- Код статьи
- S30345898S0869803125010034-1
- DOI
- 10.7868/S3034589825010034
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 65 / Номер выпуска 1
- Страницы
- 24-39
- Аннотация
- Цель работы - экспериментальное изучение радиозащитного действия рекомбинантного флагеллина, лишенного антигенных свойств, в условиях общего внешнего облучения мышей по показателям выживаемости и влиянию на гемо- и иммунопоэз. В работе использовано новое рекомбинантное производное флагеллина Salmonella enterica - белок dFliC, полученный путем структурно-ориентированного реинжиниринга ранее разработанной молекулы. Радиозащитное действие dFliC изучали на модели костномозговой формы острого радиационного поражения у мышей. 30-суточную выживаемость облученных мышей анализировали по методу Каплана-Мейера. Оценивали влияние белка dFliC на численность селезеночных колониеобразующих единиц (КОЕ-с) и миелокариоцитов в костном мозге, клеточный состав и цитокиновый профиль периферической крови мышей. Для статистической обработки результатов использовали программное обеспечение Statistica 8.0. Разработан протокол очистки молекулы рекомбинантного флагеллина dFliC и получены образцы белка, чистота которого составила 92.79%. Установлено, что введение dFliC в дозе 1 мг/кг за 15-30 мин до облучения в дозе 7.8 Гр повышало 30-суточную выживаемость мышей на 38% (р < 0.05). Применение dFliC способствовало повышению количества КОЕ-с на 9 сутки после облучения в дозе 7 Гр в 2.8 раза (р < 0.05), сохранению жизнеспособности гемопоэтических стволовых клеток, снижению тяжести тромбоцитопении. Регистрировалось повышение продукции ИЛ-3 и ГМ-КСФ, участвующих в регуляции ранних этапов развития кроветворных клеток, и хемоаттрактанта макрофагов ИЛ-12р40; содержание провоспалительных цитокинов ИЛ-1β и ИЛ-33 поддерживалось на более низком уровне, чем при облучении без применения dFliC. Структурная перестройка молекулы флагеллина не привела к снижению радиозащитного действия рекомбинантного белка. Показано, что противолучевая эффективность dFliC обеспечивается защитным действием на кроветворные клетки костного мозга и стимуляцией постлучевого восстановления гемо- и иммунопоэза путем регуляции экспрессии цитокинов с широким спектром биологической активности.
- Ключевые слова
- делетированный рекомбинантный флагеллин рентгеновское излучение выживаемость эндогенное колониеобразование мыши цитокины
- Дата публикации
- 11.09.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 36
Библиография
- 1. Tallant T., Deb A., Kar N. et al. A Flagellin acting via TLR5 is the major activator of key signaling pathways leading to NF-kappa B and proinflammatory gene program activation in intestinal epithelial cells. BMC Microbiol. 2004;4:33. https://doi.org/10.1186/1471-2180-4-33
- 2. Rhee S.H., Im E., Pothoulakis C. Toll-like receptor 5 engagement modulates tumor development and growth in a mouse xenograft model of human colon cancer. Gastroenterology. 2008;135(2):518-528. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2008.04.022
- 3. Singh V.K., Seed T.M. Entolimod as a radiation countermeasure for acute radiation syndrome. Drug Discov. Today. 2021;26(1):17-30. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2020.10.003
- 4. Molofsky A.B., Byrne B.G., Whitfeld N.N. et al. Cytosolic recognition of flagellin by mouse macrophages restricts Legionella pneumophila infection. J. Exp. Med. 2006;203(4):1093-1104. https://doi.org/10.1084/jem.20051659
- 5. Lai L., Yang G., Yao X., Wang L., Zhan Y., Yu M., Yin R., Li C., Yang X, Ge C. NLRC4 mutation in flagellin-derived peptide CBLB502 ligand-binding domain reduces the inflammatory response but not radioprotective activity. J. Radiat. Res. 2019;60(6):780-785. https://doi.org/10.1093/jrr/rrz062
- 6. Biedma M.E., Cayet D., Tabareau J. et al. Recombinant flagellins with deletions in domains D1, D2 and D3: Characterization as novel immunoadjuvants. Vaccine. 2019;37(4):652-663. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2018.12.009
- 7. Malapaka R.R., Adebayo L.O., Tripp B.C. A deletion variant study of the functional role of the Salmonella flagellin hypervariable domain region in motility. J. Mol. Biol. 2007;365(4):1102-1116. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2006.10.054
- 8. Mett V., Kurnasov O.V., Bespalov I.A. et al. A deimmunized and pharmacologically optimized Toll-like receptor 5 agonist for therapeutic applications. Commun. Biol. 2021;4(1):466. https://doi.org/10.1038/s42003-021-01978-6
- 9. Rhee J.H., Khim K., Puth S., Choi Y., Lee S.E. Deimmunization of flagellin adjuvant for clinical application. Curr. Opin. Virol. 2023;60:101330. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2023.101330
- 10. Zinsli L.V., Stierlin N., Loessner M.J., Schmelcher M. Deimmunization of protein therapeutics - Recent advances in experimental and computational epitope prediction and deletion. Comput. Struct. Biotechnol. J. 2021;19:315-329. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2020.12.024
- 11. Гребенюк А.Н., Аксенова Н.В., Петров А.В. и др. Получение различных вариантов рекомбинантного флагеллина и оценка их радиозащитной эффективности. Вестн. Рос. воен.-мед. академии. 2013;3:75-80.
- 12. Grebenyuk A.N., Aksenova N.V., Petrov A.V. et al. Poluchenie razlichnykh variantov rekombinantnogo flagellina i otsenka ikh radiozashchitnoy effektivnosti = Preparation of different recombinant flagellin variants and evaluation of their radioprotective efficacy. Vestnik Rossiyskoy Voenno-meditsinskoy akademii. 2013;3:75-80. (In Russ.).
- 13. Мурзина Е.В., Софронов Г.А., Аксенова Н.В. и др. Экспериментальная оценка противолучевой эффективности рекомбинантного флагеллина. Вестн. Рос. воен.-мед. академии. 2017;19(3):122-128.
- 14. Murzina E.V., Sofronov G.A., Aksenova N.V. et al. Experimental estimation of the radioprotective efficiency of recombinant flagellin. Vestnik Rossijskoj voenno-medicinskoj akademii. 2017;19(3):122-128. (In Russ.). https://doi.org/10.17816/brmma623038
- 15. Лисина Н.И., Щеголева Р.А., Шлякова Т.Г. и др. Противолучевая эффективность флагеллина в опытах на мышах. Радиац. биология. Радиоэкология. 2019;59(3):274-278.
- 16. Lisina N.I., Shchegoleva R.A., Shlyakova T.G. et al. Evaluation of antiradiation efficiency of flagellin in experiments of mice. Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya = Radiation biology. Radioecology. 2019;59(3):274-278. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S086980311903007X
- 17. Wang F., Burrage A.M., Postel S. et al. A structural model of flagellar filament switching across multiple bacterial species. Nat. Commun. 2017;8(1):960. https://doi.org/10.1038/s41467-017-01075-5
- 18. Madeira F., Park Y.M., Lee J. et al. The EMBL-EBI search and sequence analysis tools APIs in 2019. Nucleic Acids Res. 2019;47(W1):636-641. https://doi.org/10.1093/nar/gkz268
- 19. Wilkins M.R., Gasteiger E., Bairoch A. et al. Protein identification and analysis tools on the ExPASy Server. Methods Mol. Biol. 1999:112:531-552. https://doi.org/10.1385/1-59259-584-7:531
- 20. Yang J., Zhang Y. I-TASSER server: new development for protein structure and function predictions. Nucleic Acids Res. 2015;43(W1):174-181.https://doi.org/10.1093/nar/gkv342
- 21. Green M.R., Sambrook J. Transformation of Escherichia coli by electroporation. Cold Spring Harb. Protocols. 2020;2020(6):101220. https://doi.org/10.1101/pdb.prot101220
- 22. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970;227(5259):680-685. https://doi.org/10.1038/227680a0
- 23. Директива 2010/63/EU Европейского парламента и совета европейского союза по охране животных, используемых в научных целях. Санкт-Петербург: Rus-LASA “НП объединение специалистов по работе с лабораторными животными”, 2012. 48 с.
- 24. Directive 2010/63/EU of the European parliament and of the council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes (Text with EEA relevance). Official J. Europ. Union. 2010:33-79. (In Russ.).
- 25. Till J.E., McCulloch E.A. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrow cells. 1961. Radiat. Res. 2011;175(2):145-149. https://doi.org/10.1667/rrxx28.1
- 26. Ковальчук Л.В., Игнатьева Г.А., Ганковская Л.В. и др. Иммунология: практикум. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. 176 с.
- 27. Koval’chuk L.V., Ignat’eva G.A., Gankovskaya L.V. i dr. Immunologiya: praktikum = = Immunology: a practical course. Moscow: GEOTAR-Media, 2015. 176 p. (In Russ.).
- 28. Chen X., Zaro J.L., Shen W.C. Fusion protein linkers: property, design and functionality. Adv. Drug Deliv. Rev. 2013;65(10):1357-1369. https://doi.org/10.1016/j.addr.2012.09.039
- 29. Гребенюк А.Н., Легеза В.И. Противолучевые свойства интерлейкина-1. Санкт-Петербург: Фолиант, 2012. 216 с.
- 30. Grebenyuk A.N., Legeza V.I. Protivoluchevye svojstva interlejkina-1 = Antiradiation properties of interleukin-1. Sankt-Peterburg: Foliant, 2012. 216 p. (In Russ.).
- 31. Schaue D., Kachikwu E.L., McBride W.H. Cytokines in radiobiological responses: a review. Radiat. Res. 2012;178(6):505-523. https://doi.org/10.1667/RR3031.1
- 32. Васин М.В., Соловьев В.Ю., Мальцев В.Н. и др. Первичный радиационный стресс, воспалительная реакция и механизм ранних пострадиационных репаративных процессов в облученных тканях. Мед. радиология и радиац. безопасность. 2018;63(6):71-81.
- 33. Vasin M.V., Solov’ev V.Yu., Mal’tsev V.N. et al. Primary radiation stress, inflammatory reaction and the mechanism of early postradiation reparative processes in irradiated tissue. Medical Radiology and Radiation Safety. 2018;63(6):71-81. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/article_5c0eb50d2316f4.12478307
- 34. Рыбкина В.Л., Азизова Т.В., Адамова Г.В., Ослина Д.С. Влияние ионизирующего излучения на цитокиновый статус (обзор литературы). Радиац. биол. Радиоэкология. 2022;62(6):578-590.
- 35. Rybkina V.L., Azizova T.V., Adamova G.V., Oslina D.S. Effect of ionizing radiation on cytokine status (Literature review). Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya = Radiation biology. Radioecology. 2022;62(6):578-590. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S086980312206011X
- 36. DiCarlo A.L., Horta Z.P., Aldrich J.T. et al. Use of growth factors and other cytokines for treatment of injuries during a radiation public health emergency. Radiat. Res. 2019;192(1):99-120. https://doi.org/10.1667/RR15363.1
- 37. Симбирцев А.С., Кетлинский С.А. Перспективы использования цитокинов и индукторов синтеза цитокинов в качестве радиозащитных препаратов. Радиац. биология. Радиоэкология. 2019;59(2):170-176.
- 38. Simbirtsev A.S., Ketlinsky S.A. Perspectives for cytokines and cytokine synthesis inducers as radioprotectors. Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya = Radiation biology. Radioecology. 2019;59(2):170-176. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S0869803119020164
- 39. Легеза В.И., Драчев И.С., Чепур С.В. Осложнения лучевой противоопухолевой терапии (клиника, патогенез, профилактика, лечение). Санкт-Петербург: СпецЛит, 2022. 207 с.
- 40. Legeza V.I., Drachev I.S., Chepur S.V. Oslozhneniya luchevoj protivoopuholevoj terapii (klinika, patogenez, profilaktika, lechenie) = Complications of radiation antitumor therapy (clinic, pathogenesis, prevention, treatment). Sankt-Peterburg: SpecLit, 2022. 207 p. (In Russ.).
- 41. Guan R., Pan M., Xu X. et al. Interleukin-33 potentiates TGF-β signaling to regulate intestinal stem cell regeneration after radiation injury. Cell Transplant. 2023;32:9636897231177377. https://doi.org/10.1177/09636897231177377
- 42. Пономарев Д.Б., Степанов А.В., Селезнев А.Б., Ивченко Е.В. Ионизирующие излучения и воспалительная реакция. Механизмы формирования и возможные последствия. Радиац. биология. Радиоэкология. 2023;63(3):270-284.
- 43. Ponomarev D.B., Stepanov A.V., Seleznyov A.B., Ivchenko E.V. Ionizing radiation and inflammatory reaction. Formation mechanism and implications. Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya = Radiation biology. Radioecology. 2023;63(3):270-284. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0869803123030128
