Том 89, № 10 (2024)

Гипергомоцистеинемия (ГГЦ) в период беременности связана с риском развития задержки роста плода, одним из предполагаемых механизмов которой является снижение плацентарного транспорта питательных веществ. В настоящей работе исследовано влияние экспериментальной ГГЦ, вызванной ежедневным введением метионина беременным крысам, на содержание свободных аминокислот в крови матери и плода. Наряду с этим, изучены морфологические и биохимические показатели, от которых зависит интенсивность транспорта аминокислот через плаценту. Под влиянием ГГЦ на 20-й день беременности в крови матерей наблюдалось повышение уровня большинства свободных аминокислот, при этом в крови плодов концентрация ряда аминокислот снижалась. В лабиринтной области плаценты, где происходит обмен между кровеносными системами матери и плода, при ГГЦ наблюдалось сужение материнских синусоид, сопровождавшееся застоем крови и агрегацией эритроцитов. В зоне лабиринта также отмечалось повышение уровня белка транспортеров нейтральных аминокислот (LAT1, SNAT2), а также активация нижележащего эффектора комплекса mTORC1 белка 4E-BP1, являющегося положительным регулятором экспрессии плацентарных транспортеров. Материнская ГГЦ вызывала увеличение проницаемости плацентарного барьера, о чем свидетельствует усиление переноса красителя Эванса голубого от матери к плоду. Дисбаланс уровней аминокислот в крови матери и плода в условиях ГГЦ может быть обусловлен конкуренцией гомоцистеина с другими аминокислотами за общие транспортеры, а также уменьшением площади поверхности зоны обмена и снижением скорости кровотока в лабиринтной области плаценты. Повышение экспрессии транспортеров аминокислот в лабиринтной части плаценты, возможно, является компенсаторным ответом на недостаточное поступление аминокислот к плоду и снижение его роста.

Содержание глутамина играет важную роль в опухолевом метаболизме. Известно, что в толще солидных опухолей происходит депривация глутамина, которая влияет на рост и распространение опухоли. В работе было исследовано влияние депривации глутамина на клеточный метаболизм и чувствительность клеток глиобластомы человека U87MG и T98G к препаратам различной природы: алкилирующему цитостатику темозоломиду; цитокину TRAIL DR5-B – агонисту рецептора смерти 5 (DR5); а также GMX1778 – таргетному ингибитору фермента никотинамидфосфорибозилтрансферазы (NAMPT), лимитирующего биосинтез NAD. Биоинформатический анализ транскриптома показал, что клетки U87MG обладают более дифференцированным фенотипом относительно T98G, а также отличаются по профилю экспрессии генов, ассоциированных с метаболизмом глутамина. При депривации глутамина скорость роста клеток U87MG и T98G снижалась. Исходя из анализа клеточного метаболизма методом флуоресцентной время-разрешённой микроскопии (FLIM) NADH и оценки содержания лактата в среде, депривация глутамина смещала метаболический статус клеток U87MG в сторону гликолиза. Это сопровождалось повышением экспрессии маркера стволовости CD133 (проминина-1), что совокупно может свидетельствовать о дедифференцировке этих клеток. При этом повышались экспрессия рецептора DR5 и чувствительность клеток U87MG к DR5-B. Однако в клетках T98G депривация глутамина, наоборот, индуцировала сдвиг метаболизма в сторону окислительного фосфорилирования, снижение экспрессии DR5 и устойчивость к DR5-В. Эффекты ингибирования NAMPT также отличались в разных линиях и были противоположны эффектам DR5-B: при депривации глутамина клетки U87MG становились более резистентными, а T98G – более чувствительными к GMX1778. Таким образом, фенотипические и метаболические отличия между двумя клеточными линиями глиобластомы человека послужили причиной разнонаправленных метаболических изменений и контрастных ответов на воздействия различными таргетными препаратами при депривации глутамина. Эти данные следует учитывать при разработке стратегий лечения глиобластомы путём лекарственной депривации аминокислот, а также при исследовании новых потенциальных терапевтических мишеней.

Обзор посвящён рассмотрению необычной активности двух классических эндоканнабиноидов (ЭК) – 2-арахидоноилглицерина (2-АГ) и арахидонилэтаноламида (АЭА) или анандамида – при их синтезе и высвобождении из скелетной мускулатуры, т.е. действию пула миоэндоканнабиноидов (миоЭК). Влияние данного пула рассматривается на трёх разных уровнях: на уровне скелетной мышцы, моторных синапсов, а также на уровне целого организма, включая структуры центральной нервной системы. При этом особое внимание уделяется малоизвестной, до сих пор значительно недооценённой и интригующей способности миоЭК оказывать позитивное влияние на энергообмен и сократительную активность мышечных волокон, а также на секрецию медиатора в моторных синапсах. Рассмотрена роль мышечных сокращений как регулятора баланса активности ферментов синтеза и деградации миоЭК, их высвобождения и специфических эффектов. Обсуждаются набирающие популярность гипотезы о выбросе именно миоЭК (АЭА и/или 2-АГ) как причине подъёма общего уровня ЭК в крови при мышечных нагрузках, приводящего к развитию «эйфории бегуна», а также роли миоЭК в коррекции ряда психофизиологических состояний (болевого синдрома, стресса и др.). В результате в обзоре впервые представлены сведения о пуле миоЭК с точки зрения его возможной самостоятельной и нетривиальной регуляторной роли в организме в отличие от традиционной и общеизвестной активности нейрогенных ЭК.

Ранее мы обнаружили, что в реакционном центре (РЦ) пурпурной бактерии Cereibacter sphaeroides образование гетеродимерного первичного донора электрона (P), вызываемое замещением His-L173 на Leu, компенсируется второй мутацией Ile-L177 – His. Существенные изменения спектральных свойств, состава пигментов и редокс-потенциала Р, наблюдаемые в РЦ H(L173)L, в РЦ H(L173)L/I(L177)H восстанавливаются до соответствующих характеристик нативного РЦ с той разницей, что энергия длинноволнового Q_Y оптического перехода P значительно (на ~75 мэВ) увеличивается. В данной работе с помощью фотоиндуцированной дифференциальной ИК-Фурье-спектроскопии нами показано, что в РЦ H(L173)L/I(L177)H сохраняется гомодимерная структура P с частично измененными электронными свойствами: ослабевает электронное сопряжение в катион-радикале димера P+ и увеличивается локализация положительного заряда на одной из его половин. Результаты исследования свойств РЦ тройного мутанта H(L173)L/I(L177)H/F(M197)H согласуются с предположением о том, что наблюдаемые изменения электронной структуры P+, а также значительное смещение полосы Q_Y P в РЦ H(L173)L/ I(L177)H связаны с модификацией пространственного положения и/или геометрии Р. Методом фемтосекундной абсорбционной дифференциальной спектроскопии показано, что в РЦ H(L173)L/I(L177)H сохраняется последовательность реакций P* → P+B_A− → P+H_A− → P+Q_A− со скоростями переноса электрона и квантовым выходом состояния P+Q_A−, близкими наблюдаемым в РЦ дикого типа (P* – синглетно-возбужденное состояние P; B_A, H_A и Q_A – молекулы бактериохлорофилла, бактериофеофитина и убихинона в активной A-ветви кофакторов соответственно). Полученные результаты в совокупности с ранее опубликованными данными для РЦ с симметричной двойной мутацией H(M202)L/I(M206)H демонстрируют, что с помощью введения дополнительных точечных аминокислотных замен фотохимическая активность изолированного РЦ из C. sphaeroides может быть сохранена на высоком уровне даже при отсутствии важных структурных элементов – аксиальных гистидиновых лигандов к первичному донору электрона P.

Показано, что изменение внутриклеточных концентраций Na⁺ и K⁺ приводит к изменению экспрессии генов. Другой одновалентный катион, Li⁺, хорошо известен как компонент лекарственных препаратов, используемых для лечения психических расстройств, но механизм его действия неясен. Таким образом, важно оценить влияние Li⁺ на экспрессию генов в эндотелиальных клетках. В данной работе мы изучили влияние повышенной внутриклеточной концентрации Na⁺ или Li⁺ на транскрипцию Na⁺_i/K⁺_i-чувствительных генов. Инкубация эндотелиальных клеток пупочной вены человека (HUVEC) в присутствии LiCl в течение 1,5 ч приводила к накоплению Li⁺ в клетках. Это вызывало увеличение уровня мРНК FOS и EGR1 и снижение уровня мРНК JUN и MYC. Обработка HUVEC монензином обеспечивала накопление Na⁺ и потерю ионов K⁺ этими клетками. При этом Na⁺-ионофор монензин не оказывал существенного влияния на экспрессию генов. Инкубация HUVEC в среде с повышенной внеклеточной концентрацией NaCl приводила к увеличению внутриклеточного содержания K⁺ и транскрипции ATF3 и снижению транскрипции JUN. Эти результаты наглядно показывают, что Na⁺ и Li⁺ по-разному влияют на профиль экспрессии исследуемых генов, что, по-видимому, связано с различным действием на соотношение одновалентных катионов во внутриклеточном пространстве.