CC BY
44
Since 1999 ISSN 2226-7425
Журнал научных статей «Здоровье и образование в XXI веке» (Серия медицина) 2012, том 14 [2]
—-----------------------—
Pogorelova T.N., Gunko V.O.
Scientific Research Institute of obstetrics and pediatrics, Rostov-on-Don
POSTGENOMIC TECHNOLOGIES IN REVEALING PROTEIN-MARKERS OF THE PLACENTAL INSUFFICIENCY
Proteomic analysis of the proteins of the placental tissue has revealed significant differences in their composition during gestation, complicated with placental insufficiency, concerning their normal spectrum. Placental insufficiency is accompanied by the expression increase of 12 proteins, among which are: chaperones, cytoskeleton, enzymes of carbohydrate metabolism. The given expression of these proteins, obviously, fulfils the compensatory role in prolongation of gestation. At the same time for 60 proteins, taking part in the regulation of energy metabolism, processes of cell transduction, intercellular transport the decrease of the production was established. The revealed proteins of difference may serve as the markers of the mentioned pathology.
Key words: proteomic analysis, placental proteins, placental insufficiency.
Погорелова Т.Н., Гунько В.О.
Ростовский НИИ акушерства и педиатрии, Ростов-на-Дону
ПОСТГЕНОМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВЫЯВЛЕНИИ БЕЛКОВ-МАРКЕРОВ ПЛА-ЦЕНТРАНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
Протеомный анализ белков плацентарной ткани выявил значительные отличия в их составе при гестации, осложненной плацентарной недостаточностью, относительно их нормального спектра. Плацентарная недостаточность сопровождается повышением экспрессии 12 белков, в числе которых: шапероны, компоненты цитоскелета, ферменты углеводного обмена. Данная модификация экспрессии этих белков, очевидно, выполняет компенсаторную роль в пролонгировании гестации. В то же время для 60 белков, участвующих в регуляции энергетического обмена, процессах клеточной трансдукции, межклеточного транспорта, установлено снижение продукции. Выявленные белки отличия могут служить маркерами указанной патологии.
Ключевые слова: протеомный анализ, белки плаценты, плацентарная недостаточность.
В настоящее время не вызывает сомнения, что для наиболее успешного решения биомедицинских проблем необходимо привлечение современных методических подходов молекулярной биологии, в частности постгеномных технологий. К их числу относятся протеомные исследования, представляющие собой качественно новый этап в развитии системного анализа белковых молекул [1;2].
Применение протеомных технологий является весьма перспективным для выяснения ранее неизвестных механизмов нарушения молекулярных процессов на протяжении внутриутробного развития организма, во многом определяющего последующие этапы постнатального онтогенеза. Нормальное течение внутриутробного периода зависит от сбалансированного функционирования системы мать-плацента-плод, важную роль в которой играет плацента [3; 4].
На сегодняшний день единственным подходом, позволяющим осуществлять интегральный мониторинг функциональной активности генома клетки на белковом уровне, является двумерный электрофорез в полиакриламидном геле в сочетании с масс-спектрометрией и последующим анализом полученных результатов методами биоинформатики [5;6;7]. Этот алгоритм исследований использован нами при анализе протеомного спектра плаценты женщин с физиологической беременностью и осложненной плацентарной недостаточностью .
Масс-спектрометрический анализ позволил идентифицировать в плацентарной ткани белки различной клеточной и субклеточной локализации, большая часть которых приходится на внутриклеточные органеллы и цитоплазму, меньшая часть представлена белками мембран и цитоскелета. Среди идентифицированных экс-
Since 1999 ISSN 2226-7425
The journal of scientific articles “Health & education millennium” (series Medicine) 2012, tom 14 [2]
прессирующихся протеинов плаценты особое место занимают белки, ответственные за дифферен-цировку, пролиферацию клеток, апоптоз, а также обладающие антиоксидантными, антикоагуляци-онными свойствами, функциями шаперонов и трансдукторов клеточной сигнализации. Сопоставление белкового состава плаценты при нормальной беременности и осложненной плацентарной недостаточностью позволило выявить 60 белков, экспрессия которых снижена при данной патологии. Из них наиболее важное значение в регуляторных процессах имеют: аннексины А2 и А4, 60 Б кислый рибосомальный белок, прохиби-тин, ингибитор диссоциации ЯаЬ, 20 Б протеасо-ма, нейтральная альфа-гликозидаза АВ, митохондриальные цитратсинтаза и диеноил-КоА-изомераза. Значительное уменьшение при плацентарной недостаточности содержания указанных белков, участвующих в регуляции энергетического обмена, окислительно-восстановительных реакций, процессах клеточной трансдукции и межклеточного транспорта может существенно изменить метаболическую полноценность плаценты и нарушить гомеостаз в системе мать-плацента-плод. Наряду с этими отклонениями при недостаточности плаценты усиливается продукция ряда белков, слабо детектированных при физиологической беременности, в числе которых: тропомиозин, эндоплазмин - кальций-связывающий белок, являющийся шапероном; виментин - компонент цитоскелета, обеспечивающий целостность клеток, их устойчивость к внешним воздействиям. Кроме того, данный белок участвует в обеспечении внутриклеточного транспорта, осуществляя взаимосвязь между обменом веществ в клетке и работой сети промежуточных филаментов. К числу белков, отличающихся повышенной экспрессией при плацентарной недостаточности, относится также митохондриальная альфа-кетоглутаратдегидрогеназа, катализирующая наиболее уязвимый участок цикла трикарбоновых кислот. Указанная модификация
экспрессии белков выполняет, очевидно, компенсаторную роль, способствуя донашиванию осложненной беременности. В то же время выявленное снижение экспрессии плацентарных белков, характерных для нормальной беременности, свидетельствует о создании условий, приводящих к развитию плацентарной недостаточности, и, по-видимому, к последующим осложнениям периода новорожденности, что подтверждают результаты обследования наблюдаемых детей до конца первого месяца жизни. Выявленные белки отличия являются объективными маркерами плацентарной недостаточности.
ЛИТЕРАТУРА
3. Арчаков А.И. Постгеномные технологии и молекулярная медицина // Вест. РАН.-2004.-^74, N 5.- C.423-42S.
4. Говорун В.М., Арчаков А.И. Протеомные технологии в современной биомедицинской науке // Биохимия.-2002.-Т.б7, N 10.- P.1341-1359.
5. Погорелова Т.Н., Линде В.А., Крукиер И.И. и др. Молекулярные механизмы регуляции метаболических процессов в плаценте при физиологически протекающей и осложненной беременности. -Спб.: Гиппократ, 2011. - 304 с.
6. Радзинский В.Е., Смалько П.Я. Биохимия плацентарной недостаточности. - М.: РУДН, 2001. -
273 с.
7. May C., Brosseron F., Chartowski P. et al. Instruments and methods in proteomics // Methods Mol. Biol. -2011.-Vol.696. - P.3-26.
S. Rabilloud T., Chevallet M., Luche S., Lelong C. Two-dimensional gel electrophoresis in proteomics: Past, present and future // J. Proteomics. -2010. -Vol.73, N 11. - P.2064-2077.
9. Walsh G.M., Rogalski J.C., Klockenbusch C., Kast J. Mass spectrometry-based proteomics in biomedical research: emerging technologies and future strategies // Expert Rev. Mol. Med.-2010.-Vol.23, N 12.- P.e30.
