Влияние S-нитрозоглутатиона на количество и активность эритроидного ядерного фактора Nrf2 в клетках гепатоцеллюлярной карциномы человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

S-нитрозоглутатион (GSNO) является эндогенным донором оксида азота (NO), который, в свою очередь, может выступать как в качестве сигнальной молекулы, так и токсического агента, образуя активные формы азота (АФА). Целью данного исследования было изучение механизма участия NO в регуляции функционирования эритроидного ядерного фактора 2 (Nrf2), являющегося редокс-чувствительным транскрипционным фактором. Показано, что при воздействии GSNO на клетки линии гепатоцеллюлярной карциномы человека (HepG2) уровень внутриклеточного NO дозозависимо возрастал при инкубации в течение 24 и 72 ч. Максимальное увеличение уровня NO при концентрации 100 мкМ приводило к снижению уровня небелковых SH-групп, максимальному возрастанию уровня 3-нитротирозина и дитирозина, что способствовало снижению жизнеспособности клеток. Донор NO — S-нитрозоглутатион при экспозиции в течение 24 ч активировал Nrf2, скорее всего, за счет нитрозилирования белка Keap1, а при воздействии в течение 72 ч не только активировал Nrf2, но и приводил к повышению его количества. Этот процесс осуществлялся через NO-цГМФ-сигнальный путь. Активация Nrf2 является ключевым фактором в обеспечении защиты клеток от токсического воздействия продуктов нитрозативного стресса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. В. Абаленихина

Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова

Автор, ответственный за переписку.
Email: abalenihina88@mail.ru
Россия, Рязань, 390026

О. Н. Сучкова

Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова

Email: abalenihina88@mail.ru
Россия, Рязань, 390026

Е. В. Костюкова

Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова

Email: abalenihina88@mail.ru
Россия, Рязань, 390026

А. В. Щулькин

Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова

Email: abalenihina88@mail.ru
Россия, Рязань, 390026

А. Ф. Топунов

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: abalenihina88@mail.ru
Россия, Москва, 119071

Список литературы

  1. Thomas D.D., Ridnour L.A., Isenberg J.S., Flores-Santana W., Switzer C.H., Donzelli S. et al. // Free Radic. Biol. Med. 2008. V. 45. № 1. P. 18–31. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2008.03.020
  2. Сучкова О.Н., Абаленихина Ю.В., Костюкова Е.В., Щулькин А.В., Кочанова П.Д., Гаджиева Ф.Т. и др. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2024. Т. 9. № 27. С. 50–56. https://doi.org/10.29296/25877313-2024-09-07
  3. Калинин Р.Е., Сучков И.А., Мжаванадзе Н.Д., Короткова Н В., Климентова Э.А., Поваров В.О. // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2021. Т. 9. № 3. С. 407–414. https://doi.org/10.23888/HMJ202193407-414
  4. Abalenikhina Yu.V., Kosmachevskaya O.V., Topunov A.F. // Appl. Biochem. Microbiol. 2020. V. 56. № 6. P. 611–623. https://doi.org/10.1134/S0003683820060022
  5. He F., Ru X., Wen T. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 13. e4777. https://doi.org/10.3390/ijms21134777
  6. Турпаев К.Т. // Биохимия. 2013. Т. 78. № 2. С. 147–166
  7. McMahon M., Lamont D.J., Beattie K.A., Hayes J.D. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. № 44. Р. 18838–18843. https://doi.org/10.1073/pnas.1007387107
  8. Fourquet S., Guerois R., Biard D., Toledano M.B // J. Biol. Chem. 2010. V. 285. № 11. С. 8463–8471. https://doi.org/10.1074/jbc. М109.051714
  9. Um H.-C., Jang J.-H., Kim D.-H., Lee C., Surh Y.-J. // Nitric Oxide. 2011. V. 25. № 2. Р. 161–168. https://doi.org/10.1016/j.niox.2011.06.001
  10. Cortese-Krott M.M., Pullmann D., Feelisch M. // Pharmacol. Res. 2016. V. 113. Pt. A. Р. 490–499. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2016.09.022
  11. Sun Z., Zhang S., Chan J.Y., Zhang D.D. // Mol. Cell. Biol. 2007. V. 27. № 18. Р. 6334-6349. https://doi.org/10.1128/MCB.00630-07
  12. Kim S.-R., Seong K.-J., Kim W.-J., Jung J.-Y. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 7. e4004. https://doi.org/10.3390/ijms23074004
  13. Gorska-Arcisz M., Popeda M., Braun M., Piasecka D., Nowak J.I., Kitowska K. et al. // Cell. Mol. Biol. Lett. 2024. V. 29. № 1. e71. https://doi.org/10.1186/s11658-024-00586-6
  14. Menegon S., Columbano A., Giordano S. // Trends Mol. Med. 2016. V. 22. № 7. P. 578–593. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2016.05.002
  15. Gjorgieva Ackova D., Maksimova V., Smilkov K., Buttari B., Arese M., Saso L. // Pharmaceuticals. 2023. V. 16. № 6. e850. https://doi.org/10.3390/ph16060850
  16. Kryszczuk M., Kowalczuk O. // Arch. Biochem. Biophys. 2022. V. 15. № 730. e109417. https://doi.org/10.1016/j.abb.2022.109417
  17. Kalantari L., Ghotbabadi Z.R., Gholipour A., Ehymayed H.M., Najafiyan B., Amirlou P. et al. // Cell. Commun. Signal. 2023. V. 21. № 1. e318. https://doi.org/10.1186/s12964-023-01351-6
  18. Song Y., Lu Q., Jiang D., Lan X. // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2023. V. 50. № 3. Р. 639–641. https://doi.org/10.1007/s00259-022-06043-w
  19. Hwang T.L. // Br. J. Pharmacol. 1998. V. 125. № 6. Р. 1158–1163.
  20. Bollong M.J., Yun H., Sherwood L., Woods A.K., Lairson L.L., Schultz P.G. // ACS Chem. Biol. 2015. V. 10. № 10. Р. 2193–2198. https://doi.org/10.1021/acschembio.5b00448
  21. Balcerczyk A., Soszynski M., Bartosz G. // Free Radic. Biol. Med. 2005. V. 39. № 3. Р. 327–335. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2005.03.017
  22. Kumar P., Nagarajan A., Uchil P.D. // Cold Spring Harb. Protoc. 2018. V. 2018. № 6. https://doi.org/10.1101/pdb.prot095505
  23. Kosmachevskaya O.V., Nasybullina E.I., Shumaev K.B., Novikova N.N., Topunov A.F. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 24. e13649. https://doi.org/10.3390/ijms222413649
  24. Kojima S., Nakayama K., Ishida H. // J. Radiat. Res. 2024. V. 45. № 1. Р. 33–39. https://doi.org/10.1269/jrr.45.33
  25. Pravkin S.K., Yakusheva E.N., Uzbekova D.G. // Bull. Exp. Biol. Med. 2013. V. 156. № 2. P. 220-223. https://doi.org/1010.1007/s10517-013-2315-x
  26. Li W., Wang D., Lao K.U., Wang X. // ACS Biomater. Sci. Eng. 2023. V. 13. № 9. P. 1694–1705. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.2c01284
  27. Broniowska K.A., Diers A.R., Hogg N. // Biochim. Biophys. Acta. 2013. V. 1830. № 5. Р. 3173–3181. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.02.004
  28. Ramachandran N., Root P., Jiang X-M., Hogg P.J., Mutus B. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98. № 17. Р. 9539–9544.
  29. Ferrer-Sueta G., Campolo N., Trujillo M., Bartesaghi S., Carballal S., Romero N. et al. // Chem. Rev. 2018. V. 118. № 3. Р. 1338–1408.
  30. Boer T.R., Palomino R.I., Mascharak P.K. // Med. One. 2019. V. 4. e190003. https://doi.org/10.20900/mo.20190003
  31. Yu J., Zhao Y., Li B., Sun L., Huo H. // J. Biochem. Mol. Toxicol. 2012. V. 26. № 7. Р. 264–269. https://doi.org/10.1002/jbt.21417
  32. Абаленихина Ю.В., Ерохина П.Д., Сеидкулиева А.А., Завьялова О.А., Щулькин А.В., Якушева Е.Н. // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П. Павлова. 2022. Т. 30. № 3. С. 295–304. https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ105574
  33. Xu W., Liu L.Z., Loizidou M., Ahmed M., Charles I.G. // Cell. Res. 2002. V. 12. № 5–6. P. 311–320. https://doi.org/10.1038/sj.cr.7290133

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Интенсивность флуоресценции (Ед. фл.) в лизате клеток HepG2 после воздействия GSNO в течение 24 ч (а) и 72 ч (б) при окраске DAF-FM.

Скачать (227KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение уровня NO в клетках линии HepG2 при воздействии GSNO в течение 24 ч (а) и 72 ч (б). Окрашивание клеток с помощью DAF-FM, окрашивание ядер с помощью DAPI. Визуализацию клеток выполняли с помощью инвертированного микроскопа Olympus CKX-53 (“Olympus”, Япония), увеличение ×400.

Скачать (385KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Концентрация небелковых SH-групп (мкмоль/мг белка) внутри клеток HepG2 после воздействия GSNO в течение 24 (а) и 72 ч (б).

Скачать (199KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние GSNO в течение 24 ч (а, в) и 72 ч (б, г) на относительное количество 3-нитротирозина в белковых молекулах клеток линии HepG2: а, б — результаты блоттинга; в, г — результаты денситометрического анализа.

Скачать (334KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Концентрация дитирозина (нмоль/мг белка) в клетках линии HepG2 при воздействии GSNO в течение 24 ч (а) и 72 ч (б).

Скачать (218KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение жизнеспособности (%) клеток HepG2 при воздействии GSNO в течение 24 ч (а) и 72 ч (б).

Скачать (124KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Влияние GSNO в течение 24 ч и 72 ч на относительное количество Nrf2 в ядре (а, в) и цитоплазме (б, г) в клетках линии HepG2: а, б — результаты блоттинга; в, г — результаты денситометрического анализа.

Скачать (508KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Активность глутатионтранферазы (мкмоль*ХДНБ/мг белка) в клетках линии HepG2 при воздействии GSNO и в сочетании с ингибиторами рГЦ (ОDQ) и элемента антиоксидантного ответа (AEM1) в течение 24 ч (а) и 72 ч (б).

Скачать (346KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Жизнеспособность клеток линии HepG2 после воздействия GSNO совместно с ингибитором элемента антиоксидантного ответа (AEM1) в течение 24 ч (а) и 72 ч (б).

Скачать (142KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Механизм активации Nrf2 и глутатионтрансферазы в клетках линии HepG2 при воздействии GSNO.

Скачать (221KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025