ИБК РАН
  

Поиск

Яндекс метрика

Яндекс.Метрика

Оптимизация ресурса

Баннеры

 

Руководитель: Е.Г. Новоселова, доктор биол. наук, профессор
Основной научной проблемой, на которую направлена работа группы, является исследование молекулярных механизмов адаптации млекопитающих к воздействию внешних факторов (стрессовых и повреждающих). Объектом исследования являются иммунные клетки, а также  инбредные, гибридные и трансгенные мыши. Методы исследования: биохимические, иммуноферментные, иммуногистологические, культивирование линий клеток, создание животных моделей (стресс, сепсис, рассеянный склероз, сепсис, диабет 1 типа).   
Исследование особенностей иммунной системы мышей, побывавших в космосе.

В настоящее время человечество активно осваивает космическое пространство. Многочисленные исследования доказывают, что как длительное, так и кратковременное пребывание человека и животных в космосе вызывает существенные изменения в функционировании клеточного иммунитета. Проведенное нами исследование иммунного статуса мышей, побывавших в 30-ти дневном космическом полете по Программе БИОН-М1, показало, что в целом ответ организма на длительный космический полет не похож на классический «стрессовый ответ», который мы ранее наблюдали при действии различных факторов. Известно, что стрессовый ответ обычно сопровождается увеличением продукции про-воспалительных цитокинов, а в наших экспериментах показано, что концентрация цитокинов в крови мышей, побывавших в полете, по крайней мере, ИЛ-6 и ИФН-гамма, даже снижена. Кроме того, не было отмечено изменений активности каскада SAPK/JNK в лимфоцитах селезенки. Между тем, эта стресс-активируемая протеинкиназа обычно активируется при широком наборе стрессовых воздействий, как химической, так и физической природы. Еще один факт – стрессовые воздействия вызывают обычно очень быструю, но обратимую, инволюцию тимуса. Наши же измерения показали, что опустошение тимуса спустя 7 дней после полета выражено даже серьезнее, чем сразу после приземления космического аппарата. Более того, показана прямая корреляция между степенью опустошения тимуса и уровнем апоптоза тимоцитов. Эксперименты показали, что полет вызывал увеличение активности каскада NF-кB в лимфоцитах селезенки, но этот эффект был более значительным через 7 дней после приземления. В совокупности полученные результаты показывают, что отмеченные нарушения гомеостаза иммунных клеток могут являться результатом воздействия повреждающих факторов не очень высокой интенсивности. Во всяком случае, похожие эффекты вызывают, например, малые дозы ионизирующих излучений. Поскольку космический полет связан не только с гравитационными изменениями, но и с другими факторами, не исключено, что иммунный дисбаланс, отмеченный в работе, вызван сочетанным действием нескольких факторов. Полагаем, что в этом плане очень важны исследования отдаленных эффектов космических полетов.
Novoselova EG, Lunin SM, Khrenov MO, Parfenyuk SB, Novoselova TV, Shenkman BS, Fesenko EE. Changes in immune cell signalling, apoptosis and stress response functions in mice returned from the BION-M1 mission in space. Immunobiology. 2015 220 (4):500-509.
Модуляция иммунных ответов при диабете 1 типа

Нами были определены этапы развития сахарного диабета 1 типа на основании сравнения иммунного дисбаланса на разных стадиях развития этой патологии. Впервые было доказано, что при диабете первого типа у мышей наблюдаются две стадии развития этой патологии, характеризующиеся разной степенью иммунного дисбаланса. Так, пре-диабет вызывал уменьшение концентрации IL-4, IL-5 и IL-10 в плазме крови животных, что указывает на снижение активности Th2 и Treg популяций Т клеток, но не Th1 лимфоцитов. Пре-диабет также характеризовался усилением активности основных сигнальных путей (NF-кB, TLR4, SAPK/JNK) и систем стрессовых белков (HSP72 и HSP90). Напротив, при развитом диабете наблюдали снижение активностей Th1 и Tregs, но не Th2 лимфоцитов, о чем свидетельствовало уменьшение уровня IFN-gamma, IL-6, TNF-alpha и IL-10. Кроме того, при развитом диабете наблюдали угнетение активности ключевых сигнальных и стрессовых белков. Использование иммуномодуляторов (ингибитор активности каскада NF-кB, тимулин и диета с жирорастворимыми антиоксидантами) вызывало снижение уровня иммунного дисбаланса; при этом, что особенно важно, наблюдали снижение уровня гибели панкреатических бета клеток у диабетных мышей и уменьшение степени гипергликемии. Таким образом, были получены новые сведения об эффективности применения иммуномодуляторов для восстановления иммунного статуса при сахарном диабете.
Рисунок. Экспрессия инсулина в поджелудочной железе мышей с пре-диабетом и диабетом. Условные обозначения : иммуногистохимия А – контроль, В- предиабет, С – диабет, D –  применение тимулина, E – использование ингибитора Inhibitor XII, F – диета с антиоксидантами, G – гистохимия поджелудочной железы контрольных мышей.

Novoselova EG, Glushkova OV, Lunin SM, Khrenov MO, Novoselova TV, Parfenyuk SB, Fesenko EE. Signaling, stress response and apoptosis in pre-diabetes and diabetes: restoring immune balance in mice with alloxan-induced type 1 diabetes mellitus. Int Immunopharmacol. 2016, 31, 24-31.
Молекулярные механизмы стрессовых и провоспалительные ответов иммунных клеток

Впервые было доказано, что и воспалительные, и стрессовые ответы, независимо от природы вызывающего их сигнала, развиваются как адаптивная реакция, направленная на восстановление гомеостаза. Там не менее, были выявлены особенности неспецифических защитных ответов на низкоинтенсивное излучение и на ЛПС грамотрицательных бактерий. Во-первых, были обнаружены отличия на уровне сенсоров стресса и воспаления. Во-вторых, показаны различия на уровне активации неспецифических сигнальных путей при стрессе и воспалении и обнаружена альтернативная стимуляция сигнального каскада NF-kappaB при ответах иммунных клеток на ЭМИ СВЧ. В-третьих, эффекторным ответом иммунной клетки и организма в целом на слабое излучение являлась адаптация, усиление иммуногенности и противовирусной устойчивости, в то время как иммунный дисбаланс, соответствующий иммунодепрессии, наблюдался в течение длительного времени после контакта иммунных клеток или организма мышей с бактериальным токсином. Использование ингибиторного анализа выявило наличие компенсаторной активации альтернативной неспецифической сигнализации в условиях блокирования каждого из ключевых сигнальных путей защитного ответа иммунных клеток на ЭМИ СВЧ.

Glushkova OV, Khrenov MO, Novoselova TV, Lunin SM, Parfenyuk SB, Alekseev SI, Fesenko EE, Novoselova EG. The role of the NF-κB, SAPK/JNK, and TLR4 signalling pathways in the responses of RAW 264.7 cells to extremely low-intensity microwaves. Int J Radiat Biol. 2015;91(4):321-8.
Рассеянный склероз: молекулярные механизмы протекания аутоиммунного процесса и поиск регуляторов

Аутоиммунные ответы против антигенов из центральной нервной системы могут приводить к ряду заболеваний, наиболее распространенным из которых является рассеянный склероз. У пациентов с этим заболеванием аутоагрессивные клоны Т-клеток проникают в головной и спинной мозг, вызывая димиелинизацию, приводящую к парестезии, парезам, нейритам и атаксии. С использованием модели рассеянного склероза, не сопровождающегося летальностью, впервые показано, что аутоиммунное воспаление характеризуется двухфазной активацией разных популяций Т-хелперов (Th1 и Th17). На этой модели тимулин более эффективно, чем тимопентин, корректировал ответ клеток Th17, ассоциированных с аутоиммунным воспалением, и его влияние было более пролонгированным. С другой стороны, тимопентин снижал “типичный” провоспалительный ответ, связанный с популяцией клеток Th1.

Рисунок. Оценка тяжести заболевания по стандартной шкале у мышей с рассеянным склерозом в динамике развития патологии. Группы животных: нелеченные мыши (ЭАЭ); получавшие тимулин (ЭАЭ+тм); получавшие ингибитор IKK Inhibitor XII (ЭАЭ+инг); и получавшие тимулин в сочетании с ингибитором (ЭАЭ+тм+инг).
С использованием модели рассеянного склероза с более серьезной симптоматикой и высокой летальностью подтвержден двухфазный характер цитокинового ответа. Впервые установлено, что использование тимулина и ингибитора каскада NF-кB (IKK Inhibitor XII) снижало ранний провоспалительный ответ и улучшало состояние животных. Сходство эффектов тимулина и ингибитора, а также отсутствие аддитивности эффектов указывает на общий механизм их действия через подавление активности каскада NF-кB.
Lunin SM, Khrenov MO, Novoselova TV, Parfenyuk SB, Glushkova OV, Fesenko EE, Novoselova EG. Modulation of inflammatory response in mice with severe autoimmune disease by thymic peptide thymulin and an inhibitor of NF-kappaB signalling. Int Immunopharmacol. 2015 25(2):260-6. doi: 10.1016/j.intimp.2015.01.021.
Исследование возможности регуляции провоспалительных ответов при остром воспалении

Воспаление, вызванное грамотрицательными бактериями, наиболее часто встречается в клинической практике и может приводить к серьезным осложнениям, вплоть до развития сепсиса. Исследование иммунных клеток мышей с острым воспалением выявило существенную активацию внутриклеточной сигнализации врожденного иммунитета на рецепторном уровне, на уровне активации ключевых киназ – IKK и JNK, на уровне фосфорилирования транскрипционного фактора NF-kB и на уровне усиления продукции защитных белков – индуцибельных белков теплового шока. Это приводило к усилению продукции провоспалительных цитокинов и оксида азота иммунными клетками мышей и увеличению их содержания в сыворотке крови.
 
Коллективом было показано, что как иммуномодуляторы широкого спектра действия (диета, обогащенная комплексом витаминов-антиоксидантов, тимулин), так и специфические ингибиторы ключевых участников сигнального пути TLR4 – антитела к TLR4, ингибитор IKK, гелданамицин – обладают существенным противовоспалительным потенциалом при остром воспалении у мышей. Впервые показано, что в условиях острого воспаления наиболее эффективными регуляторами провоспалительного ответа являются агенты, оказывающие ингибирующее действие не только на NF-kB-, но и на JNK-сигнализацию. Совместное применение диеты, обогащенной комплексом витаминов-антиоксидантов и ингибитора сигнального пути NF-kB (Inhibitor IKK XII) оказывает наиболее сильное противовоспалительное действие при остром воспалении, вызванном грамотрицательными бактериями у мышей.
Novoselova EG, Khrenov MO, Glushkova OV, Lunin SM, Parfenyuk SB, Novoselova TV, Fesenko EE. Anti-inflammatory effects of IKK inhibitor XII, thymulin, and fat-soluble antioxidants in LPS-treated mice. Mediators Inflamm. 2014, Article ID 724838. doi: 10.1155/2014/724838.
Список публикаций c  2010 г.
1. E.G. Novoselova, O.V. Glushkova, S.M. Lunin, M.O. Khrenov, T.V. Novoselova, S.B. Parfenyuk, E.E. Fesenko. Signaling, stress response and apoptosis in pre-diabetes and diabetes: Restoring immune balance in mice with alloxan-induced type 1 diabetes mellitus. International Immunopharmacology. 2016, 31, 24-31.
2. Novoselova E.G., Glushkova O.V.,  Lunin S.M., Khrenov M.O., Novoselova T.V.,  Parfenyuk S.B., Fesenko E.E.  Signaling, stress response and apoptosis in pre-diabetes and diabetes: Restoring immune balance in mice with alloxan-induced type 1 diabetes mellitus. International Immunopharmacology, 2016, V. 31, P. 24-31.
3. Глушкова О.В., Хренов М.О. , Виноградова Е.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е.,  Новоселова Е.Г. Роль протеинкиназы р38 в ответах мышей на низкоинтенсивное электромагнитное излучение сантиметрового диапазона. Биофизика, 2016, Т. 61(4), С. 799-807.
4. E.G. Novoselova, S.M. Lunin, M.O. Khrenov, S.B. Parfenyuk, T.V. Novoselova, B.S. Shenkman, E.E. Fesenko. Changes in immune cell signalling, apoptosis and stress response functions in mice returned from the BION-M1 mission in space. Immunobiology, 2015, 220, 500-509.
5. Glushkova OV, Khrenov MO, Novoselova TV, Lunin SM, Parfenyuk SB, Alekseev SI, Fesenko EE, Novoselova EG. The role of the NF-κB, SAPK/JNK, and TLR4 signalling pathways in the responses of RAW 264.7 cells to extremely low-intensity microwaves. International Journal of Radiation Biology. 2015. 91(4):321-328.
6. Lunin S.M., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Glushkova O.V., Fesenko E.E., Novoselova E.G.  Modulation of inflammatory response in mice with severe autoimmune disease by thymic peptide thymulin and inhibitor of NF-kappaB signaling. International Immunopharmacology, 2015, 25, 260-266
7. Глушкова О.В., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е., Новоселова Е.Г.  Роль протеинкиназы СК2 в стрессовом ответе макрофагов RAW 264.7. Доклады Академии наук, 2015, 464, № 4, 15-17.
8. E.G. Novoselova, M.O. Khrenov, O.V. Glushkova, S.M. Lunin, S.B. Parfenyuk, T.V. Novoselova, E.E. Fesenko. Anti-inflammatory effects of IKK Inhibitor XII, thymulin, and fat-soluble antioxidants in LPS-treated mice. Mediators of Inflammation, 2014, Article ID 724838. doi: 10.1155/2014/724838.
9. M.S. Kondratyev, S.M. Lunin, A.V. Kabanov, A.A. Samchenko, V.M. Komarov, E.E. Fesenko, E.G. Novoselova. Structural and dynamic properties of thymopoietin mimetics. Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 2014, 32 (11), 1793-1801.
10. Новоселова Е.Г., Хренов М.О., Парфенюк С.Б., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е. Роль сигнальных каскадов NF-κB, IRF3 и SAPK/JNK в иммунных клетках животных при развитии сахарного диабета 1 типа. Доклады Академии наук, 2014, том 457, № 3, с. 360–362.
11. Новоселова Т.В., Глушкова О.В., Парфенюк С.Б., Хренов М.О., Лунин С.М., Смолихина Т.И., Фесенко Е.Е., Новоселова Е.Г. Влияние in vitro и in vivo ряда ингибиторов сигнальных каскадов на продукцию цитокинов и сигнальных белков в макрофагах RAW 264.7 и в лимфоцитах мышей. Биофизика, 2014, том 59, вып. 1, c. 112–117.
12. O.V. Glushkova, S.B. Parfenyuk, M.O. Khrenov, T.V. Novoselova, S.M. Lunin, E.E. Fesenko, and E.G. Novoselova. Inhibitors of TLR-4, NF-B, and SAPK/JNK signaling reduce the toxic effect of lipopolysaccharide on RAW 264.7 cells.  Journal of Immunotoxicology, 2013, 10(2), 133-140.
13. Lunin S.M., Glushkova O.V., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Fesenko E.E., Novoselova E.G. Thymic peptides restrain the inflammatory response in mice with experimental autoimmune encephalomyelitis. Immunobiology, 2013, 218, 3, 402-407.
14. Парфенюк С.Б., Глушкова О.В., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е., Новоселова Е.Г. Диета с липорастворимыми антиоксидантами защищает иммунные клетки мышей от токсического действия атмосферных примесей аммиака. Доклады Академии наук, 2013, 449, № 6, 722-724.
15. Новоселова Е.Г., Парфенюк С.Б., Глушкова О.В., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е.  Влияние некоторых ингибиторов внутриклеточной сигнализации на продукцию цитокинов и сигнальных белков в клетках RAW 264.7 в присутствии низкой концентрации аммиака. Биофизика, 2012, 57, вып. 3, 437–445.
16. Lunin SM, Glushkova OV, Khrenov MO, Parfenyuk SB, Novoselova TV, Fesenko EE, Novoselova EG. Thymus peptides regulate activity of RAW 264.7 macrophage cells: Inhibitory analysis and a role of signal cascades. Expert Opinion On Therapeutic Targets, 2011, 15 (12), 1337-1346.
17. S.M. Lunin, E.G. Novoselova. Thymus hormones as prospective anti-inflammatory agents. Expert Opinion on Therapeutic Targets, Review, 2010, 14, № 8, 775-786.
18. А.В.Куликов, Л.В. Архипова, Г.Н. Смирнова, Е.Г. Новоселова, Н.А. Шпурова, Н.В. Шишова, Г.Т. Сухих. Замедление темпа необратимой возрастной атрофии вилочковой железы с помощью атопической аутотрансплантации длительно криоконсервированной ее ткани. Успехи геронтологии, 2010, Т. 23, № 1, 76-80.
19. Д.А. Черенков, О.С. Корнеева, Е.П. Анохина, Е.Г. Новоселова, А.С. Глущенко, А.А. Слепокуров, И.В. Черемушкина. β-маннаназы различного происхождения: получение, характеристика и перспективы практического применения. Успехи современной биологии, 2010, Т. 130, № 2, 190-199.
20. О.В. Глушкова, Т.В. Новоселова, М.О. Хренов, С.Б. Парфенюк, Л.М. Лунин, Е.Е. Фесенко, Е.Г. Новоселова. Роль белка теплового шока HSP 90 в формировании защитных ответов при остром токсическом стрессе у мышей. Биохимия, 2010, Т. 75, Вып. 6, 702-707.
21. Парфенюк С.Б., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Глушкова О.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е.,  Новоселова Е.Г. Стрессовые эффекты химических токсинов в низких концентрациях. Биофизика, 2010, 55, вып. 2, 375-382.
4. Состав коллектива
1.Новоселова Е.Г., главный научный сотрудник,  доктор биол. наук, профессор
2.Глушкова О.В., ведущий научный сотрудник, доктор биол. наук
3.Лунин С.М., ведущий научный сотрудник, доктор биол. наук
4.Хренов М.О., научный сотрудник, кандидат биол. наук
5.Новоселова Т.В., научный сотрудник, кандидат биол. наук
6.Парфенюк С.Б., научный сотрудник, кандидат биол. наук
7.Виноградова Е.В., магистрант
8.Правикова Т.В., старший лаборант
9.Ярошенко Л.А., старший лаборант
5. Перспективы исследований
В ближайшей перспективе планируются исследования по разработке новых подходов для коррекции патологий, связанных с иммунным дисбалансом (сепсис, рассеянный склероз, диабет 1 типа и др). Ожидается, что разработка препаратов на основе наночастиц, содержащих тимусные пептиды, блокаторы сигнальных каскадов и апоптоза, а также их комбинаций, позволит получить новые эффективные лекарства  для стимуляции иммунной системы, как средства для восстановления иммунного статуса животных с системными воспалениями. Это новое направление может быть предложено в качестве нескольких тем для работы 2-х магистрантов и 2-х аспирантов.
6. Контакты
Новоселова Е.Г. – Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Глушкова О.В. – Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Лунин С.М. – Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

novoselova