CC BY
541
DOI: 10.23868/201703003
ГЕНОМНЫЕ И НЕГЕНОМНЫЕ ЭФФЕКТЫ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Н.М. Тодосенко, Ю.А. Королева, О.Г. Хазиахматова, К.А. Юрова, Л.С. Литвинова
Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта, Калининград, Россия
Genomic and non-genomic effects of glucocorticoids
N.M. Todosenko, YuA. Koroleva, O.G. Khaziakhmatova, K.A. Yurova, L.S. Litvinova Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad, Russia
В обзоре описано строение классического ядерного глюкокортикоидного рецептора, связанного в неактивной форме с белками шаперонного комплекса. Проанализированы геномные механизмы регуляции экспрессии генов, а также быстродействующие эффекты глюкокортикоидов негеномной природы.
Ключевые слова: глюкокортикоиды, ядерные рецепторы, экспрессия генов, воспаление.
Введение
Глюкокортикоиды (ГК) — стероидные гормоны, оказывающие плейотропное воздействие на развитие, обмен веществ, когнитивные функции и другие физиологические функции [1]. ГК обладают мощным противовоспалительным, иммуносупрессорным и противоаллергическим действием [2]. Синтетические ГК чрезвычайно широко используются в клинической практике, в том числе при лечении многих воспалительных и атопических заболеваний [1]. Тем не менее, их клиническое применение ограничивается многочисленными, непредсказуемыми и потенциально серьезными побочными эффектами, особенно при высоких дозах и длительном применении. Нежелательные побочные эффекты включают в себя подавление гипоталамо-гипофизарной системы, остеопороз, замедление роста костей, повышение восприимчивости к инфекциям, неблагоприятное воздействие на кожу и глаза, острую надпочечни-ковую недостаточность, поведенческие изменения и нарушения липидного обмена [1, 3—6]. Вышесказанное является движущей силой для интенсивного поиска новых синтетических ГК с оптимальным соотношением пользы и риска.
Гзномные эффекты ГК
Действие ГК опосредовано активацией ГК рецептора (ГР), который способствует снижению провос-палительного ответа или ингибированию активации экспрессии провоспалительных транскрипционных факторов, сигнальных путей или подавлению экспрессии противовоспалительных белков [7]. Выявление геномных механизмов действия ГК представляет собой интересное направление, которое может служить базисом для разработки новых, патогенетически обоснованных подходов в лечении различных заболеваний с помощью ГК.
Существует два основных типа ядерных рецепторов, способных связывать ГК: 1) ГР, являющийся первым членом С-группы ядерных рецепторов третьего подсемейства (NR3C1), расположенный на 5 хромосоме (5q31); 2) минералокортикоидный рецептор (МР, NR3C2), локализованный на 4 хромосоме (4q31) [8]. Высокий уровень экспрессии МР был отмечен для клеток белой и бурой жировой тканей, в головном мозге, сердце, печени, почках
e-mail: [email protected]
The overview describes the structure of a classic nuclear glucocorticoid receptor associated bound in inactive form to proteins chaperone complex. We analyzed genomic mechanisms regulated the gene expression, as well as a fast-acting glucocorticoid effects of not genomic nature.
Keywords: glucocorticoids, nuclear receptors, gene expression, inflammation.
мышей и человека [8]. МР обычно активируется при связывании альдостерона и кортикостероидов (кор-тизол), следствием чего является усиленная реаб-сорбция воды и ионов в почках [8]. Известно, что ГР экспрессируется практически во всех типах клеток и тканей [9] и их плотность варьирует от 2000 до 30 000 сайтов связывания на клетку [2], но самый высокий уровень экспрессии ГР был зарегистрирован на Т-лимфоцитах [8].
Установлено, что ГР кодируется одним геном — NR3C1 [9, 10, 11], расположенным на 5-й хромосоме и состоящим из 9 экзонов [10]. Однако альтернативный сплайсинг (1 и 9 экзонов) этого гена создает ГР-а (состоит из экзонов 2—8 и 50 аминокислот, добавленных из экзона 9а) [8] и ГР-р изо-формы (состоит из 2—8 экзонов с добавлением 15 аминокислот из экзона 9р), которые отличаются С-концевыми (карбоксильными) доменами [9, 10] (рис. 1). Человеческий ГР-а является классическим белком, опосредующим широкий спектр биологических действий ГК [9, 11, 12]. Выявлено, что экспрессия ГР-а в тканях выше, чем ГР-р [9, 10]. ГР-а способен связывать эндогенные ГК и опосредовать различные сигнальные механизмы [10]. ГР-р располагается в основном в ядре, не связывает ГК агони-сты и является противоположным по действию ГР-а [9]. Обнаружено, что ГР-р регулирует экспрессию большого числа генов, независимо от активности ГР-а [9, 13—15]. В то же время, ГР-р не может связывать известные ГК и является транскрипционно не активным [10]. Помимо ГР-р, были определены три изоформы: ГР-у, ГР-А и ГР-Р [8, 9, 10, 16-20], которые на сегодняшний день недостаточно охарактеризованы. Их физиологическая роль остается не-выявленной [10].
Установлено, что изоформы ГР-а и ГР-р могут подвергаться альтернативной инициации трансляции зрелой мРНК во 2-м экзоне, который генерирует несколько ГР изоформ с разными свойствами [9], в результате чего образуются ГР-изоформы с усеченной N-терминальной областью, для ГР-а: ГР-а-А, -В, -С1, -С2, -С3, -D1, -D2 и -D3; подобные изоформы рецептора могут быть получены и из ГР-р [9-11, 16, 21]. Недавно было выявлено, что изоформа ГР-а-С3 является наиболее эффективной при индукции апоптоза про-генов в остеосаркомных клеточных
линиях человека, по сравнению с классическим ГР-а [10]. С другой стороны, изоформа ГР-а-й3 обладает низкой активностью в отношении генерации тех же транскрипционных ответов [10].
ГР состоит из трех основных функциональных доменов: 1\1Н2-концевого трансактивационного домена (NTD) или функционального активатора-1 (AF-1), центрального ДНК-связывающего домена (DBD), С-концевого лиганд-связывающего домена (LBD) и небольшой гибкой части белка — шарнирной области [2, 8, 9, 10, 22] (рис. 1). Каждый домен выполняет определенную функцию: NTD обладает транскрипционной функцией активации AF-1 домена, а также имеет важное значение для образования базального транскрипционного аппарата; DBD состоит из двух белков цинковых пальцев, участвующих в связывании с ДНК, ядерной транслокации и ГР ди-меризации; LBD содержит домен AF-2, который взаимодействует с ко-регуляторами лиганд-зависимым образом [9, 10]. ГР-а может быть модифицирован через посттрансляционное фосфорилирование и убиквитинилирование [10]. Фосфорилирование Ser (S) в ГР-а в положениях 203, 211, 226 приводит к изменениям его внутриклеточной локализации и способности взаимодействовать с другими белками, в то время как убиквинтирование Lys (K) в положении 426 изменяет период полураспада ГР-а в клетке [10]. Точная физиологическая значимость этих и других посттрансляционных модификаций ГР-а остается неизвестной, однако признано, что они могут изменить ГК сигнализацию [10].
В неактивированном состоянии ГР находится в цитоплазме в комплексе с шаперонными молекулами: белками теплового шока (Hsp90, 70, 23) и иммунофиллинами (FKBP51, FKBP52, Cyp44, РР5) [2, 11,12, 16, 22, 23, 24-27] (рис. 2). Hsp70 распознает новые синтезированные молекулы ГР и связывается с его LBD-доменом [22]. Ко-шаперонный белок Hsp40 облегчает связывание Hsp70 с ГР для образования комплекса с низкой аффинностью по отношению к ГК [22]. Тем не менее, этот комплекс позволяет связывать Hsp90 димеры, увеличивающие уровень аффинности ГР для лиганда [22]. Таким образом, шаперонный комплекс облегчает связывание лиганда и обеспечивает стабильность рецептора, осуществляя правильную пространственную организацию ГР, транслоцируя его в ядро [22]. Кроме того, шаперонный комплекс модулирует активацию транскрипции или репрессию таргетных генов [22]. Также, Hsp90 участвует в образовании гормон-зависимого активационного состояния ГР, контролируя конечные стадии созревания ГР и позволяет ко-стабилизаторам и лигандам действовать в качестве аллостерических эффекторов [22]. Считается, что иммунофиллины FKBP51 и FKBP52 отрицательно и положительно регулируют транскрипционную активность ГР [22, 28]. Отмечено, что FKBP51 ингибиру-ет транслокацию ГР в ядро, а FKBP52 — усиливает [22, 28, 29]. Таким образом, FKBP5 (кодирующий FKBP51) действует в петле обратной отрицательной связи, ограничивая избыточную активность ГР в ответ на ГК [22, 29].
Рис. 1. Схема альтернативного сплайсинга гена человеческого ГР с образованием ГР-а и ГР-р изоформ. 1ЛР — нетранслируемый регион при синтезе мРНК; АТС — стартовый кодон. Полноразмерная доменная структура человеческих изоформ ГР-а и -р включает 1\1-терминальный регион, в состав которого входит АР-1-функциональный активатор-1; йБО — ДНК-связывающий домен; Н-шарнирная область и С-терминальный регион, который содержит 1_БП-лиганд-связывающий домен и АР-2-усеченный лиганд-связывающий домен, НБР90 — регион связывания белков теплового шока. Адаптировано из [8, 10]
ГР, как и другие рецепторы стероидных гормонов, являются фосфопротеинами, активность которых модулируется изменением статуса фосфорилирова-ния [2]. В цитоплазме происходит непосредственное связывание ГР с лигандом, образованный комплекс может взаимодействовать с такими сигнальными путями, как Р13К, Л\1К, про-белками 14-3-3 и компонентами Т-клеточного рецептора (ТСШ, модулируя экспрессию провоспалительных генов [13, 23, 30] (рис. 2).
Однако наиболее сложные события происходят под влиянием ГК именно на ядерном уровне. После связывания ГК с ГР происходит ремоделирование шаперонного комплекса, обнажается локализованная в ядре ГР-последовательность, что приводит к ядерной транслокации образованного комплекса ГК-ГР [2, 7, 23]. Для осуществления процесса транслокации необходимо, чтобы РКВР52 присоединился к белковому комплексу НБр90-Р23-ГР, так как целостность шаперонной конструкции играет здесь решающую роль [22]. Локализованная в ядре ГР последовательность присоединяет различные импортины (а-7 и -8), которые позволяют шаперон-ному комплексу взаимодействовать с элементами цитоскелета и передвигаться вдоль микротрубочек в ядро [22]. ГР претерпевает множественные посттрансляционные модификации, включая фос-форилирование и ацетилирование [22]. Например, фосфорилирование Э203 и Э211 остатков связано с взаимодействием лиганда, у многих других функции неизвестны [22].
Основным фактором, определяющим геномное связывание ГР и последующую регуляцию экспрессии генов, является доступность хроматина [22]. ДНК во всех эукариотических клетках плотно упако-
вана в нуклеосомы, являющиеся основными единицами хроматина. Были обнаружены так называемые пионерские транскрипционные факторы, инициирующие ремоделирование хроматина и определяющие доступные для связывания ГР хроматиновые области [22]. Таким образом, пионерские транскрипционные факторы позволяют ГР связываться с открытыми хроматиновыми сайтами [22]. Известно, что при взаимодействии ГР с ГР-связывающими сайтами в геноме, хроматиновая доступность увеличивается, привлекая дополнительные транскрипционные факторы и дополнительные молекулы ГР [22].
В ядре ГР регулирует экспрессию генов посредством двух основных механизмов [7, 22]. Первый механизм включает связывание димеризованного ГР с ДНК полиндромным и глюкокортикоид-реаги-рующими элементами (ГРЭ) (содержат две гекса-мерные половинки участков, разделенных тремя парами оснований (ООДДСДпппТОТТСТ)) [7, 9, 22, 30], в пределах промотора генов, с последующим привлечением ко-активаторов, приводящим к ремо-делированию хроматина и облегчению транскрипции за счет гибкости консенсусных последовательностей [22, 30] (рис. 2). Связывание ГР с ГРЭ, как правило, приводит к конформационным изменениям в рецепторе [10, 16] и трансактивации, где ГК индуцируют гены-мишени [9]. Существует несколько механизмов, посредством которых осуществляется связывание ГР-а с ДНК-областями, способствующими индукции генов [10]. Во-первых, если ГРЭ находится в непосредственной близости от ТАТА-бокса, ГР-а может привлекать ключевые компоненты базального транскрипционного аппарата к ТАТА-боксу, такие как фактор транскрипции 110, и, таким образом, непосредственно активировать ген [10].
Рис. 2. Геномный механизм действия ГК.
Hsp70, Hsp90, Hsp23 — белки теплового шока; Cyp55, PP5, FKBP52 — иммунофиллины; p160/SRC и CBP — ко-активаторы; TRIP6 и STAMP — ко-интегрины; нГРЭ — негативные глюкокортикоид-реагирующие элементы; TCR — Т-клеточный рецептор; POL — полимераза. Адаптировано из [10, 22, 23]
Если ГРЭ находится на расстоянии от ТАТА-элемента, то ГР-а может связаться с ко-активаторами, которые функционируют как мосты для привлечения базаль-ного транскрипционного аппарата [10]. Кроме того, ГР-а может способствовать ремоделированию хроматина ко-активаторами, которые изменяют нуклео-сомную структуру ДНК и создают более благоприятные условия для экспрессии генов [10]. Некоторые из этих ко-активаторов, таких как СВР, р300, р/CAF и SRC-1 являются гистон-ацетил-трансферазами, другие, такие как SWI/SNF, являются АТФ-зависимыми хроматин-ремоделирующими факторами [10]. Примерами генов, положительно регулирующих с ГРЭ, являются тирозин-аминотрансферазы, аланинамино-трансферазы и фосфоэнолпируваткарбоксикиназы, участвующие в глюконеогенезе печени [10].
Кроме того, связывание ГР с ГРЭ может привести к супрессии генов, в механизме, названном «трансрепрессия» [9, 31].
Несмотря на то, что ГРЭ долгое время считались консервативными, расширенный геномный анализ связанных ГР выявил, что вариабельность пар оснований в последовательности ГРЭ приводит к различиям в ГР активации [23]. Кроме того было показано, что лигированные и нелигированные ГР могут связываться с различными ДНК участками с использованием различных ко-активаторных комплексов определенным образом, в зависимости от типа клеток [22, 23]. Будет ли это всегда приводить к изменению экспрессии генов, неизвестно.
Второй способ регуляции транскрипции не зависит от димеризации, а основан на ДНК взаимодействиях ГР-мономеров с провоспалительными транскрипционными факторами (белок-белковые взаимодействия), такими как АР-1, NF-кВ, IRF-3, STAT, CREB, NFAT, T-Bet и GATA-3 [2, 7, 11, 22, 16, 22, 30], что приводит к блокированию активации транскрипции провоспалительных генов [9, 23] (рис. 2). Прямые белок-белковые взаимодействия были продемонстрированы между ГР и АР-1, р65 компонентом NF-кВ, некоторыми STAT (участники Janus (JAK) ки-назного пути) белками: STAT3, -4, -5, -6, предполагая, что ГК модулируют связывание или активацию этих транскрипционных факторов, изменяя тем самым экспрессию воспалительных генов [2, 10]. Активация JAK сигнального пути в результате фосфорили-рования и димеризации STAГ, ведет к их транслокации в ядро и последующему их взаимодействию с ГРЭ на ДНК [10]. STAГ5 физически взаимодействует с ГР-а [10]. STAГ5 непосредственно связан с ДНК, в то время как ГР-а рекрутируется на хроматин без него, непосредственно взаимодействуя с ДНК [10]. Комплекс ГР-а-STAT5 приводит к активации нескольких генов, необходимых для постнатального роста, в частности IGF-1 в печени [10]. Для этих взаимодействий требуется присутствие недавно идентифицированных ко-интеграторов ГР-опосредованной интерференции [23]. АР-1 может функционировать как гомо- и гетеродимер [9, 10, 11]. Наиболее распространенной гетеродимерной формой АР-1 является с-Fos/^Jun [9,10]. ГР-опосредованное ин-гибирование АР-1 достигается за счет нескольких механизмов: 1) связывание с ГРЭ на промоторе и привязывание к с-Jun, чтобы супрессировать транскрипционную активность АР-1; 2) непосредственное взаимодействие ГР с ^Jun-субъединицей АР-1 [9]. NF-кВ также участвует в регуляции транскрипции генов, участвующих в воспалительных процессах [9].
ЫР-кВ состоит из пяти членов: ЫР-кВ1 (р50/р105), ЫР-кВ2 (р50/р100), Пе!А (р65), с-Пе! и Пе!В [9, 10]. Неактивные ЫР-кВ комплексы находятся в цитоплазме с нековалентно связанным ингибирующим белком 1кВ [9, 10]. После активации комплекс ЫР-кВ / 1кВа фосфорилируется и 1кВ деградирует, что приводит к высвобождению ЫР-кВ и его транслокации в ядро. После этого ЫР-кВ в ядре связывается со специфическими участками ДНК (5'-ЗЗЗП1\11\1У-УСС-3') в промоторе или энхансере многочисленных областей провоспалительных генов [9]. Механизмы, с помощью которых ГР репрессируют активность ЫР-кВ, аналогичны тем, которые предложены для АР-1 [9] (рис. 2). ГР может физически взаимодействовать с Пе!А, а также последовательно связываться с белком Зпр-1, регуляторным фактором транскрипции интерферона 3 (1ПР3), который блокирует образование р65/1ПР3 комплекса. Связанный ГК с комплексом ЫР-кВ приводит к трансрепрессии ци-токинов и хемокинов [9]. ГК также может подавлять активность ЫР-кВ путем привлечения гистондеза-цетилазы к ЫР-кВ-зависимым промоторам [7, 9]. ГР взаимодействие с СПЕВ-связывающим белком и Р300, а также ГР фосфорилирование серина-2 в С-концевом домене РНК-полимеразы II являются общими механизмами, с помощью которых ГР способен отрицательно регулировать активность ЫР-кВ [9] (рис. 2). Недавние исследования демонстрируют важность взаимодействий ГР с р53 для контроля воспаления через ГР трансрепрессию ЫР-кВ [9]. ГР может также регулировать воспалительную реакцию путем индукции экспрессии белков, которые могут блокировать провоспалительные сигнальные пути.
Выявлен синергизм действия ГК с членами семейства рецепторов, активируемых пероксисомны-ми пролифераторами (РРАП), а именно РРАП-а и РРАП-у, регистрируемый в супрессивном влиянии на ЫР-кВ и 1ПР-3 зависимые таргетные гены. Ведутся исследования относительно обработки ГК РРАП-лигандами, которые откроют возможность повысить противовоспалительную активность ГК [10].
Кроме того, известно, что ГР могут взаимодействовать с инвертированными полиндромны-ми последовательностями, функционирующими в качестве негативных ГРЭ (нГРЭ) [9, 10, 12] (рис. 2). нГРЭ подобны ГРЭ и практически всегда располагаются в непосредственной близости от участков ДНК-связывания для других факторов транскрипции, необходимых для экспрессии генов [10]. Связывание ГР с нГРЭ способствует сборке ко-репрессорного комплекса и гистондезацетилаз, которые опосредуют ГК-зависимую супрессию специфических генов [9, 10]. Известно, что индукция ГРЭ-зависимых генов, таких как й118Р1/МКР-1, может внести существенный вклад в противовоспалительное действие ГК [23]. Индуцированная (через лигирование ГР) МКР-1 фосфатаза, дефосфорилирует Л\1К и МАРК р38, которые приводят к подавлению экспрессии провоспалителных генов и, соответственно, развитию провоспалительного ответа, но не на всех экспериментальных моделях [12, 23].
Негеномные эффекты ГК
После введения высоких доз ГК регистрируются быстрые негеномные эффекты ГК, которые реализуются в течение первых секунд или минут после воздействия препаратом [22]. На сегодняшний момент описано четыре подкатегории негеномного действия ГК:
1) мембранно-связанное (мГК); 2) цитозольное; 3) прямое физико-химическое взаимодействие ГК с клеточной мембраной; 4) митохондриальная передача ГК сигналов [22] (рис. 3).
Человеческий мГР (мембранный) впервые был описан в 1993 г. на злокачественных лимфоцитах, а затем обнаружен на мононуклеарных клетках периферической крови здоровых доноров [22]. Однако уровень экспрессии мГР был значительно ниже по сравнению с цитоплазматическим и ядерным ГР [22]. Отмечено, что увеличению экспрессии мГР способствует добавление липополисахарида [22]. Выявлено, что ГК могут оказывать супрессорное действие через Т-клеточный рецепторный белковый комплекс (ТСт [22].
Кроме того, высокие концентрации ГК приводят практически к полному насыщению цитозольных ГР, демонстрируя прямое воздействие на физико-химические свойства плазматической мембраны (текучесть, степень поглощения ионов), влияя на активность ионных каналов [22].
Также были обнаружены митохондриально-ГР специфические конструкции (МЬЯсох-ЭРР-ЭП), которые инициируют апоптоз при обработке ГК [22]. Соответственно, клетки, устойчивые к ГК-индуцированному апоптозу, показали сниженную транслокацию ГР в митохондрии [22] (рис. 3).
Одним из наиболее известных негеномных эффектов ГК является сокращение продукции провос-палительной молекулы арахидоновой кислоты (АК) путем ингибирования сигнального пути эпидермаль-ного фактора роста (БЭР) [10]. Бпс-киназа — часть мультимерного комплекса, изолирующего ГР-а, высвобождается при связывании гормона и фосфори-лирует липокортин-1. Фосфорилированный липо-кортин-1, в свою очередь, вытесняет адаптерный белок ЗгЬ2 от активных рецепторов эпидермального фактора роста. В результате снижается активность цитоплазматической фосфолипазы А2 (сР1_Д2), чьим ферментным продуктом является ДК [10].
Другим примером быстрых нетранскрипционных событий, связанных с ГК, является фосфоинозитид-ный 3-киназный (Р!3Кэ) сигнальный путь, который приводит к защитным эффектам относительно сердечно-сосудистой системы и головного мозга [10]. Физическое взаимодействие ГР-а с р85а, основной субъединицей Р!3К, может привести к увеличению активности Р!3К [10].
Известно, что дексаметазон, принадлежащий к классу синтетических ГК, индуцирует фосфо-рилирование 1_ск-киназы, чем усиливает хемо-киновую сигнализацию и функции человеческих Т-лимфоцитов в состоянии покоя [1]. Однократное введение высоких доз дексаметазона может активировать эндотелиальный синтез окиси азота (еЫОБ) и способствовать развитию противовоспалительного эффекта, подавляющего системное воспаление, через не-геномный сигнальный путь [1].
В дополнение выявлено, что ГК влияют на стабильность генов мРНК, кодирующих воспалительные пути регуляции экспрессии тристетрапролина [9, 11, 30]. Тристетрапролин играет важную роль в фазе разрешения воспалительного ответа, дестабилизации мРНК многих провоспалительных цитокинов и нацелен на их деградацию. Исследования свидетельствуют, что ГК могут подавлять воспалительный процесс косвенно, посредством индукции противовоспалительных молекул [9].
Таким образом, ГК могут модулировать воспаление непосредственно на уровне транскрипции, подавляя экспрессию генов провоспалительных молекул, или через пост-транскрипционные механизмы за счет взаимодействия с противовоспалительными белками [9].
Несмотря на основное противовоспалительное действие ГК, считается, что они также могут оказывать провоспалительные эффекты в ответ на острый стресс [9]. Так, лечение ГК может активировать периферическую иммунную реакцию гиперчувствительности замедленного типа [9]. Был обнаружен
Рис. 3. Негеномный механизм действия ГК.
ТСП — Т-клеточный рецептор; 1_ск — лимфоцитарная протеин-тирозинкиназа; Руп — прото-онкоген. Адаптировано из [22, 23]
повышенный уровень провоспалительного цитокина ИЛ-1р в центральной нервной системе в ответ на острый стресс, связанный с повышенной секрецией ГК [9]. Кроме того, последние исследования показывают, что постоянное введение ГК, классически рассматриваемое в качестве противовоспалительной терапии, может привести к системному выбросу лимфоцитов и моноцитов из костного мозга [9].
Заключение
ГК являются стероидными гормонами, секрети-руемыми корой надпочечников. В клетках ГК связываются с ГР и вызывают конформационные изменения мультимерного белкового комплекса ГР, расположенного в цитоплазме. Лиганд связывается с ГР и транслоцируется в ядро посредством присоединения к шаперонному комплексу дополнительных ко-активаторов, где изменяет экспрессию генов через ГРЭ или нГРЭ ДНК-зависимые участки. В качестве альтернативы, ГР также опосредуют транскрипционные изменения без прямого связывания ДНК, а с помощью физических взаимодействий с транскрипционными факторами, такими как БТАТэ, ЫРкВ, АР-1, и БМАй3 (белок-белковые взаимодействия). Трансляционные изоформы ГР селективно регулируют экспрессию генов, и, таким образом, значительно расширяют механизмы ГР сигнализации. Кроме того, вторичные сигнальные события ГК действия могут повлиять на мРНК или внести изменения в другие сигнальные каскады. Индукция гена или супрессия транскрипционных факторов посредством ГР может дополнительно вызывать вторичные из-
ni/ITEPATyPA:
1. Jiang Ch.L., Liu L., Li Zh. et al. The novel strategy of glucocorticoid drug development via targeting nongenomic mechanisms. Steroids 2015; 102: 27-31.
2. Adcock I.M., Caramori G. Cross-talk between pro-inflammatory transcription factors and glucocorticoids. Immunology and Cell Biology 2001; 79(4): 376-84.
3. García-Magallón B., Silva-Fernández L., Andreu-Sánchez J.L. et al. Update on the Use of Steroids in Rheumatoid Arthritis. Reumatol. Clin. 2013; 9(5): 297-302.
4. Saleh K.J., Kurdi A.J., El-Othmani M.M. et al. Perioperative Treatment of Patients with Rheumatoid Arthritis. J. Am. Acad. Orthop. Surg. 2015; 23(9): 38-48.
5. Zampeli E., Vlachoyiannopoulos P.G., Tzioufas A.G. Treatment of rheumatoid arthritis: Unraveling the conundrum. Journal of Autoimmunity 2015; 65: 1-18.
6. Black R.J., Joseph R.M., Brown B. et al. Half of UK patients with rheumatoid arthritis are prescribed oral glucocorticoid therapy in primary care: a retrospective drug utilisation study. Arthritis Research & Therapy 2015; 17: 375.
7. Oppong E., Cato A.C.B. Effects of Glucocorticoids in the Immune System. In: Wang J.C., Harris Ch., editors. Glucocorticoid signaling from molecules to mice to man. Advances in Experimental Medicine and Biology. New York: Springer; 2015. p. 217-33.
8. John K., Marino J.S., Sanchez E.R. et al. The glucocorticoid receptor: cause of or cure for obesity? Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2016; 310(4): 249-57.
9. Cruz-Topete D., Cidlowski J.A. One hormone, two actions: anti- and pro-Inflammatory effects of glucocorticoids. Neuroimmunomodulation 2015; 22(1-2): 20-32.
10. Baschant U., Tuckermann J. The role of the glucocorticoid receptor in inflammation and immunity. Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology 2010; 120(2-3): 69-75.
11. Revollo J.R., Cidlowski J.A. Mechanisms generating diversity in glucocorticoid receptor signaling. Glucocorticoids and Mood: Ann. N.Y. Acad. Sci. 2009; 1179: 167-78.
12. Ratman D., Berghe W.V., Dejager L. et al. How glucocorticoid receptors modulate the activity of other transcription factors: A scope beyond tethering. Molecular and Cellular Endocrinology 2013; 380(1-2): 41-54.
менения в экспрессии генов. И, наконец, быстрые не-геномные эффекты ГК сигнализации включают перестройку цитоплазматического комплекса ГР или кросс-взаимодействия белок-белковых связей с компонентами других сигнальных путей, а также подразумевают существование разных типов ГР (мембранные, митохондриальные). Очевидно, что многочисленные биологические процессы, в которых участвуют ГК, являются удивительно разнообразными по механизмам сигнализации и остаются до конца непонятыми. Вероятно, более подробное изучение клеточных сигнальных путей, активирующихся под влиянием ГК, позволит объяснить разнонаправленные эффекты глюкокортикостероидных гормонов и даст новые возможности в области разработки таргетных фармакологических препаратов против аутоиммунных расстройств.
Таким образом, ГК действительно являются плей-отропно действующими веществами, которые затрагивают различные клеточные механизмы сигнальной передачи. Несмотря на уже сделанные открытия в молекулярной и химической структуре ГР, их трансформации, процессах транслокации, геномных и негеномных эффектах, до сих пор много вопросов остаются нераскрытыми.
Благодарности
Работа выполнена в рамках программы повышения конкурентоспособности («дорожной карты») и субсидии «Организация проведения научных исследований 20.4986.2017/ВУ» Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта.
13. Bazso A., Szappanos Ä., Patocs A. et al. The importance of glucocorticoid receptors in systemic lupus erythaematosus. A systematic review. Autoimmun. Rev. 2015; 14(4): 349-51.
14. Ayroldi E., Macchiarulo A., Riccardi C. Targeting glucocorticoid side effects: selective glucocorticoid receptor modulator or glucocorticoidinduced leucine zipper? A perspective. Faseb J. 2014; 28(12): 5055-70.
15. Hartmann K., Koenen M., Schauer S. et al. Molecular Actions of Glucocorticoids in Cartilage and Bone During Health, Disease, and Steroid Therapy. Physiol. Rev. 2016; 96(2): 409-47.
16. Silverman M.N., Sternberg E.M. Glucocorticoid regulation of inflammation and its functional correlates: from HPA axis to glucocorticoid receptor dysfunction. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2012; 1261: 55-63.
17. Ingawale D.K., Mandlik S.K., Patel S.S. An emphasis on molecular mechanisms of anti-inflammatory effects and glucocorticoid resistance. J. Complement Integr. Med. 2015; 12(1): 1-13.
18. Bamberger C.M., Bamberger A.M., de Castro M. et al. Glucocorticoid receptor beta, a potential endogenous inhibitor of glucocorticoid action in humans. J. Clin. Invest. 1995; 95(6): 2435-41.
19. Nicolaides N.C., Galata Z., Kino T. et al. The human glucocorticoid receptor: molecular basis of biologic function. Steroids 2010; 75(1): 1-12.
20. Oakley R.H., Sar M., Cidlowski J.A. The human glucocorticoid receptor beta isoform. Expression, biochemical properties, and putative function. J. Biol. Chem. 1996; 271(16): 9550-9.
21. Ray D.W., Davis J.R., White A. et al. Glucocorticoid receptor structure and function in glucocorticoid-resistant small cell lung carcinoma cells. Cancer Res. 1996; 56(14): 3276-80.
22. Kelly A., Bowen H., Jee Y.K. et al. The glucocorticoid receptor beta isoform can mediate transcriptional repression by recruiting histone deacetylases. J. Allergy Clin. Immunol. 2008; 121(1): 203-8.
23. Kim S.H., Kim D.H., Lavender P. et al. Repression of TNF-a-induced IL-8 expression by the glucocorticoid receptor involves inhibition of histone H4 acetylation. Exp. Mol. Med. 2009; 41(5): 297-306.
24. Li L.B., Leung D.Y.M., Martin R.J. et al. Inhibition of histone deacetylase 2 expression by elevated glucocorticoid receptor in steroid-resistant asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2010; 182(7): 877-83.
25. Lui J.C., Nilsson O., Baron J. Growth plate senescence and catch-up growth. Endocr. Dev. 2011; 21: 23-9.
26. Grad I., Picard D. The glucocorticoid responses are shaped by molecular chaperones. Mol. Cell Endocrinol. 2007; 275(1-2): 2-12.
27. Pratt W.B. The role of heat shock proteins in regulating the function, folding, and trafficking of the glucocorticoid receptor. J. Biol. Chem. 1993; 268(29): 21455-8.
28. Pratt W.B., Toft D.O. Regulation of signaling protein function and trafficking by the hsp90/hsp70-based chaperone machinery. Exp. Biol. Med. 2003; 228(2): 111-33.
29. Pratt W.B., Toft D.O. Steroid receptor interactions with heat shock protein and immunophilin chaperones. Endocr. Rev. 1997; 18(3): 306-60.
30. Riggs D.L., Roberts P.J., Chirillo S.C. et al. The Hsp90-binding peptidylprolyl isomerase FKBP52 potentiates glucocorticoid signaling in vivo. EMBO J. 2003; 22(5): 1158-67.
31. Vermeer H., Hendriks-Stegeman B.I., van der Burg B. et al. Glucocorticoid-induced increase in lymphocytic FKBP51 messenger ribonucleic acid expression: a potential marker for glucocorticoid sensitivity, potency, and bioavailability. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2003; 88(1): 277-84.
Поступила: 07.01.2017
