Регуляция активности систем ацетилирования в процессах канцерогенеза: от фенотипа к эпигенетике

Изучена роль процессов ацетилирования в фенотипических и эпигенетических механизмах экспрессии генов, не влияющих на исходную последовательность, при действии проканцерогенов и антибластомных средств. На основе полученных данных in vitro эксперимента по ферментативной активности, экспрессии гена NAT2hom и эпигенетического фактора действия установлено эффективное ингибирующее действие производных бисфенила (нитрозобисфенила и диацетоксибисфенила), а также цисплатина по ферменту N-ацетилтрансферазы NAT2 человека. Для выбранных ингибиторов изучена концентрационная зависимость ферментативной активности и определено значение концентрации полумаксимального ингибирования IC₅₀. Создана новая модель in vitro оценки ацетилирующей способности, а также определения кинетических параметров ацетилирования субстратов, активаторов и ингибиторов NAT. Модель предлагается для скрининга веществ, влияющих на процесс ацетилирования. С её помощью, а также на моделях трансгенных мышей, несущих NAT2 -ген человека и аксолотлей, установлен характер взаимодействия в системе «ингибитор - активность фермента», «ингибитор - экспрессия гена» и предсказан уровень токсических эффектов ингибиторов NAT на ферментативном, генетическом и эпигенетическом уровнях. Экспериментально на примере молекул-токсикантов представлена модель изучения эпигенетических факторов воздействия производных бисфенила и цисплатина в регуляции эпигенетических программ нарушения регенерации удаленных конечностей аксолотлей, выражающихся в замедлении роста и изменениях в формировании пальцев. Наблюдается замедление эритропоэза и усиление лейкопоэза. Цисплатин и производные бисфенила вызывают увеличение доли эозинофилов и содержания лизосомального катионного белка в нейтрофилах и значительное увеличение процента моноцитов, что в целом подтверждает развитие онкологических процессов любой локализации.

трансгенные гуманизированные мыши по гену NAT2 и NAT1 человека, экспрессия гена NAT2, эпигенетика, ацетилирование, канцерогенез, ингибиторы NAT, аксолотли, регенерация, эритропоэз, лейкоцитарная формула

1. Белицкий Г.А. Прогноз канцерогенности фармакологических средств и вспомогательных веществ в краткосрочных тестах // Ведомости фармкомитета. 1999. № 1. С. 18-31.

2. Каркищенко В.Н., Мартынов В.В. Фармакология, генополиморфизм и клонирование генов NAT у человека и животных-моделей // Биомедицина. 2006. № 4. С. 85-87.

3. Каркищенко В.Н., Рябых В.П., Каркищенко Н.Н., Дуля М.С., Езерский В.А., Колоскова Е.М., Лазарев В.Н., Максименко С.В., Петрова Н.В., Столярова В.Н., Трубицина Т.П. Молекулярно-генетические аспекты технологии получения трансгенных мышей с интегрированными генами N-ацетилтрансферазы (NAT1 и NAT2) человека // Биомедицина. 2016. № 1. С. 4-16.

4. Карлсон Б.М. Регенерация. - М.: Наука. 1986. 191 с.

5. Короткова Г.П. Регенерация животных. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета. 1997. 480 с.

6. Кэрри Н. Эпигенетика: как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности. - Р-н-Д. 2012. 349 с.

7. Пронина Г.И. Использование цитохимических методов для определения фагоцитарной активности клеток крови или гемолимфы разных видов гидробионтов для оценки состояния их здоровья // Известия ОГАУ. 2008. №4(20). С. 160-163.

8. Пронина Г.И., Ревякин А.О., Корягина Н.Ю., Капанадзе Г.Д., Степанова О.И., Курищенко Ж.О. Регенерация патологически измененной печени карпа после межвидовой трансплантации стволовых клеток // Биомедицина. 2015. № 1. С. 85-89.

9. Шехтер А.Б., Серов В.В. Воспаление, адаптивная регенерация и дисрегенерация (анализ межклеточных взаимодействий) // Архив патологии. 1991. Т. 53. № 7. С. 7-15.

10. Шубич М.Г. Выявление катионного белка в цитоплазме лейкоцитов с помощью бромфенолового синего // Цитология. 1974. № 10. С. 1321-1322.

11. Bischoff M., Schnabel R. A posterior centre establishes and maintains polarity of the Caenorhabditis elegans embryo by a Wnt-dependent relay mechanism // PLOS Biology. 2006. No. 4(12). P. 396.

12. Curti A., Fogli M., Ratta M., Biasco G., Tura S., Lemoli R.M. Dendritic cell differentiation from hematopoietic CD34+ progenitor cells // J. Biol. regul. homeost. agents. 2001. Vol. 15. No. 7. P. 49-52.

13. Gardiner D.M., Blumberg B., Komine Y., Bryant S.V. Regulation of HoxA expression in developing and regenerating axolotl limbs // Development. 1995. No. 121(6). P. 1731-41.

14. Hanna P.E. N-acetyltransferases, O-acetyltransferases, and N,O-acetyltransferases: enzymology and bioactivation // Adv. Pharmacol. 1994. No. 27. Р. 401-430.

15. Hein D.W. Acetylator genotype and arylamine-induced carcinogenesis // Biochim. Biophys. Ada. 1998. No. 948. P. 37-66.

16. Hein D.W. Molecular genetics and function of NAT1 and NAT2: role in aromatic amine metabolism and carcinogenesis // Mutation Research. 2002. No. 506-507. P. 65-77.

17. Kaplow L.S. A histochemical procedure for localizing and evaluating leukocyte alkaline phosphatase activity in smears of blood and marrow // Blood. 1955. Vol. 10. P. 1023-1029.

18. Kawakami Y., Esteban C.R., Matsui T., Rodríguez-León J., Kato S., Izpisúa Belmonte J.C. Wnt/β-catenin signaling regulates vertebrate limb regeneration // Genes&Development. 2006. Vol. 20. P. 3232-3237.

19. Li Z. (J.), Gwinn M. Toxicological review of biphenyl. In: Support of summary information on the Integrated Risk Information System (IRIS). - 2011.

20. Nye H.L., Cameron J.A., Chernoff E.A., Stocum D.L. Regeneration of the urodele limb: a review // Dev. Dyn. 2003. No. 226(2). P. 280-94.

21. Pronina G.I., Revyakin A.O. Changes of the morphophysiological parameters of carp Cyprinus carpio at food limitation in aquaculture conditions // J. of Ichthyology. 2015. Vol. 55. No.

22. P. 297-301. Ragunathan N., Dairou J., Pluvinage B., Martins M., Petit E., Janel N., Dupret J.M., Rodrigues-Lima F. Identification of the xenobiotic-metabolizing enzyme arylamine N-acetiltransferase I as a new target of cisplatin in breast cancer cells: molecular and cellular mechanisms of inhibition // Mol. Pharmacol. 2008. No. 73. P. 1761-1768. Reedijk J., Teuben J.M. In cisplatin: chemistry and biochemistry of a leading anticancer drug / Lippert B., ed. Wiley V.C.H. - Weinheim. Germany. 1999. P. 339-362. Sutherland J., Denyer M., Britland S. Motogenic substrata and chemokinetic growth factors for human skin cells // J. Anat. 2005. Vol. 207. No. 1. P. 67-78. Tanaka E.M. Cell differentiation and cell fate during urodele tail and limb regeneration // Curr. Opin. Genet. Dev. 2003. No. 13(5). P. 497-501. Tank P.W., Carlson B.M., Connelly T.G. A staging system for forelimb regeneration in the axolotl, Ambistoma mexicanum // II J. Morph. 1976. Vol. 150. P. 117-128.