Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями.НИР

To study molecular mechanisms of vision and molecular basis of visual abnormalities, associated with malignant tumors and hereditary mutations

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
2 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями.
Результаты этапа: Охарактеризована сигнальная роль фосфорилирования GRK1 по остатку S21 под действием cAMP-зависимой протеинкиназы (PKA). Получены данные, подтверждающие сделанное ранее наблюдение о том, что фосфорилирование GRK1 под действием PKA в фоторецепторных клетках происходит в условиях темновой адаптации, соответствующим высоким физиологическим концентрациям кальция и сAMP, и подавляет способность фермента фосфорилировать зрительный рецептор родопсин. Проведено клонирование и наработка двух мутантных форм N-концевого регуляторного домена родопсинкиназы (N-GRK1): (1) с инактивированным сайтом фосфорилирования (S21A) и (2) с заменой, имитирующей включенную фосфатную группу (S21D). Методом спектроскопии поверхностного плазмонного резонанса охарактеризовано взаимодействие между N-GRK1 и Са2+-зависимым регулятором GRK1 рековерином, участок связывания которого локализован внутри последовательности 1-25 фермента. Показано, что замена S21A дестабилизирует комплекс между N-GRK1 и рековерином, повышая значение KD комплекса от 12 до 19 мкМ, в то время как замена S21D приводит к небольшому увеличению сродства N-GRK1 к рековерину, снижая значение KD комплекса от 9 до 12 мкМ. Установлено, что в присутствии Сa2+/рековерина происходит более чем двукратное снижение уровня фосфорилирования GRK1 под действием PKA, что говорит о конкуренции между рековерином и PKA за N-коневой участок в молекуле GRK1. На основании полученных данных предложен механизм ступенчатой светоиндуцируемой активации GRK1, включающий следующие сигнальные события: (1) диссоциацию комплекса GRK1-рековерин при снижении концентрации цитоплазматического Са2+, (2) дефосфорилирование остатка S21 в молекуле GRK1 и (3) взаимодействие GRK1 со светоиндуцированным родопсином, приводящее к полной активации фермента. Продолжено исследование аберрантной экспрессии раково-сетчаточных антигенов в злокачественных опухолях. Получены экзорбитальные (внеглазничные) слезные железы крыс в возрасте от 3-х до 30 месяцев; проведен детальный гистологический анализ полученных слезных желез и описаны происходящие в них возрастзависимые патологические изменения.
3 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями.
Результаты этапа:
4 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями.
Результаты этапа: Основные выводы из исследований, выполненных за отчетный период следующие. По направлению "Анализ экспериментальных данных по влиянию экстрактов сетчатки и факторов роста на пигментный эпителий глаза крысы в условиях роллерного органотипического культивирования": экстракты сетчатки тритона и крысы, а также ростовые факторы FGF2 и EGF оказывают митогенный эффект на ПЭС крысы в условиях модели отслоения ее нейральной сетчатки. В экстракте сетчатки крысы присутствует ростовой фактор FGF2 который, скорее всего, и отвечает за митогенное действие этого экстракта. По направлению "Изучение изменений в экзорбитальных слезных железах крыс в зависимости от пола, возраста и линии животных": у старых животных слезы выделяется сравнительно меньше, чем у молодых, что, по-видимому, связано с выявленными нами атрофическими, дистрофическими, воспалительными и компенсаторными процессами в паренхиме и строме экзорбитальной железы первых. По направлению "Исследование форм фоторецепторных белков рековерина и NCS1, образующихся в клетках ретинобластомы Y79 при окислительном стрессе": окислительный стресс фоторецепторных клеток может сопровождаться дисульфидной димеризацией ключевых Са2+-сенсорных белков рековерина и NCS1, что может негативно отражаться на эффективности Са2+-зависмой регуляции зрительной трансдукции и, как следствие, инициировать дегенерацию фоторецепторных клеток. По направлению "Разработка животных экспериментальных моделей аутоиммунного увеита человека": разработана модель экспериментального аутоиммунного увеита кроликов, характеризующаяся возникновением комплекса симптомов, близких к таковым у человека; разработанная модель может послужить основой для изучения развития аутоиммунного увеоретинита и тестирования потенциальных лекарственных препаратов для лечения этого заболевания. По направлению "Исследование сигнальной активности белков зрительного каскада в фоторецепторных рафт-структурах": впервые продемонстрировано, что совместная компартментализация белков зрительного каскада в фоторецепторных рафт-стркутрах может повышать эффективность процессов регуляции фототрансдукции.
5 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями.
Результаты этапа: В отчетном году работа отдела велась по нескольким направлениям. В том числе исследовали патогенетические процессы в тканях глаза при развитии различных офтальмологических заболеваний. Разработана и охарактеризована модель глаукоматозного повреждения сетчатки экспериментальных животных (крыс) ex vivo. Показано, что при органотипическом культивировании заднего сектора глаза в течение 48 и 96 часов происходят первичные изменения в структуре слоя ганглиозных клеток, сходные с таковыми у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ), что позволяет использовать эту модель для изучения механизма нейродегенерации при этом заболевании, а также поиска новых ретино- и нейропротекторов. Проанализированы образцы склеры пациентов с ПОУГ III степени и установлено, что при развитии этого заболевания происходят изменения протеомного состава склеры, которые включают снижение содержания свободных форм альфа 1 субъединицы коллагена VI и фибриногена бета среди растворимых белков этой ткани. Создана модель неоваскуляризации роговицы экспериментальных животных (кроликов), являющейся отягощающим фактором синдрома сухого глаза, а также других патологий роговицы, включая кератопатии различного генеза. Полученная модель может быть использована для разработки и доклинических испытаний препаратов для комплексной терапии патологий роговицы. Сотрудники отдела принимали участие в исследовании противоракового действия препарата регорафениб (regorafenib) на клетки протоковой панкреатической аденокарциномы (ПАК) in vitro, ex vivo и in vivo. Сделан вывод о потенциальной возможности применения регорафениба для терапии ПАК и необходимости его дальнейшего клинического исследования. Рассмотрены и суммированы современные данные по биомаркерам опухолей почки, позволяющим выявлять, диагностировать и прогнозировать развитие этого злокачественного заболевания. К ранее описанным маркерам добавлен открытый нами фоторецепторный белок рековерин, в данном случае выступающий как онконевральный антиген при почечной аденокрциноме.
6 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Изучить молекулярные механизмы зрения и молекулярные основы зрительных патологий, ассоциированных со злокачественными опухолями и наследственными мутациями.
Результаты этапа: Найдено, что защитное действие митохондриинаправленного антиоксиданта SkQ1 на ткани глаза при развитии синдрома сухого глаза обусловлено подавлением окислительного стресса и(или) специфической стимуляцией секреции антивоспалительных цитокинов в слезных железах. Фоторецепторные мембраны палочек содержат богатые холестерином и устойчивые к действию детергентов (detergent-resistant membrane, DRM) рафт структуры, в которых сосредоточены белки зрительного каскада и его регуляторы. По данным спектроскопии поверхностного плазмонного резонанса, сигнальные белки рековерин, NCS1, GCAP1 и GCAP2, входящие в семейство нейрональных кальциевых сенсоров (neuronal calcium sensors, NCS), способны к высокоаффинному связыванию с N-концевым фрагментом кавеолина-1, главным интегральным компонентом DRM. Связывание вышеуказанных NCS белков с кавеолином-1 происходит только в отсутствие ионов кальция. Соответственно присутствие кавеолина-1 не влияет на регуляторную активность Са(2+)-содержащего рековерина или NCS1 в отношении родопсинкиназы, но усиливает эффект GCAP2 на гуанилатциклазу, который проявляется в отсутствие ионов кальция. Оба описанных выше наблюдения могут рассматриваться как главный результат работы в отчетном году.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".