Delist.ru

Роль нарушений межклеточных взаимодействий в патогенезе миелотоксического действия ксенобиотиков антрациклинового ряда (17.08.2007)

Автор: Никитенко Леонид Леонидович

УСПЕНСКАЯ ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

РОЛЬ НАРУШЕНИЙ МЕЖКЛЕТОЧНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ПАТОГЕНЕЗЕ МИЕЛОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ КСЕНОБИОТИКОВ АНТРАЦИКЛИНОВОГО РЯДА

14.00.16 ( патологическая физиология

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Иркутск ( 2007

Работа выполнена на кафедре анатомии и физиологии сельскохозяйственных животных ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет», в Межкафедральной научно-исследовательской биохимической лаборатории при кафедре биохимии с курсом медицинской химии ГОУ ВПО «Красноярская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» и Международном научном центре исследований экстремальных состояний организма при Президиуме Красноярского научного центра СО РАН.

Научный консультант:

доктор медицинских наук,

профессор Салмина Алла Борисовна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

профессор Константинов Юрий Михайлович

доктор медицинских наук,

профессор Хышиктуев Баир Сергеевич

доктор медицинских наук,

профессор Явербаум Павел Моисеевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», г. Томск

Защита состоится «____» ______________ 2007 года в «____» часов на заседании диссертационного совета Д 001.054.01 при ГУ «Восточно-Сибирский научный центр Сибирского отделения Российской академии медицинских наук» по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ «Восточно-Сибирский научный центр Сибирского отделения РАМН».

Автореферат разослан «____» _______________ 2007 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук Шолохов Л.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование клеточных и молекулярных механизмов межклеточных взаимодействий – одна из приоритетных задач современной биологии и медицины. Тесная интеграция тканей и сложная система межклеточной коммуникации, включающая механизмы внутриклеточной передачи регуляторных сигналов, лежат в основе развития многоклеточного организма и поддержания его нормального функционирования.

Хотя в настоящее время основные механизмы внутриклеточной передачи сигналов с участием цитоплазматических и ядерных рецепторов гормонов, рецепторов, сопряженных с ГТФ-связывающими белками и регулируемых ионных каналов изучены, недостаточно исследованной и наиболее сложной частью проблемы межклеточной коммуникации является разъяснение механизмов согласованного взаимодействия различных лигандов, позволяющих клеткам адекватно реагировать на постоянно изменяющиеся условия среды внутри организма и вне его [Пальцев М.А., 1995]. Особую актуальность исследование механизмов межклеточных контактов приобретает в костном мозге, где коммуникация и интеграция важны для обеспечения жизнеспособности, роста и дифференцировки гетерогенной популяции клеток, а также в силу влияния большого количества регуляторных молекул гемопоэзиндуцирующего микроокружения, обеспечивающих регуляцию гемопоэза в физиологических и патологических условиях [Дыгай А.М., 1989; Гольдберг Е.Д., 2000].

Большинство имеющихся в литературе работ в области гематологии посвящены изучению роли цитокинов, которые рассматриваются как важнейшие специализированные средства межклеточного сообщения, позволяющие клеткам обмениваться информацией [Dinarello С.А., 1991; Kishimoto T., 1994; Heldin C.-H., 2001; Zhou X.Y., 2005]. Вместе с тем, в последние годы все больший интерес представляет изучение влияния клеточных метаболитов как лигандов клеточных рецепторов на пролиферативные, дифференцировочные процессы, а также модуляции ими механизмов естественной (запрограммированной) клеточной гибели ( апоптоза и патологической клеточной смерти ( некроза. Однако в литературе лишь в единичных работах рассматриваются клеточные и субклеточные механизмы такого рода регуляции [Dubyak G.R., 1993; Di Virgilio F., 2001; Kim M., 2001; Kawamura H., 2005].

Одним из приоритетных направлений современной патофизиологии является исследование механизмов межклеточных взаимодействий в условиях токсического действия ксенобиотиков антрациклинового ряда, способных индуцировать окислительный стресс и нарушать привычные клеточные кооперации и регуляторное влияние естественных метаболитов на клеточные функции, необходимые для нормального функционирования органов и тканей. При этом наименее изученной остается проблема изменения чувствительности клеток костного мозга к действию эндогенных лигандов в условиях окислительного стресса. Это обстоятельство не позволяет разработать новые высокоэффективные лекарственные препараты для восстановления структурно-функционального гомеостаза клетки. Вместе с тем, понимание особенностей сигнальной трансдукции в клетках, находящихся в состоянии окислительного стресса, может стать основой для разработки принципиально новых технологий фармакологической коррекции патологических процессов, ассоциированных с увеличением прооксидантной активности.

Известно, что одним из базовых механизмов цитотоксичности ряда ксенобиотиков является индукция ими окислительного стресса [Halliwell B., 2003; Toler S.M., 2004; Wells P.G., 2005]. Генерация свободных радикалов, сопровождающая физиологические и патологические процессы, становится причиной альтерации биомакромолекул клеток – перекисного окисления липидов, свободнорадикального повреждения нуклеиновых кислот, окисления белковых молекул и полисахаридов, а также изменения интегративных межклеточных и внутриклеточных сигнальных процессов. До сих пор проявления миелотоксичности ксенобиотиков – индукторов окислительного стресса рассматривались преимущественно в качестве обратимых или необратимых повреждений структур клеток, приводящих к дезорганизации клеточного метаболизма и нарушению функционирования органа или системы. Однако в литературе накапливаются данные о роли индукции дизрегуляторных процессов в механизме клеточной гибели [Barisic K., 2003; Parrish A.B., 2006].

В этой связи патогенез многих патологических процессов и гематологических заболеваний может быть раскрыт с принципиально новых позиций – в аспекте межклеточных взаимодействий. Отсутствие на сегодняшний день сведений о веществах ( протекторах угнетающего эффекта индукторов окислительного стресса на гемопоэз и неполное раскрытие механизмов альтерации клеточных структур ( компонентов сигнальных систем делает актуальным разработку патогенетически обоснованной эффективной стратегии антитоксической защиты клетки путем направленной модуляции рецептор-активируемых механизмов межклеточной коммуникации.

Цель работы. Изучить патогенетическую роль нарушения внутриклеточного гомеостаза НАД+, пуринергической регуляции, коннексин-опосредованной коммуникации в клетках костного мозга в реализации цитотоксического потенциала ксенобиотика антрациклинового ряда (доксорубицина).

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

Изучить влияние ксенобиотика антрациклинового ряда на внутриклеточный пул пиридиновых нуклеотидов и метаболизм НАД+ в клетках костного мозга.

Исследовать влияние ксенобиотика на уровень АТФ в клетках костного мозга и внеклеточном пространстве. Оценить роль различных подтипов пуринергических рецепторов в реализации апоптогенной активности АТФ и модуляции этих процессов доксорубицином в клетках костного мозга мышей in vitro и in vivo.

Исследовать развитие запрограммированной и патологической клеточной гибели в клетках костного мозга, подвергнутых действию доксорубицина in vivo и in vitro. Изучить вклад повреждения мембран клеток костного мозга при действии АТФ и НАД+ на фоне применения миелотоксического ксенобиотика доксорубицина in vitro и in vivo в реализацию механизмов запрограммированной клеточной смерти.

Изучить влияние ксенобиотика антрациклинового ряда на АТФ- и НАД-зависимые процессы регуляции пролиферации и апоптоза клеток костного мозга. Оценить угнетающий эффект доксорубицина на различные ростки кроветворения.

Оценить уровень экспрессии молекул межклеточной коммуникации (пуринергического рецептора P2X7, CD38/НАД+-гликогидролазы, коннексина 43) в клетках костного мозга мышей в физиологических условиях, а также при действии миелотоксического ксенобиотика доксорубицина in vivo.

Изучить особенности регуляции функциональной активности клеток костного мозга эндогенными регуляторами гемопоэза АТФ и НАД+ в норме и в условиях окислительного стресса.

Установить вклад НАД-зависимых механизмов в миелотоксический эффект ксенобиотика и возможность его патогенетической коррекции субстратными ингибиторами ферментов трансформации никотинамидадениндинуклеотида.

загрузка...