa-miR-155, hsa-miR-122 в качестве биомаркеров эпилептогенеза у пациентов, перенёсших острое церебральное поражение

Васильева А.А., Тимечко Е.Е., Парамонова А.И., Якимов А.М., Лысова К.Д., Северина М.И., Дмитренко Д.В.

Аннотация

Процесс возникновения эпилептогенного очага у пациентов, перенёсших острое церебральное поражение, трудно поддаётся прогнозу. В нашей работе описана и изучена возможность применения микроРНК в качестве биомаркеров эпилептогенеза. Целью работы являлась оценка экспрессии hsa-miR-134-5p, hsa-miR-155-5p и hsa-miR-122-5p у различных групп пациентов. Было проведено количественное сравнение относительной экспрессии исследуемых микроРНК в плазме крови у трёх групп пациентов: I группа – височная эпилепсия; II группа – пациенты, перенёсшие острые церебральные поражения в острой фазе; III группа – контрольная. Исследование показало повышенную экспрессию hsa-miR-134-5p у пациентов с височной эпилепсией, что подтверждает литературные данные о её вовлечённости в механизмы эпилептогенеза. Экспрессия hsa-miR-155-5p была повышена у пациентов с острым церебральным поражением в сравнении с другими группами, данные свидетельствуют о её вовлечённости в механизмы воспаления, что опосредованно может влиять на возникновение эпилепсии. Hsa-miR-122-5p гиперэкспрессированы у двух исследованных групп, однако в группе пациентов с острыми церебральными поражениями показатели были выше. Полученные результаты позволяют предложить hsa-miR-122-5p в качестве потенциального биомаркера эпилептогенеза.

Биохимия. 2025;90(2):275-287
pages 275-287 views

Ингибиторы транскетолазы Mycobacterium tuberculosis, нацеленные на сайт связывания дифосфата и близлежащий гидрофобный участок

Нилов Д.К., Гущина И.В., Щербакова Т.А., Балдин С.М., Швядас В.К.

Аннотация

Транскетолаза Mycobacterium tuberculosis (mbTK) является одним из ключевых ферментов пентозофосфатного пути, важного для выживания бактерий, и представляет собой потенциальную мишень для противотуберкулёзной терапии. Мы обнаружили новый класс конкурентных фурансульфонатных ингибиторов mbTK, способных взаимодействовать как с участком тиаминдифосфатного кофактора, так и с соседним гидрофобным участком Ile211-Leu402-Phe464, подавляя таким образом активность фермента. Наиболее перспективное соединение STK106769, идентифицированное с помощью компьютерного скрининга, ингибирует mbTK со значением IC50 7 мкМ и подавляет рост штамма M. tuberculosis H37Rv. Гидрофобный участок mbTK Ile211-Leu402-Phe464 замещён существенно более полярными остатками в транскетолазе человека, что является важным фактором, определяющим селективность связывания ингибиторов с этими гомологичными ферментами.

Биохимия. 2025;90(2):288-293
pages 288-293 views

Активность сигнального пути JNK в гиппокампе крыс: её изменения с возрастом, при развитии признаков болезни Альцгеймера и воздействии IQ-1S – ингибитора JNK

Муралёва Н.А., Жданкина А.А., Хлебников А.И., Колосова Н.Г.

Аннотация

Болезнь Альцгеймера (БА) – многофакторное нейродегенеративное заболевание, которое становится основной причиной синильной деменции. Возраст – ключевой фактор риска наиболее распространённой (>95%) спорадической формы БА, эффективных методов профилактики и лечения которой не существует. Всё больше данных указывает на то, что развитие БА и других нейродегенеративных заболеваний связано с активацией путей митоген-активируемых протеинкиназ, а сигнальный путь JNK рассматривается как потенциальная мишень для профилактики и лечения БА, при этом информация об изменениях его активности, объективным показателем которой считается изменение уровня фосфорилирования его компонентов, в онтогенезе крайне ограничена. Цель настоящего исследования – сравнить изменения с возрастом активности сигнального пути JNK в гиппокампе крыс Wistar и преждевременно стареющих крыс OXYS, у которых спонтанно развиваются все ключевые признаки БА, а также оценить влияние на активность сигнального пути селективного ингибитора JNK3 – натриевой соли 11H-индено[1,2-b]хиноксалин-11-он оксима (IQ-1S). Способность IQ-1S подавлять ускоренное старение мозга крыс OXYS доказана ранее, однако его влияние на активность JNK не исследовалась. В настоящем исследовании мы показали, что с возрастом активность сигнального пути JNK повышается в гиппокампе крыс обеих линий. При этом манифестация и активная прогрессия признаков БА у крыс OXYS происходят на фоне усиленного, по сравнению с крысами Wistar, фосфорилирования ключевой киназы этого сигнального пути – JNK3 и её белков-мишеней, что позволяет рассматривать JNK3 как потенциальную мишень для интервенций, направленных на профилактику нейродегенеративных процессов. В пользу этого свидетельствует и тот факт, что ранее выявленный нами нейропротекторный эффект селективного ингибитора JNK3 IQ-1S, его способность подавлять развитие нейродегенеративных процессов у крыс OXYS, связан со снижением уровня фосфорилирования JNK3, с-Jun, АРР и Тау в гиппокампе.

Биохимия. 2025;90(2):294-305
pages 294-305 views

Молекулярные биомаркеры нейродегенерации при боковом амиотрофическом склерозе: клинико-биохимическое исследование

Шевчук Д.В., Тухватулин А.И., Джаруллаева А.Ш., Бердалина И.А., Захарова М.Н.

Аннотация

Боковой амиотрофический склероз (БАС) является наиболее распространенным заболеванием двигательных нейронов, но, несмотря на это, постановка окончательного диагноза может откладываться до 12 мес. в связи с тем, что для БАС не существует специфических и чувствительных биомаркеров. В нашем исследовании впервые на большой выборке пациентов с БАС (n = 100) в российской популяции мы оценивали основные биомаркеры нейродегенеративной патологии, такие как β-амилоиды (Aβ40 и Aβ42) и тау-протеины (Tau-total и Tau-p181), а также другие патогенетически обоснованные перспективные биомаркеры, такие как фактор роста фибробластов 21 (FGF-21), калликреин-6, молекула нейрональной клеточной адгезии-1, нейрогранин, белок TDP-43, аполипопротеин E4, кластерин (Apo J), фактор комплемента Н (CFH), фетуин-А, α2-макроглобулин, аполипопротеин А1, аполипопротеин CIII, компонент С3 комплемента (С3), глиальный нейротрофический фактор, растворимый рецептор конечных продуктов гликозилирования и микроглиальный белок S100B. Значимые различия между пациентами с БАС и контрольной группой были достигнуты по показателям: Aβ40 (p = 0,044), Aβ42 (p < 0,001), FGF-21 (p < 0,001), Tau-total (p = 0,001), Tau-pT181 (p = 0,014), кластерин (p < 0,001), C3 (p = 0,001), S100B (p = 0,024). Было установлено наличие значимой прямой корреляции между баллом шкалы ALSFRS-R и концентрацией Aβ40 и Aβ42. Выявлены изменения в системе комплемента (C3 и CFH), свидетельствующие о важной роли процессов нейровоспаления в патогенезе БАС, а также повышение FGF-21 у пациентов с бульбарной формой БАС. Выявленное значимое повышение концентрации белка-шаперона кластерина у пациентов с быстрым прогрессированием БАС позволяет рассматривать его в роли перспективного прогностического биомаркера болезни двигательного нейрона, а его роль в поддержании протеостаза может предложить новые потенциальные терапевтические подходы.

Биохимия. 2025;90(2):306-320
pages 306-320 views

Индукция дифференцировки фибробластов в миофибробласты при изменении соотношения цитоплазматических актинов

Левушкина Ю.Г., Дугина В.Б., Шагиева Г.С., Бойчук С.В., Еремин И.И., Хромова Н.В., Копнин П.Б.

Аннотация

Миофибробласты, играющие важную роль в опухолевом микроокружении, представляют многообещающее направление исследований в области онкотерапии. В данной работе изучали возможности индуцируемой дифференцировки фибробластов человека в миофибробласты путём редукции γ-цитоплазматического актина (γ-А) методом РНК-интерференции. Снижение экспрессии γ-А в подкожных фибробластах человека приводит к позитивной регуляции маркеров миофибробластов, включая α-гладкомышечный актин (α-ГМА), экстра-домен A фибронектина (ED-A FN) и коллаген III типа. Эти изменения сопровождались модуляциями клеточной морфологии, такими как значительное увеличение площади клеток и формирование суперзрелых фокальных контактов. Снижение экспрессии γ-А компенсировалось повышением экспрессии β-цитоплазматического актина (β-А) и α-ГМА, а также формированием характерных α-ГМА-позитивных стресс-фибрилл. В заключение, наши результаты показали, что редукция экспрессии γ-А приводит к миофибробластной транс-дифференцировке подкожных фибробластов человека.

Биохимия. 2025;90(2):321-331
pages 321-331 views