scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2074-5982-22-1-15-24scbmt-1827Research ArticleМЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS AND TECHNOLOGIES OF BIOMEDICAL RESEARCHЭффекты гептапептида [D-Ala2]-динорфин(1-7)амида на транскрипцию сиртуинов в условиях острого воспаления в легких у мышей C57BL/6YEffects of [D-ALA2]-Dynorphin(1-7)Amide Heptapeptide on Sirtuin Transcription in Mouse Model of Acute Lung InflammationПомыткинИ. А.PomytkinI. A.

Помыткин Игорь Анатольевич, д.б.н

143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1 

Igor A. Pomytkin, Dr. Sci. (Biol.),

143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1 

ipomytkin@mail.ruОгневаН. С.OgnevaN. S.

Огнева Настасья Сергеевна

143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1 

Nastasya S. Ogneva

143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1

ognevanastya@mail.ruПетроваН. В.PetrovaN. V.

Петрова Наталья Владимировна

143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1 

Nataliya V. Petrova 

143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1

m-sklad@yandex.ruФокинЮ. В.FokinYu. V.

Фокин Юрий Владимирович, к.б.н.

143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1 

Yuriy V. Fokin, Cand. Sci. (Biol.) 

143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1

fokin@scbmt.ruАлимкинаО. В.AlimkinaO. V.

Алимкина Оксана Владимировна

143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1 

Oksana V. Alimkina

143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1

alimkina@scbmt.ruКаркищенкоВ. Н.KarkischenkoV. N.

Каркищенко Владислав Николаевич, д.м.н., проф.

143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1 

Vladislav N. Karkischenko, Dr. Sci. (Med.), Prof.

143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1

scbmt@yandex.ruОгневаА. С.OgnevaA. S.

Огнева Аксинья Сергеевна

143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1 

Aksin`ya S. Ogneva

143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1

axinyaogneva@yandex.ruФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России»РоссияScientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian Federation2026140620262211524Copyright © Помыткин И.А., Огнева Н.С., Петрова Н.В., Фокин Ю.В., Алимкина О.В., Каркищенко В.Н., Огнева А.С., 20262026Помыткин И.А., Огнева Н.С., Петрова Н.В., Фокин Ю.В., Алимкина О.В., Каркищенко В.Н., Огнева А.С.Pomytkin I.A., Ogneva N.S., Petrova N.V., Fokin Y.V., Alimkina O.V., Karkischenko V.N., Ogneva A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1827

[D-Ala2]-динорфин(1-7)амид — синтетический опиоидный гептапептид H-YdAGFLRR-NH2, структурный аналог природного динорфина(1-7), обладающего высокой противовоспалительной активностью в пикомолярном интервале концентраций, но низкой стабильностью и коротким временем жизни в биологических средах. Сиртуины — НАД-зависимые гистоновые деацетилазы III класса, представленные у млекопитающих семью изоформами, отличающимися субстратной селективностью и внутриклеточной локализацией. Ядерные сиртуины 1 (SIRT1) и 6 (SIRT6) играют ключевую роль в разрешении воспаления, деацетилируя компоненты провоспалительных сигнальных путей. Цель настоящей работы заключалась в изучении эффектов ингаляционного гептапептида [D-Ala2]-динорфин(1-7)амида на транскрипцию всех семи изоформ сиртуина в легких мышей C57BL/6Y в условиях моделирования острого воспаления легких и ОРДС. В работе впервые показано, что ингаляционное введение указанного гептапептида статистически значимо повышает как транскрипцию мажорных сиртуинов SIRT1 и SIRT6, так и минорных сиртуинов SIRT2, SIRT5, SIRT7 в легких в условиях воспаления. Таким образом, настоящая работа уточняет механизм противовоспалительного действия [D-Ala2]-динорфин(1-7)амида, который заключается преимущественно в повышении транскрипции ядерных SIRT1 и SIRT6, известных отрицательных регуляторов воспаления.

[D-Ala2]-dynorphin(1-7)amide is a synthetic opioid heptapeptide (H-Tyr-D-Ala-Gly-Phe-Leu-Arg-Arg-NH2) and a structural analog of natural dynorphin(1-7). While natural dynorphin(1-7) exhibits potent anti-inflammatory activity in the picomolar concentration range, its application is limited by low stability and a short half-life in biological media. Sirtuins are NAD-dependent class III histone deacetylases, represented in mammals by seven isoforms with distinct substrate selectivity and intracellular localization. Nuclear sirtuins 1 (SIRT1) and 6 (SIRT6) play a key role in the resolution of inflammation by deacetylating components of pro-inflammatory signaling pathways. This study aimed to evaluate the effects of inhaled [D-Ala2]-dynorphin(1-7)amide on the transcription of all seven sirtuin isoforms in the lungs of C57BL/6Y mice during simulated acute lung inflammation and acute respiratory distress syndrome. This study is the first to demonstrate that inhalation of the specified heptapeptide significantly increases the transcription of major sirtuins (SIRT1, SIRT6), as well as SIRT2, SIRT5, and SIRT7, in inflamed lungs. Thus, the findings clarify the anti-inflammatory mechanism of [D-Ala2]-dynorphin(1-7)amide, which primarily involves enhancing the transcription of nuclear SIRT1 and SIRT6, established negative regulators of inflammation.

[D-Ala2]-динорфин(1-7)амиддинорфинсиртуиныострое воспаление легкихмыши C57BL/6Y[D-Ala2]-dynorphin(1-7)amidedynorphinsirtuinsacute lung inflammationC57BL/6Y miceРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУН НЦБМТ ФМБА России по теме «Экспрессия сиртуинов как биомаркер в оценке функциональных состояний лабораторных животных» (шифр: «СИРТ-2024»).the study was conducted as part of the state assignment of the Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia under the project “Sirtuin expression as a biomarker in assessing the functional states of laboratory animals” (code: SIRT-2024).ReferencesБулгаков С.А. Гексапептид даларгин в клинической гастроэнтерологии: 30-летний опыт использования препарата. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2016;26(3):103–112. DOI: 10.22416/1382-4376-2016-26-3-103-112.Bulgakov S.A. Geksapeptid dalargin v klinicheskoj gastroenterologii: 30-letnij opyt ispol'zovaniya preparata [The hexapeptide dalargin in clinical gastroenterology: 30 years of experience with the drug]. Russian J. of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology]. 2016;26(3):103–112. (In Russian). DOI: 10.22416/1382-4376-2016-26-3-103-112.Каркищенко В.Н., Помыткин И.А., Гасанов М.Т., Нестеров М.С., Фокин Ю.В., Табоякова Л.А., Алимкина О.В., Хвостов Д.В. Лейтрагин повышает выживаемость животных в модели фатального острого респираторного дистресссиндрома при профилактическом и лечебном режимах введения. Биомедицина. 2020;16(4):44–51. DOI: 10.33647/2074-5982-16-4-44-51.Karkischenko V.N., Pomytkin I.A., Gasanov M.T., Nesterov M.S., Fokin Yu.V., Taboyakova L.A., Alimkina O.V., Khvostov D.V. Leitragin povyshaet vyzhivaemost' zhivotnykh v modeli fatal'nogo ostrogo respiratornogo distress-sindroma pri profilakticheskom i lechebnom rezhimakh vvedeniya [Leitragin increases animal survival in a model of fatal acute respiratory distress syndrome with prophylactic and therapeutic administration]. Biomeditsina [Journal Biomed]. 2020;16(4):44–51. (In Russian). DOI: 10.33647/2074-5982-16-4-44-51.Каркищенко В.Н., Помыткин И.А., Петрова Н.В., Нестеров М.С., Агельдинов Р.А., Зотова Л.В., Колоскова Е.М., Слободенюк В.В., Скворцова В.И. Лейтрагин подавляет экспрессию цитокинов, включая интерлейкин-6, в модели «цитокинового шторма» у мышей линии C57BL/6Y с индуцированным острым респираторным дистресс-синдромом. Биомедицина. 2020;16(4):34–43. DOI: 10.33647/2074-5982-16-4-34-43.Karkischenko V.N., Pomytkin I.A., Petrova N.V., Nesterov M.S., Ageldinov R.A., Zotova L.V., Koloskova E.M., Slobodenyuk V.V., Skvortsova V.I. Lejtragin podavlyaet ekspressiyu citokinov, vklyuchaya interlejkin-6, v modeli «citokinovogo shtorma» u myshej linii C57BL/6Y s inducirovannym ostrym respiratornym distress-sindromom [Leutragin Inhibits Expression of Cytokines, Including Interleukin-6, in a “Cytokine Storm” Model in C57BL/6Y Mice with Induced Acute Respiratory Distress Syndrome]. Biomedicina [Journal Biomed]. 2020;16(4):34–43. (In Russian). DOI: 10.33647/2074-5982-16-4-34-43.Каркищенко В.Н., Скворцова В.И., Помыткин И.А., Каркищенко Н.Н. Патент RU 2760133 «Амиды гептапептида для лечения HMGB1-зависимых заболеваний», дата подачи заявки: 22.04.2021, дата регистрации: 22.11.2021, патентообладатель: ФГБУН НЦБМТ ФМБА России.Karkischenko V.N., Skvortsova V.I., Pomytkin I.A., Karkischenko N.N. Patent RU 2760133 «Amidy geptapeptida dlya lecheniya HMGB1-zavisimykh zabolevanii» [Amides of a heptapeptide for the treatment of HMGB1-dependent diseases], application filing date: 22.04.2021, registration date: 22.11.2021, patent holder: Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia. (In Russian).Помыткин И.А., Огнева Н.С., Петрова Н.В., Фокин Ю.В., Слободенюк В.В., Леднева Н.А., Каркищенко В.Н. Лейтрагин повышает транскрипцию гена Сиртуин 6 в условиях острого воспаления легких у мышей. Биомедицина. 2025;21(1):8–17. DOI: 10.33647/2074-5982-21-1-8-17.Pomytkin I.A., Ogneva N.S., Petrova N.V., Fokin Yu.V., Slobodeniuk V.V., Ledneva N.A., Karkischenko V.N. Leitragin povyshaet transkriptsiyu gena Sirtuin 6 v usloviyakh ostrogo vospaleniya legkikh u myshei [Leitragin increases Sirtuin 6 gene transcription in acute lung inflammation in mice]. Biomedicina [Journal Biomed]. 2025;21(1):8–17. (In Russian). DOI: 10.33647/2074-5982-21-1-8-17.Chavkin C. Dynorphin--still an extraordinarily potent opioid peptide. Mol. Pharmacol. 2013;83(4):729–736. DOI: 10.1124/mol.112.083337.Chavkin C. Dynorphin--still an extraordinarily potent opioid peptide. Mol. Pharmacol. 2013;83(4):729–736. DOI: 10.1124/mol.112.083337.Fazalul Rahiman S.S., Morgan M., Gray P., Shaw P.N., Cabot P.J. Dynorphin 1-17 and Its N-Terminal Biotransformation Fragments Modulate Lipopolysaccharide-Stimulated Nuclear Factor-kappa B Nuclear Translocation, Interleukin-1beta and Tumor Necrosis Factor-alpha in Differentiated THP-1 Cells. PLoS One. 2016;11(4):e0153005. DOI: 10.1371/journal.pone.0153005.Fazalul Rahiman S.S., Morgan M., Gray P., Shaw P.N., Cabot P.J. Dynorphin 1-17 and Its N-Terminal Biotransformation Fragments Modulate Lipopolysaccharide-Stimulated Nuclear Factor-kappa B Nuclear Translocation, Interleukin-1beta and Tumor Necrosis Factor-alpha in Differentiated THP-1 Cells. PLoS One. 2016;11(4):e0153005. DOI: 10.1371/journal.pone.0153005.Goldstein A., Tachibana S., Lowney L.I., Hunkapiller M., Hood L. Dynorphin-(1-13), an extraordinarily potent opioid peptide. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1979;76(12):6666–6670. DOI: 10.1073/pnas.76.12.6666.Goldstein A., Tachibana S., Lowney L.I., Hunkapiller M., Hood L. Dynorphin-(1-13), an extraordinarily potent opioid peptide. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1979;76(12):6666–6670. DOI: 10.1073/pnas.76.12.6666.Goldstein A., Fischli W., Lowney L.I., Hunkapiller M., Hood L. Porcine pituitary dynorphin: complete amino acid sequence of the biologically active heptadecapeptide. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1981;78(11):7219–7223. DOI: 10.1073/pnas.78.11.7219.Goldstein A., Fischli W., Lowney L.I., Hunkapiller M., Hood L. Porcine pituitary dynorphin: complete amino acid sequence of the biologically active heptadecapeptide. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1981;78(11):7219–7223. DOI: 10.1073/pnas.78.11.7219.Hassan A.H., Pzewłocki R., Herz A., Stein C. Dynorphin, a preferential ligand for kappa-opioid receptors, is present in nerve fibers and immune cells within inflamed tissue of the rat. Neurosci. Lett. 1992;140(1):85–88. DOI: 10.1016/0304-3940(92)90688-4.Hassan A.H., Pzewłocki R., Herz A., Stein C. Dynorphin, a preferential ligand for kappa-opioid receptors, is present in nerve fibers and immune cells within inflamed tissue of the rat. Neurosci. Lett. 1992;140(1):85–88. DOI: 10.1016/0304-3940(92)90688-4.Kawahara T.L., Michishita E., Adler A.S., Damian M., Berber E., Lin M., McCord R.A., Ongaigui K.C., Boxer L.D., Chang H.Y., Chua K.F. SIRT6 links histone H3 lysine 9 deacetylation to NF-kappaB-dependent gene expression and organismal life span. Cell. 2009;136(1):62–74. DOI: 10.1016/j.cell.2008.10.052.Kawahara T.L., Michishita E., Adler A.S., Damian M., Berber E., Lin M., McCord R.A., Ongaigui K.C., Boxer L.D., Chang H.Y., Chua K.F. SIRT6 links histone H3 lysine 9 deacetylation to NF-kappaB-dependent gene expression and organismal life span. Cell. 2009;136(1):62–74. DOI: 10.1016/j.cell.2008.10.052.Kiernan R., Brès V., Ng R.W., Coudart M.P., El Messaoudi S., Sardet C., Jin D.Y., Emiliani S., Benkirane M. Post-activation turn-off of NF-kappa B-dependent transcription is regulated by acetylation of p65. J. Biol. Chem. 2003;278(4):2758–2766. DOI: 10.1074/jbc.M209572200.Kiernan R., Brès V., Ng R.W., Coudart M.P., El Messaoudi S., Sardet C., Jin D.Y., Emiliani S., Benkirane M. Post-activation turn-off of NF-kappa B-dependent transcription is regulated by acetylation of p65. J. Biol. Chem. 2003;278(4):2758–2766. DOI: 10.1074/jbc.M209572200.Morgan M., Heffernan A., Benhabib F., Wagner S., Hewavitharana A.K., Shaw P.N., Cabot P.J. The efficacy of Dynorphin fragments at the κ, μ and δ opioid receptor in transfected HEK cells and in an animal model of unilateral peripheral inflammation. Peptides. 2017;89:9–16. DOI: 10.1016/j.peptides.2016.12.019.Morgan M., Heffernan A., Benhabib F., Wagner S., Hewavitharana A.K., Shaw P.N., Cabot P.J. The efficacy of Dynorphin fragments at the κ, μ and δ opioid receptor in transfected HEK cells and in an animal model of unilateral peripheral inflammation. Peptides. 2017;89:9–16. DOI: 10.1016/j.peptides.2016.12.019.Morgan M., Herath H.M., Cabot P.J., Shaw P.N., Hewavitharana A.K. Dynorphin A 1-17 biotransformation in inflamed tissue, serum and trypsin solution analysed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Anal. Bioanal. Chem. 2012;404(10):3111–3121. DOI: 10.1007/s00216-012-6406-8.Morgan M., Herath H.M., Cabot P.J., Shaw P.N., Hewavitharana A.K. Dynorphin A 1-17 biotransformation in inflamed tissue, serum and trypsin solution analysed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Anal. Bioanal. Chem. 2012;404(10):3111–3121. DOI: 10.1007/s00216-012-6406-8.Rabadi M.M., Xavier S., Vasko R., Kaur K., Goligorksy M.S., Ratliff B.B. High-mobility group box 1 is a novel deacetylation target of Sirtuin1. Kidney Int. 2015;87(1):95–108. DOI: 10.1038/ki.2014.217.Rabadi M.M., Xavier S., Vasko R., Kaur K., Goligorksy M.S., Ratliff B.B. High-mobility group box 1 is a novel deacetylation target of Sirtuin1. Kidney Int. 2015;87(1):95–108. DOI: 10.1038/ki.2014.217.Kang R., Chen R., Zhang Q., Hou W., Wu S., Cao L., Huang J., Yu Y., Fan X.G., Yan Z., Sun X., Wang H., Wang Q., Tsung A., Billiar T.R., Zeh H.J. 3rd, Lotze M.T., Tang D. HMGB1 in health and disease. Mol. Aspects Med. 2014;40:1–116. DOI: 10.1016/j.mam.2014.05.001.Kang R., Chen R., Zhang Q., Hou W., Wu S., Cao L., Huang J., Yu Y., Fan X.G., Yan Z., Sun X., Wang H., Wang Q., Tsung A., Billiar T.R., Zeh H.J. 3rd, Lotze M.T., Tang D. HMGB1 in health and disease. Mol. Aspects Med. 2014;40:1–116. DOI: 10.1016/j.mam.2014.05.001.Chen G.D., Yu W.D., Chen X.P. SirT1 activator represses the transcription of TNF-α in THP-1 cells of a sepsis model via deacetylation of H4K16. Mol. Med. Rep. 2016;14(6):5544–5550. DOI: 10.3892/mmr.2016.5942.Chen G.D., Yu W.D., Chen X.P. SirT1 activator represses the transcription of TNF-α in THP-1 cells of a sepsis model via deacetylation of H4K16. Mol. Med. Rep. 2016;14(6):5544–5550. DOI: 10.3892/mmr.2016.5942.Karkischenko V.N., Skvortsova V.I., Gasanov M.T., Fokin Y.V., Nesterov M.S., Petrova N.V., Alimkina O.V., Pomytkin I.A. Inhaled [D-Ala2]-Dynorphin 1-6 Prevents Hyperacetylation and Release of High Mobility Group Box 1 in a Mouse Model of Acute Lung Injury. J. Immunol. Res. 2021;2021:4414544. DOI: 10.1155/2021/4414544.Karkischenko V.N., Skvortsova V.I., Gasanov M.T., Fokin Y.V., Nesterov M.S., Petrova N.V., Alimkina O.V., Pomytkin I.A. Inhaled [D-Ala2]-Dynorphin 1-6 Prevents Hyperacetylation and Release of High Mobility Group Box 1 in a Mouse Model of Acute Lung Injury. J. Immunol. Res. 2021;2021:4414544. DOI: 10.1155/2021/4414544.Yang Y., Liu Y., Wang Y., Chao Y., Zhang J., Jia Y., Tie J., Hu D. Regulation of SIRT1 and Its Roles in Inflammation. Front Immunol. 2022;13:831168. DOI: 10.3389/fimmu.2022.831168.Yang Y., Liu Y., Wang Y., Chao Y., Zhang J., Jia Y., Tie J., Hu D. Regulation of SIRT1 and Its Roles in Inflammation. Front Immunol. 2022;13:831168. DOI: 10.3389/fimmu.2022.831168.Yeung F., Hoberg J.E., Ramsey C.S., Keller M.D., Jones D.R., Frye R.A., Mayo M.W. Modulation of NF-kappaB-dependent transcription and cell survival by the SIRT1 deacetylase. EMBO J. 2004;23(12):2369–2380. DOI: 10.1038/sj.emboj.7600244.Yeung F., Hoberg J.E., Ramsey C.S., Keller M.D., Jones D.R., Frye R.A., Mayo M.W. Modulation of NF-kappaB-dependent transcription and cell survival by the SIRT1 deacetylase. EMBO J. 2004;23(12):2369–2380. DOI: 10.1038/sj.emboj.7600244.Zhang Y., Li Y., Li J., Li B., Chong Y., Zheng G., Sun S., Feng F. SIRT1 alleviates isoniazid-induced hepatocyte injury by reducing histone acetylation in the IL-6 promoter region. Int. Immunopharmacol. 2019;67:348–355. DOI: 10.1016/j.intimp.2018.11.054.Zhang Y., Li Y., Li J., Li B., Chong Y., Zheng G., Sun S., Feng F. SIRT1 alleviates isoniazid-induced hepatocyte injury by reducing histone acetylation in the IL-6 promoter region. Int. Immunopharmacol. 2019;67:348–355. DOI: 10.1016/j.intimp.2018.11.054.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.