АКТИВАЦИЯ Са2+- И цАМФ-ЗАВИСИМЫХ СИГНАЛЬНЫХ ПУТЕЙ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА В ГЕМОПОЭТИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТКАХ КОСТНОГО МОЗГА АФП-ИНЪЕЦИРОВАННЫХ ЖИВОТНЫХ.
67 28
Keywords:
СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ КОСТНОГО МОЗГА,Abstract
Біздің алдыңғы еңбектерімізде альфа-фетопротеинның (АФП) əсерінен in vitro жағдайында тышқан сүйек кемігінің гемопоэздық бағаналы жасушаларының (ГБЖ) биологиялық белсенділігінің индукциясы көбінесе 2 типті Са2+-тəуелді сигналдық жүйенің - Са2+/кальмодулин/ кальциневринді жəне Са2+/кальмодулин/ СаМК каскадтары мен 2 цАМФ-тəуелді сигналдық жүйе – цАМФ/Ерас 1/2 – жəне цАМФ/РКА каскадтарының белсенденуіне тəуелді екенін дəлелдегенбіз. Бірақ бұл жолдардың сүйек кемігінің ГБЖ-ғы АФП-нің жалпы əсер ету механизмінің көрінісі ағза жағдайында зерттелінбеген болатын. Қазіргі еңбегімізде біз in vivo жағдайында АФП экзогенді жолмен енгізгендегі тышқан сүйек кемігінің ГБЖ-дағы анықталған Са2+-тəуелді жəне цАМФ-тəуелді сигналдық жүйелердің қызмет етуін зерттеуге тырыстық. Жануарлардың ГБЖ субпопуляцияларындағы анықталған Са2+/кальмодулин/ кальциневринді, Са2+/кальмодулин/ СаМК каскадтарының, сонымен қатар цАМФ/Ерас 1/2 – жəне цАМФ/РКА каскадтарының экзогенді АФП əсерінен белсенділігі жоғарылайтыны анықталды. Яғни, АФП жануарлардың ГБЖ-мен əсерлескенде берілген стимулға биологиялық белсенділіктің өзгерісі түріндегі жауаптың генерациясына жауапты in vitro жағдайындағыдай сигналды трансдукция механизмдерінің активациясын шақырады. It was shown in our previous work that induction of biological activities of mouse bone marrow hemopoietic stem cells under AFP exposure in vitro is depending on activation of 2 types of Ca2+-depending pathways: Са2+/calmodulin/calcineurin - and Са2+/calmodulin/СаМК. It also depends on activation of 2 cAMP-mediated pathways: cAMP/Epac1/2- and cAMP/РКА. However, organization of such AFP-induced pathways in bone marrow HSC is still unclear. In this work we tried to investigate organization of Ca2+-depending pathways and cAMP-mediated pathways in mouse bone marrow HSC in vivo under AFP treatment. Ранее было показано, что индукция биологической активности мышиных фетопротеина (АФП) в условиях in vitro в значительной степени зависит от активации двух типов Са2+-зависимых сигнальных путей: Са2+/кальмодулин/кальциневринового- и Са2+/кальмодулин/ СаМК каскадов, а также двух цАМФ-зависимых сигнальных путей:цАМФ/Epac1/2- и цАМФ/РКА каскадов. Однако состояние данных ветвей общего механизма действия АФП в ГСК костного мозга в условиях организма не были изучены. В данной работе мы попытались изучить функционирование выявленных Са2+-зависимых- и цАМФ-зависимых сигнальных путей в мышиных ГСК костного мозга в условиях in vivo при экзогенном введении АФП. В результате, была доказана активация Са2+/кальмодулин/кальциневринового- и Са2+/кальмодулин/СаМК каскадов, как и цАМФ/Epac1/2- и цАМФ/РКА каскадов в изученных субпопуляциях ГСК в костном мозге животных под воздействием экзогенного АФП. Следовательно, АФП при взаимодействии с ГСК в костном мозге животных инициирует активацию тех же самых механизмов сигнальной трансдукции, что и в условиях in vitro, которые, вероятнее всего, и ответственны за генерацию их ответной реакции на данный стимул в виде изменения их биологической активности.References
1. Mizejewski G.J. Biological roles of alpha-fetoprotein during pregnancy and perinatal development // Exp.Biol. Med. - 2004. - Vol. 229, - P. 439-463.
2. Yin Z.F., Wang C.H. Research advances on alpha-fetoprotein physiological function and clinical potential //Ai Zheng. - 2003. - Vol. 22, - P. 108-121.
3. Mizejewski G.J. Alpha-fetoprotein as a biologic response modifier: Relevance to domain and subdomain structure // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. – 1997. - Vol. 215, - P. 333-362.
4. Sell S., Becker F.F., Leffert H.L., Watabe L. Expression of an oncodevelopmental gene product (alphafetoprotein) during fetal development and adult oncogenesis // Cancer Res. - 1976. - Vol. 36, - P. 4239-4249.
5. Trojan J., Uriel J. Immunocytochemical localization of alpha-fetoprotein (AFP) and serum albumin (ALB) in ecto-, meso- and endodermal tissue derivatives of the developing rat // Oncodev. Biol. Med. - 1982. - Vol.
3, - P. 13-22.
6. Mares V., Kovaru F., Kovaru H. Alpha-fetoprotein in the brain of developing rats and pigs. An immunofluorescent study of cell-and-tissue differentiation // Basic Appl. Histochem. - 1982. - Vol. 261, - P.
53-63.
7. Bartha J.L., Comino-Delgado R., Arce F., Alba P., Brooullon J.P., Manel B.M. Relationship between alphafetoprotein and fetal hematopoiesis // J. Reprod. Med. - 1994. - Vol. 44, - P. 689-697.
8. Ruoslahti E., Seppala M. Alpha-Fetoprotein in cancer and fetal development. // Adv. Cancer Res. – 1979. –Vol. 29, - P. 275-234.
9. Gabant P., Forrester L., Nichols J., van Reeth T., de Mees C., Pajack B., Watt A., Smitz J., Alexandre H., Szpirer C., Szpirer J. Alpha-fetoprotein, the major fetal serum protein, is not essential for embryonic
development but is required for female fertility // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2002. - Vol. 99, - P. 12865-12870.
10. Gillespie J.R., Uversky V.N. Structure and function of alpha-fetoprotein: a biophysical review // Biochim. Biophys. Acta. - 2000. - Vol. 1480, - P. 41-56.
11. Chen H., Egan J., Chiu J.F. Regulation and activities of alpha-fetoprotein // Crit. Rev. Eukaryot. Gene. Exp. - 1997. - Vol. 7, - P. 11–41.
12. Mizejewski G. Levels of AFP during pregnancy and early infancy in normal and disease states // Obstet. Gynecol. Surv. – 2003. – Vol. 58, - P. 17–35.
13. Dudich E., Semenkova L., Gorbatova E., Dudich I., Khromykh L., Tatulov E., Grechko G., Sukhikh G. Growth-regulative activity of human alpha-fetoprotein for different types of tumor and normal cells // Tumor
Biol. - 1988. - Vol. 19, - P. 30-40.
14. Toder V., Bland M., Gold-Gefter L., Nebel J. The effect of alpha-fetoprotein on the growth of placental cells in vitro // Placenta. - 1983. - Vol. 4, - P. 79-86.
15. Keel B.A., Eddy K.B., Cho S., Gangrade B.K., May J.V. Purified human alpha fetoprotein inhibits growth factor-stimulated estradiol production by porcine granulosa cells in monolayer culture // Endocrinology. -
1992. - Vol. 130, - P. 3715-3717.
16. Leffert H.I., Sell S. Alpha-fetoprotein biosynthesis during the growth cycle of differentiated fetal rat hepatocytes in primary monolayer culture // J. Cell. Biol. - 1974. - Vol. 61, - P. 823-829.
17. Hamel S., Hoskin D.W., Hooper D.C., Murgita R.A. Phenotype and function of bone marrow-derived T and non-T cells activated in vitro by alpha-fetoprotein // In Mizejewski G.J., Jacobson H.I., Eds. Biological
Activities of Alpha-Fetoprotein. - Boca Raton: CRC Press, 1987. - P. 167-177.
18. Bartha J.L., Romero-Carmona R., Comino-Delgado R., Arce F., Arrabal J. Alpha-fetoprotein and hematopoietic growth factors in amniotic fluid // Obstet. Gynecol. – 2000. – Vol. 96, - P. 588 –592.
19. Scrova I.A., Yunker V.M., Kaledin V.I. High levels of alpha-fetoprotein and persistence of hemopoiesis in the liver of nude mice // Oncodev. Biol. Med. - 1982. - Vol. 3, -P. 351-363.
20. Hwang S.J., Lee S.D., Wu J.C. Clinical evaluation of erythrocytosis in patients with hepatocellular carcinoma // Chuang. Hua. Hsueh. Tsa. Chih. Tapei. - 1994. - Vol. 53, - P. 262-269.
21. Sakisaka S., Watanabe M., Tateishe H., Harada M., Shakado S. Erythropoietin production in hepatocellular carcinoma cells associated with polycythemia: Immunohistochemical evidence // Hepatology. - 1993. - Vol.
18, - P.1357–1362.
22. Hammer R.E., Krumlauf R., Camper S.A., Brinster R.I., Tilghman S.M. Diversity of AFP gene expression in mice is generated by a combination of separate enhancers // Science. - 1987. - Vol. 235, - P. 53-58.
23. Kubota H., Storms R.W., Reid L.M. Variant forms of AFP transcripts expressed in human hepatopoietic progenitors // J. Biol. Chem. - 2002. - Vol. 277, - P. 27629-27635.
24. Рыбакова Т.М., Фомичева Е.В., Дубешко С.Ю., Беляев Н.Н., Богданов А.Ю. Влияние альфа-фетопротеина на биологическую активность гемопоэтических стволовых клеток в условиях ex vivo I:
воздействие на ростовой потенциал // Биотех. Теор. Практ. - 2007. - №1, - С.76-91.
25. Рыбакова Т.М., Низкородова А.С., Жигайлов А.В., Беляев Н.Н., Богданов А.Ю. Влияние альфа-фетопротеина на биологическую активность гемопоэтических стволовых клеток в условиях ex vivo
II: воздействие на экспрессию и продукцию супрессорных факторов, клоногенную активность, самоподдержание и дифференциацию // Биотех. Теорю Практ. - 2007. - №1, - С. 92-114.
26. Rybakova T.M., Bogdanov A.Yu., Belyaev N.N. Alpha-fetoprotein activated hematopoietic stem cells modulate cell mediated immune response // Abstracts-book of 16th European Congress of Immunology,
September 6-9, Paris, France. - 2006. - Р. 181.
27. Bogdanov A.Yu., Rybakova T.M., Belyaev N.N. Effect of alpha-fetoprotein activated hematopoietic stem cells on B cells differentiation and effector functions // Abstracts-book of 16th European Congress of
Immunology, September 6-9, Paris, France. - 2006. - Р. 182.
28. Li M.S., Li P.F., He S.P., Du G.G., Li G. The promoting molecular mechanism of alpha-fetoprotein on the growth of human hepatoma Bel7402 cell line // World J. Gastroenterol. – 2002. – Vol. 8, - P. 469-475.
29. Li M.S., Li P.F., Yang F.Y., He S.F., Du G.G., Li G. The intracellular mechanism of alpha-fetoprotein promoting the proliferation of NIH 3T3 cells //Cell. Res. – 2002. - Vol. 12, - P. 151-156.
30. Богданова Т.М., Богданов А.Ю., Беляев Н.Н. Анализ вторичных мессенджеров в функциональной активности гемопоэтических стволовых клеток при их индукции альфа-фетопротеином // Биотех.
Теор. Практ. - 2008. - №1, - С. 50-68.
31. Богданова Т.М., Рыбакова Е.В., Фомичева Е.В., Калыкова А.С., Бедарева Т.Е., Беляев Н.Н., Богданов А.Ю. Структура Cа2+-зависимых сигнальных путей, вовлеченных в передачу регуляторного сигнала
альфа-фетопротеина в гемопоэтических стволовых клетках костного мозга // Здор. и Болез. - 2008. - №6, - С.121-138.
32. Богданова Т.М., Рыбакова Е.В., Дубешко С.Ю., Бедарева Т.Е., Беляев Н.Н., Кулманов М.Е., Богданов А.Ю. Cтруктура цАМФ- зависимых сигнальных путей, вовлеченных в передачу регуляторного импульса альфа-фетопротеина в гемопоэтических стволовых клетках
костного мозга // Здор. и Болез. - 2009. - №6, - С.120-143.
33. Sugiura K, Ikehara S, Inaba M. Enrichment of murine bone marrow natural suppressor activity in the fraction of hematopoietic progenitors with interleukin-3 receptor-associated antigen // Experim. Hematol. –
1992. – Vol. 20, – P. 256-263.
34. Закирьянова Г.К., Беляев Н.Н. Изопикническое разделение клеток костного мозга // Методы молекул. биол. биохим. иммунохим. биотех. – Алматы: Гридан, 1999. - С. 175-178.
35. Богданов А.Ю., Саввулиди Ф.Г. Тлеулиева Р.Т., Беляев Н.Н. Альфа-фетопротеин как индуктор натуральных супрессорных (NS) клеток костного мозга I. Изотипические фракции NS-клеток и их
супрессорные эффекты // Биотех. Теор. Практ. – 2004. – № 3, - С. 83-89.
36. Rosenberg I.M. Protein analysis and Purification. – Boston: Birkhäuser. 1996. - 434p.
2. Yin Z.F., Wang C.H. Research advances on alpha-fetoprotein physiological function and clinical potential //Ai Zheng. - 2003. - Vol. 22, - P. 108-121.
3. Mizejewski G.J. Alpha-fetoprotein as a biologic response modifier: Relevance to domain and subdomain structure // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. – 1997. - Vol. 215, - P. 333-362.
4. Sell S., Becker F.F., Leffert H.L., Watabe L. Expression of an oncodevelopmental gene product (alphafetoprotein) during fetal development and adult oncogenesis // Cancer Res. - 1976. - Vol. 36, - P. 4239-4249.
5. Trojan J., Uriel J. Immunocytochemical localization of alpha-fetoprotein (AFP) and serum albumin (ALB) in ecto-, meso- and endodermal tissue derivatives of the developing rat // Oncodev. Biol. Med. - 1982. - Vol.
3, - P. 13-22.
6. Mares V., Kovaru F., Kovaru H. Alpha-fetoprotein in the brain of developing rats and pigs. An immunofluorescent study of cell-and-tissue differentiation // Basic Appl. Histochem. - 1982. - Vol. 261, - P.
53-63.
7. Bartha J.L., Comino-Delgado R., Arce F., Alba P., Brooullon J.P., Manel B.M. Relationship between alphafetoprotein and fetal hematopoiesis // J. Reprod. Med. - 1994. - Vol. 44, - P. 689-697.
8. Ruoslahti E., Seppala M. Alpha-Fetoprotein in cancer and fetal development. // Adv. Cancer Res. – 1979. –Vol. 29, - P. 275-234.
9. Gabant P., Forrester L., Nichols J., van Reeth T., de Mees C., Pajack B., Watt A., Smitz J., Alexandre H., Szpirer C., Szpirer J. Alpha-fetoprotein, the major fetal serum protein, is not essential for embryonic
development but is required for female fertility // Proc. Natl. Acad. Sci. - 2002. - Vol. 99, - P. 12865-12870.
10. Gillespie J.R., Uversky V.N. Structure and function of alpha-fetoprotein: a biophysical review // Biochim. Biophys. Acta. - 2000. - Vol. 1480, - P. 41-56.
11. Chen H., Egan J., Chiu J.F. Regulation and activities of alpha-fetoprotein // Crit. Rev. Eukaryot. Gene. Exp. - 1997. - Vol. 7, - P. 11–41.
12. Mizejewski G. Levels of AFP during pregnancy and early infancy in normal and disease states // Obstet. Gynecol. Surv. – 2003. – Vol. 58, - P. 17–35.
13. Dudich E., Semenkova L., Gorbatova E., Dudich I., Khromykh L., Tatulov E., Grechko G., Sukhikh G. Growth-regulative activity of human alpha-fetoprotein for different types of tumor and normal cells // Tumor
Biol. - 1988. - Vol. 19, - P. 30-40.
14. Toder V., Bland M., Gold-Gefter L., Nebel J. The effect of alpha-fetoprotein on the growth of placental cells in vitro // Placenta. - 1983. - Vol. 4, - P. 79-86.
15. Keel B.A., Eddy K.B., Cho S., Gangrade B.K., May J.V. Purified human alpha fetoprotein inhibits growth factor-stimulated estradiol production by porcine granulosa cells in monolayer culture // Endocrinology. -
1992. - Vol. 130, - P. 3715-3717.
16. Leffert H.I., Sell S. Alpha-fetoprotein biosynthesis during the growth cycle of differentiated fetal rat hepatocytes in primary monolayer culture // J. Cell. Biol. - 1974. - Vol. 61, - P. 823-829.
17. Hamel S., Hoskin D.W., Hooper D.C., Murgita R.A. Phenotype and function of bone marrow-derived T and non-T cells activated in vitro by alpha-fetoprotein // In Mizejewski G.J., Jacobson H.I., Eds. Biological
Activities of Alpha-Fetoprotein. - Boca Raton: CRC Press, 1987. - P. 167-177.
18. Bartha J.L., Romero-Carmona R., Comino-Delgado R., Arce F., Arrabal J. Alpha-fetoprotein and hematopoietic growth factors in amniotic fluid // Obstet. Gynecol. – 2000. – Vol. 96, - P. 588 –592.
19. Scrova I.A., Yunker V.M., Kaledin V.I. High levels of alpha-fetoprotein and persistence of hemopoiesis in the liver of nude mice // Oncodev. Biol. Med. - 1982. - Vol. 3, -P. 351-363.
20. Hwang S.J., Lee S.D., Wu J.C. Clinical evaluation of erythrocytosis in patients with hepatocellular carcinoma // Chuang. Hua. Hsueh. Tsa. Chih. Tapei. - 1994. - Vol. 53, - P. 262-269.
21. Sakisaka S., Watanabe M., Tateishe H., Harada M., Shakado S. Erythropoietin production in hepatocellular carcinoma cells associated with polycythemia: Immunohistochemical evidence // Hepatology. - 1993. - Vol.
18, - P.1357–1362.
22. Hammer R.E., Krumlauf R., Camper S.A., Brinster R.I., Tilghman S.M. Diversity of AFP gene expression in mice is generated by a combination of separate enhancers // Science. - 1987. - Vol. 235, - P. 53-58.
23. Kubota H., Storms R.W., Reid L.M. Variant forms of AFP transcripts expressed in human hepatopoietic progenitors // J. Biol. Chem. - 2002. - Vol. 277, - P. 27629-27635.
24. Рыбакова Т.М., Фомичева Е.В., Дубешко С.Ю., Беляев Н.Н., Богданов А.Ю. Влияние альфа-фетопротеина на биологическую активность гемопоэтических стволовых клеток в условиях ex vivo I:
воздействие на ростовой потенциал // Биотех. Теор. Практ. - 2007. - №1, - С.76-91.
25. Рыбакова Т.М., Низкородова А.С., Жигайлов А.В., Беляев Н.Н., Богданов А.Ю. Влияние альфа-фетопротеина на биологическую активность гемопоэтических стволовых клеток в условиях ex vivo
II: воздействие на экспрессию и продукцию супрессорных факторов, клоногенную активность, самоподдержание и дифференциацию // Биотех. Теорю Практ. - 2007. - №1, - С. 92-114.
26. Rybakova T.M., Bogdanov A.Yu., Belyaev N.N. Alpha-fetoprotein activated hematopoietic stem cells modulate cell mediated immune response // Abstracts-book of 16th European Congress of Immunology,
September 6-9, Paris, France. - 2006. - Р. 181.
27. Bogdanov A.Yu., Rybakova T.M., Belyaev N.N. Effect of alpha-fetoprotein activated hematopoietic stem cells on B cells differentiation and effector functions // Abstracts-book of 16th European Congress of
Immunology, September 6-9, Paris, France. - 2006. - Р. 182.
28. Li M.S., Li P.F., He S.P., Du G.G., Li G. The promoting molecular mechanism of alpha-fetoprotein on the growth of human hepatoma Bel7402 cell line // World J. Gastroenterol. – 2002. – Vol. 8, - P. 469-475.
29. Li M.S., Li P.F., Yang F.Y., He S.F., Du G.G., Li G. The intracellular mechanism of alpha-fetoprotein promoting the proliferation of NIH 3T3 cells //Cell. Res. – 2002. - Vol. 12, - P. 151-156.
30. Богданова Т.М., Богданов А.Ю., Беляев Н.Н. Анализ вторичных мессенджеров в функциональной активности гемопоэтических стволовых клеток при их индукции альфа-фетопротеином // Биотех.
Теор. Практ. - 2008. - №1, - С. 50-68.
31. Богданова Т.М., Рыбакова Е.В., Фомичева Е.В., Калыкова А.С., Бедарева Т.Е., Беляев Н.Н., Богданов А.Ю. Структура Cа2+-зависимых сигнальных путей, вовлеченных в передачу регуляторного сигнала
альфа-фетопротеина в гемопоэтических стволовых клетках костного мозга // Здор. и Болез. - 2008. - №6, - С.121-138.
32. Богданова Т.М., Рыбакова Е.В., Дубешко С.Ю., Бедарева Т.Е., Беляев Н.Н., Кулманов М.Е., Богданов А.Ю. Cтруктура цАМФ- зависимых сигнальных путей, вовлеченных в передачу регуляторного импульса альфа-фетопротеина в гемопоэтических стволовых клетках
костного мозга // Здор. и Болез. - 2009. - №6, - С.120-143.
33. Sugiura K, Ikehara S, Inaba M. Enrichment of murine bone marrow natural suppressor activity in the fraction of hematopoietic progenitors with interleukin-3 receptor-associated antigen // Experim. Hematol. –
1992. – Vol. 20, – P. 256-263.
34. Закирьянова Г.К., Беляев Н.Н. Изопикническое разделение клеток костного мозга // Методы молекул. биол. биохим. иммунохим. биотех. – Алматы: Гридан, 1999. - С. 175-178.
35. Богданов А.Ю., Саввулиди Ф.Г. Тлеулиева Р.Т., Беляев Н.Н. Альфа-фетопротеин как индуктор натуральных супрессорных (NS) клеток костного мозга I. Изотипические фракции NS-клеток и их
супрессорные эффекты // Биотех. Теор. Практ. – 2004. – № 3, - С. 83-89.
36. Rosenberg I.M. Protein analysis and Purification. – Boston: Birkhäuser. 1996. - 434p.
Downloads
How to Cite
БОГДАНОВА, Т. М., СУПНИЯЗОВА, Т. А., РЫБАКОВА, Е. В., КУЛМАНОВ, М. Е., & БОГДАНОВ, А. Ю. (2016). АКТИВАЦИЯ Са2+- И цАМФ-ЗАВИСИМЫХ СИГНАЛЬНЫХ ПУТЕЙ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА В ГЕМОПОЭТИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТКАХ КОСТНОГО МОЗГА АФП-ИНЪЕЦИРОВАННЫХ ЖИВОТНЫХ. Eurasian Journal of Ecology, 27(1). Retrieved from https://bulletin-ecology.kaznu.kz/index.php/1-eco/article/view/118
Issue
Section
ASSESSMENT OF THE EFFECTS OF ENVIRONMENTAL POLLUTANTS ON BIOTA AND HEALTH OF THE
