Введение к работе
Актуальность работы. Реализация физиологических и биохимических процессов в различных тканях обусловлена действием множества регуляторных молекул. Регуляция происходит как внутри клетки с участием цитоплазматических белков, так и со стороны межклеточного пространства посредством взаимодействия различных лигандов с рецепторами клеточной поверхности. Изучению биорегуляторов в науке вообще и в биофизике и биотехнологии в частности уделяется большое внимание. Это связано с тем, что, полученные о структуре и механизме действия биорегуляторов, знания являются основой для понимания сущности процессов, происходящих в живых системах. В биотехнологии различные биорегуляторы широко используются, прежде всего, в качестве лекарственных средств.
Настоящее исследование посвящено изучению эндогенных биорегуляторов, которые на основании своеобразия их свойств и активности, выделены в отдельную группу мембранотропных гомеостатических тканеспецифических биорегуляторов (МГТБ).
В качестве объектов исследования были выбраны МГТБ сыворотки крови и костной ткани млекопитающих. Несмотря на то, что сывороточный биорегулятор ранее был выделен, были изучены некоторые его свойства и на его основе разработаны два фармакологических препарата имеющиеся сведения о его структуре и свойствах, оказались недостаточными. Поэтому в настоящей работе продолжено исследование его свойств и, особенно, его специфической биологической активности. Биорегулятор, выделенный из костной ткани, в настоящей работе изучен впервые.
Цель и задачи исследования Целью настоящей работы явилось исследование биорегуляторов, выделенных из сыворотки крови и костной ткани млекопитающих.
В отдельные задачи исследования входило:
-
Выделить биорегулятор из костной ткани млекопитающих и изучить некоторые физико-химические свойства биорегулятора, выделенного из костной ткани (вторичная структура, наноразмерное состояние, а также значение мол. массы).
-
Выделить МГТБ из сыворотки крови млекопитающих и исследовать ряд его физико-химических свойств.
-
Изучить условия инактивации сывороточного биорегулятора.
-
Разработать новые экспериментальные модели для изучения специфической активности биорегуляторов, выделенных из костной ткани и сыворотки крови мл екопитаю щих.
Новизна работы. Впервые из костной ткани крыс был выделен МГТБ, который проявляет физико-химические свойства и активность, характерные для всех биорегуляторов данной группы. Впервые показано, что в состав МГТБ сыворотки крови входят биологически активные пептиды и белок, модулирующий их активность, который представляет собой ранее неизученную изоформу преальбумина сыворотки крови. Определены фрагменты первичных структур пептида и белка-модулятора, входящих в состав МГТБ сыворотки крови.
Для исследования специфической биологической активности биорегуляторов, выделенных из сыворотки крови и костной ткани млекопитающих, были разработаны новые модели роллерного органотипического культивирования кожи и регенерата хвоста тритона Pleurodeles waltl. Впервые показано, что оба биорегулятора оказывают протекторное действие на ткани кожи и хряща, которое выражается в поддержании жизнеспособности клеток и структуры этих тканей.
Практическая значимость. Результаты, полученные при исследовании ранозаживляющего действия биорегулятора, выделенного из сыворотки крови, указывают на перспективность разработки на его основе новых препаратов для применения в травматологии и хирургии, особенно, челюстно-лицевой. Эти препараты следует использовать при травмах, ожогах кожи как высокоэффективные ранозаживляющие средства, которые будут способствовать восстановлению структуры кожи. Кроме того, представляется актуальной разработка препаратов на основе биорегуляторов, выделенных из сыворотки крови и костной ткани, для применения в ортопедии и травматологии при лечении переломов, заболеваний суставов.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены: на конференции «Эндогенные соединения в морфогенезе и восстановительных процессах -интегрирующие и регуляторные системы: теория и практика» Москва, 1-2 декабря 1999 г.; на XIII зимней международной молодежной научной школе «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии». Москва. 7-9 февраля 2001 г.; на конференции молодых ученых Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН Москва, 8 декабря, 2004 г.; на XIV Школе «Актуальные проблемы биологии развития и биотехнологии» Звенигород, 28 февраля - 4 марта 2005 г.; на V Всероссийском научном семинаре и молодежной научной школе «Химия и медицина» Уфа, 5-8 сентября 2005 г.; на конференции «Биология стволовых клеток: фундаментальные аспекты», Москва, 17 - 18 ноября 2005 г.; на V ежегодной Международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗы «Биохимическая физика», Москва, 14-16 декабря 2005 г.; на конференции молодых ученых Института биологии развития им. Н.К. Кольцова
5 РАН, Москва, 21 декабря 2005 г.; на IV Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине», Санкт-Петербург, 3-7 июля 2006 г.; на конференции молодых ученых Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН Москва, 29 ноября 2006 г.; на симпозиуме с международным участием «Клеточные, молекулярные и эволюционные аспекты морфогенеза», Москва, 9-11 октября 2007; на VII Ежегодной международной молодёжной конференции ИБХФ РАН - ВУЗы «Биохимическая физика». Москва, 12 - 14 ноября 2007 г.; на конференции молодых ученых Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН Москва, 12 - 13 декабря, 2007; на IV Международном симпозиуме «Механизмы действия сверхмалых доз» Москва, 28-29 октября 2008; на XV Школе «Актуальные проблемы биологии развития». Звенигород. 20-24 октября 2008; на V Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине», Санкт-Петербург, 29 июня - 3 июля, 2009.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, из них 6 статей в журналах, входящих в Перечень ВАК РФ, 3 статьи в книгах и сборнике, 16 тезисов докладов.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах и включает следующие главы:
