Современные представления о роли стриатумспецифичной протеинтирозинфосфатазы STEP в регуляции патологических и нейродегенеративных процессов в мозге
- Авторы: Москалюк В.С.1, Куликов А.В.1, Науменко В.С.1, Куликова Е.А.1
-
Учреждения:
- Институт цитологии и генетики СО РАН
- Выпуск: Том 41, № 4 (2024)
- Страницы: 331-343
- Раздел: Статьи
- URL: https://cardiosomatics.orscience.ru/1027-8133/article/view/653871
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1027813324040042
- EDN: https://elibrary.ru/EHGKMT
- ID: 653871
Цитировать
Аннотация
Стриатумспецифичная протеинтирозинфосфатаза (STEP) – это внутриклеточный белок, который участвует в ключевых сигнальных каскадах нервной клетки. Регулируя локализацию на мембране глутаматных рецепторов и активность ряда сигнальных киназ, STEP влияет на процессы нейропластичности и работы синапсов, участвует в регуляции поведения, когнитивных функций и памяти. STEP может выступать посредником между нейротрофической, дофамин- и глутаматергическими системами мозга. Нарушения экспрессии и работы этого белка наблюдаются в ряде нейродегенеративных и психических заболеваний, а также при старении и черепно-мозговых травмах. При болезнях Альцгеймера и Паркинсона, а также синдроме ломкой Х-хромосомы наблюдается повышение активности и экспрессии STEP в мозге пациентов и в моделях этих заболеваний на животных. Существуют данные об участии этой фосфатазы в механизмах депрессии, расстройств аутистического спектра, шизофрении и тревожности, однако разные модельные объекты и условия экспериментов дают противоречивые результаты. STEP играет модулирующую роль в ответе нервной системы на травмы мозга, ишемический инсульт, эпилептические припадки и стрессовое воздействие. В связи с участием STEP в патогенезе множества заболеваний нервной системы, эта фосфатаза активно изучается на протяжении последнего десятилетия. В этой обзорной работе мы подробно рассмотрели имеющиеся данные о роли STEP в ЦНС, в механизмах развития заболеваний и в реакции нервных клеток на повреждающие воздействия.
Полный текст

Об авторах
В. С. Москалюк
Институт цитологии и генетики СО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: v.moskaliuk@alumni.nsu.ru
Россия, Новосибирск
А. В. Куликов
Институт цитологии и генетики СО РАН
Email: v.moskaliuk@alumni.nsu.ru
Россия, Новосибирск
В. С. Науменко
Институт цитологии и генетики СО РАН
Email: v.moskaliuk@alumni.nsu.ru
Россия, Новосибирск
Е. А. Куликова
Институт цитологии и генетики СО РАН
Email: v.moskaliuk@alumni.nsu.ru
Россия, Новосибирск
Список литературы
- Lombroso P.J., Murdoch G., Lerner M. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1991. V. 88. No. 16. P. 7242–7246.
- Куликова Е.А., Фурсенко Д.В., Баженова Е.Ю., Куликов А.В. // Молекул. биол. 2020. V. 54. No. 2. P. 313–320.
- Boulanger L.M., Lombroso P.J., Raghunathan A., During M.J., Wahle P., Naegele J.R. // J Neurosci. 1995. V. 15. No. 2. P. 1532–1544.
- Bult A., Zhao F., Dirkx R., Raghunathan A., Solimena M., Lombroso P.J. // Eur J Cell Biol. 1997. V. 72. No. 4. P. 337–344.
- Bult A., Zhao F., Dirkx Jr. R., Sharma E., Lukacsi E., Solimena M., Naegele J.R., Lombroso P.J. // The Journal of Neuroscience. 1996. V. 16. No. 24. P. 7821–7831.
- Oyama T., Goto S., Nishi T., Sato K., Yamada K., Yoshikawa M., Ushio Y. // Neuroscience. 1995. V. 69. No. 3. P. 869–880.
- Muñoz J.J., Tárrega C., Blanco-Aparicio C., Pulido R. // Biochem J. 2003. V. 372. No. Pt 1. P. 193–201.
- Nguyen T.H., Liu J., Lombroso P.J. // Journal of Biological Chemistry. 2002. V. 277. No. 27. P. 24274–24279.
- Poddar R., Rajagopal S., Shuttleworth C.W., Paul S. // J Biol Chem. 2016. V. 291. No. 2. P. 813–825.
- Xu J., Kurup P., Bartos J.A., Patriarchi T., Hell J.W., Lombroso P.J. // J Biol Chem. 2012. V. 287. No. 25. P. 20942–20956.
- Cho I.H., Kim D.H., Lee M.-J., Bae J., Lee K.H., Song W.K. // PLoS ONE. 2013. V. 8. No. 1. P. e54276.
- Kurup P., Zhang Y., Xu J., Venkitaramani D.V., Haroutunian V., Greengard P., Nairn A.C., Lombroso P.J. // Journal of Neuroscience. 2010. V. 30. No. 17. P. 5948–5957.
- Zhang Y., Venkitaramani D.V., Gladding C.M., Zhang Y., Kurup P., Molnar E., Collingridge G.L., Lombroso P.J. // Journal of Neuroscience. 2008. V. 28. No. 42. P. 10561–10566.
- Paul S., Snyder G.L., Yokakura H., Picciotto M.R., Nairn A.C., Lombroso P.J. // J Neurosci. 2000. V. 20. No. 15. P. 5630–5638.
- Valjent E., Pascoli V., Svenningsson P., Paul S., Enslen H., Corvol J.-C., Stipanovich A., Caboche J., Lombroso P.J., Nairn A.C., Greengard P., Hervé D., Girault J.-A. // Proc Natl Acad Sci U S A. 2005. V. 102. No. 2. P. 491–496.
- Deb I., Poddar R., Paul S. // J Neurochem. 2011. V. 116. No. 6. P. 1097–1111.
- Xu J., Kurup P., Zhang Y., Goebel-Goody S.M., Wu P.H., Hawasli A.H., Baum M.L., Bibb J.A., Lombroso P.J. // J Neurosci. 2009. V. 29. No. 29. P. 9330–9343.
- Kulikov A.V., Tikhonova M.A., Kulikova E.A., Volcho K.P., Popova N.K. // Psychopharmacology. 2012. V. 221. P. 469–478.
- Xu J., Kurup P., Azkona G., Baguley T.D., Saavedra A., Nairn A.C., Ellman J.A., Pérez-Navarro E., Lombroso P.J. // J. Neurochem. 2016. V. 136. No. 2. P. 285–294.
- Xu J., Kurup P., Baguley T.D., Foscue E., Ellman J.A., Nairn A.C., Lombroso P.J. // Cellular and Molecular Life Sciences. 2016. V. 73. No. 7. P. 1503-1514.
- Xu J., Chatterjee M., Baguley T.D., Brouillette J., Kurup P., Ghosh D., Kanyo J., Zhang Y., Seyb K., Ononenyi C., Foscue E., Anderson G.M., Gresack J., Cuny G.D., Glicksman M.A., Greengard P., Lam T.T., Tautz L., Nairn A.C., Ellman J.A., Lombroso P.J. // 2014. V. 12. No. 8. P. 1-17.
- Kurup P.K., Xu J., Videira R.A., Ononenyi C., Baltazar G., Lombroso P.J., Nairn A.C. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2015. V. 112. No. 4. P. 1202-1207.
- Saavedra A., Giralt A., Rue L., Xifro X., Xu J., Ortega Z., Lucas J.J., Lombroso P.J., Alberch J., Perez-Navarro E. // Journal of Neuroscience. 2011. V. 31. No. 22. P. 8150-8162.
- Goebel-Goody S.M., Wilson-Wallis E.D., Royston S., Tagliatela S.M., Naegele J.R., Lombroso P.J. // Genes, Brain and Behavior. 2012. V. 11. No. 5. P. 586-600.
- Carty N.C., Xu J., Kurup P., Brouillette J., Goebel-Goody S.M., Austin D.R., Yuan P., Chen G., Correa P.R., Haroutunian V., Pittenger C., Lomb roso P.J. // Transl Psychiatry. 2012. V. 2. No. 7. P. e137-e137.
- Fatemi S., Folsom T.D., Kneeland R.E., Yousefi M.K., Liesch S.B., Thuras P.D. // Mol Autism. 2013. V. 4. No. 1. P. 21.
- Castonguay D., Dufort-Gervais J., Ménard C., Chatterjee M., Quirion R., Bontempi B., Schneider J.S., Arnsten A.F.T., Nairn A.C., Norris C.M., Ferland G., Bézard E., Gaudreau P., Lombroso P.J., Brouillette J. // Curr Biol. 2018. V. 28. No. 7. P. 1079–1089.e4.
- Chatterjee M., Singh P., Xu J., Lombroso P.J., Kurup P.K. // Behav Brain Res. 2020. V. 391. P. 112713.
- García-Forn M., Martínez-Torres S., García-Díaz Barriga G., Alberch J., Milà M., Azkona G., Pérez-Navarro E. // Neurobiol Dis. 2018. V. 120. P. 88–97.
- Xu J., Kurup P., Baguley T.D., Foscue E. // Cellular and Molecular Life Sciences. 2015.
- Khomenko T.M., Tolstikova T.G., Bolkunov A.V., Dolgikh M.P., Pavlova A.V., Korchagina D.V., Volcho K.P., F. S.N. // Letters in Drug Design & Discovery. 2009. V. 6. No. 6.
- Han Y.N., Lambert L.J., De Backer L.J.S., Wu J., Cosford N.D.P., Tautz L. // Methods Mol Biol. 2023. V. 2706. P. 167-175.
- Jamal S., Goyal S., Shanker A., Grover A. // PLoS ONE. 2015. V. 10. No. 6. P. e0129370.
- Lambert L.J., Grotegut S., Celeridad M., Gosalia P., Backer L.J.D., Bobkov A.A., Salaniwal S., Chung T.D., Zeng F.-Y., Pass I., Lombroso P.J., Cosford N.D., Tautz L. // Int J Mol Sci. 2021. V. 22. No. 9. P. 4417.
- Szedlacsek H.S., Bajusz D., Badea R.A., Pop A., Bică C.C., Ravasz L., Mittli D., Mátyás D., Necula-Petrăreanu G., Munteanu C.V.A., Papp I., Juhász G., Hritcu L., Keserű G.M., Szedlacsek S.E. // J Med Chem. 2022. V. 65. No. 1. P. 217–233.
- Bagwe P.V., Deshpande R.D., Juhasz G., Sathaye S., Joshi S.V. // Cell Mol Neurobiol. 2023. V. 43. No. 7. P. 3099–3113.
- Mahaman Y.A.R., Huang F., Embaye K.S., Wang X., Zhu F. // Front. Cell Dev. Biol. 2021. V. 9. P. 680118.
- Glenner G.G., Wong C.W., Quaranta V., Eanes E.D. // Appl Pathol. 1984. V. 2. No. 6. P. 357–369.
- Chin J., Palop J.J., Puoliväli J., Massaro C., Bien-Ly N., Gerstein H., Scearce-Levie K., Masliah E., Mucke L. // J Neurosci. 2005. V. 25. No. 42. P. 9694–9703.
- Zhang L., Xie J.-W., Yang J., Cao Y.-P. // Journal of Neuroscience Research. 2013. V. 91. No. 12. P. 1581–1590.
- Zhang Y., Kurup P., Xu J., Carty N., Fernandez S.M., Nygaard H.B., Pittenger C., Greengard P., Strittmatter S.M., Nairn A.C., Lombroso P.J. // Proc Natl Acad Sci U S A. 2010. V. 107. No. 44. P. 19014–19019.
- Zhang Y., Kurup P., Xu J., Anderson G.M., Greengard P., Nairn A.C., Lombroso P.J. // J Neurochem. 2011. V. 119. No. 3. P. 664–672.
- Snyder E.M., Nong Y., Almeida C.G., Paul S., Moran T., Choi E.Y., Nairn A.C., Salter M.W., Lombroso P.J., Gouras G.K., Greengard P. // Nat Neurosci. 2005. V. 8. No. 8. P. 1051–1058.
- Chatterjee M., Kwon J., Benedict J., Kamceva M., Kurup P., Lombroso P.J. // Exp Brain Res. 2021. V. 239. No. 3. P. 881–890.
- Lee Z.-F., Huang T.-H., Chen S.-P., Cheng I.H.-J. // Pain. 2021. V. 162. No. 6. P. 1669–1680.
- Darnell J.C., Van Driesche S.J., Zhang C., Hung K.Y.S., Mele A., Fraser C.E., Stone E.F., Chen C., Fak J.J., Chi S.W., Licatalosi D.D., Richter J.D., Darnell R.B. // Cell. 2011. V. 146. No. 2. P. 247–261.
- Chatterjee M., Kurup P.K., Lundbye C.J., Hugger Toft A.K., Kwon J., Benedict J., Kamceva M., Banke T.G., Lombroso P.J. // Neuropharmacology. 2018. V. 128. P. 43–53.
- Gladding C.M., Fan J., Zhang L.Y.J., Wang L., Xu J., Li E.H.Y., Lombroso P.J., Raymond L.A. // Journal of Neurochemistry. 2014. V. 130. No. 1. P. 145–159.
- Kulikova E.A., Moskaliuk V.S., Rodnyy A.Ya., Bazovkina D.V. // Adv Gerontol. 2021. V. 11. No. 1. P. 37–43.
- Telegina D.V., Kulikova E.A., Kozhevnikova O.S., Kulikov A.V., Khomenko T.M., Volcho K.P., Salakhutdinov N.F., Kolosova N.G. // IJMS. 2020. V. 21. No. 15. P. 5182.
- Aarsland D., Cummings J.L., Yenner G., Miller B. // Am J Psychiatry. 1996. V. 153. No. 2. P. 243–247.
- Moechars D., Gilis M., Kuipéri C., Laenen I., Van Leuven F. // Neuroreport. 1998. V. 9. No. 16. P. 3561–3564.
- Lou J.S., Kearns G., Oken B., Sexton G., Nutt J. // Mov Disord. 2001. V. 16. No. 2. P. 190–196.
- Rosenblatt A., Leroi I. // Psychosomatics. 2000. V. 41. No. 1. P. 24–30.
- Moskaliuk V.S., Kozhemyakina R.V., Bazovkina D.V., Terenina E., Khomenko T.M., Volcho K.P., Salakhutdinov N.F., Kulikov A.V., Naumenko V.S., Kulikova E. // Biomed Pharmacother. 2022. V. 147. P. 112667.
- Venkitaramani D.V., Moura P.J., Picciotto M.R., Lombroso P.J. // European Journal of Neuroscience. 2011. V. 33. No. 12. P. 2288–2298.
- Blázquez G., Castañé A., Saavedra A., Masana M., Alberch J., Pérez-Navarro E. // Front Behav Neurosci. 2018. V. 12. P. 317.
- Kulikova E.A., Volcho K.P., Salakhutdinov N.F., Kulikov A.V. // LDDD. 2017. V. 14. No. 8.
- Kulikova E., Kulikov A. // Curr Protein Pept Sci. 2017. V. 18. No. 11. P. 1152–1162.
- Lanz T.A., Joshi J.J., Reinhart V., Johnson K., Grantham Ii L.E., Volfson D. // PLoS ONE. 2015. V. 10. No. 3. P. e0121744.
- Wang K., Tan X., Ding K.-M., Feng X.-Z., Zhao Y.-Y., Zhu W.-L., Li G.-H., Li S.-X. // Pharmacol Res. 2024. V. 205. P. 107236.
- Kulikova E.A., Bazovkina D.V., Evsyukova V.S., Kulikov A.V. // Bull Exp Biol Med. 2021. V. 170. No. 5. P. 627–630.
- Kulikova E.A., Fursenko D.V., Bazhenova E.Yu., Kulikov A.V. // Mol Biol. 2021. V. 55. No. 4. P. 604–609.
- Kulikov A.V., Tikhonova M.A., Kulikova E.A., Volcho K.P., Khomenko T.M., Salakhutdinov N.F., Popova N.K. // LDDD. 2014. V. 11. No. 2. P. 169–173.
- Kulikova E.A., Khotskin N.V., Illarionova N.B., Sorokin I.E., Bazhenova E.Y., Kondaurova E.M., Volcho K.P. // Neuroscience. 2018. V. 394. P. 220–231.
- Kulikov A., Sinyakova N., Kulikova E., Khomenko T., Salakhutdinov N., Kulikov V., Volcho K. // LDDD. 2019. V. 16. No. 12. P. 1321–1328.
- Sinyakova N.A., Kulikova E.A., Englevskii N.A., Kulikov A.V. // Bull Exp Biol Med. 2018. V. 164. No. 5. P. 620–623.
- Sukoff Rizzo S.J., Lotarski S.M., Stolyar P., McNally T., Arturi C., Roos M., Finley J.E., Reinhart V., Lanz T.A. // Genes Brain Behav. 2014. V. 13. No. 7. P. 643–652.
- Won S., Roche K.W. // J Physiol. 2021. V. 599. No. 2. P. 443–451.
- Folsom T.D., Thuras P.D., Fatemi S.H. // Schizophrenia Research. 2015. V. 165. No. 2-3. P. 201–211.
- Xu J., Hartley B.J., Kurup P., Phillips A., Topol A., Xu M., Ononenyi C., Foscue E., Ho S.-M., Baguley T.D., Carty N., Barros C.S., Müller U., Gupta S., Gochman P., Rapoport J., Ellman J.A., Pittenger C., Aronow B., Nairn A.C., Nestor M.W., Lombroso P.J., Brennand K.J. // Mol Psychiatry. 2018. V. 23. No. 2. P. 271–281.
- Roullet F.I., Wollaston L., deCatanzaro D., Foster J.A. // Neuroscience. 2010. V. 170. No. 2. P. 514–522.
- Saavedra A., Puigdellívol M., Tyebji S., Kurup P., Xu J., Ginés S., Alberch J., Lombroso P.J., Pérez-Navarro E. // Molecular Neurobiology. 2016. V. 53. No. 6. P. 4261–4273.
- Appunni S., Gupta D., Rubens M., Ramamoorthy V., Singh H.N., Swarup V. // Mol Neurobiol. 2021. V. 58. No. 12. P. 6471–6489.
- Rahi V., Kaundal R.K. // Life Sci. 2024. V. 347. P. 122651.
- Gurd J.W., Bissoon N., Nguyen T.H., Lombroso P.J., Rider C.C., Beesley P.W., Vannucci S.J. // J Neurochem. 1999. V. 73. No. 5. P. 1990–1994.
- Nguyen T.H., Paul S., Xu Y., Gurd J.W., Lombroso P.J. // J Neurochem. 1999. V. 73. No. 5. P. 1995–2001.
- Braithwaite S.P., Xu J., Leung J., Urfer R., Nikolich K., Oksenberg D., Lombroso P.J., Shamloo M. // Eur J of Neuroscience. 2008. V. 27. No. 9. P. 2444–2452.
- Deb I., Manhas N., Poddar R., Rajagopal S., Allan A.M., Lombroso P.J., Rosenberg G.A., Candelario-Jalil E., Paul S. // Journal of Neuroscience. 2013. V. 33. No. 45. P. 17814–17826.
- Rajagopal S., Yang C., DeMars K.M., Poddar R., Candelario-Jalil E., Paul S. // Brain, Behavior, and Immunity. 2021. V. 93. P. 141–155.
- Mesfin M.N., Von Reyn C.R., Mott R.E., Putt M.E., Meaney D.F. // Journal of Neurotrauma. 2012. V. 29. No. 10. P. 1982–1998.
- Carvajal F.J., Cerpa W. // Antioxidants. 2021. V. 10. No. 10. P. 1575.
- Yang C.-H., Huang C.-C., Hsu K.-S. // J Neurosci. 2012. V. 32. No. 22. P. 7550–7562.
- Yang C., Huang C., Hsu K. // The Journal of Physiology. 2006. V. 577. No. 2. P. 601–615.
- Dabrowska J., Hazra R., Guo J.-D., Li C., Dewitt S., Xu J., Lombroso P.J., Rainnie D.G. // Biol Psychiatry. 2013. V. 74. No. 11. P. 817–826.
- Daniel S.E., Menigoz A., Guo J., Ryan S.J., Seth S., Rainnie D.G. // Neuropharmacology. 2019. V. 150. P. 80–90.
- Hu P., Liu J., Maita I., Kwok C., Gu E., Gergues M.M., Kelada F., Phan M., Zhou J.-N., Swaab D.F., Pang Z.P., Lucassen P.J., Roepke T.A., Samuels B.A. // J. Neurosci. 2020. V. 40. No. 12. P. 2519–2537.
- Hu P., Maita I., Phan M.L., Gu E., Kwok C., Dieterich A., Gergues M.M., Yohn C.N., Wang Y., Zhou J.-N., Qi X.-R., Swaab D.F., Pang Z.P., Lucassen P.J., Roepke T.A., Samuels B.A. // Transl Psychiatry. 2020. V. 10. No. 1. P. 396.
- Choi Y.-S., Lin S.L., Lee B., Kurup P., Cho H.-Y., Naegele J.R., Lombroso P.J., Obrietan K. // J. Neurosci. 2007. V. 27. No. 11. P. 2999–3009.
- Briggs S.W., Walker J., Asik K., Lombroso P., Naegele J., Aaron G. // Epilepsia. 2011. V. 52. No. 3. P. 497–506.
- Walters J.M., Kim E.C., Zhang J., Jeong H.G., Bajaj A., Baculis B.C., Tracy G.C., Ibrahim B., Christian‐Hinman C.A., Llano D.A., Huesmann G.R., Chung H.J. // Epilepsia. 2022. V. 63. No. 5. P. 1211–1224.
Дополнительные файлы
