Введение к работе
Актуальность проблемы. Высокий уровень холестерина в организме является ваннейшим риск;-фактором в патогенезе атеросклероза. Ключевую роль в годдеркании гомэостаза холестерина играет печень. Гепатоциты синтезируют значительное количество холестерина, выводят из кровотока большую часть холестерина, контролируют транспорт холестерина в организме, синтезируя и модифицируя липопротеины крози и желчи. Внутриклеточный баланс и транспорт холестерина регулируется. Важнейшими эндогенными регуляторами метаболизма холестерина в клетке является оксистеролы - производные холестерина и ланостерина, в молекуле которых помимо ЗС, -гидроксильной группы содергатся второй кислородсодержащий заместитель (окси-, кето-, или зпокси-гругша).
Оксистеролы обладают широким' спектром биологической активности: -они регулируют транскрипцию генов, влияют на активность, многих ферментов, контролируют деградацию и активность некоторых регуляторних и транспортных белков клетки, модифицируют клеточные мембраны Участие оксистеролов в биосинтезе и метаболизме холестерина интенсивно исследуется . Одной из первостепенных задач этих исследований являеася изучение метаболических, .регуляторних и транспортных процессов в клыке на молекулярном уровне. Другой важнейшей задачей является использование оксистеролов для направленного влияния на перечисленные выше процессы
Естественно, что структура молекулы определяет биологическую
активность оксйстерола. В ряду синтетических оксистеролов найдены
соединения, эффективно влияющие на активность многих ферментов био
синтеза и метаболизма холестерина в культивируемых клетках Синте
зированы оксистеролы, обладающие гипохблестеринемичзскии эффектом.
Поиск новых структур в ряду оксистеролов, влиятацих на метаболизм
холестерина, и исследование механизмов действия этих соединений в
культивируемых клетках в настоящее время широко проводится во всем
мире. _\
Даль а задачи ксслелрвания. В институте Экспериментальной Кардиологии КШ проводится поиск новых биологически активных соединений в ряду оксястеролов, фокусируя внимание: ка соединениях, влияющих на метаболизм холестерина.
Целью настоящей работы'является изучение влияния 3&-(2-оксиэтокск)
замещенных сгеролов на метаболизм холестерина -в культивируемых ге-
патоцитах. N
Структуры исследованных в данной работе 3g>-( 2-оксиэтокси)-стеро лов (стершщеллозольвов или стериловых простых эфиров этиленгликоля) -представлены на рисунке.
Рис. I. Структуры исследованных стерилцеллозольвов.
I 3 -(2-оксиэтокси) -хо лест-5-ен;
11 Зр -(2-оксизтокси)-5, бсО-эпоксихолестан;
III ър А.2-оксиэтокси)-холестан-5<А, б/S-диол;
IV 3 р А. 2-оксиэтокси) -холест-5-ен-7/> -ол;
V 3JB> —С 2-оксиэтокси) -холест-5-ен-7-он;
VI Зр Ч 2-оксиэтокси) -5сО-холест-8( 14)-ен-15-он.
Соединения I, -.VI являются 3jbг(2.-оксиэтоки)-замещенными структу-' рными аналогами холестерина (I), оксистеролов - продуктов автоокисления холестерина (и - V) и 5с^-холест-8(14)-ен-15-он-Зй>-ола -известного ингибитора биосинтеза стеролов (vi).
Рабочей гипотезой диссертации явилось предположение, что биологическая активность стерилцеллозольвов зависит и от структуры стериново-го фрагмента, и от наличия неприродного 2-оксиэтокси заместителя.
3 работе в основном использована первичная культура гепатоцитов сролика - наиболее адекватная клеточная модель для изучения метаболизма холестерина в печени и его регуляции под действием биологически активных и лекарственных средств. Часть экспериментов проведено-аа клетках гепатобластомы человека линии Hep G2 и фябробластах кожи человека. Для оценки нэкоторых биологических эффектов и ивтаболиче- -зких особенностей стерилцеллозольвов проведены опыты in. viv на митах, и на крысах.
В задачи работы входило:
-
Сравнительное исследование холестерилцеллозолъва I и холестерина: влияние на физические характеристики искусственных фосфолипидных мембран, распределение по органам и тканям крысы при внутривенном введении, связывание с гепато-цитами кролика в культуре и ЛХАТ-зависимое ацилированиэ этих сте ролов.
-
Изучение влияния стерилцеллозольвов на метаболизм холестерина в культивируемых клетках: 'скорость биосинтеза холестерина d novo, активность ОМГ-КЬА редуктазы, активность ЛНП рецепторов и секрецию аполипопротеинэ Е
-
Оценка гипохолестеринемического действия 3-( 2-оксиэтокси) -5&- ' холест-8( 14)-ен-15-она при введении с кормом мышам.
Научная яозчзпа работа В работе исследована биологическая активность новых синтетических оксистеролов - стерилцеллозольвов. Ранее было показано, что 3 -алкокси, 3 -ацилокси, п 3 -дезокси стеролы слабо ингибируит биосинтез холестерина в культуре клеток или неактивны. Результаты настоящей работы доказывают, что в противоположность другим 3 -замещенным стеролам 3 -(2-оксиэтокси) замещенные стеролы эффективно влияет на метаболизм холестерина в культивируемых клетках. Среди исследованных стерилцеллозольвов найдены сильные ингибиторы биосинтеза холестерина в гелатоцитах кролика. Инги-
бирование биосинтеза холестерина соединением v оказалось видоспеци-фичным, ингабирование соединением VI видоспецифичности не показало. В работе продемонстрировано гипохолестеринемическое действие стерил-целлозольва її, а также показано ингибирование активности ЖІ рецепторов и секреции аполипопротеина В этим соединением в культуре клеток. Принципиально новым является факт ацилирования неприродной
2-ОКСИЭТОКСЕ ГруППЫ ХОЛеСТерИЛЦеЛЛОЗОЛЬВа I in. vivo.
Теоретическое и практическое значение работы. Стерилцеллозольвы, близкие структурные аналоги стеролов, обязаны отличаться от соответствующих стеролов по метаболическим превращениям з клетке. В работе доказано, что стерилцеллозольвы і - VI влияют на метаболизм холестерина, однако, отличаются по биологической активности от соответствующих 3|Ь -гидроксистеролов. Это указывает на справедливость использованного подхода к конструированию новых биологически активных соединений в ряду оксистеролов.
Полученные в работе результаты служат основой для дальнейшего использования стерилцеллозольвоБ в-исследовании молекулярных механизмов регуляции внутриклеточного метаболизма и транспорта холестерина. Другим перспективным продолжением работы является исследование метаболических превращений стєрилцєллозрльвов в различных клеточных культурах. Обнаруженное гипохолестеринемическое действие 3 -{2-оксиэтокси)-5о1/-холест-8(14)-ен-15-она VI и найденные в работе различия ыеаду эффектами нового стерола VI и известного б^-холест-8(14)-ен-15-он-3/5>-ола служат основой для поиска новых соединений с гипохолестеринемической активностью в ряду 3> -замещенных 15-кетостеролоа
Апробация работы. Результаты представлены на 61-м и 62-м конгрессах Европейского общества по изучению атеросклероза (Лиссабон, Португалия, 1992; Єрусалим, Израиль, 1993); 5-й меддународной конференции "Органическая химия в ыедико-биологических исследованиях (REсов-5)" (Ассуа, Савойя, Франция, 1994), П-м международном конгрессе по атеросклерозу (Монреаль, Канада, 1994). Диссертация апробирована на ' межлабораторном семинаре ЮК КЩ РАМН.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из разделов: "Введение", "Литературный обзор", "Материалы и методы", "Результэ-