О молекулярной природе различий в реакции сенсорных нейронов и фибробластов на уабаин
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 18-015-00079
Российская академия наук, Программа фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013−2020 гг. (ГП-14, раздел 64)
Халисов М.М.1, Пеннияйнен В.А.1, Подзорова С.А.1, Анкудинов А.В.2, Тимощук К.И.1, Крылов Б.В.1
1Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: alexander.ankudinov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 18 сентября 2020 г.
В окончательной редакции: 19 ноября 2020 г.
Принята к печати: 10 декабря 2020 г.
Выставление онлайн: 8 января 2021 г.
Методом атомно-силовой микроскопии в физиологически адекватных условиях исследовали влияние уабаина на механические характеристики первичных сенсорных нейронов и фибробластов 10-12-дневных куриных эмбрионов. Фибробласты экспрессируют только alpha1-изоформу Na,K-АТФазы, а сенсорные нейроны alpha1- и alpha3-изоформы. Было обнаружено, что действие уабаина в концентрации, соответствующей эндогенному значению, приводит к увеличению жесткости мембраны сенсорных нейронов, что обусловлено, по-видимому, активацией не насосной, а трансдукторной функции Na,K-АТФазы. Действие уабаина в эндогенной концентрации не приводило к изменению механических характеристик фибробластов. Полученные результаты позволяют предположить, что эндогенный уабаин модулирует трансдукторную функцию именно alpha3-изоформы Na,K-АТФазы мембраны сенсорных нейронов. Таким образом, метод атомно-силовой микроскопии позволил провести сравнительное исследование внутриклеточных сигнальных каскадов в живых клетках. Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, сенсорные нейроны, фибробласты, уабаин, Na,K-АТФаза.
- J.C. Skou. J. Am. Soc. Nephrol., 23 (11), 394 (1957)
- J.C. Skou, M. Esmann. J. Bioenerg. Biomembr., 24 (3), 249 (1992). DOI: 10.1007/BF00768846
- G. Blanco, R.W. Mercer. Am. J. Physiol., 275 (5), F633 (1998). DOI: 10.1152/ajprenal.1998.275.5.F633
- J.H. Kaplan. Annu. Rev. Biochem., 71, 511 (2002). DOI: 10.1146/annurev.biochem.71.102201.141218
- E. Silva, P. Soares-da-Silva. Int. Rev. Cell Mol. Biol., 294, 99 (2012). DOI: 10.1016/B978-0-12-394305-7.00002-1
- M.V. Clausen, F. Hilbers, H. Poulsen. Front Physiol., 8, 371 (2017). DOI: 10.3389/fphys.2017.00371
- P. Kometiani, J. Li, L. Gnudi, B.B. Kahn, A. Askari, Z. Xie. J. Biol. Chem., 273 (24), 15249 (1998). DOI: 10.1074/jbc.273.24.15249
- Б.В. Крылов, А.В. Дербенев, С.А. Подзорова, М.И. Людыно, А.В. Кузьмин, Н.Л. Изварина. Физиол. журн., 85 (2), 225 (1999). [B.V. Krylov, A.V. Derbenev, S.A. Podzorova, M. Liudyno, A.V. Kuz'min, N.L. Izvarina. Ross. Fiziol. Zh. Im. I. M. Sechenova, 85 (2), 225 (1999).]
- M. Haas, A. Askari, Z. Xie, J. Biol. Chem., 275 (36), 27832 (2000). DOI: 10.1074/jbc.M002951200
- J.M. Hamlyn, M.P. Blaustein, S. Bova, D.W. DuCharme, D.W. Harris, F. Mandel, W.R. Mathews, J.H. Ludens. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88 (14), 6259 (1991). DOI: 10.1073/pnas.88.14.6259
- S.J. Khundmiri, M.A. Metzler, M. Ameen, V. Amin, M.J. Rane, N.A. Delamere. Am. J. Physiol. Cell Physiol., 291 (6), C1247 (2006). DOI: 10.1152/ajpcell.00593.2005
- V. Buckalew. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 297 (6), H1972 (2009). DOI: 10.1152/ajpheart.01002.2009
- X. Cui, Z. Xie. Molecules, 22, 990 (2017). DOI: 10.3390/molecules22060990
- M.P. Blaustein. Am. J. Physiol. Cell Physiol., 314 (1), C3 (2018). DOI: 10.1152/ajpcell.00196.2017
- J. Li. Na, K-ATPase as a Signaling Transducer (Stockholm, 2007)
- E.V. Lopatina, I.L. Yachnev, V.A. Penniyaynen, V.B. Plakhova, S.A. Podzorova, T.N. Shelykh, I.V. Rogachevsky, I.P. Butkevich, V.A. Mikhailenko, A.V. Kipenko, B.V. Krylov. Medicinal Chem., 8 (1), 33 (2012). DOI: 10.2174/157340612799278531
- F. Lai, N. Madan, Q. Ye, Q. Duan, Z. Li, S. Wang, S. Si, Z. Xie. J. Biol. Chem., 288 (19), 13295 (2013). DOI: 10.1074/jbc.M113.467381
- D. Lichtstein, A. Ilani, H. Rosen, N. Horesh, S.V. Singh, N. Buzaglo, A. Hodes. Int. J. Mol. Sci., 19 (8), 2314 (2018). DOI: 10.3390/ijms19082314
- F.K. Khalaf, P. Dube, A. Mohamed, J. Tian, D. Malhotra, S.T. Haller, D.J. Kennedy. Int. J. Mol. Sci., 19 (9), 2576 (2018). DOI: 10.3390/ijms19092576
- B.V. Krylov, I.V. Rogachevskii, T.N. Shelykh, V.B. Plakhova. New Non-Opioid Analgesics: Understanding Molecular Mechanisms on the Basis of Patch-Clamp and Quantum-Chemical Studies (Bentham Sci. Publ., Sharjah, 2017). DOI: 10.2174/97816080593001170101
- V.A. Penniyaynen, V.B. Plakhova, I.V. Rogachevsky, S.G. Terekhin, S.A. Podzorova, B.V. Krylov. Pathophysiology, 26 (3-4), 245 (2019). DOI: 10.1016/j.pathophys.2019.06.003
- Kawamura, J. Guo, Y. Itagaki, C. Bell, Y. Wang, G.T. Jr. Haupert, S. Magil, R.T. Gallagher, N. Berova, K. Nakanishi. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96 (12), 6654 (1999). DOI: 10.1073/pnas.96.12.6654
- J.B. Lingrel, T. Kuntzweiler, J. Biol. Chem., 269 (31), 19659 (1994)
- K. Geering. J. Bioenerg Biomembr, 37 (6), 387 (2005). DOI: 10.1007/s10863-005-9476-x
- J.L. Brodsky. J. Biol. Chem., 265 (18), 10458 (1990)
- R. Holm, M.S. Toustrup-Jensen, A.P. Einholm, V.R. Schack, J.P. Andersen, B. Vilsen. Biochim. Biophys. Acta, 1857 (11), 1807 (2016). DOI: 10.1016/j.bbabio.2016.08.009
- M. Mata, G.J. Siegel, V. Hieber, M.W. Beaty, D.J. Fink. Brain Res., 546 (1), 47 (1991). DOI: 10.1016/0006-8993(91)91157-v
- D. Romanovsky, A.E. Moseley, R.E. Mrak, M.D. Taylor, M. Dobretsov. J. Comp. Neurol., 500 (6), 1106 (2007). DOI: 10.1002/cne.21218
- D. Paul, R.D. Soignier, L. Minor, H. Tau, E. Songu-Mize, H.J. Gould 3rd. J. Neurol. Sci., 340 (1-2), 139 (2014). DOI: 10.1016/j.jns.2014.03.012
- A. Mobasheri, J. Avila, I. Cozar-Castellano, M.D. Brownleader, M. Trevan, M.J.O. Francis, J.F. Lamb, P. Martin-Vasallo. Biosci. Reports., 20 (2), 51 (2000). DOI: 10.1023/a:1005580332144
- M. Li, D. Dang, L. Liu, N. Xi, Y. Wang. IEEE IEEE Trans Nanobioscience, 16 (6), 523 (2017). DOI: 10.1109/TNB.2017.2714462
- X. Deng, F. Xiong, X. Li, B. Xiang, Z. Li, X. Wu, C. Guo, X. Li, Y. Li, G. Li, W. Xiong, Z. Zeng J. Nanobiotechnology, 16 (1), 102 (2018). DOI: 10.1186/s12951-018-0428-0
- E. Spedden, C. Staii. Int. J. Mol. Sci., 14 (8), 16124-40 (2013). DOI: 10.3390/ijms140816124
- M.M. Khalisov, A.V. Ankudinov, V.A. Penniyaynen, D. Dobrota, B.V. Krylov Acta Physiol. Hung., 102 (2), 125 (2015). DOI: 10.1556/036.102.2015.2.2
- M.M. Khalisov, A.V. Ankudinov, V.A. Penniyaynen, T.E. Timoshenko, K.I. Timoshchuk, M.V. Samsonov, V.P. Shirinsky. IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng., 256 (012010), 1 (2017). DOI:10.1088/1757-899X/256/1/012010
- T.G. Kuznetsova, M.N. Starodubtseva, N.I. Yegorenkov, S.A. Chizhik, R.I. Zhdanov. Micron, 38 (8), 824 (2007). DOI:10.1016/j.micron.2007.06.011
- N. Gavara. A. Microsc. Res. Tech., 80 (1), 75 (2017). DOI: 10.1002/jemt.22776
- М.М. Халисов. Aвтореф. канд. дисс. (СПб НИУ ИТМО, СПб, 2018)
- К.И. Тимощук. Автореф. канд. дисс. (СПб НИУ ИТМО, СПб, 2019)
- М.М. Халисов, В.А. Пеннияйнен, Н.A. Есикова, А.В. Анкудинов, Б.В. Крылов. Письма в ЖТФ, 43 (1), 89 (2017). DOI: 10.21883/PJTF.2017.01.44094.16394 [M.M. Khalisov, V.A. Penniyaynen, B.V. Krylov, A.V. Ankudinov, N.A. Esikova. Tech. Phys. Lett., 43 (1), 85 (2017).]
- А.В. Анкудинов, М.М. Халисов, В.А. Пеннияйнен, С.А. Подзорова, К.И. Тимощук, Б.В. Крылов. Письма в ЖТФ, 44 (15), 38 (2018). DOI: 10.21883/PJTF.2018.15.46438.17351 [A.V. Ankudinov, M.M. Khalisov, V.A. Penniyaynen, S.A. Podzorova, K.I. Timoshchuk, B.V. Krylov. Tech. Phys. Lett., 44 (15), 38 (2018).]
- I. Sneddon. INT. J. Eng. Sci., 3, 47 (1965). DOI: 10.1016/0020-7225(65)90019-4
- D. Nevcas, P. Klapetek. Cent. Eur. J. Phys., 10 (1), 181 (2012)
- G. Pigino, Y. Song, L.L. Kirkpatrick, S.T. Brady. In: Basic Neurochemistry: Principles of Molecular, Cellular and Medical Neurobiology, edition: 8th, ed. by S.T. Brady, G.J. Siegel, R.W. Albers, D.L. Price (Academic Press, English, 2012), p. 109
- M. Dobretsov, S.L. Hastings, J.R. Stimers. Neuroscience, 93, 723 (1999). DOI: 10.1016/s0306-4522(99)00122-0
- A. Parekh, A.J. Campbell, L. Djouhri, X. Fang, S. McMullan, C. Berry, C. Acosta, S.N. Lawson. J. Physiol., 588 (Pt 21), 4131 (2010). DOI: 10.1113/jphysiol.2010.196386
- I.J. Edwards, G. Bruce, C. Lawrenson, L. Howe, S.J. Clapcote, S.A. Deuchars, J. Deuchars. J. Neurosci., 33 (24), 9913 (2013). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5584-12.2013
- W.J. O'Brien, J.B. Lingrel, E.T. Wallick. Arch. Biochem. Biophys., 310 (1), 32 (1994). DOI: 10.1006/abbi.1994.1136
- B. Fabry, G.N. Maksym, J.P. Butler, M. Glogauer, D. Navajas, N.A. Taback, E.J. Millet, J.J. Fredberg. Phys. Rev. E, 68, 041914-1--18 (2003). DOI: 10.1103/PhysRevE.68.041914
- E. Moeendarbary, A. R. Harris. Wiley Interdiscip Rev. Syst. Biol. Med., 6 (5), 371 (2014). DOI: 10.1002/wsbm.1275
- К.И. Тимощук, М.М. Халисов, В.А. Пеннияйнен, Б.В. Крылов, А.В. Анкудинов. Письма в ЖТФ, 45 (18), 44 (2019). DOI: 10.21883/PJTF.2019.18.48238.17878 [K.I. Timoshchuk, M.M. Khalisov, V.A. Penniyaynen B.V. Krylov, A.V. Ankudinov. Tech. Phys. Lett., 45 (9), 947 (2019).] DOI:10.1134/S1063785019090293
- М.М. Халисов, В.А. Пеннияйнен, С.А. Подзорова, К.И. Тимощук, А.В. Анкудинов, Б.В. Крылов. ЖТФ, 90 (11), 1938 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.11.49987.118-20
- M.N. Uddin, D. Horvat, S.S. Glaser, B.M. Mitchell, J.B. Puschett. J. Biol. Chem., 283, 17946 (2008). DOI: 10.1074/jbc.m800958200
- L.E.M. Quintas, S.V. Pierre, L. Liu, Y. Bai, X. Liu, Z.J. Xie. J. Mol Cell Cardiol., 49 (3), 525 (2010). DOI: 10.1016/j.yjmcc.2010.04.015
- M. Akashi, A.H. Loussararian, D.C. Adelman, M. Saito, H.P. Koeffler. J. Clin. Invest., 85, 121 (1990). DOI: 10.1172/jci114401
- A. Askari. Pharmacol. Res. Perspect., 7 (4), e00505 (2019). DOI: 10.1002/prp2.505
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.