Различные концентрации пероксинитрита вызывают уникальный клеточный ответ эндотелиоцитов in vitro

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2024-04-09

Н.В. Короткова, Р.Е. Калинин, И.А. Сучков, А.С. Захаров, Н.Д. Мжаванадзе, А.А. Никифоров
ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет
им. академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации,
Российская Федерация, 390026, Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9

Введение. Изучение влияния пероксинитрита как побочного продукта оксида азота (NO) (II) на культуру эндотелиальных клеток in vitro может внести вклад в фундаментальные представления о нарушении адгезивной функции эндотелия при изменении синтеза NO. Цель исследования. Изучить влияние пероксинитрита в различных концентрациях на метаболическую и миграционную активность эндотелиоцитов и экспрессию эндотелий-специфичных белков селектинов Р и Е как показателя адгезивной функции эндотелия. Методы. Цитотоксичность пероксинитрита в различных концентрациях оценивали с использованием MTT-теста. Миграционную и пролиферативную активность эндотелиоцитов изучали методом скретч-теста. Определение концентрации sР- и sЕ- селектинов проводили с использованием сэндвич-метода ИФА в супернатанте культуры эндотелиоцитов. Результаты. Выявлено статистически значимое повышение метаболической активности эндотелиоцитов при 30-минутной инкубации с пероксинитритом в концентрациях 0,0025, 0,0075 и 0,01 мМ. Выявлено статистически значимое снижение миграционной активности эндотелиоцитов после 30-минутной инкубации с пероксинитритом в концентрациях 0,0025 и 0,1 мМ, как в первые 12, так и в течение 24 ч. Выявлено разнонаправленное влияние пероксинитрита в различных концентрациях на уровень sP и sE селектинов в супернатанте клеточной культуры: статистически значимое снижение sE-селектина после 30-минутной инкубации с растворами пероксинитрита в концентрациях 0,0025, 0,1 и 1,0 мМ, а также статистически значимое повышение sP-селектина при 30-минутной инкубации с растворами пероксинитрита 0,0025 и 0,1 мМ. Заключение. Пероксинитрит для эндотелиоцитов может выступать в роли сигнальной молекулы, стимулируя или подавляя митохондриальную и миграционную активность, а также как цитотоксический агент, вызывая гибель клетки. Кроме того, в различных концентрациях он способен влиять либо на синтез эндотелий специфичных белков селектинов, либо на протеолитический шеддинг внеклеточных доменов указанных белков, что требует дальнейшего изучения.
Ключевые слова: 
пероксинитрит, селектины, эндотелий, HUVEC
Для цитирования: 
Короткова Н.В., Калинин Р.Е., Сучков И.А., Захаров А.С., Мжаванадзе Н.Д., Никифоров А.А. Различные концентрации пероксинитрита вызывают уникальный клеточный ответ эндотелиоцитов in vitro. Молекулярная медицина, 2024; (4): 57-64https://doi.org/10.29296/24999490-2024-04-09
Список литературы: 
  1. Пожилова Е.В., Новиков В.Е., Левченкова О.С. Активные формы кислорода в физиологии и патологии клетки. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2015; 14 (2): 13–22. [Pozhilova E.V., Novikov V.E., Levchenkova O.S. Aktivnye formy kisloroda v fiziologii i patologii kletki. Vestnik Smolenskoj gosudarstvennoj medicinskoj akademii. 2015; 14 (2): 13–22 (in Russian)].
  2. Ferrer-Sueta G., Campolo N., Trujillo M., Bartesaghi S., Carballal S., Romero N., Alvarez B., Radi R. Biochemistry of peroxynitrite and protein tyrosine nitration. Chem. Rev.  2018; 118 (3): 1338–408. DOI: 10.1021/acs.chemrev.7b00568
  3. Пожилова Е.В., Новиков В.Е. Синтаза оксида азота и эндогенный оксид азота в физиологии и патологии клетки. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2015; 14 (4): 35–41. [Pozhilova E.V., Novikov V.E. Sintaza oksida azota i jendogennyj oksid azota v fiziologii i patologii kletki. Vestnik Smolenskoj gosudarstvennoj medicinskoj akademii. 2015; 14 (4): 35–41 (in Russian)].
  4. Tvaroška I., Selvaraj C., Koča J. Selectins – The Two Dr. Jekyll and Mr. Hyde Faces of Adhesion Molecules – A Review. Molecules. 2020; 25 (12): 2835.
  5. Калинин Р.Е., Короткова Н.В., Сучков И.А., Мжаванадзе Н.Д., Рябков А.Н. Селектины и их участие в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний. Казанский медицинский журнал. 2022; 103 (4):617–27. DOI: 10.17816/KMJ2022-617 [Kalinin R.E., Korotkova N.V., Suchkov I.A., Mzhavanadze N.D., Ryabkov A.N. Selektiny i ih uchastie v patogeneze serdechno-sosudistyh zabolevanij. Kazanskij medicinskij zhurnal. 2022; 103 (4): 617–27. DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ2022-617 (in Russian)].
  6. . Калинин Р.Е., Сучков И.А., Климентова Э.А., Егоров А.А., Карпов В.В. Биомаркеры апоптоза и пролиферации клеток в диагностике прогрессирования атеросклероза в различных сосудистых бассейнах. Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2022; 30 (2): 243–52. DOI: 10.17816/PAVLOVJ88938 [Kalinin R.E., Suchkov I.A., Klimentova E.A., Egorov A.A., Karpov V.V. Biomarkery apoptoza i proliferacii kletok v diagnostike progressirovaniya ateroskleroza v razlichnyh sosudistyh bassejnah. Rossijskij mediko-biologicheskij vestnik im. akademika I.P. Pavlova. 2022; 30 (2): 243–52. DOI: 10.17816/PAVLOVJ88938].
  7. . Мжаванадзе Н.Д., Короткова Н.В., Стрельникова Е.А., Суров И.Ю., Иванова П.Ю., Боженова А.Д. Эндотелий in vivo и in vitro. Часть 2: особенности и перспективы лабораторной работы с эндотелиоцитами. Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2020; 8 (3): 407–21. DOI:10.23888/HMJ202083407-421. [Мzhavanadze N.D., Korotkova N.V., Strel'nikova E.A., Surov I.YU., Ivanova P.YU., Bozhenova A.D. Endotelij in vivo i in vitro. CHast' 2: osobennosti i perspektivy laboratornoj raboty s endoteliocitami. Nauka molodyh (Eruditio Juvenium). 2020; 8 (3): 407–21. DOI:10.23888/HMJ202083407-421(in Russian)].
  8. Лобачев В.Л., Рудаков Е.С. Химия пероксинитрита. Кинетика и механизмы реакций. Успехи химии. 2006; 75 (5): 422–44. [Lobachev V.L., Rudakov E.S. Himiya peroksinitrita. Kinetika i mekhanizmy reakcij. Uspekhi himii. 2006; 75 (5): 422–44 (in Russian)].
  9. Radi R. Oxygen radicals, nitric oxide, and peroxynitrite: Redox pathways in molecular medicine. Proc Natl Acad Sci USA. 2018; 115 (23): 5839–48. DOI: 10.1073/pnas.1804932115.
  10. Weber M., Mackenzie A.B, Bull S.D., James T.D. Fluorescence-Based Tool To Detect Endogenous Peroxynitrite in M1-Polarized Murine J774.2 Macrophages. Anal Chem 2018; 90 (17): 10621–7. DOI: 10.1021/acs.analchem.8b03035.
  11. . Bartesaghi S., Radi R.. Fundamentals on the biochemistry of peroxynitrite and protein tyrosine nitration. Redox. Biol. 2018; 14: 618–25. DOI: 10.1016/j.redox.2017.09.009.
  12. . Bellezza I., Giambanco I., Minelli A., Donato R. Nrf2-Keap1 signaling in oxidative and reductive stress. Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell Res. 2018; 1865 (5): 721–33. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2018.02.010.
  13. . Scarpulla R.C. Transcriptional paradigms in mammalian mitochondrial biogenesis and function. Physiol. Rev. 2008; 88 (2): 611–38. DOI: 10.1152/physrev.00025.2007.
  14. . Baird L., Yamamoto M. The Molecular Mechanisms Regulating the KEAP1-NRF2 Pathway. Mol. Cell Biol. 2020; 40 (13): e00099-20. DOI: 10.1128/MCB.00099-20.
  15. . Kopacz A., Kloska D., Forman H.J., Jozkowicz A. Beyond repression of Nrf2: An update on Keap1. Free Radic. Biol. Med. 2020; 157: 63–74. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2020.03.023.
  16. . Jiang W.G., Douglas-Jones A., Mansel R.E. Expression of peroxisome-proliferator activated receptor-gamma (PPARgamma) and the PPARgamma co-activator, PGC-1, in human breast cancer correlates with clinical outcomes. Int. J. Cancer. 2003; 106 (5): 752–7. DOI: 10.1002/ijc.11302.
  17. . Lee H.J., Su Y., Yin P.H., Lee H.C., Chi C.W. PPAR(gamma)/PGC-1(alpha) pathway in E-cadherin expression and motility of HepG2 cells. Anticancer Res. 2009; 29 (12): 5057–63.
  18. . Mitchell S., Vargas J., Hoffmann A. Signaling via the NFκB system. Wiley Interdiscip. Rev. Syst. Biol. Med. 2016; 8 (3): 227–41. DOI: 10.1002/wsbm.1331.
  19. . Yang L., Hu X., Mo Y.Y. Acidosis promotes tumorigenesis by activating AKT/NF-κB signaling. Cancer Metastasis Rev. 2019; 38 (1–2): 179–88. DOI: 10.1007/s10555-019-09785-6.