Теоретическое и прикладное значение белков теплового шока 70 кДа; возможность практического применения и фармакологической коррекции Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРИКЛАДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА 70 КДА; ВОЗМОЖНОСТЬ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ

© Андреева Л. И.

Российская Военно-медицинская академия, Санкт-Петербург, 194175

Ключевые слова

белки теплового шока 70 кДа, экспрессия, локализация, стресс. '

Андреева Л.И. Теоретическое и прикладное значение белков теплового шока 70 кДа; возможность практического применения и фармакологической коррекции // Обзоры по клин, фармакол. и лек. терапии. 2002. Т. 1. № 2. С. 2-18. Российская военно-медицинская академия, Санкт-Петербург 194175, Лебедева ул., 6.

В обзоре рассмотрено физиологическое значение белков теплового шока (БТШ), являющихся маркерами состояния стресса. Основное внимание уделено БТШ70 кДа, его экспрессии, локализации, цитопротекторным и иммуногенным свойствам БТШ, значению в механизмах устойчивости клетки и организма в целом. Специальный раздел посвящен возможностям практического применения БТШ и фармакологической коррекции отклонений в функционировании системы данного типа белков. Библ. 149 назв..

Способность организма животных и человека при-. спосабливаться к меняющимся условиям среды, а' также приобретать устойчивость к повторному действию повреждающих, патогенных факторов связана с реализацией физиологических механизмов адаптации, в которых прежде всего задействованы нервная, эндокринная, иммунная системы. Как выяснилось в последние годы, на клеточном уровне приобретение ' устойчивости к действию неблагоприятных факторов, выживаемость клетки обусловлена изменением липидного состава клеточных мембран, повышением активности и емкости различных антиоксидантных систем, а также напрямую связаны с повышением содержания белков теплового шока (белков стресса) [12, 14, 15, 46, 106, 137 и многие другие].

Идеология исследований, касающихся белков теплового шока, находится в тесной связи с общей концепцией стресса на уровне целого организма. Согласно определению Ганса Селье, внесшего наибольший вклад в развитие представлений о стрессе, «стресс — совокупность всех неспецифических из-

мененйй, возникающих под влиянием любых сильных воздействий и сопровождающихся перестройкой защитных систем организма» [22]. Основополагающим моментом концепции стресса Г. Селье является то, что все стрессоры предъявляют требование к перестройке. Каждая клетка организма отвечает адаптационными изменениями на действие разнообразных раздражающих и/или повреждающих факторов. Существенная роль в этом процессе принадлежит внутриклеточным белкам: их физико-химическому состоянию, способности синтезироваться, количественному и качественному составу. Белки теплового шока были открыты во второй половине XX века как отдельная группа белков [115, 128], массивную экспрессию которых наблюдали при действии на организм повышенной температуры. В дальнейшем обнаружилось, что БТШ начинают усиленно экспрессироваться при действии на клетку (организм) широкого спектра стресс-факторов. Как выяснилось, БТШ обладают способностью связываться практически со всеми функциональными клеточными белками, помогают приобрести нужную конформацию вновь синтезированным белкам, охраняют их от действия протеаз, восстанавливают частично нарушенную структуру белков, либо сопровождают необратимо денатурированные белки в лизосомы, то есть, выполняют функцию защиты и сопровождения (шаперонную функцию) для других белков. Отсюда следует, что действие факторов, изменяющих структуру или повреждающих клеточные белки, должно усиливать потребность'в БТШ.

Крупный вклад в развитие идеи об определяющей роли белков в реакции клетки на действие самых разнообразных факторов химической и физической природы внесли отечественные ученые Д. Н. Насонов и В. Я. Александров. Еще в 30-40 годы XX в. ими была обнаружена закономерность в том, что достаточно сильное раздражение или повреждение клеток любой природы приводит к состоянию паранекроза, сущность которого заключается в изменении состояния внутриклеточных белков [17, 19, 20]. Последнее проявляется в повышении ВЯЗКОСТИ протоплазмы, ее желатинизации, то есть возникают изменения денатурационной направленности, которые в начальной стадии обратимы. Наверное, легче

было бы составить список агентов, не способных вызвать денатурацию белка, так как прижизненные де-натурационные изменения внутриклеточных белков были отмечены при действии тепла, холода, лучистой энергии, ультразвука, поверхностного натяжения, высокого гидростатического давления, изменения pH, изменения ионной силы раствора, ионов тяжелых металлов, спиртов, детергентов, мочевины, неполярных растворителей, соединений, рвущих в-Б связи, и многих других [1].

В дальнейшем в 1970-е годы изучение общих закономерностей процесса адаптации организма к действию различных факторов внешней среды привело Ф., 3. Меерсона к важному обобщению, что наиболее значимым общим проявлением адаптации является возникновение дефицита энергии, который каким-то образом активирует генетический аппарат клетки: «Активация генетического аппарата обеспечивает формирование структурной базы адаптации, устраняет дефицит энергии и таким образом данный механизм саморегуляции становится основой адаптации организма к новым условиям среды» [13]. Данное наблюдение отражало наличие на уровне клетки общего неспецифического звена адаптации организма к неблагоприятным факторам, сущность которого заключается в появлении повышенной устойчивости и жизнеспособности клеток, что позднее было названо Ф. 3. Меерсоном и его учениками феноменом -адаптационной стабилизации структур (ФАСС). После открытия белков-теплового шока и их роли в повышении устойчивости и выживаемости клеток в неблагоприятных условиях стало очевидно, что материальной основой такой устойчивости прежде всего являются БТШ, среди которых существенная роль принадлежит БТШ70 [9, 14, 15]. Справедливость обобщения, сделанного Ф. 3. Меерсоном 30 лет назад, о связи активации генетического аппарата клетки с дефицитом энергии, находит подтверждение в наше время. Например, показано, что ин-“ дукция.стресс-белков при истощении запасов АТФ, вызванного ренальной ишемией, приводит к увеличенной экспрессии .гена индуцибельной формы БТШ70[82].

БТШ представлены в клетках всех ныне живущих организмов, включая археобактерии (одноклеточные гетеротрофы горячих источников), абсолютно всех представителей царств растений и животных. Этот факт свидетельствует о том, что белки теплового шока являются неотъемлемой частью эволюционного процесса и крайне необходимы для функционирования всего «белкового хозяйства» клетки, определяющего в конечном итоге возможность ее существования. Некоторые представители БТШ постоянно присутствуют в клетке, обеспечивая структуру и функцию других белков, сопровождая вновь синтезируемые белки к местам их функционирования и участвуя в принятии ими нужной конформации. Стрессорные воздействия вызывают массивную экспрессию нескольких семейств БТШ [8, 12, 38]: высокомолекулярных белков (90-110 кДа), БТШ70, БТШ60, БТШ40, БТШ27 и низкомолекулярных БТШ убиквити-нов (8,5—12 кДа). Более мелкие белки не являются

частью более крупных, они представляют собой продукты разных генов и отличаются по первичной структуре. Однако, как выяснилось, всех их объединяет свойство повышенного сродства к широкому спектру функциональных клеточных белков, взаимодействие с которыми является энергозависимым и происходит с участием АТФ.

Отдельные представители БТШ наряду с общими свойствами специализированы по отношению к определенным белкам и локализованы преимущественно в определенных частях клетки. Так, например, БТШ90 обеспечивают нормальное функционирование стероидных рецепторов, а убиквитины участвуют в специализированном энергозависимом протеолизе ряда белков клетки, обеспечивая процессы однонаправленной каскадной белковой/пептидной регуляции.

Наиболее широко представленным и изученным семейством белков теплового шока являются БТШ70 [12]. Найдено, что у человека содержится 11 изоформ этого белка [125], которые являются продуктами разных генов, но имеют высокую степень гомологии первичной структуры. Гены БТШ70 человека находятся в

1, 5, 6 хромосомах, что интересно, в пределах локализации гена главного комплекса гистосовместимости, а также в 14 и 21 хромосомах [54]. Отдельные представители БТШ70 синтезируются постоянно и участвуют в модуляции функции и шаперонирова-нии вновь синтезированных белков. К таким белкам относят конститутивную форму, которая обозначается БТШ70к (Н5С70). Индуцибельная форма белка отвечает массивной экспрессией в ответ на тепловой шок, действие различных химических и физических факторов и обозначается БТШ70и (НБР70 или НЗР72). Являясь продуктами разных генов, индуцибельная и конститутивная формы БТШ70 имеют 81% гомологии первичной структуры. Существенным различием между изоформами БТШ70 является отсутствие в гене НБР70 интронов — последовательностей оснований, впоследствии удаляемых из мРНК перед биосинтезом самого белка, при так называемом процессе сплайсинга. Этим объясняют быстроту и мобильность синтеза НБР70 по сравнению с НБС70. Н5С70 обнаружен во всех основных субклеточных структурах, что указывает на важность этого белка для существования и функционирования клетки. Внутриклеточное содержание Н5Р70 в условиях стресса может увеличиваться в десятки раз и составлять до 5% от содержания всех клеточных белков [3, 54]. При этом цитоплазматический БТШ70и мигрирует в ядро и ядрышковые структуры, а в период восстановления после стресса вновь локализуются в цитоплазме. Полагают, что данная миграция обусловлена в первую очередь необходимостью защиты внутриядерных белков и сохранения целостности генетического аппарата клетки [72]. Количество БТШ70и обычно дозозависимо увеличивается в зависимости от силы/длительности действия повреждающего фактора, что защищает клеточные белки от необратимой денатурации в случае значительных воздействий и в конечном итоге предохраняет клетку от гибели.

Одной из важных сфер практического использования знаний об особенностях экспрессии и содержания БТШ в клетках.животных и человека помимо экологии, сельского хозяйства, ветеринарии является оккупационная (профессиональная) медицина. Присутствие БТШ в клетках в нужных количествах совершенно необходимо для выживаемости клеток и сохранения их функций при действии на организм экзогенных химических и физических агентов. Часто малые дозы вредных веществ и воздействий ведут к развитию состояния повышенной устойчивости организма к действию больших доз этих агентов, что получило название «гормезиса» [90]. Данное обстоятельство необходимо учитывать при оценке состояния здоровья в условиях воздействия на организм человека неблагоприятных профессиональных факторов. Кроме того, этот феномен проявляет себя при намеренном создании повышенной устойчивости организма к действию последующих серьезных вмешательств и воздействий.

В середине 1980-х годов появились публикации о роли БТШ70 как важного цитопротекторного фактора при ишемических и реперфузионных повреждениях и о его двойственной не до конца выясненной роли при инфекционных заболеваниях, токсических отравлениях, лучевой болезни, ревматоидном артрите [137]. Полученные факты свидетельствуют,о том, что БТШ70, являясь внутриклеточным белком, способен индуцировать синтез аутоантител, а также быть адъювантом для различного рода полипептидов, то есть он принимает непосредственное участие в возникновении и поддержании в организме аутоиммунных реакций. БТШ70 образует комплексы со специфическими пептидами трансформированных клеток и принимает участие в их представлении на поверхности клеток, что делает опухолевые клетки мишенью для нормальных киллеров. С другой стороны, увеличение экспрессии БТШ70 в трансформированных клетках может повышать их устойчивость к действию цитотоксической терапии. Часто опухолевые клетки обладают повышенным уровнем БТШ70, что затрудняет их уничтожение.

Аккумуляция БТШ70 наряду с увеличением резистентности клетки по отношению к повреждающим факторам является результатом того, что клетка испытала на себе их действие. Часто считают, что повышенное содержание БТШ70 в клетке является маркером клеточных и тканевых повреждений. Помимо этого, остается не полностью раскрытой роль БТШ70 в регуляции функции клетки в нормальных условиях. Наряду с такими не до конца решенными фундаментальными аспектами данной проблемы в настоящее время ведутся исследования по возможности использования различных воздействий на организм, в числе которых использование лекарственных препаратов, позволивших бы изменять экспрессию генов БТШ70 и содержание самого белка в клетке.

Совершенно новой областью является возможность применения экзогенного белка БТШ70 или его фрагментов в качестве цитопротекторов. Впервые защитное действие внеклеточного БТШ70 было по-

казано на культуре нервных клеток [131] и впоследствии подтверждено на культуре промоноцитов и-937 [59]. В настоящее время предпринимаются попытки перейти к использованию рекомбинантного белка БТШ70 на целом организме в различных моделях экспериментальной патологии.

Таким образом, исследование роли БТШ70 в норме и патологии; факторов, влияющих на скорость синтеза и содержание различных изоформ этого белка в клетке; выяснение, как при этом изменяется состояние клетки и ее функция, а также состояние отдельных органов и всего организма, несомненно, является актуальным для современной медицины и биологии.

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИИ БТШ70 ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ СТРЕССА

На клеточных культурах удобно изучать воздействие отдельных повреждающих или адаптационных факторов. При этом можно следить за динамикой экспрессии генов БТШ70 по накоплению мРНК и самого белка, одновременно оценивая функциональное состояние и жизнеспособность клетки. На уровне организма экспрессия и содержание БТШ70 зависят от вида стресса, могут изменяться по-разному в отдельных органах во времени. Например, найдено, что уже через 30 минут после хирургического стресса у крыс, включающего эфирный наркоз, лапарото-мию, кровопотерю, происходило увеличение содержания мРНК БТШ70 в надпочечниках в 20 раз [132]. Авторы связывают эндокринную реакцию на уровне организма, затрагивающую, активацию оси гипота-ламус-гипофиз-кора надпочечников, со стресс-отве-том на уровне клеток в надпочечниках.

Через 30 минут после окончания интенсивной физической нагрузки у крыс, продолжавшейся в течение часа, находили увеличение НЭР70 в локомоторных мышцах и сердце [122]. При нагревании всего тела крыс нашли, что содержание Н5Р70 было максимальным в печени и толстом кишечнике, а в сердце и мозге крыс оно было незначительным [31]. Индукция БТШ70 происходила при облучении электро-магниным полем [42], при ишемии [82], причем характер экспрессии белков теплового шока отличался от такового при гипертермии.

При гамма-облучении локальной области мозга крыс ответ на облучение наблюдался во всем мозге: через 3-24 часа максимальное содержание НБР70 было в эндотелии сосудов; а через 3-7 дней — в нейронах и глии [114]. Различия в характере экспрессии БТШ70 наблюдались при воздействии на глаз лягушки разных факторов: нагревания, арсе-нита, глутамата. При гипертермии НБР70 увеличивался преимущественно во внешнем слое сетчатки, при действии глутамата — во внутренних сегментах, внешнем слое и фоторецепторах [30]. На модели экспериментальной глаукомы у крыс с повышением внутриглазного давления, вызванной облучением глаза аргоновым-лазером, через сутки и двое после облучения иммуногистохимически нашли увеличенное

содержание НБР72 в ганглионарных клетках сетчатки. Однако через неделю после облучения НБР72 обнаруживался в следовых количествах. Если крыс подвергали однократному еженедельному нагреву или вводили внутрибрюшинно ионы цинка, то через месяц после облучения лазером наблюдали улучшение выживания ганглионарных клеток сетчатки и увеличение в них содержания НБР72 [104].

Обнаружены тканеспецифические различия в уровнях Н£>С70 и Н5Р70 в нейронах и почке в период постнатального развития крыс [49]. Наблюдаемое многообразие экспрессии и содержания белков семейства БТШ70 зависит от ткани/органа, от вида животного и неоднозначно изменяется при разнообразных воздействиях, которые имеют специфические особенности, обусловленные свойствами действующего стресс-фактора.

Для Человека показано, что предельная физическая нагрузка бицепса у волонтеров приводит к де-сятикрагному увеличению БТШ70 (НБС70 и НБР70) в мышце ¡[126]. Адаптация миокарда к условиям искусственного кровообращения приводит к увеличе-, нию в нем содержания обеих изоформ БТШ70, а изначально более высокое содержание в сердце индуцибельной формы белка коррелирует со снижением степени повреждения миокарда [7, 24]. При этом содержание обеих изоформ БТШ70 в лимфоцитах кардиохирургических больных не соотносилось с их содержанием в миокарде. Однако нами было показано, ч+о мононуклеары (лимфоциты + моноциты) периферической крови могут служить объектом для оценки содержания в них БТШ70 при перегревании организма человека. Тепловой стресс вызывает увеличение содержания в этих клетках индуцибельной формы белка, а адаптация к теплу связана с увеличением'внутриклеточного содержания конститутивной формы НБС70 [3]. Кроме того, в мононуклеарах крови возрастает содержание обеих изоформ БТШ70, особенно его индуцибельной формы, при отравлении человека солями тяжелого металла таллия [2].

,■ В ряде случаев определение содержания БТШ70 в отдельных органах и тканях может иметь прогностическое -значение, например, у кардиохирургических больны|с [24]. Исследование содержания НЭР70 в не-фробластоме у 32 детей показало, что положительный прогноз после химиотерапии и операции был связан с высокой экспрессией этого белка в опухоли [51]. Опухоли от умерших либо вообще не содержали Н8Р70, либо содержали его в следовых количествах.

\ Различия в содержании изоформ БТШ70 в разных органах и их зависимость от вида повреждения, наприм(ер, асфиксии, гипоксии [81], гипотермии и ее сочетании с ишемией [78] предлагается использовать в судебно-медицинской практике при оценке причин!, приведших к гибели организма.

Таким образом, очевидно, что увеличение экспрессии и содержания в организме и отдельно взятых тканях и органах НБР70 свидетельствует об активации защитных механизмов клетки, предохраняющей ее от гибели. Более того, можно считать, что увеличение содержания НЗР70 является неотъемлемым маркером наступающей опасности необрати-

мого клеточного повреждения, вызванного начальными изменениями конформации клеточных белков денатурационной направленности. С другой стороны, временное увеличение содержания в клетках и тканях Н5Р70 служит необходимым условием выживания клетки в условиях стресса, поэтому определение НБР70 имеет универсальное прогностическое и диагностическое .значение. Определение обех изоформ БТШ70, то е.сть их общего содержания, либо только НБС70 также может быть полезным, при этом необходимо иметь в виду, что конститутивная форма белка экспрессируется в достаточном количестве в нормальных условиях, выполняет свои спе^ циализированные функции в клетке, востребована как молекулярный;1 шаперон для вновь синтезированных белков. Увеличение содержания Н5С70 вполне вероятно связано с адаптационными процессами [3]. В создании повышенной устойчивости организма (прекондиционирования) к предстоящему сильному воздействию (операции, действию экстремальных факторов на клеточном уровне) принимают участие обе изоформы БТШ70.

ЛОКАЛИЗАЦИЯ БТШ70 В КЛЕТКАХ

Сведения о внутриклеточной локализации и свойствах белков теплового шока семейства 70 кДа можно найти в обзоре Б. А. Маргулиса, И. В. Гужовой [12]. Как уже отмечалось, конститутивная форма белка постоянно присутствует в цитоплазме клеток, вместе с другими белками, в частности с БТШ90, участвует в транспорте стероидных рецепторов после их связывания с гормоном в ядро к генам-мишеням стероидных гормонов. Кроме того, НБС70 в качестве шаперона участвует в фолдинге и транспорте белков в клетке, в функционировании окаймленных везикул, взаимодействуя с клатрином. Индуцибельная форма белка, массивная экспрессия которой происходит в ответ на тепловой шок и множество других факторов, выполняет функцию шаперона, сопровождая белки в клеточные органеллы, такие как аппарат Гольджи, митохондрии, участвует в реорганизации частично денатурированного белка, доставляет деградированные белки в лизосомы. НБР70 вместе с молекулами основного комплекса гистосовместимости участвует в представлении антигена на поверхности антигенпредставляющих клеток. Интересен факт о разделении функций двух изоформ БТЩ70 в фазах клеточного цикла клеток глиомы, где содержание НБР70 было настолько мало, что этот белок не определялся. Содержание НБС70 увеличивалось в Б фазу клеточного цикла, при этом он транслоцировался в ядро, а в фазах 02/М его содержание в значительной степени снижалось [143].

Многими исследователями показано, что тепловой шок вызывает синтез НБР70 и последующий переход белка в ядро, а именно в ядрышковые структуры. С помощью люциферазы и связанного с ней термостабильного белка1, усиливающего зеленую флюоресценцию люциферазы, было убедительно показано, что

тепловой шок приводит к транслокации люцифе-разы в комплексе с НБР70 в ядрышки. В случае экспрессии мутантного белка НБР70, у которого утеряна шаперонная активность, не наблюдали транслокации люциферазы в ядрышки. Тем самым было показано, что не только сам НБР70 переходит в ядро при тепловом шоке, но и переносит с собой другие белки [101]. В последние годы появились примеры, демонстрирующие возникновение в определенных условиях довольно прочной связи БТШ70 с другими функциональными белками клетки. Среди таких белков идентифицированы: составляющие транскрипционного фактора ЫР-карраВ [6, 138], актин, белковые факторы-модуляторы апоптоза [5]. По мнению авторов, временное связывание БТШ70 со зрелыми белками меняет их функциональные свойства. Например, при возникновении связи БТШ70 с глицеральдегид-фосфатдегидрогеназой меняется активность фермента [11]. Связывание БТШ70 со зрелыми клеточными белками увеличивается после теплового шока. В результате задерживается активация транскрипционных факторов, в частности, компонентов комплекса ЫР-карраВ, что приводит к торможению воспалительных реакций, в частности, не активируется ген фактора некроза опухолей.

В центральной нервной системе иммуногистохимически показано, что обе изоформы БТШ70 в наибольшей степени представлены в синапсах. Однако основная роль в функционировании эндо- и экзоци-тоза синаптических пузырьков принадлежит НБС70 [147]. В коре Мозга и гиппокампе крысы НБС70 является основным компонентом постсинаптической мембраны, а также связан с аморфными субсинаптичес-кими структурами и цистернами шипикового аппарата. НБР70 обнаружен лишь в небольших количествах в постсинаптической мембране. Обе изоформы БТШ70 можно считать синаптическими маркерами [97]. Что касается остальных органов и тканей организма в норме БТШ70 в составе плазматической мембраны отсутствуют. Исключение составляют опухолевые клетки (саркома, остеосаркома), которые после теплового шока экспрессируют НБР70 на своей поверхности [99]. Появление Н5Р70 отмечали на поверхностной мембране нейтрофилов, активированных бензодиазепинами [41] и на поверхности апоп-тотирующих под воздействием дексаметазона тимо-цитов [109]. Появление НЭР70 на клеточной поверхности опухолевых клеток связывают с увеличением чувствительности трансформированных клеток к атаке нормальными киллерами [35]. Позднее подтвердили, что аутологичные, Н5Р70-позитивные лейкеми-ческие бласты могут быть убиты нормальными киллерами, стимулированными интерлейкиноМ-2 и рекомбинантным белком НБР70 [60].

В норме БТШ70 если и присутствует б.не клеток, то в незначительных количествах. Например, можно обнаружить БТШ70 в сыворотке крови, хотя его определению с помощью иммуноблотинга мешает альбумин, который благодаря его высокой концентрации и близкой к БТШ70 молекулярной массе маскирует зону локализации БТШ70. Так, например, группа исследователей сообщила, что во время вы-

полнения прыжков с парашютом, связанных с физическим и психологическим стрессом, в сыворотке крови наряду с увеличением содержания ряда гормонов, продуктов перекисного окисления липидов, фактора некроза опухолей также происходило заметное увеличение содержание БТШ70 [141]. Кратковременное появление НБР70 в плазме крови констатировали сразу после операции аортокоронарного шунтирования, что, вероятно, связано с операционным стрессом, повреждением тканей и выходом внутриклеточного НБР70 из клеток [50].

СВЯЗЬ ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С СОДЕРЖАНИЕМ БТШ70 И УСТОЙЧИВОСТЬЮ ОРГАНИЗМА

Феномен повышения устойчивости клеток к различного рода повреждениям изучается многими исследователями. Еще раз хочется подчеркнуть, что молекулярной основой такой защитной реакции, вызванной предварительным воздействием более слабого фактора и улучшающей переносимость действия сильного стрессора, в первую очередь является повышение экспрессии и содержания в клетках белков теплового шока, среди которых видное место занимает БТШ70 [84, 94].

Успешность адаптивной цитопротекции, в частности, ишемического прекондиционирования, напрямую связана с увеличением представительства в клетках различных органов белков семейства БТШ70 [32, 116]. Ишемическое прекондиционирование в виде прекращения кровотока в средней мозговой арте: рии на 15 мин у крыс индуцирует защиту мозга от последующей повреждающей ишемии [91]. При этом значительно уменьшались: формирование отека мозга, повреждение гематоэнцефалического барьера, повреждение сосудов. Ишемическое прекондиционирование почки в течение 4 мин значительно улучшало состояние этого органа при последующей 30 минутной ишемии и одночасовой реперфузии [102]. Предварительная ишемия значительно увеличивала скорость клубочковой фильтрации и фракционную экскрецию ионов натрия по сравнению с ишемией/реперфузией без прекондиционирования.

Большое количество работ связано с использованием в качестве фактора адаптации повышенной температуры. Гипертермическое воздействие легко дозировать, и его использование связано с меньшим риском и меньшей сложностью, чем создание ишемии. Тепловая адаптация крыс, которых нагревали в течение 5-10 мин до ректальной температуры +41 "С ежедневно в течение 6 суток, формировала устойчивость животных к последующему тепловому шоку, продолжавшемуся в течение 35 мин [23]. При этом защитный эффект, накопление НЗР70 в сердце и ограничение повышенной генерации оксида азота имели сходную динамику.

Использование разнообразных моделей повреждения показывает, что предварительная гипертермия действует как неспецифический адаптоген с цито-

протекторным эффектом..Так, индуцированная теплом радиорезистентность коррелировала с аккумуляцией НБР70 в тканях мышей в результате их нагрева до +42"С в течение 10 мин [10]. У предварительно нагретых крыс гибель тимоцитов путем апоп-тоза, вызванная сепсисом, была значительно меньше [43]. Далее, была, отмечена лучшая приживаемость трансплантатов печени, взятых у предварительно нагретых ' крыс, при этом регистрировали увеличение содержания НБР70 в трансплантатах и уменьшение гибели синусоидальных эндотелиальных клеток [92].

Есть мнение, что предварительное нагревание целого| организма служит более физиологичным эффективным способом создания устойчивости к последующей хирургической операции на сердце в условиях ишемии/реперфузии по сравнению с использованием лекарственных препаратов [96]. Исследования на человеке показали, что индукция Н5Р72 при гипертермии происходит по достижении температуры в полости рта 38,6-39,5’С. Нами показано, что нагревание, человека до таких же значений ректальной температуры в течение 60-90 мин достаточно для усиления экспрессии индуцибельной формы БТШ70 в мононуклеарах крови, что выявляется при их последующей инкубации в течение 15 часов [3].

Недавно было показано, что тепловое преконди-ционир'ованиё увеличивает жизнеспособность нейронов при последующем стрессе. Прежде всего, сохраняются функциональные свойства синапса [76].

Если повышенная температура является мощным индуктором экспрессии БТШ70 практически во всех случаях; что считается достаточным фактором сохранения метаболической и структурной целостности клеток при последующих повреждающих воздействиях, то адаптация к гипоксии приводит к менее выраженному приращению экспрессии БТШ70. Много работ посвящено изучению адаптации к гипоксии кардиомиоцитов и сердца. Чтобы определить, какие БТШ обеспечивают в первую очередь устойчивость к гипоксии, кардиомиоциты крысы трансфицировали генами Н5Р70, или НБРЭО, или НЭРбО [61]. Выяснились функциональные различия между стресс-белками. Так, к гипоксии были устойчивы кардиомиоциты, трансфицированные НБР70 и НБРЭО, что также обеспечивало защиту клеток и от теплового шока, а НЗР60;не увеличивали устойчивости клеток ни к гипоксии, ни к тепловому шоку. Встраивание в кардиомиоциты крысы гена конститутивного белка НБС70 привело к тому, что клетки становились более устойчивыми к окислительному стрессу (Н202, гидроксильный радикал, менадион) [44].

Было показано, Что сердца крыс, которых подвергали действию гипоксии, лучше сохраняли сократительную функцию после кардиоплегии изолированных сердец при +4’С, при этом такие сердца содержали больше БТШ70, чем взятые от животных, не прошедших адаптацию к гипоксии [52]. Выяснилось, что не только миоциты, но и эндотелиальные клетки коронарных сосудов сердца крысы, трансфицированные геном Н5Р70, приобретали повышенную устойчивость к гипоксии [124]. Недавно было показано участие НБР70 и фактора, с помощью которого осу-

ществляется инициация его экспрессии, НБР1, в адаптации к гипоксическим тренировкам человека (био-птаты мышц) [136]. Таким образом, имеется достаточно доказательств, что стресс-белки семейства БТШ70, в первую очередь, обеспечивают устойчивость к гипоксии, следовательно, адаптация к гипоксии тогда будет успешной, когда в клетках будет.достаточное количество этих белков.

В отличие от действия тепла, когда адаптация организма, клетки,| может быть достигнута достаточно быстро и эффективно, адаптация гипоксией требует разработки режимов прекондиционирования. Например, крыс тренировали к прерывистой гипо-барической гипоксии ежедневно в течение 14, 28 и 42 дней,.затем сердца подвергали ишемии/репер-фузии; Было показано, что в эти сроки содержание мРНК НЭР70 в сердце увеличивалось в 2,6, 3,6 и 3,8 раза соответственно. Устойчивость к ишемии/реперфузии формировалась через 28 дней тренировок и сохранялась на протяжении 2 недель, при этом обнаружилась отрицательная корреляция между уровнем НБР70 и возникновением аритмий [148].

Таким образом, подготовка пациентов к серьезным испытаниям, например, к хирургической операции, с включением прекондиционирования различными факторами; особенно такими доступными и относительно безопасными как нагревание, гипоксия, осуществляемыми/незадолго перед вмешательством, может оказаться полезным и эффективным терапевтическим приемом.

ЦИТОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА ЭКЗОГЕННОГО БТШ70

* • ■ - .

В 1986 г. М. Ту1еМ и соавторы впервые обнаружили интересный факт, что в мозге может высвобождаться из клеток глии и переходить в аксоны нейронов белок теплового шока, который оказался БТШ70 [131]. Это наблюдение послужило основанием для предположения, что экстраклеточный БТШ70, который экскретируется глиальными клетками, может выпо-лять цитопротекторную функцию в соседних клетках, тем более, что в некоторых нейронах собственный БТШ70 иммуногистохимически не обнаруживается. Данная гипотеза получает новые подтверждения. Так, было показано, что конститутивная изоформа БТШ70 (Н5С70), выделенная из мозга быка и введенная в зону проксимального конца нерва, защищала.от гибели сенсорные нейроны мозга неонатальной мыши, подвергнутые аксонотомии [64]. При этом не удалось защитить от гибели мотонейроны. Недавно было получено еще одно доказательство защитной роли экзогенного БТЩ70: Было показано, что препарат БТШ70, состоящий из смеси двух изоформ, НБС70 и Н5Р70, который вводили в глаз крысы, поглощался сетчаткой глаза и защищал фоторецепторы сетчатки при их повреждении светом [144]. Наконец, на срезах мозга мыши было показано, что рекомбинантный НЗР72, добавленный в инкубационную среду, имитировал эффект теплового прекондиционирования, который

заключался в нормализующем действии на миниатюрные синаптические токи, вызываемые гаммааминомас-ляной кислотой, глутаминовой кислотой и глицином, на фоне повреждающего теплового шока [76].

Помимо нейронов, другие клетки могут захватывать HSC70 и HSP70 из внешней среды, что делает их более устойчивыми к стрессу, как было показано на клетках миелоидной лейкемии U-937. Так, в присутствии препаратов БТШ70 изменялась реакция клеток U-937 на стимулы дифференцировки, обнаруживался защитный эффект БТ11170 от действия фактора некроза опухолей, вызывающего апоптотическую гибель этих клеток [59].

Другую сторону вопроса о влиянии внеклеточного БТШ70 на функцию клеток организма отражает ряд “ наблюдений, которые свидетельствуют об их проци-токиновом эффекте. Так, L. Е. Hightower развивает идею о связи ответа на тепловой шок и воспаления. На примере раневого процесса автор предполагает, что вначале БТШ высвобождаются из поврежденных клеток и в этот момент их действие сходно с действием провоспалительных цитокинов. При этом внутриклеточные БТШ выполняют противоположную функцию, защищая клетки от реакционного окружения [62]. Повышение экспрессии и внутриклеточного содержания БТШ70 вызывает торможение передачи пролиферативных, апоптотических, воспалительных сигналов [63]. Еще одной группой авторов было показано, что экстракпеточный HSP70 активирует продукцию провоспалительных цитокинов в моноцитах человека [25], возможно, связываясь с особыми рецепторными кластерами, усиливая сигнал активированного рецептора CD14 [130]. Недавно появилось интересное сообщение, что клетки миокарда человека активно экспрессируют HSP70 в результате хирургического вмешательства (операция аортокоронарного'шунтирования), на основании чего авторы выстраивают концепцию о появлении во внеклеточной среде HSP70, его взаимодействии со специфйчески-ми рецепторами на моноцитах (TLR-2 и TLR-4) и, как следствие, активации последними продукции провоспалительных цитокинов [50]. В подтверждение своей концепции авторы приводят данные о появлении HSP70 в плазме крови сразу после операции и вслед за этим интерлейкина-6, содержание которого достигало максимума через 5 часов. Проведенные на мышах эксперименты также показали, что перитонеальные-макрофаги отвечают на присутствие HSP70 высвобождением фактора некроза опухолей.

Таким образом, в поисках подходов к применению экзогенного белка HSP70 в качестве цитопротектора необходимо учитывать две возможные ситуации. Для нервной ткани, по всей видимости, характерно связывание и эндоцитоз БТШ70 клетками, где поглощенный белок выполняет защитную функцию, поддерживая таким образом жизнеспособность нервных клеток в критической ситуации. Клетки иммунной системы (моноциты, макрофаги) связывают экстраклеточный БТШ70 специфическими рецепторами, в результате осуществляется активация сигнального пути, запускающего продукцию провоспалительных цитокинов.

ИММУНОГЕННЫЕ СВОЙСТВА БТШ70

В организме млекопитающих не развивается иммунологической толерантности к БТШ70, которые являются внутриклеточными белками. Помимо БТШ70 макроорганизма, источниками этого белка, контактирующего с БТШ70-реактивными Т-клетками, могут быть БТШ70 микроорганизмов, которые являются иммунодоминантными белками при инфекциях, входят в число бактериальных антигенов, против которых образуются антитела [111]. Образовавшиеся антитела, с одной стороны, способствуют защите от микробов, а с другой стороны, вследствие высокой степени консервативности структуры БТШ низших и высших организмов могут приводить к перекрестным реакция^ с БТШ70 клеток организма, то есть участвовать в патогенезе ряда хронических аутоиммунных заболеваний, например, ревматизма [127]. Участие БТШ (БТШ60 и БТШ70) в развитии заболеваний, сопровождающихся аутоиммунными реакциями, показано при множественном склерозе [33], системной красной волчанке [98], аутоиммунном повреждении щитовидной железы [103], поджелудочной железы [123], при инициации и развитии атеросклероза [95]. Появление повышенного содержания антител к БТШ70 было отмечено в сыворотке крови больных амилоидозом [16].

Помимо инфекционных заболеваний, причиной появления антител к БТШ70 у млекопитающих и человека является временное повышение уровня экст-раклеточного белка, вызванное увеличением экспрессии БТШ70 и повреждением клеток и тканей в результате различного рода стрессорных воздействий, заболеваний. Так, у пациентов с термальными ожогами обнаружено увеличение уровня антител к БТШ70 в сыворотке крови по сравнению со здоровыми людьми [112]. Появление повышенного содержания антител к БТШ70 в сыворотке крови человека наблюдалось при отравлении бензолом [142], при перегревании у летчиков [143], при длительной работе в условиях нагревающей среды и повышенного содержания угарного газа [140].

Нами было выявлено, что у большинства практически здоровых молодых мужчин уровень антител к БТШ70 незначителен. При заболевании пневмонией отмечали увеличение количества лиц с повышенным уровнем БТШ70. Адаптация к гипертермии у здоровых мужчин не приводила к увеличению титра антител, скорее наоборот, их содержание становилось исчезающе мало. У 2 человек нагревание организма до повышения ректальной температуры 39-39,5" С вызывало увеличение содержания антител к БТШ70, одновременно увеличивалось содержание в крови иммуноглобулинов. В данном случае спровоцировать антителообразование к БТШ70 могло наличие в организме инфекционного агента. Кроме того, повышенный уровень антител к БТШ70 был обнаружен нами у пациента с анемией и атрофическим гастритом и у 4 мужчин, прошедших курс лечения после острого отравления солями таллия [4]. Наличие у здоровых людей незначительного количества антител к к БТШ70

I

I

и колебаний их уровня, на наш взгляд, свидетельствует о динамическом равновесии между присутствием экстраклеточного БТШ70, его связыванием с антителами и продукцией антител, что является примером поддержания рёгулируемого антигенного гомеостаза организма. Так, определение уровня БТШ70 и антител к ним в сыворотке крови людей показало, что у женщин в 2 раза больше БТШ70, чем у мужчин. При этом у женщин была найдена положительная корреляция между содержанием БТШ70 и уровнем антител к ним [110].

В последнее время у ряда исследователей сложилось мнение об особой уникальности БТШ70 в формировании иммунного ответа и об их регуляторной роли в развитии воспалительных реакций. Э. Вави и Р. К. ЗпуаБ1ауа [29] считают БТШ важным необходимым звеном во врожденном и приобретенном иммунных ответах. Благодаря способности свя-зыватыпептиды, включая антигенные, внутриклеточный БТШ70 наряду с МНС I участвует в представлении антигена. Экстраклеточный БТШ70 взаимодействует с рецептором на антигенпредставляющих клетках (макрофагах, дендритных клетках) и сгиму-лирует|их секретировать воспалительные цитокины. Сочетание свойств БТШ70 связывать пептиды и индуцировать синтез цитокинов побудило авторов назвать БТШ70 «шаперокинами» [25].

Результатом связывания белками теплового шока семейств БТШ70 и БТШ90 пептидов, в частности, специфических антигенных пептидов опухолей, является формирование противоопухолевого иммунного ответа. Исключительная роль БТШ подтверждается тем, что пептиды, не связанные с БТШ, не иммуногенны. Лишь в связи с БТШ пептиды опухолей в количестве всего 1-2 нанограмма вызывают ответ со стороны антигенспецифичных С08+ цитотоксических Т-лимфоцитов и нормальных киллеров [29]. Введение крысам клеток глиомы показало, что Н§Р70 — важный модулятор иммуногенности опухолевых клеток, в связи с этим гипертермическая обработка опухолевых клеток может усиливать антиопухолевую иммунность организма посредством усиления экспрессии БТШ70 [67]. Интересно отметить, что увеличение экспрессии Н5Р70 в клетках глиомы происходило в тандеме с генетически родственным с НЭР70 белком МНС I, представление которого на поверхности клеток усиливалось при гипертермии. Уникальность и незаменимость БТШ в формировании иммунного ответа подтверждается фактом, что связывание пептидов с сывороточным альбумином не индуцирует иммунного ответа. В настоящее время появляются сообщения о первых успешных примерах использования комплексов БТШ с опухолеспецифичными пептидами в лечении рака [70].

БТШ70 является мощным адъювантом иммунного ответа, усиливает и формирует иммунный ответ при минимальном количестве пептида-индуктора. Этот механизм срабатывает при формировании иммунитета к широкому спектру инфекционных агентов. Иммунизация мышей препаратами БТШ, связанными с эпитопами вируса Б\/-40, вируса гриппа, вируса везикулярного стоматита, вируса лимфоцитарно-

го хориоменингита вызывала специфические ответы со стороны CD8+ цитотоксических Т-клеток [34, 45]. В настоящее время БТШ70 используют в создании вакцин, например, против туберкулеза [100], СПИДа [37]. Связывание БТШ с ВИЧ-1 может усиливать антивирусный иммунитет, включающий нормальные киллеры, зависимые от антител гаммадельта-Т клетки, цитотоксические Т-лимфоциты, которые действуют на зараженные вирусом клетки.

Таким образом, БТШ70 является непременным участником формирования гуморального и клеточного иммунитета, связывая антигенные пептиды и вместе с МНС I участвуя в их представлении на поверхности антигенпредставляющих клеток. Необходимо подчеркнуть, что ограничение и, наоборот, инициация воспалительной реакции, организма напрямую связаны с БТШ70. Наблюдение, что гипертермия приводит к уменьшению воспаления, позволило предположить В. Polla и соавторам существование связи БТШ70 с ограничением лихорадочной рёакции [69]. Представление о роли накопления в клетках макро-фагального ряда БТШ70 в ограничении воспаления в дальнейшем получило поддержку [62, 63]. Наряду с этим в настоящее время становится все более очевидным, что экстраклеточный БТШ70, наоборот, может провоцировать развитие лихорадочной реакции, являющейся общей чертой сигнала тревоги, мобилизующего иммунную систему в ответ на появление внешней или внутренней опасности. Таким образом, внутри- и внеклеточный БТШ70 выступает в двойственной рол'и регулятора (ограничителя или инициатора) воспалительного процесса.

МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ЭКСПРЕССИИ БТШ70

Белок теплового шока с молекулярной массой 70 «Да состоит из двух субъединиц. Одна субъединица, находящаяся у ЫН2-конца молекулы, содержит 450 аминокислот, связывает АТФ, энергия которой необходима для взаимодействия с другими белками. Вторая субъединица, находящаяся у СООН-конца молекулы, содержит 200 аминокислот и связывает белки и пептиды. Оба домена молекулы БТШ7.0 соединены участком, чувствительным к действию протео-литических ферментов (рис. 1).

В клетках млекопитающих индукция ответа на тепловой шок требует активации и транслокации в ядро одного или более белковых факторов Транскрип: ции, так называемых факторов теплового шока (НБР), которые контролируют экспрессию генов белков теплового шока. НБН строго активируется теплом, НЭР2 активируется гемином в гематопоэтических клетках [88, 121]. В норме НБР1 не активен и находится в цитоплазме в виде мономера с замкнутой на себя структурой (рис. 2А). При действии тепла происходит размыкание структуры [83]. Возможно, замкнутая структура поддерживается специальным белком, который диссоциирует при действии тепла (рис. 2В). Существует еще одно предположение, что

450

аминокислот

200

аминокислот

N14,

АТФ-

связываюший

домен

СООН

Пептид-

связываюший

домен

Участок,чувствительный к действию протеаз

Рис. 1. Схематическая структура молекулы БТШ70

неактивный НБР1 стабилизируется другим белком, возможно, это БТШ70, который взаимодействует с двумя гидрофобными участками молекулы (рис. 2С). При нагревании БТШ70 связывается с денатурирующими белками, а НБР1 высвобождается и в последующем активируется [46]. Последнее положение подтверждается следующими фактами: 1) не активированный НБР1 формирует комплексы в соотношении 1:1 с Н5Р70; 2) при увеличении концентрации НБР70 сохраняется больше комплексов Н5Р70-НЭР1; 3) временная чрезмерная экспрессия НБР70 ингибирует активацию НБР1 [28]. Так или иначе, при действии тепла три разомкнувшиеся молекулы НБР1 фосфорилируются, тримеризуются и в таком виде получают возможность проникать в ядро клетки, где связываются со специальным участком ДНК — промотором гена Изр70, который называется элементом теплового шока (НБЕ), после'чего начинается экспрессия гена Ьвр70.

Таким образом, можно полагать, что конформаци-онные изменения структуры клеточных белков «отвлекают» на себя имеющиеся в клетке БТШ70, в том числе связанные с фактором теплового шока. Выяснение конкретных молекулярных механизмов активации НБР1 и экспрессии НБР70 интересует многих исследователей. Активация в клетке процессов свободно-радикального окисления в результате действия на организм множества факторов и денатурирующее воздействие тепла считаются наиболее общими и часто встречаемыми событиями. Действие свободных радикалов на белковые молекулы приводит к окислению БН-групп, тирозина и триптофана, образованию карбонильных групп, в результате происходят обратимые и необратимые изменения структуры белковых молекул, что увеличивает их сродство к БТШ70. Действие повышенной температуры увеличивает нестабильность структуры белковых молекул, что часто приводит к появлению на поверхности молекул белка гидрофобных участков, крайне привлекательных для БТШ70.

Активация в клетке процессов свободно-радикального окисления приводит в первую очередь к использованию в качестве антиоксиданта восстановленного глутатиона, в результате его внутриклеточные запасы истощаются, при этом подвергаются окислению БН-группы белков. Если искусственно вызвать истощение запасов восстановленного глутатиона, например, диэтилмалеатом, то количество БН-групп

белка, подвергшихся окислению, составляет в клетках китайского хомячка 17-23 наномолей на 1 мг белка [55]. При этом с помощью метода флюоресценции определили, что в клетках накапливаются активные формы кислорода. Было показано, что активация тиолового окисления белков вызывает триме-ризацию НБР1 [149].

Попытка выделить общее звено в изменении структуры клеточных белков при окислительном стрессе и тепловом шоке привела А. Оозз1аи и соавторов к заключению, что именно гидрофобные части цитозольных белков представляют собой первый общий сигнал в пути многоступенчатой активации НЭР. Поскольку именно для теплового шока характерно появление большого количества гидрофобных участков на поверхности белковых молекул, то активация НБР была больше при тепловом шоке (+44 ‘С), чем при окислительном стрессе (2 мМ Н202) в клетках С6 [58]. Кроме того, при окислительном стрессе в клетке накапливается больше цитотоксических продуктов, что проявляется в активации перекисного окисления липидов, ингибиции синтеза белка. На примере изменения структуры лактатдегидрогена-зы было показано, что именно тепловой шок, а не окислительный стресс, привел к множественной экспозиции гидрофобных доменов в молекуле ЛДГ, что коррелировало с содержанием НБР70.

Несмотря на то, что активация НБР происходит при повышенной температуре, окислительном стрес-

43 *С

или

43 ‘С

Рис. 2. Схема активации фактора теплового шока (121): слева — не активированный Н5Р-1; справа — активированный //.У/' -/ (пояснения в тексте)

се, действии цитотоксических лекарств, наибольшую экспрессию НЗР70, по всей видимости, можно получить при действий тепла за счет появления максимального количества гидрофобных участков на белковых молекулах. Существенным преимуществом теплового воздействия перед индукторами свободно-радикальных процессов является его меньший цитотоксический эффект, что необходимо учитывать в поисках способов активации НЭР и экспрессии НЗР70. Интересным подходом, важным для практики и подтверждающим данную концепцию, является применение антиоксидантов на фоне окислительного стресса, когда использование витамина Е [40] и антиоксидантов розмарина [39] защищало БН-группы белков от окисления, уменьшало количество карбонильных групп. При этом поддерживался достаточный функциональный уровень НЗР70.

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕНА НБР70

В настоящее время продолжает активно разрабатываться идея о возможности использования метода трансфекции гена Ьэр70 для предупреждения гибели!клеток при тяжелых заболеваниях, например, инфаркте миокарда, инсульте. Опыты на животных показали высокую эффективность метода трансфекции гена Ьзр70. В основном все работы выполнены на грызунах и связаны с защитой от гибели нейронов и кардиомиоцитов у трансгенных животных и при трансфекции гена Изр70 взрослым животным.

Положительные результаты были получены через 24 часа после окклюзии средней мозговой артерии у трансгенных по гену Ьзр70 человека мышей, у которых в Отличие от нетрансгенных мышей не было выявлено пикноза пирамидальных нейронов в гиппокампе [108], то есть постоянная экспрессия НЗР70 уменьшала повреждение нейронов. У трансгенных по гену Изр70 крысы мышей индуцированное церебральной ишемией повреждение нейронов было значительно меньше, чем у мышей дикого типа [113].

Трансфекция геном Изр70 защищала нейроны гиппокампа мышей от токсического действия глу-тамата, окислительного стресса. Окклюзия каротидной артерии у трансгенных мышей по сравнению с' диким типом приводила к значительно меньшему повреждению нейронов в хвостатом ядре и заднем таламусе [75]. Тем самым было подтверждено, что экспрессия только одного гена Изр70 существенна для защиты нейронов от повреждения.

Возможно ожидать результатов от применения НЭР70 при «протеинопатиях» мозга: болезней Альцгеймера, Паркинсона, прионных и полиглутаматных болезнях. Последние связаны с распространением в геноме повторов САС, кодирующих глутамин. Модель одной из полиглутаматных болезней у мышей вызывает спинномозжечковую атаксию I типа, потерю моторной координации вследствие дегенерации клеток Пуркинье в нейронах ствола мозга. Скрещи-

вание мышей с данной патологией и мышей с повышенной экспрессией гена Изр70 показало, что белок Н5Р70 на самом деле осуществляет защиту от нейродегенерации [47].

Защита сердца с помощью генотерапии также представляется крайне важной для сохранения жизни пациентов. Лечение сердечно-сосудистых заболеваний осуществляется с помощью хирургического вмешательства, фармакотерапии, использования различных тренировочных режимов. В обзоре Р. Ы и соавторов рассматриваются возможности генотерапии, в том числе геном Ьзр70, обсуждаются перспективы применения различных вирусных векторов, ли-посомальная техника [87].

Другая группа авторов применила у крыс липо-сомы с гемагглютинирующим японским вирусом, включающие ген 118р70, для трансфекции изолированного сердца, которое затем пересаживали кры-сам-реципиентам. Через 4 дня сердца извлекали, перфузировали по Лангендорфу, создавая кратковременную ишемию. Показали, что сердца крыс с трансфицированным геном 1пзр70 лучше сохраняли сократительную функцию, а выход креатинфосфоки-назы был меньше, чем в контроле [71]. Еще один пример связан с эндотоксемией, нарушающей функцию миокарда при септическом шоке. Известно, что грызуны, подвергнутые тепловому шоку, становятся устойчивыми к действию липополисахарида и сепсиса. На трансгенной линии мышей с повышенной экспрессией гена Ьэр70 крысы было показано, что сердце обладает повышенной резистентностью к действию липополисахарида [85].

В настоящее время исследования по использованию гена Изр70 ограничены экспериментами на животных. Полученные результаты позволяют надеяться на возможность использования такого терапевтического подхода в будущем применительно к человеку.

ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТОВ, ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ НА ЭКСПРЕССИЮ БТШ70

Уровень БТШ70, соотношение отдельных его изоформ в тканях и клетках организма определяется многими факторами: 1) во-первых, видовыми и тканевыми особенностями экспрессии; 2) во-вторых, количество отдельных изоформ БТШ70 будет зависеть от того, действие какого (каких) стрессора (стрессоров) испытывает организм в рассматриваемой ситуации; 3) наконец, тем, как влияют факторы диеты и лекарственные препараты на уровень БТШ70.

Помимо прекондиционирования, использование различных веществ и препаратов является достаточно быстрым и эффективным способом изменить внутриклеточное содержание БТШ70. Известные и вновь создаваемые молекулы, способные активировать защитный механизм клетки посредством усиления экспрессии генов БТШ, являются кандидатами в новые цитопротекторные лекарства [119].

■

Таблица. Влияние лекарственных препаратов и веществ на экспрессию БТШ70

Вещество или препарат Объект исследования Особые условия Экспрессия БТШ70 Литера- тура

Клетки эритролейкемии человека + [26]

Аспирин Кожный лоскут крысы + [57]

Мышь, человек + [79]

Сердце крысы - [89]

Крыса (печень, легкое, почка) ■ + [53]

Аспирин, индометацин Человек Ревматоидный артрит - [120]

Индометацин Мышь + [118]

Салицилат натрия, сулиндак Моноциты человека + [65]

Геранил-геранилацетон Клетки слизистой желудка морской свинки Повреждение индометацином + [129]

Куркумин (из куркумы) Клетки глиомы, гепатоциты крысы, фибробласты мыши, нагревание- крыс + [73]

Схизандрин (из лимонника Мышь, печень Введение ТЫР-а / + [66]

Препарат из растений Крыса, сердце - [20]

адаптогенов Крыса, печень + [20]

Циклопентеновые простагландины Клетки человека ! . + [117]

Донор, оксида азота (КР409) Крысы, сердце Приживление трансплантантов + [74]

Ацетат цинка ! Мышь, спленоциты Эндотоксемия липополисахаридом .+ [133]

Празозин Крыса, аорта - [93]

Каиновая кислота Крыса, нейроны + [48]

Амфетамин Крыса, нейроны. + [[36]

Агонист каппа-опиоидных Крыса, кардиомиоциты . + [146]

Атриальный натрийуретичес-кий пептид Крыса, печень + [77]

Изопротеренол Грызуны, сердце, скелетные мышцы Физическая нагрузка + [105]

Крыса Адаптация к физической нагрузке - [21]

Мышь, клетки - [86]

Кверцетин ... Клетки опухоли RIF - [27]

Мышь Индуцированная теплом радиорезистентность - [10]

Крыса - [23]

Кварцетин + тамоксифен___________ Клетки меланомы человека________________________________-_______[107]

В таблице приведены известные сведения о влиянии разного рода биологически активных веществ и лекарственных препаратов на экспрессию БТШ70. Противовоспалительное свойства ацетилсалициловой кислоты были обнаружены в 1875 году. На противовоспалительные свойства внутриклеточного БТШ70 обратили внимание около 10 лет назад [54].

Оказалось, что один из механизмов действия аспирина реализуется через активацию фактора теплового шока (НБРІ) с последующей экспрессией гена 1^70, накоплением в клетке НБР70 и одновременным угнетением экспрессий генов воспалительных цито-кинов. В целом для нестероидных противовоспалительных средств характерна активация НБР1, который

функционирует и как репрессор генов воспалительных цитокинов. Активированный HSF1 одновременно с активацией гена БТШ70 ингибирует экспрессию фактора некроза опухолей альфа, интерлейкина1-бета, интерлейкинов 6, 8, 10-, стимулированныхлипо-полисахаридом [65]. Этот механизм осуществляется в моноцитах и макрофагах. Для синовиальных фибробластоподобных клеток было показано, что нестероидные противоспалительные лекарства хотя и вызывали активацию HSF1, но ситеза БТШ70 при этом не происходило [120]. Возможно, что полноценная экспрессия гена hsp70 и синтез БТШ70 могут быть достигнуты сочетанием противовоспалительного препарата с мягким тепловым шоком [118]. Отдельный практический интерес представляет использование в качестве препаратов-стимуляторов, усиливающих экспрессию БТШ70, активных компонентов растений-адаптогенов, которые могут быть применены в сочетании с действием тепла для повышения уровня БТШ70 в случае необходимости быстрой адаптации организма к действию неблагоприятных факторов.

С тех пор как было обнаружено, что флавоноид кверцетин является выраженным ингибитором экспрессии БТШ70, это его свойство используется в экспериментах многими исследователями. Кверцетин может быть применен в комплексе с цитотокси-ческими факторами для уничтожения раковых клеток. Недавно было показано, что сочетание кверце-тина с антиэстрогеном тамоксифеном и, гипертермией успешно индуцировало апоптотическую гибель клеток меланомы человека [107].

На экспрессию БТШ70 влияет состояние клеточной мембраны, которое изменяется под воздействием различных веществ, препаратов и факторов. Так, например, увеличивая подвижность липидного бислоя клеточной мембраны можно снизить порог индукции экспрессии БТШ70 [135].

Фак|горы питания могут приводить к ускорению или замедлению экспрессии БТШ70. Недостаток или избыток антиоксидантов в пище модулирует активацию фактора теплового шока и последующий синтез БТШ70. Например, кормление мышей антиоксидантами увеличивало экспрессию БТШ70 в печени и мозге [134].

Несмотря на громадное количество работ, посвященных изучению и практическому применению белков теплового шока, их число не уменьшается, настолько эта проблема привлекательна и многообещающа. Многие конкретные задачи в значительной степени сложны и далеки от своего практического воплощения, другие — кажутся достаточно Доступными и осуществимыми. При этом остается много сомнений и вопросов. Например, каково принципиальное отличие и какие могут быть выгоды и последствия для здоровья временной адаптации к действию стрессора или постоянного хронического присутствия фактора, «подстёгивающего» экспрессию БТШ70? Есть опасение, что хроническая экспрессия повышенных количеств БТШ, которая, например, вызывается радиочастотным излучением, может индуцировать или усиливать онкогенез, метастазирование и повышать устойчивость к противоопухолевым лекарствам [56].

На начало апреля 2002 г. количество статей, зафиксированных в сети «интернет», по всем белкам теплового шока составило 16 645, из них по БТШ70 — 5679, то есть 34%. Проведенный анализ литературы свидетельствует о важной роли белков теплового шока и БТШ70 в адаптации, цитопротекции, воспалении, формировании иммунного ответа при инфекциях, при раке. Поэтому становится очевидным необходимость знания механизмов экспрессии БТШ и возможность влиять на этот процесс.

Литература

1. Александров А. Я. Реактивность клеток и' белки.

Л.: Наука, 1985. — 318 с.

2. Андреева Л. И., Бойкова А. А., Петрова В. С., Щербак С. Г., Воробьев Н. В., Белокопытов И. Ю., Сарана А. М., Кузьмич В. Г., Иванов И. А:,

Маргулис Б. А., Шабанов П. Д. Изменения в мононуклеарах крови человека при остром отравлении солями таллия // Медицинский академический журнал. — 2001. — Т. 1. —

№ 2. — С. 61-66.

3. Андреева Л. И., Горанчук В. В., Шустов Е. Б.,

Бойкова А. А., Петрова В. С., Ржепецкая М. К., Кузнецов В. Н., Меньшаков И. А., Маргулис Б. А., Шабанов П. Д. Адаптация человека к гипертермии и изменения в лейкоцитах периферической крови // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. — 2001. — Т. 87. — № 9. — С. 1208-1216.

4. Андреева Л. И., Маргулис Б. А., Петрова В. С.,

Бойкова А. А., Соловьев М. В., Смирнов А. В. Обнаружение антител к белкам теплового шока у людей в условиях перегревания организма, при пневмонии, отравлении тяжелыми металлами // Иммунология. — 2000. — № 3. — С. 58-60.

5. Гужова И. В., Ласунская Е. Б., Нильссон К.,

Дариева 3. А., Маргулис Б. А. Влияние теплового шока на процессы дифференцировки и апоптоза

в клетках U-937 // Цитология. — 2000. — Т. 42. — № 7. — С. 653-658.

6. Гужова И. В., Маргулис Б. А. Индукция и накопление БТШ70 приводят к формированию его комплексов с другими клеточными белками // Цитология. —

2000. — Т. 42. — № 7. — С. 647-652.

7. Демидов О. Н. Система белков теплового шока 70 кДа у кардиохирургических больных. Автореф. ... канд. мед. наук. — СПб., 1999. — 21' с.

8. Карпищенко А. И., Пастушенков В. Л., Михалева Н. П., Гавриленко И. С., Андреева Л. И. Стресс, белки теплового шока и апоптоз // Программированная клеточная гибель / Под ред.

B.C. Новикова. — СПб.: Наука, 1996. —

C. 149-156.

9. Малышев И. Ю., Малышева Е. В. Белки Теплового шока и защита сердца // Бюл. эксп. биологии. — 1998. — Т. 126. — № 12. — С. 604-611.

10. Малютина Я. В., Семина О. В., Семенец Т. Н:, •

Будагова К. Р., Шинкаркина А. П., Кабаков А. Е., Поверенный А. М. Защитная роль термальной обработки перед облучением на КОЕ костного мозга мышей: потенциальное участие белков теплового шока // Радиац. Биология. Радиоэкология. — 2001. — Т. 41. — № 2. —

С. 153-156.

11. Маргулис Б. А. Защитная функция белков теплового шока семейства 70 КД. Автореф. дис.... доктора биол. наук. — СПб., 2001. — 32 с.

12. Маргулис Б. А., Гужова И. В. Белки стресса в эукариотической клетке // Цитология. — 2000. —

Т. 42. — N° 4. — 323-341.

13. Меерсон Ф. 3. Механизмы адаптации к высотной гипоксии // Итоги науки и техники. Серия физиология человека и животных. — Т. 14. М.,-1974. — С. 7-62.

14. Меерсон Ф. 3., Малышев И. Ю., Замотринский А. В. с' Различия в формировании феномена

адаптационной стабилизации ДНК ядер сердечной мышцы при адаптации к стрессу и высотной гипоксии: роль белков теплового шока // Докл. АН СССР. — 1991. — Т. 307. — № 6. — С. 1503-1506.

15. Меерсон Ф. 3., Малышев И. Ю., Замотринский А. В. Генерализованное накопление стресс-белков при адаптации организма к стрессорным воздействиям // Бюл. эксп. биологии. — 1993. —

, Т. 116. — № 9. — С. 231-233..

16. Мухин Н. А., Ляшко В. Н., Маргулис Б. А.,

Ульмасов X. А., Каррыева Б.Ч. Амилоидоз и антитела к белкам теплового шока // Терапевтический архив. — 1992. — Т. 64. —

№ 5. — С. 79-82.

17. Насонов Д. Н., Александров А. Я. Реакция, живого вещества на внешние воздействия. — М.; Л.,

1940. — 252 с.

18. Насонов Д. Н. Местная реакция протоплазмы и распространяющееся возбуждение. — М.; Л.: Изд-во АН. СССР, 1962..— 426 с.

19. Насонов Д. Н. Некоторые вопросы морфологии и физиологии клетки. Избранные труды. — М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1963. — 363 с.

20. Продиус П. А., Манухина Е. Б., Буланов А. Е, Викман-Г., Малышев И^ Ю. Адаптоген АДАПТ модулирует стрсс'син^уцйрованный; синтгез^н5р70

■ и-'пощшаёт' уйТР0чиШёт^0ргШиЩаТк'^еЪловому шоку//Бюл.::^ксп^-Ёйш10гии. — 1997. —

Т. 123. — № 6. — С. 629-631.

21. Пшенникова М. Г., Продиус П. А., Салтыкова В. А., Малышев И. Ю. Блокада синтеза белков теплового шока предотвращает формирование кардиопротекторного эффекта адаптации к физической нагрузке // Общ. патология и патол. физиология, -т- 1998. — Т. 126. — № 9. —

С. 299-301.

22. Селье Г. На уровне целого организма. — М.:

Наука, 1972. — 122 с.

23. Трифонов А. И., Ларионов Н. П., Манухина Е. Б., Микоян В. Д., Кубрина ЛН., Ванин А. Ф.,

Малышев И. Ю. Адаптация к теплу активирует синтез HSP70, ограничивает гиперпродукцию оксида азота и защищает организм от острой гипотензии при тепловом шоке // Бюл. Эксп. Биологии. — 7999. - Т. 128. — № 11. — С. 507-510.

24. Шевченко Ю. Л., Демидов О. Н., Тыренко В. В., Свистов А. С., Белевитин А. Б., Карпищенко А. И., Комарова Е. Ю., Попова Т. В., Кинев А. В.,

Маргулис Б. А. Роль белков теплового шока БТШ72 в кардиопротекции у больных, прооперированных по поводу ишемической болезни сердца // Вестник хирургии. — 1999. — № 3. — С. 11-15.

25. Asea A., Kabingu Е., Stevenson М. A., Calderwood S. К. HSP70 peptidembearing and peptide-negative preparations act as chaperokines // Cell Stress Chaperones. — 2000. — Vol. 5. — N 5. — P. 425-431.

26. Amici C., Rossi A., Santoro M. G. Aspirin enhances thermotolerance in human erythroleukemic cells: an

effect associated with the modulation of the heat shock response // Cancer Res. — 1995. — Vol.

55. — P. 4452-4457.

27. Baek S. Hi, Lee U. Y„ Park E. M„ Han M. Y., Lee Y.

S., Park Y. M. Role of protein kinase Cdelta in transmitting hypoxia signal to HSF and HIF-1 //

J. Cell. Physiol. — 2001. — Vol. 188. — N 2. —

P. 223-235.

28. Baler R., Zou J., Voellmy R. Evidence for a role of Hsp70 in the regulation of the heat shock response in mammalian cells // Cell Stress Chaperones. — 1996. — Vol. 1. — N 1. — P. 33-39.

29. Basu S., Srivastava P. K. Heat shock proteins: the fountainhead of innate and adaptive immune responses // Cell Stress Chaperones. — 2000. —

Vol. 5. — N 5. — P. 443-450.

30. Beasley T. C., Tytell M., Sweatt A. J. Heat shock protein 70 in the retina of Xenopus laevis, in vivo and in vitro: effect of metabolic stress // Cell Tissue Res. — 1997. — Vol. 290. — N 3. — P. 525-538.

31. Beck S. C., Paidas C. N., Tan H. Depressed expression of the inducible form of HSP70 (HSP72) in brain and heart after in vivo heat shock // Am. J. Physiol. — 1995. — Vol. 269. — N 3. — Pt. 2. -

■ P. R608-R613.

32. Benjamin I. J., Kroger B., Williams R. S. Activation of the heat shock transcription factor by hypoxia in mammalian cells // Proc Natl Acad Sci USA. —

1990. — Vol. 87. — N 16. — P. 6263-6267.

33. Birnbaum G., Kotilinek L. Heat shock or stress proteins and their role as autoantigens in multiple sclerosis // Ann. N. Y. Acad. Sci. — 1997. —

' Vol. 835. — P. 157-167.

34. Blachere N. E., Li Z., Chandawarkar R. Y., Suto R.,

Jaikaria N. S., Basu S.,‘ Udono H., Srivastava P. K. Heat shock protein-peptide complexes, reconstituted in vitro, elicit peptide-specific

• cytotoxic T lymphocyte response and tumor immunity // J. Exp. Med. — 1997. — Vol.186. —

P. 1315-1322.

35. Botzler C., Li G., Issels R. D., Multhoff G. Definition of

extracellular localized epitopes of Hsp70 involved in an NK immune response // Cell Stress Chaperones. — 1998. — Vol. 3. — N 1. — P. 6-11.

36. Bowyer J. F., Davies D. L. Changes in RNA levels for

heat-shock/stress proteins (Hsp) and a secretory vesicle associated cysteine-string protein (Gsp1)' after amphetamine (AMPH) exposure // Ann. N. Y. Acad. Sci. — 1999. — Vol. 890. — P. 314-329.

37. Brenner B. G., Wainberg Z. Heat shock proteins: novel therapeutic tools for HIV-infection? // Expert Opin.

Biol. Ther. — 2001. — Vol. 1. — N 1. — P. 67-77. '

38. Burdon R. H. The heat shock proteins // Endeavour. — 1988. — Vol. 12. — N 3. — P. 133-138.

39. Calabrese V., Scapagnini G., Catalano C., Bates T. E, Dinotta F., Micali G., Giuffrida Stella A. M. Induction of heat shock protein synthesis in human skin

. fibroblasts in response to oxidative stress: regulation by natural antioxidant from rosemary extract // Int.

J. Tissue React. — 2001. — Vol. 23. — N 2. —

P. 51-58.

40. Calabrese V., Scapagnini G., Catalano C., Bates T. E, Geraci D., Pennisi G., Giuffrida Stella A. M.

Regulation of heat shock protein synthesis in human skin fibroblasts in response to oxidative stress:, role of vitamin E // Int. J. Tissue React. — 2001. —

Vol. 23. — N 4. — P. 127-135.

41. Camins A., Diez-Fernandez C., Camarasa J., Escubedo E. Cell surface expression of heat shock proteins in dog neutrophils induced by mitochondrial

benzodiazepine receptor ligands // Immunopharma-colpgy. — 1995. — Vol. 29. — N 2. — P. 159-66.

42. Carmody S., Wu X. L, Lin H., Blank M., Skopicki H., Goodman R. Cytoprotection by electromagnetic field-induced hsp 70: a model for clinical application //J. Cell Biochem. — 2000. — Vol. 79. — N 3. — P. 453-459.

43. Ch'en H. W., Hsu C., Lue S. I., Yang R. C. Attenuation of sepsis-induced apoptosis by heat shock pretreatment in rats // Cell Stress Chaperones. —

2000. - Vol. 5. — N 3. — P. 188-195. '

44. Chong K. Y., Lai C. C., Lille S., Chang C., Su C. Y. Stable overexpression of the constitutive form of heat shock protein 70 confers oxidative protection // J Mol Cell Cardiol. — 1998. — Vol. 30. — N 3. —

P. 599-608.

45. Ciupitu A. M. T., Petersson M., O'Donnell C. L, Williams K, Jindal S., Kiessling R., Welsh R ,M. Immunization with a lymphocytic choriomeningitis virus peptide mixed with heat shock protein 70 results in protective antiviral immunity and specific cytotoxic T lympho-cytes // J. Exp. Med. —

1998. — Vol.187. — P. 685-691.

46. Craig E. A., Gross C. A. Is HSP70 the cellular thermometer? // Trends Biochem. Sci. — 1991. — Vol. 16. — N 4. — P. 135-140.

47. Cummings C. J., Sun Y., Opal P., Antalffy S., Mestril R„ Orr H.T., Dillmann W. H„ Zoghbi H. Y. Overexpression of inducible HSP70 chaperone suppresses neuropatholog\ and improves motor function in SCA1 mice // Hum. Mol. Genet. —

2001. — Vol. 10. — N 14. — P. 1511-1518.

48. Czyrak A., Fijal K., Mackowiak M., Zajaczkowski W., We:dzony K. Metyrapone, an inhibitor of corticosterone synthesis, blocks the kainic acid-induced expression of HSP 70 // Synapse. —

2000. — Vol. 38. — N 2. — P. 144-150.

49. D'Souza S. M., Brown I. R. Constitutive expression of heat shock proteins Hsp90, Hsc70, Hsp70 and Hsp60 in neural and non-neural tissues of the rat during postnatal development // Cell Stress Chaperones. —

1998. — Vol. 3. — N 3. — P. 188-199.

50. Dybdahl S., Wahba A., Lien £., Flo T. H., Waage A., Qureshi N.. Sellevold O. F., Espevik T., Sundan A. Inflammatory response after open heart surgery: release of heat-shock protein 70 and signaling through toll-like receptor-4 // Circulation. —

2002. — Vol. 105. — N 6. — P. 685-690.

51. Efferth T., Schulten H. G., Thelen P., Bode M. E.; Be-

niers A. J., Granzen B., Ringert R. H., Mertens R., Gefeller O., Jakse G., Fuzesi L. Differential expression of the heat shock protein 70 in the histological compartments of nephroblastomas // Anticancer Res. — 2001. — Vol. 21. — N 4B. —

P. ,2915-2920.

52. Engelman D. T., Chen C. Z., Watanabe M., Engel-

man R. M,. Rousou J. A., Flack J. E. 3rd, Deaton D.

W., Maulik N., Das D. K. Improved 4- and 6-hour myocardial preservation by hypoxic preconditioning // Circulation. — 1995. — Vol. 92. — N 9. —

Suppl. 1. — P. 11417—11422.

53. Fawcett T. W., Xu Q., Holbrook N. J. Potentiation of heat stress-induced hsp 70. expression in vivo by aspirin // Cell Stress Chaperones. — 1997. —

Vol. 2. — N 2. — P. 104-109.

54. Feige U., Polla B. S. Heat shock proteins: the hsp 70 family // Experientia. — 1994. — Vol. 50. —

N 11-12. — P. 979-986.

55. Fre.eman M. L, Huntley S. A., Meredith M.. J., Senis-terra G. A., Lepock J. Destabilization and dehaturation of cellular protein by glutathione

depletion // Cell Stress Chaperones. — 1997. —

Vol. 2. — N 3. — P. 191-198.

56. French P. W., Penny R., Leurence J. A., McKenzie D. R. Mobile phones,, heat shock proteins and cancer // Differentiation. — 2001. — Vol. 67. — N 4-5. —. P. 93-97.

57. Ghavami A., Nutt M. P., Hardy S. P. Heat shock protein and high-dose aspirin: effects on random skin flap survival in rat model // Ann Plast Surg. —

2002. — Vol. 48. — N 1. — P. 60-67.

58. Gosslau A., Ruoff P., Mohsenzadeh S., Hobohm U., Rensing L. Heat shock and oxidative stress-induced exposure of hydrophobic protein domains as common signal in the induction of hsp68 // J. Biol Chem. — 2001. — Vol. 276. — N 3. — P. 1814-1821.

59. Guzhova I. V., Arnoldt A. C. V., Darieva Z. A., Kinev A. V., Lasunskaia E.B., Nilsson K., Bozhkov V.M., Voronin A.P., Margulis B.A. Effects of exogenous stress protein 70 on the functional properties of human promonocytes through binding to cell surface and internalization // Cell Stress Chaperones. —

1998. — Vol. 3. — N 1. — P. 67-77.

60. Hantschel M., Pfister K., Jordan A., Scholz R., Andreesen R., Schmitz G., Schmetzer H., Hiddemann W., Multhoff G. Hsp70 plasma membrane expression on primary tumor biopsy material and bone marrow of leukemic patients // Cell Stress Chaperones. —

2000. — Vol. 5. — N 5. — P. 438-442.

61. Heads R. J., Yellon D. M., Latchman D. S. Differential cytoprotection against heat stress or hypoxiafollowing expression of specific stress protein genes in myogenic cells // J. Mol Cell Cardiol. — 1995. —

Vol. 7. — N 8. — P. 1669-1678.

62. Hightower L. £., Brown, Renfro J. L., Perdrizet G. A., Rewinski M., Guidon P. T. Jr, Mistry T., House S. D. Tissue-level cytoprotection // Cell Stress Chaperones. — 2000. — Vol. 5. — N 5. — P. 412-414.

63. Hightower L. E. The heat shock response, a brake on inflammation // Molecular Chaperones and the heat shock response: Cold Spring Harbor, N. Y. —

2000. — P. 118.

64. Houenou L: J., Li L, Lei M., Kent C .R:, Tytell M. Exogenous heat shock cognate protein Hsc 70 prevents axotomy-induced death of spinal sensory neurons // Cell Stress Chaperones. — 1996. —

Vol. 1. — N 3. — P. 161-166.

65. Housby J. N., Cahill C. M., Chu B., Prevelige R., Bickford K, Stevenson M. A., Calderwood S. K. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs inhibit the expression of cytokines and induce HSP70 in human monocytes // Cytokine. — 1999: — Vol. — 11. —

N 5. — P. 347-358.

66. Ip S. P., Che C-T., Kong Y.C., Ko K-M. Effects of schisandrin B pretreatment on tumor necrosis factor-a induced apoptosis and HSP70 expression in mouse liver // Cell Stress Chaperones. — 2001. — Vol. 6. — N 1. — P. 44-48.

67. Ito A., Shinkai M., Honda H., Wakabayashi T., Yoshida J., Kobayashi T. Augmentation of MHC class I antigen presentation via heat shock protein expression by hyperthermia // Cancer Immunol. Immuhotherr. —

2001. — Vol. 50. — N 10. — P. 515-522.

68. Itoh Y. H., Noguchi R. Pre-treatment with mild whole-body heating prevents gastric ulcer induced by restraint and water-immersion stress in rats //

Int. J. Hyperther-mia. — 2000. — Vol. 16. — N

2. — P. 183-191. " '

69. Jacquier-Sarlin M. R., Fuller K., Dinh-Xuan A. T., Richard M. J., Polla B. S. Protective effects of hsp 70 in inflammation. // Experientia. — 1994. — Vol.

50. — N 11-12. — P. 1031-1038.

70. Janetzki S., Polla B., Rosenhauer D., Lochs H., Lewis J., Srivastava P.K. Immunization of cancer patients with autologous cancer-derived heat shock protein gp96: a pilot study // Int. J. Cancer. — 2000. — '

Vol. 88. — P. 232-238.

71. Jayakumar J., Suzuki K., Sammut I. A., Smolensk! R. T., Khan M., Latif N., Abunasra H., Murtuza S., Amrani M., Yacoub M.H. Heat shock protein 70 gene transfection protects mitochondrial and ventricular function against ischemia-reperfusion injury // Circulation. — 2001. — Vol. 104. — N 12. —

Suppl 1. — P. 1303-1307.

72. Kampinga H. H., Brunstig J. F., Konings A. W. T. Acquisition of thermotolerance induced by heat and arsenite in HeLa S3 cells: multiple pathways to induce tolerance? // J. Cell. Physiol. — 1992. —

Vol. 150. — P. 406-415.

73. Kato K., Ito H., Kamei K., Iwamoto I. Stimulation of

the stress-induced expression of stress proteins by curcumin in cultured cells and in rat tissues in vivo // Cell Stress Chaperones. — 1998. — Vol. 3. —

N 3. — P. 152-160.

74. Katori M., Tamaki T., Takahashi T., Tanaka M., Kawamura

A., Kakita A. Prior induction of heat shock proteins by a

nitric oxide donor attenuates cardiac ischemia / reperfusion injury in the rat // Trans-plantation. — 2000. — Vol. 69. - N 12. — P. 2530-2537.

75. Kelly S., Bieneman A., Horsburgh K., Hughes D., Sofroniew M. V., McCulloch J., Uney J. B: Targeting expression of hsp70i to discrete neuronal populations using the Lmo-1 promoter: assessment of the neuroprotective effects of hsp70i in vivo and in vitro // J. Cereb. Blood Flow Metab. — 2001. — Vol. 21. — N 8. — P. 972-981.

76. Kelty J. D., Noseworthy P. A., Feder M. £.,

Robertson R. M., Ramirez J.M. Thermal preconditioning and heat-shock protein■ 72 preserve synaptic transmission during thermal stress //.

J. Neurosci. — 2002. — Vol. 22. — N 1. RC193.

77. Kiemer A. K, Gerbes A. L, Bilzer M., Vollmar A. M.

The atrial natriuretic .peptide and cGMP: novel activators of the heat shock response in rat livers // Hepatology. — 2002. — Vol. 35. — N 1. — P. 88-94.

78. Kita T. The role of heat shock proteins on the disordered tissues: implication for the pathogenesis and diagnostics in the forensic practice // Nippon Hoigaku Zasshi. — 2000. 54. — N 3. — P. 367-371.

79. Konturek J. 1/1/., Fischer H., Konturek P. C., Huber V., Boknik P., Luess H., Neumann J., Brzozowski T., Schmitz W., Hahn E. G., Domschke 1/1/., Konturek S. J. Heat shock protein 70 (HSP70) in gastric adaptation to aspirin in Helicobacter pylori infection // J.

. Physiol. Pharma-col. — 2001. — Vol. 52. — N 1. — P. 153-164."

80. Knowlton A. A., Sun L. Heat-shock factor-1, steroid hormones, and regulation of heat-shock protein expression in the heart // Am. J. Physiol. —

2001. — Vol. 280. — N 1. — P. H455-H464.

81. Kubo S., Kitamura O., Orihara Y„ Ogata M., Tokunaga

I., Nakasono I. Immunohistochemical diagnosis and significance of forensic neuropathological changes // J. Med. Invest. 1998. — Vol. 44. — N 3-4. —

P. 109-119.

82. Kumar Y., Tatu U. Induced hsp 70 is in small, cytoplasmic complexes in a cell culture model of renal ischemia: a comparative study with heat shock // Cell Stress Chaperones. — 2000. — Vol. 5. —

N 4. — P. 314-327.

83. Larson J. S., Schuetz T. J., Kingston R. E. In vivo - activation of purified human heat shock factor by

heat // Biochemistry. 1995. — Vol. — 34. — N 6. — P. 1902-1911.

84. Latchman D. S. Heat shock proteins and,cardiac protection // Cardiovascular Res. — 2001. —

Vol. 51. — N 4. — P. 637-646.

85. Lau S. S., Griffin T. M., Mestril R. Protection against endotoxemia by HSP7- in rodent cardiomyocytes // Am. J. Physiol. — 2000. — Vol. 278. — N 5. —

P. H1439—H1445.

86. Li D.P., Li Calzi S., Sanchez E. R. Inhibition of heat shock factor activity prevents heat shock potentiation of glucocorticoid receptor-mediated gene expression // Cell Stress Chaperones. —

1999. — Vol. 4. — N 4. — P. 223-234.

87. Li F., Hayes J. K., Wong K. C. Gene therapy: a novel

method for the treatment of myocardial ischemia and reperfusion injury — mini-review // Acta Anaesthesiol. Sin. — 2000. — Vol. 38. — N 4. — P. 207-215.

88. Lis JWu C. Protein traffic on the heat shock

promoter: parking, stalling and trucking along //

Cell. — 1993. — Vol. 74. — N 1. — P. 1-4.

89. Locke M., Atance J. The myocardial heat shock response following sodium salicylate treatment //

Cell Stress Chaperones. — 2000. — Vol. 5. —

N 4. — P. 359-368.

90. Lutz W., Baranski B., Krajewska B. Hormesis and stress responses of human cells to chemical and physical hazards present at work places // Med.

Pr. — 1993. — Vol. 44. — N 6. — P. 529-537.

91. Maseda T., Hua Y., Xi G., Ennis S. R., Keep R. F, Attenuation of ischemic brain edema and preconditioning in the rat // J. Cereb. Blood Flow Metab. — 2001. — Vol. 21. — N 1. — P. 22-33.

92. Matsumoto K, Honda K, Kobayashi N. Protective effect of heat preconditioning of rat liver graft resulting in improved transplant survival // Transplantation. —

2001. — Vol. 71. — N 7. — P. 862-868.

93. Matz J. M„ La Voi K. P., Moen R. J., Blake M. J. Cold-induced heat shock protein expression in rat aorta and brown adipose tissue // Physiol. Behav. —

1996. — Vol. 60. — N 5. — P. 1369-1374.

94. Meerson F. Z., Malyshev lYu, Zamotrinsky A. V. Differences in adaptive stabilization of structuresin response to stress and hypoxia relate with the accumulation of hsp70 isoforms // Mol Cell Biochem. — 1992. — Vol. 111. — N 1-2. —

P. 87-95.

95. Metzler B., Schett G., Kleindienst R., van der Zee R.,

Ottenhoff T., Hajeer A., Bernstein R., Xu Q., Wick G. Epitope specificity of anti-heat shock protein 65/60 serum antibodies in atherosclerosis // Arterioscler. Thromb. Vase. Biol. — 1997. — Vol. 17. — N 3. —

P. 536-541.

96. Miller M. J. Preconditioning for cardioprotection against ischemia reperfusion injury: the roles of nitric oxide, reactive oxygen species, heat shock proteins, reactive hyperthermia and antioxidants — a mini review // Can. J. Cardiol. — 2001. — Vol.

17. — N 10. — P. 1075-1082.

97. Moon I. S., Park I. S., Schenker L. T., Kennedy M. S.,

Moon J. I., Jin I. Presence of constitutive and inducible forms of heat shock protein 70 in the cerebral cortex and hippocampal synapses // Cereb. Cortex. — 2001. — Vol. 11. — N 3. — P. 238-248.

98. Morimoto R. I., Tissieres A., Georgopoulos C. (Eds). The biology of heat shock proteins and molecular chaperones // Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Lab. Press. — 1994. — 610 p.

99. Multhoff G., Botzler C„ Jennen L, Schmidt J., Ellwart J., Issels R. Heat shock protein 72 on the tumor cells: a

recognition structure for natural killer cells //

J. Immunol. — 1997. — Vol. 158. — P. 4341-4350.

100. Mustafa A. S. Biotechnology in the development of

new vaccines and diagnostic reagents against tubercu-losis // Curr. Pharm. Biotechnol. —

2001. Vol. 2. — N 2. — P. 157-173.

101. Nollen £ A., Salomons F. A., Brunsting J. F., Want J. J..,

Sibon O. C., Kampinga H. H. Dynamic changes in the

localization of thermally unfolded nuclear proteins associated with chaperone-dependent protection // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. — 2001. — Vol. 98. —

N 21. - P. 12038-12943.

102. Ogawa T., Nussler A. K., Tuzuner £., Neuhaus P., Kaminishi M., Mimura Y., Beger H. G. Contribution of nitric oxide to the protective effects of ischemic preconditioning in ischemia-reperfused rat kidneys // J. Lab. Clin. Med. — 2001. — Vol. 138. — N 1. —

P. 50-58.

103. Paggi A., Di Prima M. A., Paparo B. S., Pellegrino C., Faralli A. R., Sinopoli M. T., Leri O. Anti 70 kDa heat shock protein antibodies in sera of patients affected by autoimmune and non-autoimmune thyroid diseases // Endocr. Res. — 1995. — Vol. 21. —

N 3. — P. 555-567.

104. Park K. H., Cozier F., Ong O. C., Caprioli J. Induction of heat shock protein 72 protects retinal ganglion cells in a rat glaucoma model // Invest. Ophthalmol. —

2001. — Vol. 42. — N 7. — P. 1522-1530.

105. PaToo Z., Noble E.G. Isoproterenol potentiates exercise-induction of Hsp70 in cardiac and skeletal muscle // Cell Stress Chaperones. 1999. — Vol.

4. — N 3. — P. 199-204.

106. Pelham H. R. B. Speculations on the function of major heat shock and glucose-regulated proteins // Cell. —1986. — Vol. 46. — P. 959-961.

107. Piaintelli M., Tatone D., Casirilli G., Savini F., Maggiano N., Larocca L. M., Ranelletti F. O., Natali P. G.

Quercetin and tamoxifen sensitize human melanoma cells to hyperthermia // Melanoma Res. — 2001. — Vol. 11. — N 5. — P. 469-476.

108. Plümier J. C., Krueger A. M., Currie R. W., Kontoyiannis D., Kollias G., Pagoulatos G. N. Transgenic mice expressing the human inducible Hsp70 have hippocampal neurons resistant to ischemic injury // Cell Stress Chaperones. —

1997. — Vol. 2. — N 3. — P. 162-167.

109. Po'ccia F, Piselli P., Vendetti S., Bach S., Amendola A., Placido R., Colizzi V. Heat-shock protein expression on : the membrane of T cells undergoing apoptosis // Immunology. — 1996. — Vol. 88. — N 1. — P. 6-12.

110. Pockley A. G., Shepherd J., Corton J. M. Detection of heat shock protein 79 (Hsp70) and anti-Hsp70 antjbodies in the serum of normal individuals // Immunol. Invest. — 1998. — Vol. 27. — N 6. —

P. '367-377.

111. PoWtg I., Pankuweit S., Maisch B. Antibodies against stress proteins in sera of patients with dilated cardiomyopathy // J. Mol. Cell. Cardiol. — 1997. — Voii 29. — N 8. — P. 2245-2251.

112. Qureishi T., Nagarwalla N., Sarela A., Ahmed A. R. Antibodies to the 70-kDa heat-shock proteins with thermal burns // Clin. Immunol. Immunopathol. — 1995. — Vol. 75. — N 1. — P. 94-98.

113. Rajdev S., Hara K., Kokubo Y., Mestril R., Dillmann W., Weinstein P.R., Sharp F.R. Mice overexpressing rat heat shock protein 70 are protected against cerebral infarction // Ann. Neurol. — 2000. — Vol. 47. —

N 6. — P. 782-791.

114. Räo Z. R., Ge X., Qiou J. Y., Yang T., Duan L., Ju G. Expression and changes of HSP70 in the rat

forebrain subjected to gamma knife (100Gy) irradiation targeted on the caudate putamen and survived for different times // Neurosci. Res. — 2000. — Vol. 38. — N 2.. — P. 139-146.

115. Ritossa F. A new puffing pattern induced by heat shock and DNP in Drosophila // Experientia. —

1962. — Vol. 18. — P. 571-573.

116. Rokutan K, Hirakawa T., Teshima S., Nakano Y., Miyoshi M., Kawai T., Konda £., Morinaga H., Nikawa T., Kishi K. Implications of heat/shock proteins for medicine and disease // J. Med. Invest. — 1998. — Vol. 44. — N 3-4. — P. 137-147.

117. Rossi A., Elia G., Santoro M. G. 2-Cyclopenten-1-one, a new inducer of heat shock protein 70 with antiviral activity // J. Biol. Chem. — 1996. — Vol. 271. — N 50. — P. 32192-32196.

118. Roussou I., Hguyen V. T., Pagoulatos G. N.,

Bensaude O. Enhanced protein denaturation in indomethacin-treated cells // Cell Stress Chaperones. — 2000. — Vol. 5. — N 1. — P. 8-13.

119. Santoro M. G. Heat shock factors and the control of the stress response //■ Biochem. Pharmacol. —

2000. — Vol. 59. — N 1. — P. 55-63. -

120. Schett G., Redlich K., Xu Q., Bizan P., Gruger M., Tohidast A. M., Kiener H., Smolen J., Steiner G. Enhanced expression of heat shock protein 70 (hsp70) and heat shock factor 1 (HSF1) activation in reumatoid arthritis synovial tissue. Differential regulation of hsp 70 expression and hsfl activation in synovial fibroblasts by proinflammatory cytokines, shear stress, and antiinflammatory drugs // J. Clin. Invest. — 1998. — Vol. 102. — N 2. — P. 302-311.

121. Sheldon L. A., Kingston R. E. Hydrophobic coiled-coil domains regulate the subcellular localization of human heat shock factor 2 // Genes & Development. —

1993. — Vol. 7. — N 8. — P. 1549-1558,

122. Skidmore R., Gutierrez J. A., Guerriero V., Kregel K.

C. HSP70 induction during exercise and heat stress in rats: role of internal temperature // Am. J.

Physiol. — 1995. — Vol. 268. — N 1. — Pt. 2. —

P. R92-R97.

123. Slater S., Jallen ft, Gilbertson J., Lampert I., Williamson ft, Foster C. S. Expression of heat shock proteins in chronic pancreatitis: protective or pathogenic role? // Lab. Invest. — 1997. —

Vol. 76. — N 4. — P. 533-545.

124. Suzuki K, Sawa Y., Kaneda Y., Ishikawa H., Shiraku-ra ft, Matsuda H. Overexpressed heat shock protein 70 atte-nuates hypoxic injury in coronary endothelial cells // J Mol Cell Cardiol. — 1998. — Vol. 30. — N6. — P. 1129-1136.

125. Tavaria M., Gabriele T., Kola I, Anderson R. L. A hitchhiker's guide the human Hsp70 family // Cell Stress Chaperones. — 1996. — Vol. 1. — N 1. —

P. 23-28.

126. Thompson H. S., Scordilis S. P., Clarkson P. M., Lohrer W. A. A single bout of eccentric exercise increases HSP27 and HSC/HSP70 in human skeletal muscle //Acta Physiol. Scand. — 2001. —

Vol. 171. — N 2. — P. 187-193.

127. Tishler M., Shoenfeld Y. Anti-heat-shock protein antibodies in rheumatic .and autoimmune diseases // Semin. Artritis Reu. — 1996. — Vol. 26. — N 2. —

P. 558-563.

128. Tissieres A., Mitchell H. K., Tracy U. M. Protein synthesis in salivary glands of Drosophila melanogaster// J. Mol. Biol. — 1974. — Vol. 84. — P. 389-398.

129. Tomisato W., Takahashi N.. Komoto C., Rokutan K, Tsuchlya T., Mizushima T. Geranylgeranylacetone

protects cultured guinea pig gastric mucosal cells from indomethacin // Dig Dis Sci. — 2000. — Vol.

45. — N 8. — P. 1674-1679.

130. Triantafilou K, Triantafilou M., Dedrick R. L. A CD14-independent LPS receptor cluster // Nat.

Immunol. — 2001. — Vol. 2. — N 4. — P. 338-345.

131. Tytell M., Greenberg S.G., Lasek R. G. Heat shocklike protein is transferred from glia to axon // Brain Res. — 1986. — Vol. 363. — P. 161-164.

.132. Udelsman R., Blake M. J., Holbrook N. J. Molecular response to surgical stress: specific and simultaneous heat shock protein induction in the adrenal cortex, aorta,- and vena cava // Surgery.

1991. — Vol. 110. — N 6. — P. 1125-1131.

133. Unoshima M., Nishizdno A., Takita-Sonoda Y., Iwasaka H., Noguchi T. Effects of zinc acetate on splenocytes of endotoxemic mice: enhanced immune response, reduced apoptosis, and increased expression of heat shock protein 70 // J. Lab. Clin. Med. — 2001. — Vol. 137. — N 1. — P. 28-37.

134. Ushakova T., Melkonyan H., Nikonova L., Mudrik N., Gogvadze V., Zhukova A., Gazev A. I., Bradbury R. The effect of'dietary supplements on gene expression in mice tissues // Free Radic. Biol. Med. — 1996. — ' Vol. 20. — N 3. — P. 279-284.

135. Vigh L., Maresca B., Harwood J. L. Does the membrane's physical state control the expression of heat shock and other genes? // Trends Biochem.

Sci. — 1998. — Vol. 23. — N 10. — P. 369-374.

136. Vogt M, Puntschart A., Geiser J., Zuleger C., Billeter R., Hoppeler H. Molecular adaptations in human skeletal muscle to endurance training under simulated hypoxic conditions '// J. Appl Physiol. —

2001. — Vol. 91. — N 1. — P. 173-162.

137. Welch W. J. The mammalian stress response: Cell physiology and biochemistry of stress proteins // Stress proteins in biology and medicine. New York: CSH Press. — 1990. — P. 223-278.

138. Wong H. R, Potential protective role of the heat shock"response in sepsis // New Horiz. — 1998. — Vol. 6. — N 2. — P. 194-200.

139. Wong H. R., Ryan M. A., Menendez I. Y., Wispe J. R. Heat shock activates the 1-kappaBalpha promoter and increases 1-kappaBalpha mRNA expression // Cell Stress Chaperones. — 1999. — Vol. 4. —tN 1. —

P. 1-7.

140. Wu T., Tanguay R. M., Wu'Y. Presence of antibodies to heat stress proteins and its possible significance

in workers exposed to high temperature and carbon monoxide // Biomed. Environ. Sci. — 1996. —

Vol. 9. — P. 370-379.

141. Wu T. C., Xiong Y.L., Chen S., Leng S. T., Hai T., Tanguay R. M. Biochemical changes of plasma’ in paratroops after parachuting: a preliminary investigation // Space Med. Med. Eng. (Bijing): —

1999. — Vol. 12. — N 4. — P. 235-239.

142. Wu T., Yuan Y., Wu Y., He H., Zhang G., Tanguay R.

M. Presence of antibodies to heat stress proteins in workers exposed to benzene and in patients with benzene poisoning // Cell Stress Chaperones.

1998. — Vol. 3. — N 3. — P. 161-167.

143. Xiong Y., Wu T,., Zhang Y., Tanguay R.M., Nicole L., Yuan Y., Zhang G. Reliminary studies on the relationship between autoantibodies to heat stress proteins and heat injury of pilots during acute heat stress // J. Tongji Med. Univ. — 1997. — Vol. —

17. — N 2. — P. 83-85.

144. Yo Q., Kent Q.R., Tytell M. Retinal uptake of

' intravitreally injected Hsc/Hsp70 and its effect on susceptibility to light damage // Mol. Vis. 2001. — Vol. 7. — N 7. — P. 48-56.

145 Zeise E„ Kuhl N., Kunz J., Rensing L. Nuclear'

translocation of stress protein Hsc70 during S phase in rat C6 glioma cells // Cell Stress Chaperones. —

1998. — Vol. 3. — N 2. — P. 94-99.

146. Zhou J. J., Pei J. M„ Wang G. Y., Wu S., Wang IN. P., Cho C. H„ Wong T. M. Inducible HSP70 mediates delayed cardioprotection via U-50488H pretreatment in rat ventricular myocytes // Am. J. Physiol. — 2001. — Vol. 281. — N 1. —

P. H40-H47.

147. Zinsmaier K. E., Bronk P. Molecular chaperones and the regulation of neutransmitter exocytosis // Biochem. Pharmacol. — 2001. — Vol. 62. — N 1. — P. 1-11.

148. Zhong N., Zhang Y., Fang Q.vZ., Zhou Z.vN. Intermittent hypoxia exposure-induced heat-shock protein 70 expression increases resistance of rat heart to ischemic injury // Acta Pharmacol Sin. —

2000. — Vol. 21. — N 5. — P. 467-72.

149. Zou J., Salminen W. F., Roberts S. M., Voellmy R. Correlation between glutathione oxidation and trimerization of heat shock factor 1, an early step in stress induction of the Hsp response // Cell Stress. Chaperones. — 1998. — Vol. 3. — N 2. —

P. 130-141.

1-8 I обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии Том^ГТгооШУБ