BioScience Blog – Научный Биологический блог

Арзуманян Е.С.

Многие нейродегенеративные и сердечно-сосудистые заболевания сопровождаются повышением содержания гомоцистеина (ГЦ) и гомоцистеиновой кислоты (ГЦК) в спинномозговой жидкости и плазме крови (1). В исследованиях на нейронах было показано, что гомоцистеиновая кислота увеличивает уровень кальция и вызывает рост свободных радикалов в клетке (2). Токсическое действие, оказываемое гомоцистеиновой кислотой, также может реализовываться через клетки эндотелия и клетки крови. Действие гомоцистеиновой кислоты на эритроциты до сих пор остается не изученным. Одним   из   методов   иллюстрирующих  устойчивость   эритроцитов   к   повреждающим воздействиям является измерение их гемолитической устойчивости (3). Устойчивость эритроцитов   к   гемолитическому   воздействию   является   интегральным   параметром, характеризующим   их   целостность   и   жизнеспособность,   а   также   критерием   их физиологического состояния. Нами впервые было показано, что гомоцистеиновая кислота ускоряет скорость осмотического и кислотного гемолиза эритроцитов человека и крысы. Этот   эффект   реализуется   в    области   концентраций,    соответствующих   условиям гипергомоцистеинемии и может вносить существенный вклад в реализацию токсического действия   гомоцистеина   и   его   производных   (1).   Обсуждаются   способы   защиты эритроцитов от повреждающего действия гомоцистеиновой кислоты.

Читать далее…

Исследование целого организма или его органа чрезвычайно затруднительно. Метод клеточных культур позволяет обойти многие трудности экспериментов in vivo. Клетки сетчатки способны продолжать свой рост in vitro, образуя контакты между собой. Показано, что при культивировании в монослое, в первичной культуре снижается разнообразие клеточных типов, так как клетки с большим пролиферативным потенциалом вытесняют другие [1]. Этого недостатка лишен метод органотипического эксплантационного культивирования, так как при его применении сохраняется не только цитоархетиктоника ткани, но и взаимосвязи между клетками, что особенно важно при моделировании развития сетчатки, влияния на нее ростовых факторов [2]. В нашей работе мы использовали прикрепленные органотипические культуры сетчатки новорожденных крыс линии Wistar для изучения влияния трофических факторов на клетки эксплантатов сетчатки. Культивирование проводили в течение 30 сут. в стандартных условиях [3] в модифицированной среде DMEM/F12, содержащей 7% ФБС, EGF, FGF, с добавкой BDNF 100нг/мл; PEDF 5 нг/мл; «Авастином» 2.5 мг/мл, либо в среде без добавок. На 30-е сут. образцы фиксировали в 4% параформальдегиде на ФСБ. Для иммуногистохимического анализа использовали антитела к GFAP (Sigma, G9269), к Р III тубулину (Chemicon, MAB1637) и фактору Виллибранта (Sigma F3520). В присутствии BDNF из эксплантата преимущественно выселялись нейроны и глиальные клетки, а в контроле – только глиальные. Под действием BDNF нейроны формировали длинные ветвящиеся отростки, в том числе собранные в крупные пучки. В контроле отростки нейронов были немногочисленны и не ветвились. При культивировании с PEDF возрастал пролиферативный потенциал глиальных клеток, интенсивнее шло их расселение за зону эксплантата, зона распространения глиальных клеток превышала диаметр эксплантата в несколько раз, по сравнению с контролем активнее шла миграция нейральных клеток. Для исследования влияния VEGF на культуры сетчатки использовали коммерческий препарат «Авастин» – моноклональные антитела класса IgG против VEGF. При культивровании с «Авастином» наблюдалась активная миграция как нейральных, так и гиальных клеток и их расселение по значительной площади, не превышающей, однако таковую при воздействии PEDF. Практически отсутствовала экспрессия эндотелиальных маркеров клетками эксплантата в присутствии фактора. В опытной группе нейральные клетки активно образовывали разветвленные нейриты. Таким образом, была показана способность эксплантационных культур сетчатки реагировать на ростовые факторы усилением процессов дифференцировки нейрональных клеток, их миграции вместе с глиальными клетками, формирование длинных ветвящихся нейритов. Это дает возможность использовать данный тип культур как адекватную модель для проведения предклинического тестирования различных препаратов, направленных на изменение соотношения ростовых факторов.

Читать далее…

Цель исследования: разработать и апробировать способ вычисления ошибки дистанции МакАйнерни.

Материалы и методы. Предлагаемый способ вычисления ошибки дистанции МакАйнерни    (Djk=Djk/nSDSE)предусматривает    первоначальное    определение отклонения (SDDjk) следующим образом: SDDjk=(∑2)/nd, где =−MVdBB, B =(RSCUabsVji − ki)/ы)1 п, n – число пар сравниваемых признаков. Для апробации предлагаемого способа проанализированы взятые с сервера NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov) последовательности мРНК, кодирующие ряд митохондриальных белков (субъединицы 1— 6, 4L НАДН-дегидрогеназы (НАДН-ДГ), цитохром b, субъединицы 1-3 цитохром-с-оксидазы (ЦО), субъединица 6 АТФ-синтазы) человека и трихинеллы (Trichinella spiralis). В качестве контроля использованы мРНК, кодирующие аналогичные белки свободноживущего круглого червя цианорабдитис (Caenorhabditis elegans). Показатели RSCU  рассчитаны      при   помощи   программы   MEGA   3   [1].   Сходство   стратегий кодирования изучаемых белков в мРНК определено по дистанции МакАйнерни [2] с вычислением ошибки предлагаемым способом.

Читать далее…

Широкое внедрение в практику экспериментальных исследований методов сканирующей зондовой микроскопии для изучения морфологии клеток крови, позволило получать трехмерные изображения, сведения об особенностях строения поверхностной цитомембраны, морфологически характеризовать различные формы эритроцитов, определять их процентное содержание и функциональные особенности. Проведенные исследования посвящены изучению морфометрических параметров бластных форм эритроидного ростка лягушек методом сканирующей зондовой микроскопии в периоды сезонной активации и затухания гемопоэза.

Читать далее…

Сапожникова О.Г.

Методы традиционной терапии в ветеринарной медицине не всегда решают проблему лечения некоторых заболеваний животных. Поэтому в качестве альтернативы используют методы нетрадиционной медицины, одним из которых является акупунктура (иглорефлексотерапия, иглоукалывание, чжень-цзу). Акупунктура, относящаяся к нетрадиционной терапии, в настоящее время располагает не только новыми способами (электроакупунктура, фармакупунктура, биоэнерготерапия и другие), но и делает первые шаги в сторону подлинно научного обоснования такого метода лечения Иглорефлексотерапия является основным методом воздействия на биологически активные точки (БАТ). Преимущество этого метода заключается в доступности применения, простоте инструментария, возможности проведения в любых условиях и в достаточно богатом практическом опыте использования.

Читать далее…

В последнее десятилетие найдены разнообразные способы стимуляции обратимых изменений митохондриального мембранного потенциала. Так, в условиях субстратного голодания в культуре кардиомиоцитов взрослой крысы удается вызвать колебания митохондриального мембранного потенциала в целой группе митохондрий [2]. Этот метод в сочетании с последующим электронномикроскопическим изучением серийный срезов может стать основой для исследования связи морфологии митохондриома и его функциональной активности. Очевидным претендентом на роль структуры, обеспечивающей функциональную связь отдельных митохондрий, является межмитохондриальный контакт (ММК). Подтверждением этого служит следующий эксперимент: при окрашивании кардиомиоцитов потенциал-зависимым флуорохромом лазерное микрооблучение одной митохондрии вызывает гашение всех связанных с ней посредством ММК органелл [1]. Цель данной работы – изучить поведение митохондрий в клетках с системой ММК в условиях субстратного голодания. В качестве объекта исследования была выбрана первичная культура кардиомиоцитов новорожденных крысят. Прижизненное наблюдение за автофлуоресценцией флавопротеинов и флуоресценцией потенциал-зависимого красителя TMRE показало, что субстратное голодание в течение 1-2 ч. в клетках трехдневной культуры приводит к появлению скачкообразных изменений метаболической активности и мембранного митохондриального потенциала в многочисленных митохондриях. Помимо деэнергизации одиночных митохондрий, в условиях данного эксперимента удается наблюдать группы митохондрий, в которых происходит одновременная потеря сигнала. Такие группы состоят обычно из 2-4 (редко – из нескольких десятков) рядом расположенных митохондрий. В ходе работы был разработан метод компьютерной обработки изображений, позволивший автоматизировать процесс поиска групп митохондрий, в которых происходят синхронные изменения трансмембранного потенциала. Культура кардиомиоцитов новорожденных крысят является удобной моделью для изучения на электронномикроскопическом уровне функциональной роли морфологического объединения митохондрий посредством ММК.

Читать далее…

Одной из интересных проблем физики белка является связь между динамическими характеристиками (подвижностью) белка и его ферментативной активностью. По крайней мере, для некоторых ферментов была показана зависимость между средним отклонением атомов основной цепи белка, полученным методом молекулярной динамики, и его активностью. Кроме того, было показано, что для многих семейств разнородных белков имеется оптимальный уровень конформационной подвижности, который обычно достигается при нормальной температуре обитания их организма-хозяина.

Читать далее…

Активные формы кислорода (АФК) являются побочными продуктами метаболических реакций, протекающих в клетке. Повышенное образование АФК приводит к повреждению структуры нуклеиновых кислот, липидов и белков, изменяет пути передачи внутриклеточных сигналов. Внутриклеточные естественные антиоксиданты (витамины групп Е, С, глутатион и др.) корректируют баланс АФК в клетке, поэтому эти вещества часто используются при поддерживающей терапии ряда заболеваний. В последние годы появились данные о том, что некоторые антиоксиданты проявляют противоопухолевые эффекты как in vivo, так и in vitro. Причем данные эффекты могут быть не связаны напрямую с антиоксидантными свойствами этих химических соединений. Целью работы являлось исследование изменения пролиферативной активности и гибели трансформированных эпителиальных клеток разного происхождения при воздействии производного витамина Е α-токоферилсукцината ( vitamin E succinat – VES). Работа проводилась на культуре клеток эпидермоидной карциномы человека А431 и культуре клеток рака молочной железы человека MCF-7. В среду культивирования клеток А431 добавлялось соответствующее количество спиртового раствора VES для получения конечных концентраций 20 мкМ, 40мкМ, 60 мкМ, 100 мкМ. Подсчет митотического (МИ) и апоптотического (АИ) индексов проводился на фиксированных препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином. Было выявлено, что воздействие VES не приводит к изменению МИ и АИ клеток А431 на 1 сутки культивирования. На 2 сутки культивирования наблюдается снижение МИ по сравнению с контролем (2,6%) при воздействии концентраций начиная от 40 мкМ (0,69%). На третьи сутки митотических клеток практически не обнаруживается. Подсчет АИ показывает, что на 2-е сутки инкубации отчетливо проявляется цитотоксическое действие концентраций начиная от 40 мкМ (22% апоптотических клеток). При концентрациях 60 и 100 мкМ на 2-е сутки апоптотический индекс превышает 50%. На 3-и сутки практически все клетки гибнут. При этом концентрация 20 мкМ VES значимо не изменяет МИ и АИ в течении 2 и 3 дня культивирования: 3,1% и 2,9% соответственно. Данные литературы [1] свидетельствуют о том, что воздействие VES стимулирует дифференцировку клеток MCF7 уже на первые сутки культивирования. Апоптоз, в зависимости от концентрации (10 мкМ, 20 мкМ) наблюдается либо на 2 либо на 3 день культивирования. Наши данные подтверждают, что концентрация 20 мкМ приводит к падению МИ на первые сутки культивирования и вызывает гибель клеток MCF7 на 3 сутки культивирования. Полученные результаты показывают, что VES в концентрациях от 40 мкМ и выше индуцирует остановку клеточного цикла и последующий апоптоз в клетках А431. Воздействие на протяжении 3 дней концентрации 20 мкМ не является токсичным. Таким образом, трансформированные клетки эпидермоидного происхождения А431 являются менее чувствительными к воздействию VES по сравнению с клетками рака молочной железы MCF7.

Читать далее…