Введение к работе
Актуальность работы
Изучение различных биорегуляторов является чрезвычайно важной задачей современной биологии, в том числе биофизики. Большой интерес для исследователей представляют так называемые мембранотропные гомеостатические тканеспецифические биорегуляторы (МГТБ), обнаруженные в животных, растительных тканях, в микроскопических грибах. МГТБ в сверхмалых дозах (СМД) влияют на важнейшие биологические процессы (адгезия, миграция, пролиферация, дифференцировка клеток, биосинтез и тд.) и по сути должны обеспечивать состояние органо-тканевого гомеостаза. На их основе разработаны фармакологические препараты нового поколения.
Ранее было показано, что МГТБ присутствуют в различных тканях млекопитающих, в том числе, в тканях печени и легкого. Показано, что биорегуляторы данной группы локализованы в межклеточном пространстве и проявляют мембранотропное действие – изменяют вязкоупругие свойства и проницаемость плазматической мембраны клеток. Биорегуляторы были объединены в отдельную группу на основании сходства их физико-химических свойств и характера биологического действия. МГТБ присутствуют в растворах в виде наноразмерных частиц, содержащих белки, углеводы, липиды. Показано, что белковая компонента ответственна за проявление МГТБ биологической активности, причем основную роль в этом играют небольшие пептиды молекулярной массой не более 6 кДа. Было показано, что действие данных биорегуляторов носит тканеспецифический характер: биорегуляторы влияют на биологические процессы только в ткани - источнике их выделения. Однако молекулярные основы тканевой специфичности до сих пор остаются мало изученными.
Цель работы
Целью данного исследования являлось изучение тканевой специфичности действия биорегуляторов, выделенных из тканей печени и легкого млекопитающих.
В отдельные задачи исследования входило:
получить фракции, содержащие МГТБ тканей печени и легкого млекопитающих;
изучить тканевую специфичность биологического действия отдельных фракций МГТБ, выделенных из печени и легкого на двух экспериментальных моделях in vitro: определения мембранотропной активности и роллерного органотипического культивирования печени тритона Pleurodeles waltl;
изучить методами электрофореза, обращенно-фазовой ВЭЖХ и масс-спектрометрии состав отдельных фракций МГТБ
исследовать белки-модуляторы, входящие в состав МГТБ, выделенных из тканей печени и легкого крыс;
изучить методами иммуногистохимии состояние печени тритона до и после воздействия МГТБ;
сравнить лекарственные вещества, проявляющие гепатопротекторные свойства, на модели роллерного органотипического культивирования печени тритона Pleurodeles waltl in vitro.
Научная новизна
Показано, что в тканях печени, легкого млекопитающих присутствуют биорегуляторы, белковой природы, имеющие сложное строение, биологическое действие которых проявляется в СМД и характеризуется наличием тканевой, но не видовой специфичности. Биорегуляторы могут быть выделены как из свежеприготовленной ткани, так и из ткани, предварительно подвергшейся замораживанию. Показана тканевая специфичность мембранотропной активности фракций биорегуляторов, выделенных из печени, легкого и тонкого кишечника. Впервые показано, что в осадках тканевых экстрактов, полученных после высаливания белков сернокислым аммонием, присутствуют белки, влияющие на характер биологической активности низкомолекулярных пептидов - модуляторы. Методами масс-спектрометрии установлено, что данные биорегуляторы относятся к семейству сывороточных альбуминов. Впервые продемонстрировано отсутствие корреляции в биологическом действии МГТБ на модели мембранотропной активности и на модели роллерного органотипического культивирования. Продемонстрирована тканевая специфичность действия биорегуляторов на модели роллерного органотипического культивирования. Впервые методами иммуногистохимии проведена оценка состояния ткани тритона после роллерного органотипического культивирования. Впервые продемонстрирована локализация на поверхности клеток печени тритона макрофагального антигена человека.
Практическая значимость работы
Изученные МГТБ могут быть использованы в качестве основы для создания фармакологических и профилактических препаратов нового поколения для нормализации функций печени и легкого. Полученные данные указывают на возможность применения модели роллерного органотипического культивирования печени тритона in vitro для поиска новых гепатопротекторных веществ. Результаты данного исследования могут быть использованы в курсах лекций по клеточной биологии и клеточных технологиях.
Структура и объем диссертации
