Значение сиалидазной (нейраминидазной) активности клеток в клинической фармакологии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ЗНАчЕНИЕ СИАЛИДАЗНОй (НЕйРАМИНИДАЗНОй) АКТИВНОСТИ клеток в клинической фармакологии

© С. Н. Прошин

ФГУЗ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины им. А. М. Никифорова» МЧС России, Санкт-Петербург

Ключевые слова:

сиалидаза; ассоциированная с плазматической мембраной; нейраминидазы; ганглиозиды; микродомены; оселтамивир.

В обзоре дано современное представление о значении сиалидазной (нейраминидазной) активности для различных тканей организма. Рассматривается сравнительная характеристика разных типов сиалидазной (нейраминидазной) активности с акцентом на сиалидазу, ассоциированную с плазматической мембраной (САПМ), как фермента, обладающего уникальной клеточной компартментализа-цией и субстратной специфичностью. Обсуждаются разнообразные эффекты низших и высших ганглио-зидов на клеточном уровне в связи с активностью САПМ. Приводятся собственные экспериментальные данные и результаты зарубежных научных школ и центров о возможности воздействия на САПМ, как потенциальную терапевтическую мишень в регенерации аксонов нейронов. Анализируются перспективы использования различных ингибиторов сиалидаз-ной активности для целей нейрохимии и клинической фармакологии. Библ. 175 назв.

Современное состояние вопроса об исследовании вдалидаз (нейраминидаз)

К настоящему времени документировано не менее 4-х типов сиалидаз млекопитающих, которые отличаются по своей клеточной компартментализации и специфичности к субстрату (Miyagi, 1984, 1985, 1990; Proshin et al., 2002). При этом достигнут прогресс в клонировании комплементарной ДНК (кДНК) генов, кодирующих сиалидазы. Впервые была получена кДНК гена сиалидазы, локализующейся в цитозоле, на основе пептидной последовательности фермента, выделенного из скелетной мускулатуры крысы (Miyagi et al., 1993). Было отмечено, что сиалидазы млекопитающих содержат последовательность Arg-Ile-Pro (аргинин-изолейцин-пролин) и

Asp-box, которые, как известно, присутствуют также в сиалидазах (нейраминидазах) бактерий (Roggentin et al., 1989). Гомологичные гены были также клонированы у человека и мыши (Monti et al., 1999; Fronda et al., 1999; Hasegawa et al., 2000). Важным этапом в исследовании сиалидаз являлось клонирование сиалидазы, ассоциированной с плазматической мембраной (Neu3 или САПМ), из мозга бычьих, мыши и человека (Miyagi et al., 1999; Wada et al., 1999; Hasegawa et al., 2000; Monti et al., 2000). Следует отметить, что эти сиалидазы млекопитающих не менее, чем на 19 % гомологичны между собой и также включают уникальные последовательности, которые отвечают за компартментализацию в клетке. Эксперименты с трансфекцией кДНК подтвердили, что сиалидазы обладают строгой субстратной специфичностью (Miyagi and Tsuiki, 1984; Hiraiwa et al., 1988; Warner et al., 1993; Kopitz et al., 1997; Hata et al., 1998). Анализ первичной структуры сиалидаз млекопитающих показал низкую гомологию по сравнению с первичной структурой бактериальных сиалидаз (нейраминидаз). Вместе с тем между вторичными структурами было обнаружено много общего, включая Asp-box и последовательности, представленные аргинином-изолейцином-пролином. Первичная аминокислотная последовательность сиалидазы (нейраминидазы) бактерии Salmonella typhimurium, пространственная структура которой исследовалась методом рентгеновской кристаллографии, была использована для анализа аминокислот, опосредующих каталитические свойства сиалидаз млекопитающих (Hoyer et al., 1992; Crennell et al., 1993). Было выявлено, что восемь из тринадцати аминокислот, которые локализуются в активном центре фермента бактерии Salmonella typhimurium, регистрируются как в САПМ, выделенной из ЦНС бычьих, так и в САПМ, полученной из клеток человека. При этом обе сиалидазы уникальны в субстратной специфичности по отношению к ганглиозидам (Kopitz et al., 1997; Hata et al., 1998; Miyagi et al., 1999; Wada et al., 1999). Эксперименты с направленной заменой нуклеоти-

Внеклеточное пространство

Внеклеточное пространство

Сиалидаза

Цитоплазматическое пространство

■ Рисунок 1. Компартментализация сиалидазы, ассоциированной с плазматической мембраной

дов (site-directed mutagenesis) в последовательности сиалидазы, ассоциированной с плазматической мембраной, позволили доказать, что именно консервативные аминокислотные последовательности отвечают за субстратную специфичность сиалидаз, а кинетические характеристики и субстратная специфичность мутантных форм значимо отличается от сиалидаз с неизмененной первичной структурой (Roggentin et al., 1992; Chien et al., 1996; Kruse et al., 1998; Wang et al., 2001). Таким образом, полученные к настоящему времени результаты позволяют говорить об уникальности сиалидазы, ассоциированной с плазматической мембраной, и возможности использования ее генетически измененных форм в исследовании молекулярной физиологии и патофизиологии клеток различных тканей организма.

уникальная компартментализация фермента: сиалидазная активность сконцентрирована в микродоменах плазматической мембраны

Микродомены (МД), представляя инвагинации плазматической мембраны (рис. 1), чрезвычайно насыщены различными молекулами, в том числе киназами, имеют значение в молекулярной физиологии клетки (Harder et al., 2003, Kurzchalia and Parton, 1999, Yamaguchi et al., 2006). Показано, что САПМ компартментализована в МД. Изменяя качественный и количественный состав ганглиозидов в микродоменах, САПМ вызывает различные клеточные эффекты (рис. 2). При повышении активности САПМ происходит истощение ганглиозидов в МД плазматической мембраны опухолевых клеток карциномы толстого кишечника, что подавляет программируемую гибель этих клеток (Kakugawa et al., 2002). Еще одним важнейшим компонентом МД, ассоциирован-

Активация

Bc12

Ингибирование

активности

каспазы

I

Супрессия

апоптоза

Цитоплазматическое пространство

Стимулирует экспрессию ростового фактора для эндотелия сосудов

1

Стимуляция

ангиогенезаосудов

■ Рисунок 2. Значение сиалидазной активности для клеточной физиологии

ным с САПМ является кавеолин-1 (К-1). Этот фактор также структурно связан и функционально взаимодействует с ганглиозидами, которыми МД чрезвычайно насыщены. Считается, что К-1 обладает опухолесупрессивными свойствами.

В клеточной линии меланомы человека SK-MEL-28 кавеолин-1 существенно снижал пролиферацию и подвижность злокачественных клеток, ингибируя фосфорилирование паксиллина (paxillin) и p130Cas. Интересно отметить, что повышенная экспрессия К-1 приводит к диффузии из микродоменов дисиа-логанглиозида GD3, который избыточно синтезируется клетками меланомы (Hamamura et al., 2005). Полученные данные позволяют предположить, что К-1 регулирует сопряженные с дисиалоганглиозидом GD3 молекулярные сигналы в опухолевых клетках (Nakashima et al., 2007). Другой дисиалоганглиозид GD1a был выявлен, как фактор существенно повышающий экспрессию матричной РНК для белка К-1, что было доказано как введением GD1a в систему in vitro клеток FBJ, так и трансфекцией данной клеточной линии кДНК для гена GM2/GD2 синтетазы. При этом происходило повышение экспрессии другого регуляторного белка, сопряженного с К-1 — молекулы клеточного стромального взаимодействия 1-го типа (Stim 1) (Wang et al., 2006). Показано, что именно в МД происходит функциональная регуляция ММП-9 моносиалоганглиозидом GM1. Была зарегистрирована обратная зависимость между концентрацией в МД этого моносиалоганглиозида и ММП-9, которая, как известно, играет ключевую роль в инвазивности опухолевых клеток (Zhang et al., 2006). Как известно, интегрины являются ключевыми молекулами, опосредующими прикрепление клеток к субстрату и их подвижность. Показано, что активация РЭФР регу-

лирует экспрессию на клеточной мембране а2-ин-тегрина. В неактивированном состоянии РЭФР и а2-интегрин ассоциированы, однако, после активации РЭФР регистрируется функциональная ассоциация а2-интегрина с К-1 и GM1, т. е. происходит транслокация молекулы интегрина в МД (Ning et al., 2007). Важной характеристикой МД является ключевая роль этих структур плазматической мембраны в клеточной биологии, что подтверждается на примере индукции апоптоза. Исследование программируемой клеточной смерти эпителиальных клеток пигментного слоя ретины позволило сделать вывод, что для Fas-сопряженной программируемой клеточной гибели необходима агрегация нескольких МД, что, по-видимому, многократно усиливает молекулярный сигнал, направленный на индукцию уничтожения клетки. Напротив, использование метил-р-цикло-декстрина, нарушающего организацию МД, делало клетки нечувствительными к Fas-опосредованному апоптотическому стимулу (Lincoln et al., 2006). Интересно отметить, что нейротоксический эффект B. botulinum серотипа А (BoNT/A), который катализирует разрезание белка, ассоциированного с синапто-сомами (SNAP-25), значительно усиливается, если нейроны подвергаются воздействию метил-р-цик-лодекстрина. Таким образом, можно предположить, что на ботулинический нейротоксин BoNT/A гангли-озиды, являющиеся важным компонентом МД, проявляют супрессивное действие (Petro et al., 2006). Напротив, для опухолевых клеток ганглиозиды, концентрируясь в МД, могут оказывать проапоптоти-ческое действие. Так, например, дисиалоганглиозид GD3 в повышенной концентрации регулирует транслокацию рецептора смерти 5-го типа (DR5), рецептора 1-го типа к фактору некроза опухолей (TNF-R1) и Fas-лиганда в МД, что, в свою очередь, вызывает избыточное поступление каспазы-8 в МД с последующим ее разрезанием и активацией сигнальных систем, сопряженных с программируемой клеточной гибелью, в линии глиомы U-1242 MG (Omran et al.,

2006). Клетки эмбриональной карциномы F9 вступают на путь дифференцировки в ответ на воздействие ретиноидной кислоты, начиная экспрессировать тканевый активатор плазминогена, коллаген типа IV, цитокератин ENDO A, фоллистатин и ряд других маркеров дифференцировки (Strickland and Mahdavi, 1978; Duprey et al., 1985; Rickles et al., 1988; Bjersing et al., 1997; Cho et al., 1999). В недифференцированном состоянии клеточная линия F9 в незначительном количестве экспрессирует дисиалоган-глиозид GD1a с полным отсутствием ганглиозидов б-серии, однако, после воздействия ретиноидной кислоты опухолевые клетки начинают экспрессировать в значимом количестве ганглиозиды: GM3, GM2, GD3, GD1b, GT1b и GQ1b. Экспозиция клеток эмбрио-

нальной карциномы к ингибиторам D-threo-1-phenyl-2-decanolamino-3-morphinolin-1-propanol и/или метил-р-циклодекстрин нарушала, вызванную ретиноидной кислотой, дифференцировку клеточной линии F9 (Sato et al., 2005). Регуляция рецепторов и сопряженных сигнальных молекул, происходящая на уровне МД, имеет значение для физиологии как нейронов, так и глиальных клеток. Так, показано, что в нейральной клеточной линии NG108-15, экспрессирующей повышенное количество delta-опиоидных рецепторов, до 70 % рецепторов ассоциировано с К-1 и GM1 в микродоменах. При этом экспозиция клеток к агонистам delta-опиоидных рецепторов (ДОР) приводила к значимому снижению концентрации ДОР в биохимической фракции, соответствующей МД (Huang et al., 2007). Глиальные клетки крысы линии C6 хорошо охарактеризованы, как клетки, которые при инфицировании могут связывать полиомавирус и вирус SV40, однако, как предполагается, вследствие низкой экспрессии ганглиозидов и К-1, вирусы не способны проникнуть в эндоплазматический ре-тикулум (Sottocornola et al., 1999). Добавление диси-алоганглиозида GD1a восстанавливало способность вирусов проникать в клетку, однако, только при условии высокой экспрессии К-1, что свидетельствует о возможности GD1a служить в качестве рецептора для вирусов только в составе МД (Gilbert et al., 2005). Интересно отметить, что добавление GM1 к глиальным клеткам существенно восстанавливало инфек-ционность вируса SV40, однако, данный эффект был менее значим по сравнению с эффектом, вызванным GD1a (Pelkmans et al., 2001; Norkin et al., 2002; Tsai et al., 2003). В активации микроглии, которая является главным иммунным клеточным компонентом при повреждении ЦНС, задействованы разнообразные сопряженные сигнальные системы. При этом, активация микроглиальных клеток как через систему, сопряженную с протеинкиназой А, так и сопряженную с протеинкиназой С осуществляется при функциональном влиянии микродоменов (Min et al., 2004a; 2004b). ФНО-а индуцируют рефрактерность адипо-цитов к инсулину. При этом было выявлено, что обработка ФНО-а приводила к повышению в МД моноси-алоганглиозида GM3, что нарушало сопряженность рецептора к инсулину, К-1 и субстрата-1 для рецептора к инсулину в микродоменах, вызывая развитие диабета второго типа (Kabayama et al., 2005). Считается, что грамотрицательные бактерии индуцируют иммунный ответ, продуцируя липополисахарид (ЛПС), тогда как грамположительные, воздействуя на иммунную систему хозяина липотейхоевой кислотой (ЛТх) (Cohen, 2002; Hermann et al., 2002; Von Aulock et al., 2003). Предполагалось, что грамотрицательные и грамположительные бактерии задействуют одинаковый молекулярный механизм

при активации иммунной системы ввиду того, что ЛПС и ЛТХ, связываясь с CD14, активируют сопряженные сигнальные системы клеток через Toll-like receptors (TLR) (Wright et al., 1990; Gupta et al., 1996; Schwander et al., 1999; Poltorak et al., 1998; Yang et al., 1998; Yang et al., 1999; Pfeiffer et al., 2001; Opitz et al., 2001). Вместе с тем, как показали проведенные исследования, для полноценной активации сопряженных с ЛТХ киназ необходимо поступление связанной с рецептором ЛТХ, в МД (Triantafilou et al., 2004, 2006; Hajishengallis et al., 2005; Szabo et al.,

2007). Приведенные данные позволяют предположить, что сиалидаза, ассоциированная с плазматической мембраной, занимает ключевое положение в клетке и потенциально может участвовать в регуляции самых разнообразных клеточных процессов.

НЕйРОПЛАСТИчЕСКИЕ эффЕКТы СИАЛИДАЗНОй (НЕйРАМИНИДАЗНОй) АКТИВНОСТИ

Образование отростков нейральными клетками и аксонов нейронами является уникальной особенностью данного типа клеток и комплексным событием, в котором механизмы удлинения отростка (аксона) и направление его удлинения должны быть скоординированы. Образование отростка (аксона) регулируется на молекулярном уровне и вовлекает многие сопряженные сигнальные факторы, обеспечивающие передачу информации, поступающей извне в клеточное ядро с последующей индукцией транскрипции и трансляции молекул, обеспечивающих скоординированное удлинение аксона и его направление (Tessier-Lavigne and Goodman, 1996). Исследование феномена аксоногенеза важно в связи с лечением нейродистрофических/дегенера-тивных заболеваний, в основе которых лежит нарушение механизма формирования морфологической пластичности нейральных клеток (нейронов), а также в связи с возможностью регенерации поврежденных аксонов (Reiner et al., 1993; Rodriguez et al., 2001; Liedtke et al., 2007; Oprea et al., 2008). Данные об образовании отростков нейральными клетками и аксонов нейронами получены, главным образом, в системе in vitro (Andersen and Bi, 2000). Полученные к настоящему времени результаты позволяют считать, что удлинение отростка (аксона) требует дополнительного построения мембраны на конце растущего отростка и постоянных динамичных изменений не только микротрубочек и актиновых филаментов, но и адгезивных свойств белков и липидов (гликосфинголипидов) плазматической мембраны с различными молекулами экс-траклеточного матрикса (Bradke and Dotti, 2000).

Одним из важных пластических материалов для построения компонентов плазматической мембраны являются ганглиозиды (Masco et al., 1991). Так, например, моносиалоганглиозид GM1 является одним из факторов, который модулирует рост и диф-ференцировку нейральных клеток нейробластом (Wu and Ledeen, 1991). Экспозиция культивируемых нейральных клеток к GM1 существенна для индукции образования отростков нейральными клетками и их роста (Harel and Futerman, 1993; Schwarz et al.,

1995). Было также предположено, что ганглиозиды имеют потенцирующий эффект на ряд нейротро-фических факторов. Так, доказано, что моносиало-ганглиозид GM1 функционально модулирует взаимодействие между А-тирозинкиназными рецепторами к фактору роста нервов и белком р75NGFR, а также В-тирозинкиназным рецептором и нейротрофическим фактором BDNF (Mutoh et al., 1993; Ferrari et al., 1995; Pitto et al., 1998). Следует отметить, что семейство тирозинкиназных рецепторов является ключевым фактором не только для выживания развивающихся рецепторов, но и для аксоногенеза (Faux et al., 2007). Развитие отростков нейральными клетками и/или аксонов нейронами включает реорганизацию цитоскелета. Одними из факторов, участвующими в реорганизации цитоскелета нейральных клеток, являются белки, ассоциированные с микротрубочками — БАМ (microtubule-associated proteins). Так, например, фосфорилированная изоформа БАМ — БАМ-1Б поддерживает микротрубочки на конце растущего отростка в динамично нестабильном состоянии. Культивирование нейральных клеток, полученных из дорсальных ганглиев мышей, дефицитных по этой изоформе БАМ, позволило зарегистрировать нарушение образования отростков (Gonzalez-Billault et al., 2002). Интересно отметить, что у мышей, мутантных по БАМ, существуют факторы, позволяющие компенсировать отсутствие этого важного белка, что, несмотря на нарушение в образовании отростков, тем не менее позволяет зарегистрировать их элонгацию. В связи с этим феноменом был выявлен белок первого типа, связывающийся с концом отростка и позволяющий нейральной клетке в отсутствие БАМ продолжить элонгацию отростка (Jimenez-Mateos et al., 2005). Белки, которые контролируют реорганизацию микротрубочек в растущем отростке, находятся под контролем определенных киназ, которые фосфо-рилируют их и, таким образом, активируют. Одной из таких киназ является киназа Зр гликоген синтазы (glycogen synthase kinase ЗР), которая осуществляет фосфорилирование БАМ белков в процессе аксоногенеза, что было продемонстрировано in vitro на первичных сенсорных нейронах эмбриона цып-

ленка. Ингибирование этой киназы нарушало аксо-ногенез сенсорных нейронов (Owen and Gordon-Weeks, 2003). Ранее считалось, что тирозинкиназа Abl участвует, главным образом, в процессах, связанных с адгезией и миграцией клеток, однако, недавно было показано, что эта тирозинкиназа, фос-форилируя ряд белков, регулирует полимеризацию актина и, таким образом, подвижность кончика растущего аксона при аксоногенезе (Lanier and Gertler,

2000). Поскольку образование отростка (аксона) взаимосвязано с движением растущего кончика (по подложке, а в условиях in vivo во внеклеточном матриксе), то неудивительно, что факторы (киназы), которые контролируют клеточную миграцию, например, глиальных клеток, могут также регулировать аксоногенез в нейральных клетках (Liedtke et al., 2007). При движении в глиальной клетке комплекс АТФ-Ф-актин-миозин является ключевым ансамблем, который участвует в осуществлении акта миграции определенного участка цитоплазма-ла-меллоподии. Нейральные клетки также экспрессируют повышенное количество аргинин-киназы, поскольку подвергаются неоднократному делению в результате митоза. В нейронах при аксоногенезе аргинин-киназа концентрируется в растущем кончике отростка и в кончиках выбрасываемой нейроном филоподии (Wang and Esbensen, 2007). Как известно, семейство циклин-зависимых киназ контролирует дифференцировку клеток. При этом показано, что один из членов этого семейства киназа Cdk5 участвует в подвижности растущего кончика аксона при аксоногенезе (Connell-Crowley et al., 2000). Другим семейством киназ, участвующих в реорганизации цитоскелета при аксоногенезе, являются серин-треониновые киназы — ROCK-киназы (Nakayama et al, 2000). Киназы этого семейства негативно регулируют процесс аксоногенеза, что также важно для пластичности нейрона, поскольку избыточный аксоногенез может привести к неконтролируемому формированию коллатералей и нарушению нормального взаимодействия между различными отделами ЦНС (Bradke and Dotti, 1999; Bito et al., 2000). Известно, что динеин (dynein) и его регуляторные факторы динактин (dynectin) и LIS1 участвуют в контроле механизма клеточной миграции через взаимодействие с микротрубочками (Dujardin et al., 2003). Так, например, ингибирование динеина или фактора LIS1 приводит не только к нарушению клеточного движения, но, главным образом, к нарушению механизма формирования ла-меллоподий у мигрирующих в области раневой поверхности фибробластов (Etienne-Manneville and Hall, 2001; Kholmanskikh et al., 2003). В экспериментах на нейральных клетках-предшественниках не-окортекса было убедительно доказано, что экспо-

зиция клеток к РНК (iRNA) фактора LIS1 приводила к нарушению удлинения отростков нейральных клеток (Tsai et al., 2005). Инкубирование нейральных клеток, выделенных из дорсальных ганглиев цыплят, к антителам, направленным к динеину и фактору LIS1, ингибировало морфологическую реорганизацию кончика роста развивающегося отростка (Grabham et al., 2007). Образование аксона нейроном или отростка нейральной клеткой невозможно без феномена поляризации, в основе которого лежит сложный механизм, регулируемый многочисленными, не полностью изученными факторами и молекулами (Craig and Banker, 1994). К настоящему времени большинство данных о феномене поляризации получено на первичной культуре нейронов гиппокампа (Dotti et al., 1988). На начальной стадии (стадия I) нейрон выбрасывает ламеллоподии, после чего формируется несколько морфологически схожих отростка (стадия II). Стадия III (собственно аксоногенез) характеризуется тем, что один из отростков начинает интенсивно удлиняться и образует аксон. В заключительной IV стадии те короткие отростки, которые не преобразовались в аксон, становятся дендритами (Arimura and Kaibuchi, 2005; Jiang and Rao, 2005; Wiggin et al., 2005). Считается, что ряд протеинкиназ из семейства митоген-ассо-циированных киназ (МАП-киназы) тесно связаны с феноменом поляризации нейрональных клеток (Minden and Karin, 1997; Manning and Davis, 2003). Наиболее изученной киназой этого семейства является стрессактивированная протеинкиназа (САП-киназа или c-Jun N-terminal kinase (JNK)), которая кодируется тремя генами (Jnk1, Jnk2 и Jnk3) и может представлять до 10 вариантов САП-киназы, как результат посттранскрипционной модификации мРНК (Harper and LoGrasso, 2001). Исследование нейронов гиппокампа, выделенного из мозга 18-суточных эмбрионов крысят, показывает, что активная форма САП-киназы (фосфорилированная по треонину в 183 и тирозину в 185 положениях) стимулирует активацию фактора транскрипции-2 (ТФ2 или ATF2), который является одним из представителей семейства факторов (киназ), сопряженных с цАМФ. Вместе с другим белком этого семейства — белка, связывающего фактор, зависимый от цАМФ (CREB), ТФ2 контролирует экспрессию многих генов нейральной клетки (Gupta et al., 1995, 1996; van Dam et al., 1995; Herdegen and Leah, 1998). Культивирование нейрональных клеток гиппокампа в присутствии ингибитора САП-киназы (фармакологического средства SP600125) супрессировало аксоногенез, однако, не блокировало формирование отростков и дендритного древа. Также выявлено, что градиент концентрации фосфорилирован-ной (активной) формы САП-киназы возрастает на

расстоянии 30-40 мкм по длине аксона от тела нейрона (Oliva et al., 2006). Это согласуется с ранее полученными результатами, которые указывают, что перерезка аксона проксимальнее (т. е. ближе к телу нейрона) 30-40 мкм является критической для регенерации этого же аксона. При этом нейрон, подвергшийся аксонотомии, также развивает аксон, но уже другой отросток вступает на путь аксоногене-за. Тогда как, если аксонотомия произошла дис-тальнее этой критической длины, то аксон, как правило, регенерирует, а нейрон сохраняет полярность (Goslin and Banker, 1989). Вместе с тем неясно, какие факторы и молекулы могут активировать САП-киназу или ряд других киназ, которые принимают участие в поляризации нейрона (Shi et al., 2003; Schwamborn and Pйschel, 2004; Jiang et al., 2005; Kishi et al., 2005; Yoshimura et al., 2005, 2006). Предполагается, что это могут быть факторы (киназы), которые в определенном сигнальном каскаде осуществляют комплексную регуляцию сопряженных киназ, например, САП-киназа регулируется двумя другими киназами — MKK4 и MKK7 (Davis, 2000). Вместе с тем очевидно, что активность протеинки-наз, направленная на поляризацию нейрона и образование аксона, находится в тесной взаимосвязи с воздействием внешних стимулов и молекул (трофических факторов и/или факторов дифференци-ровки) (Mandell and Banker, 1996). Так, обработка нейральных клеток моносиалоганглиозидом GM1 приводит к дестабилизации актиновых структур и повышению ассоциации с микротрубочками ряда белков, например, белка второго типа, имеющего сродство к микротрубочкам — MAP2 (Wang et al., 1998). Морфологически этот эффект регистрируется в образовании отростков нейральными клетками и аксонов нейронами (Harel and Futerman, 1993; Rodriguez et al., 2001). Обработка нейральной клеточной линии Neuro2A нейробластомы мыши антителами, полученными против моносиалоганг-лиозида GM1, приводила к супрессии образования отростков нейральными клетками (Wu and Leeden, 1994). Ранее считалось, что биосинтез ганглиози-дов является главным фактором, который обуславливает процесс образования отростков нейральными клетками и/или аксонов нейронами (Inokuchi et al., 1997). К настоящему времени накапливаются данные, свидетельствующие, что гидролиз гангли-озидов ферментами, элиминирующими из их структуры молекулы сиаловой (N-ацетил-нейраминовой) кислоты, не менее важен для образования отростков и аксоногенеза (Wang et al., 2001, Da Silva et al., 2005). Культивирование нейронов гиппокампа, выделенного у эмбрионов (Е18) мыши, в присутствии ингибитора сиалидазной активности NeuAc2en снижало количество аксонов до 7 % по сравнению с

контролем, где этот показатель составлял 31 %, тогда как количество коротких отростков (менее 20 мкм) повышалось до 72 % (Rodriguez et al., 2001). В неполяризованном нейроне аккумуляция сиали-дазы, ассоциированной с плазматической мембраной (САПМ), в области окончания одного из отрос-тковпровоцирует его поляризацию. Ассиметричное перераспределение САПМ локально повышает активность TrkA, которая, в свою очередь, стимулирует активность фосфатидил-инозитол-3-киназы (фИ-3-К) и следующую за этим деполимеризацию актина в отростке и развитие из него единственного аксона (Da Silva et al., 2005). Интересно отметить, что положительный эффект повышенной активности САПМ на поляризацию нейронов гиппокампа был более заметен, если нейроны культивировались на подложке из ламинина (по сравнению с подложкой, покрытой поли-л-лизина). Отрицательный эффект ингибитора сиалидазной активности NeuAc2en на аксоногенез также был более значим, если нейроны культивировались на подложке, покрытой ламинином (Rodriguez et al., 2001). Выявлено, что внеклеточный матрикс гиппокампальной области (in vivo) насыщен ламинином, а нейроны гиппокампа дифференцированно экспрессируют определенные интегрины (Pinkstaff et al., 1999; Nakagami et al., 2000). По-видимому, более значимый эффект САПМ на аксоногенез нейронов гиппокампа in vitro отражает функциональное взаимодействие ламинин-интегрины, которое характерно для нейронов гиппокампа in vivo (McKerracher et al.,

1996). Результаты проводимых в конце 80-90-х гг. прошлого столетия экспериментов с добавлением моносиалоганглиозида GM1 в культуру нейральных клеток и данные по изучению положительного эффекта повышенной активности сиалидазы, ассоциированной с плазматической мембраной, на их дифференцировку и образование отростков, полученные в начале 21 -го века, находятся в полном соответствии друг с другом и указывают, что накопление низших ганглиозидов (главным образом, GM1) в плазматической мембране нейральной клетки (нейрона) — добавлены ли они извне, или же накопление этих олигоганглиозидов происходит в результате активности САПМ, по-видимому, является тем пусковым механизмом, который приводит к генерации сигналов, стимулирующих нейральную клетку (нейрон) к поляризации (Facci et al., 1984; Skaper et al., 1985; Leeden, 1989; Hasegawa et al., 2000; Rodriguez et al., 2001; Yamaguchi et al., 2005; Da Silva et al., 2005). К настоящему времени уже не вызывает сомнения, что ганглиозиды являются «обязательным» компонентом липидных микродоменов (ЛМ) (Odintsova et al., 2006). Считается, что именно ЛМ являются «горячими» точками плазма-

тической мембраны, в которых локализуются разнообразные киназы и/или сигнальные молекулы, включая САПМ (Wang et al., 2001; McFarland et al., 2004; Insel et al., 2005; Xu et al., 2006; Willoughby and Cooper, 2007; Kabayama et al., 2007; Gosens et al., 2007; Chen et al., 2007). Моносиалоганглиозиды GM1 и GM3 являются теми ганглиозидами, добавление которых к нейральным клеткам Neuro2A мышиной нейробластомы приводит к быстрой индукции дифференцировки, что морфологически регистрируется в образовании отростков (Ledeen et al., 1990). Меченые посредством 3Н моносиалоганглиозиды GM3 и/или GM1 по сравнению с меченым (3Н) фосфатидилхолином предпочтительно аккумулируются в липидных микродоменах, в которых, главным образом (до 90 %), локализуются остальные гликосфинголипиды и большинство сигнальных факторов и/или киназ: cSrc, Csk, Lyn, RhoA, RasH и т. д. Стимуляция ЛМ добавлением GM3 провоцирует быструю (менее чем в течение 5 минут) активацию cSrc-киназы с одновременной супрессией (более чем 70 %) Csk-киназы, которая, как установлено, является физиологическим ингибитором cSrc-киназы, что приводит к активации митоген-ассоциированных протеин-киназ (МАПК или в англоязычной научной литературе — MAPK) (Prinetti et al., 1999). В связи с этим можно предположить, что структурно-функциональная связь САПМ-ЛМ (сиалидаза, ассоциированная с плазматической мембраной-ганглиозиды) является той основой, на которой разворачивается цепь молекулярных событий, приводящих к морфологическим преобразованиям нейральных клеток и нейрона. Вместе с тем остается неясным: каков же механизм (сопряженная сигнальная система), активирующий САПМ? Как уже было сказано, ЛМ чрезвычайно насыщены разнообразными факторами, обладающими киназной активностью. Протеинкиназа-А (А-ки-наза) является киназой, которая также локализуется в ЛМ и является одним из ключевых факторов, сопряженных с цАМФ сигнальным каскадом (системой молекулярных сигналов клетки, индуцируемых циклическим аденозин монофосфатом) (Razani et al., 1999; Kalka et al., 2001; Razani et al., 2001). Поскольку экспозиция нейральных клеток к цАМФ приводит к образованию у них отростков (морфологи-ческойдифференцировке),томожнопредположить, что А-киназа (зависимая от цАМФ) фосфорилирует САПМ, а, следовательно, активирует САПМ, поскольку в своей первичной структуре САПМ имеет участок для фосфорилирования с помощью проте-инкиназы-А (Palestini et al., 1998; Hata et al., 2001). Регуляция активности САПМ с помощью А-киназы не исключает, а, возможно, сопутствует (что, по-видимому, зависит от силы «входящего» сигнала) ре-

гуляции на геномном уровне количества фермента. Наличие в промоторной области гена САПМ последовательности для белка, связывающего фактор, зависимый от цАМФ, предполагает, что экспозиция нейральных клеток к этому вторичному мессенджеру может индуцировать повышение экспрессии гена сиалидазы, ассоциированной с плазматической мембраной (Hata et al., 2001). Возможно, что САПМ, локализуясь в ЛМ в тесной связи с ганглиозидами, является комплексным регулятором (модулятором) других факторов, имеющих значение при образовании отростков нейральными клетками. При обработке нейральных клеток Neuro2A нейробластомы мыши цАМФ также происходит образование отростков. При этом происходит не только повышение частоты клеток с длинными отростками, но и регистрируется феномен арборизации, т. е. происходит «ветвление» уже возникших отростков (Kozireski-Chuback and Ledeen, 1999; Hasegawa et al., 2000). Наряду с морфологическими изменениями цАМФ также индуцировал экспрессию генов для белка, связанного со станиокальцином (БСТК), и полипептидного гормона станиокальцина (СТК), регулирующего минеральный обмен у млекопитающих (Wagner, 1994; Chang et al., 1995; Wagner et al., 1997; Madsen et al., 1998; Chang and Reddel, 1998; Wong et al., 2002). При этом в нейральной клеточной линии Neuro2A нейробластомы мыши также происходило сопутствующее увеличение количества мРНК гена, кодирующего белок, ассоциированный с микротрубочками (БАМ) (Wong et al., 2002). Очевидно, что процесс поляризации и образования отростков нейральными клетками находится под контролем клеточного генома (Weinstein et al., 1999; Broihier et al., 2004). Так, например, поляризация гранулярных клеток мозжечка регулируется геном Pax6. У крыс с мутацией гена Pax6 нарушается начальная стадия поляризации нейронов, при этом происходит задержка в реорганизации цитоскелета в растущем конусе аксона и, соответственно, нарушается аксоногенез (Yamasaki et al.,

2001). Мутантные клетки развивали отростки хаотично, а конусы роста отростков были гораздо крупнее по сравнению с конусами роста отростков клеток, у которых был нормальный ген Pax6. Было также сделано интересное наблюдение, которое указывало, что морфологическое проявление дефицита гена Pax6 соответствует супрессии ROCK-киназы — Rho-киназы, ассоциированной с ГТФ-азой (Bito et al., 2000). У мышей с отсутствием гена tau (knockout-мыши) не было зарегистрировано каких-либо видимых аномалий физического развития и животные обладали нормальной репродуктивной функцией, однако, культивирование клеток гиппокампа на подложке из ламинина, что является клас-

сическим подходом, выявило, что аксоногенез нейронов был нарушен. Вместе с тем, если knockout-мышам вводили трансгенную конструкцию человеческого аналога гена tau, то повторный эксперимент с культивированием на подложке из ламинина нейронов гиппокампа, выделенного у трансгенных мышей, позволил зарегистрировать восстановление аксоногенеза (Dawson et al., 2001). Трансфекция нейральной клеточной линии Neuro2A нейробластомы мыши кДНК гена GD3-синтазы вызывало дифференцировку клеток, что регистрировалось как в образовании многочисленных отростков клетками, так и повышением ацетилхолинэстераз-ной активности (биохимический признак холинэр-гической дифференцировки), тогда как экспозиция клеток, подвергшихся трансфекции, к ингибитору синтеза гликосфинголипидов (ганглиозидов) суп-рессировало образование нейральными клетками отростков (Spirman et al., 1982; Uemura et al., 1991). Эксперимент с knockout-мышами, у которых отсутствовал ген, кодирующий GD3-синтазу, и, следовательно, не образовывались ганглиозиды в-серии: GD3, GD2, GD1b, GT1a и GQ1b, продемонстрировал, что у животных отсутствовали какие-либо аномалии развития ЦНС, включая морфологические нарушения нейронов и повышенную гибель в результате апоптоза клеток нервной ткани, однако, эксперимент с аксонотомией подъязычного нерва позволил зарегистрировать нарушение в регенерации этого нерва у knockout-мышей (Okada et al.,

2002). Интересно отметить, что у животных, у которых GD3-синтаза отсутствует нейроны утрачивают чувствительность к воздействию р-амилоида, т. е. не вступают на путь программируемой клеточной гибели. Исследование поведенческих реакций, например теста на запоминание показывает отсутствие каких-либо отклонений по сравнению с контрольными мышами (Bernardo et al., 2008). У мышей с делетированным геном GM2/GD2-синтазы не было выявлено каких-либо достоверных нарушений развития ЦНС (Furukawa et al., 2008). Однако также была нарушена регенерация подъязычного нерва при аксонотомии. При этом у knockout-мышей в подвергшемся аксонотомии нерве достоверно снижалась экспрессия таких нейротрофических факторов и киназ, значимых для аксоногенеза, как CNTF, p75 NTR, TrkB и ряда других (Kittaka et al.,

2008). Интересно отметить, что отсутствие GM2/ GD3-синтазы приводило не только к повышению концентрации GD3, который является предшественником для дисиалоганглиозида GD2, но и значительным повышением количества ацетилированной формы дисиалоганглиозида GD3 — 9-O-acetyl-GD3 (Furukawa et al., 2008). Считается, что высокий уровень ацетилированной формы GD3 у мышей с «вы-

ключенным» геном, кодирующим GM2/GD3-синта-зу, компенсирует отсутствие ганглиозидов в-серии при развитии нейральных клеток, их миграции, а также морфологической дифференцировке (Miyakoshi et al., 2001; Santiago et al., 2001; Sugiura et al., 2005). Вместе с тем дефицит GM2/GD3-^^ тазы может повлиять на функциональные (физиологические) характеристики нейрональных клеток (нейронов). Так, в гранулярных нейронах мозжечка knockout-мышей по гену GM2/GD3-синтазы при концентрациях ионов К+ (55 мМ), вызывающих деполяризацию, регистрировалось продолжительное повышение концентрации ионов Са2+, что, в свою очередь, приводило к гибели нейронов (Wu et al.,

2004). У мышей, у которых отсутствует GD3 синта-за, развивается повышенная чувствительность к термальным воздействиям, но вместе с тем развивается пониженный ответ к длительной формалин-индуцированной стимуляции (Handa et al., 2005). Уридиндифосфат-глюкоза:церамид глюкозил-трансфераза (Ugcg) катализирует начальный этап биосинтеза гликосфинголипидов, а, следовательно, и ганглиозидов. Мыши, у которых «выключали» этот ген, демонстрировали нарушение функции мозжечка и периферических нервов, что также сопровождалось морфологическими нарушениями нейронов. Развитие аксонов (длина) клеток Пурки-нье было значительно редуцировано. В первичной культуре нейральные клетки, полученных от этих животных, характеризовались нарушением формирования дендритов и ранним прекращением их роста. Миелиновая оболочка периферических нервов была увеличена по сравнению с нормой и локально (в отдельных местах по длине периферических нервов) дезорганизована (Jennemann et al.,

2005). Полное элиминирование гена, кодирующего N-ацетил-галактозаминилтрансферазу (GalNAcT), приводит к отсутствию комплексных ганглиозидов и повышению обоих ганглиозидов-предшественни-ков — моносиалоганглиозида GM3 и дисиалоганглиозида GD3. У мышей-мутантов (GalNAcT-/-) не регистрировалось каких-либо нарушений, несовместимых с жизнью, и не изменялась продолжительность жизни по сравнению с контролем, однако, в позднем развитии (возрасте) выявлялись умеренные нарушения походки и прогрессирующая дегенерация седалищного нерва (Takamiya et al., 1996). Экспрессия только моносиалоганглиозида GM3 с одновременным «выключением» генов, кодирующих ферменты GalNAcT и сиалилтрансферазу II, приводила к серьезным морфологическим изменениям нейронов: гипертрофию нервных волокон и дегенерацию периферических нервов. У мышей, экспрессирующих только GM3, продолжительность жизни не превышала полтора года. В терминальном пери-

оде нарастало нарушение чувствительности и локомоторной функции (Kawai et al., 2001; Inoue et al., 2002). У мышей, трансгенных по гену, кодирующему GM3-синтазу, т. е. с избыточным синтезом этого мо-носиалоганглиозида, регистрировалась повышенная гибель нейронов ЦНС в результате апоптоза (Shon et al., 2006). Программируемая клеточная гибель нейронов с внутриклеточной повышенной экспрессией GM3 возникает в результате токсичности глутамата. Однако оксидативная токсичность глута-мата в случае избыточной экспрессии GM3 в отличие от активации ионотропных рецепторов осуществляется через не рецепторный путь, а, именно: через антипортерную систему глутамат/цистеин (Choi, 1988; Murphy et al., 1989; Coyle and Puttfarcken, 1993). За истощением антиоксиданта глутатиона следует активация липоксигеназы с массивной продукцией активных форм кислорода, сильнейший оксидатив-ный стресс, мощное поступление ионов кальция в клетку, зависимое от циклического гуанозин-моно-фосфата, и в результате — апоптоз нейронов (Li et al., 1997 Tan et al., 1998). Вместе с тем следует отметить, что оксидативная токсичность глутамата на клеточном уровне, в ряде нейронов, морфологически регистрируется по типу некроза (Tan et al., 1998). Мыши с полным отсутствием гена, кодирующего моносиалоганглиозид GM3, при нормальной экспрессии других ганглиозидов не продемонстрировали каких-либо неврологических аномалий, хотя дополнительное «выключение» гена, кодирующего GM2/GD2, приводило уже к серьезным морфологическим нарушениям ЦНС. Так, например, в возрасте одного месяца мозг мышей-мутантов выглядел морфологически неизмененным, но весил меньше, чем в норме. Однако при более подробном гистологическом анализе уже можно было зарегистрировать вакуолизацию клеток (нейронов) спинного мозга и белового вещества мозжечка. В возрасте 2-3 месяцев наблюдалось прогрессивное снижение веса мозга у мышей-мутантов по сравнению нормой, что, очевидно,указывает на нейродегенеративные изменения и подтверждается на микроскопическом уровне, характерным для нейродегенерации формированием аксонов сферической формы и апоптозом нейронов (Yamashita et al., 2005). Недавно было выявлено аутосомно-рецессивное заболевание, связанное с мутацией гена GM3-синтазы (2p12-p11.2). Это заболевание характеризуется нарастающими приступами эпилептических припадков, начиная с детского возраста. В дальнейшем происходит задержка в развитии и прогрессирующая потеря зрения (Simpson et al., 2004).

Таким образом, очевидно, что морфология нейральных клеток (нейронов) контролируется как на геномном уровне, так и обусловлена взаимодейс-

твием между собой различных факторов клеточного протеома. При этом нейральные клетки (нейроны) обладают способностью к регенерации.

перспективы использования

ИНГИБИТОРОВ СИАЛИДАЗНОй

активности в клинической

фАРМАКОЛОГИИ

Сиалидаза, ассоциированная с плазматической мембраной, осуществляет свое действие на внутриклеточные процессы, изменяя количественный и, главным образом, качественный состав ганглиозидов. Принято считать, что САПМ является ферментом катаболизма ганглиозидов в отличие от сиалил-трансфераз, которые участвуют в их синтезе. Однако представляется более верным говорить о САПМ, как о ферменте, модулирующим адаптационную реакцию клетки на определенный стимул: гидролиз молекул сиаловых кислот у ганглиозидов приводит к избыточному образованию низших ганглиозидов, например, моносиалоганглиозида GM1. Хорошо известно, что ганглиозиды с разным количеством сиаловых кислот отличаются по функциональным характеристикам (рис. 3). Выявлено, что моноси-алоганглизид GM3 провоцировал рефрактерность делящихся фибробластов к фактору роста фиброб-ластов (фРф). GM3 тормозил захват ФРФ, изменяя функциональные свойства рецептора к ФРФ (Bremer and Hakomori, 1982). Дальнейшие исследования показали, что GM3 ингибировал тирозин-киназную активность рецептора к ФРФ. При этом супрессивный эффект моносиалоганглиозида GM3 был также доказан для рецептора к фактору роста, продуцируемого тромбоцитами (Bremer et al., 1984,

GM3

Лизо-фосфа

тидилхолин

Рецептор к фактору роста фибробластов

0

de NAc GM3 -► (+)

Тирозин киназа, зависимая от рецептора к эпидермальному фактору роста

GM1

■0

Тирозин киназа, зависимая от рецептора к фактору роста тромбоцитов

■ Рисунок 3. Функциональный эффект ганглиозидов на клеточные рецепторы

1986; Yates et al., 1993). Моносиалоганглиозид GM1 позитивно влияет на тирозинкиназную активность, приводя к фосфорилированию и активации рецептора к фактору роста нервов (Mutoh et al., 1995). Трисиалоганглиозид GT1b тормозит как фосфори-лирование рецептора к эпидермальному фактору роста, так и активацию alpha(5)beta(1)интегрина (Wang et al., 2005). Дисиалоганглиозид GD2 также активирует фосфорилирование тирозина на киназе фокальной адгезии (КфА), при этом, антитела, направленные против GD2 вызывают дефосфори-лирование КФА (Furukawa et al., 2006). Заслуживают внимания данные об изменении активности САПМ при алкогольной зависимости. Так, хроническое (в течение 8 недель) потребление алкоголя крысами линии Вистар приводило к повышению в клетках печени активности сиалидазы, ассоциированной с плазматической мембраной. Было зарегистрировано, что в зависимости от концентрации потребляемого этанола (10,6 %, 20,8 % или 36 %) количество информационной РНК (иРНК) для сиа-лидазы, ассоциированной с плазматической мембраной, повышалось на 22 %, 26 % и 47 % (Garige et al., 2006). Приведенные примеры указывают на важность в разработке препаратов, мишенью которых является САПМ. В экспериментальной медицине достаточно давно известен ингибитор сиалидазной активности — 2,3didehydro-2deoxy-N-acetylneuraminic acid. Однако использование этого ингибитора вследствие его высокой нестабильности в условиях in vivo было крайне ограничено. Разработка нового поколения ингибиторов на основе N-ацетил-нейраминовой кислоты (сиаловой кислоты) позволило приблизится к решению проблемы. Ранее было выявлено, что моносиалоганглиозид GM1, избыточное количество которого образуется в результате повышения активности САПМ, регулирует передачу сигнала через рецепторы к опиоидам в ноцицептивных нейронах, усиливая возбуждающие (Gs-связанные), а не блокирующие (Gi/Go-опосредованные) сигналы (Crain and Shen, 2000; Shen and Crain, 2001). Оселтамивир, который угнетает сиалидазную (нейраминидазную) активность, снижает уровень GM1 и блокирует GM1-ре-гулируемую гиперальгезию, усиливая опиоидную анальгезию (Crain and Shen, 2004).

Таким образом, сиалидаза, ассоциированная с плазматической мембраной, активность которой особенно выражена в ЦНС и тесно связана с изменением ганг-лиозидов, занимает ключевое положение в клеточной физиологии и процессе формирования пластичности нервной ткани. Уникально ее значение в патофизиологии стресса. Поэтому представляется необходимым дальнейшее исследование и разработка фармакологических средств, регулирующих ее активность.

Литература

1. Andersen S. S. L., BiG. Axon formation: a molecular model for the generation of neuronal polarity // BioEssays. —

2000. — Vol. 22. — P. 172-179.

2. Arimura N., Kaibuchi K. Key regulators in neuronal polarity // NeuroN — 2005. — Vol. 48. — P. 881-884.

3. Bernardo A., Harrison F. E., McCord M. et al. Elimination of GD3-synthase improves memory and reduces amyloid-beta plaque load in transgenic mice // Neurobiol Aging. — 2008. — Vol. 5. — P. 234 — 239.

4. Bjersing J. L., BrorssonA., HebyO. Increased expression of c-jun, but not retinoic acid receptor beta, is associated with F9 teratocarcinoma stem cell differentiation induced by polyamine depletion // J. Biol. Chem. — 1997. — Vol. 67. — P. 378-385.

5. Bito H., Furuyashiki T., Ishihara H. et al. A critical role for a Rho-associated kinase, p160ROCK, in determining axon outgrowth in mammalian CNS neurons // NeuroN —

2000. — Vol. 26. — P. 431-434.

6. Bradke F., Dotti C. G. The role of local actin instability in axon formation // Science. — 1999. — Vol. 283. — P. 1931-1934.

7. Bradke F., Dotti C. G. Establishment of neuronal polarity: lessons from cultured hippocampal neurons // Curr OpiN Neurobiol. — 2000. — Vol. 10. — P. 574-581.

8. Bremer E. G., Hakomori S. GM3 ganglioside induces hamster fibroblast growth inhibition in chemically-defined medium: ganglioside may regulate growth factor receptor function // Biochem. Biophys. Res. CommuN — 1982. — Vol. 106. — N 3. — P. 711-718.

9. Bremer E. G., Hakomori S., Bowen-Pope D. F. et al. Ganglioside-mediated modulation of cell growth, growth factor binding, and receptor phosphorylation // J. Biol. Chem. — 1984. — Vol. 259. — N 11. — P. 6818-6825.

10. Bremer E. G., Schlessinger J., Hakomori S. Ganglioside-mediated modulation of cell growth. Specific effects of GM3 on tyrosine phosphorylalion of the epidermal growth factor receptor // J. Biol. Chem. — 1986. — Vol. 261. — N 5. — P. 2434-2440.

11. Brohier H. T., Kuzin A., Zu Y., Odenwald W., Skeath J. B. Drosophila homeodomain protein Nkx6 coordinates motoneuron subtype identity and axonogenesis // Development. — 2004. — Vol. 131. — P. 5233-5244.

12. Chang A. C. M., Janosi J., Hulsbeek M. et al. A novel human cDNA highly homologous to the fish hormone stan-niocalcin // Mol. Cell. Endocr. — 1995. — Vol. 112. — P. 241-247.

13. Chang A. C. M., Reddel R. R. Identification of a second stanniocalcin cDNA in mouse and human: stanniocalcin 2 // Mol. Cell. Endocr. — 1998. — Vol. 141. — P. 95-99.

14. Chen W., Jump D. B., Esselman W. J., Busik J. V. Inhibition of Cytokine Signaling in Human Retinal Endothelial Cells through Modification of Caveolae/Lipid Rafts by Docosa-hexaenoic Acid // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. — 2007. — Vol. 48. — N 1. — P. 18-26.

15. ChoiD. W. Glutamate neurotoxicity and diseases of the nervous system // NeuroN — 1988. — Vol. 1. — P. 623-634.

16. Cho S. Y., Lee S. H., Park S. S. Differential expression of mouse Disable gene in retinoic acid-treated F9 embryonal carcinoma cells and early mouse embryos // Mol. Cells. — 1999. — Vol. 9. — P. 179-184.

17. Cohen J. The immunopathogenesis of sepsis // Nature. — 2002. — Vol. 420. — P. 885-891.

18. Connell-CrowleyL., Le GallM., Vo D. J., GinigerE. The cy-clin-dependent kinase Cdk5 controls multiple aspects of axon patterning in vivo // Curr. Biol. — 2000. — Vol. 10. — N 10. — P. 599-602.

19. Coyle J. T., Puttfarcken P. Oxidative stress, glutamate, and neurodegenerative disorders // Science. — 1993. — Vol. 262. — P. 689-695.

20. Craig A. M., Banker G. Neuronal polarity // Annu. Rev. Neurosci. — 1994. — Vol. 17. — P. 267-310.

21. Crain S. M., Shen K.-F. Antagonists of excitatory opioid receptor functions enhances morphine's analgesic potency and attenuate opioid tolerance/dependence liability // PaiN — 2000. — Vol. 84. — P. 121-131.

22. Crain S. M., Shen K.-F. Neuraminidase inhibitor, oselta-mivir blocks GM1 ganglioside-regulated excitatory opioid receptor-mediated hyperalgesia, enhances opioid analgesia and attenuates tolerance in mice // Brain Res. —

2004. — Vol. 995. — P. 260-266.

23. Crennell S. J., Garman E. F., Laver W. G. et al. Crystal structure of a bacterial sialidase (from Salmonella ty-phimurium LT2) shows the same fold as an influenza virus neuraminidase // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1993. — Vol. 90. — P. 9852-9856.

24. Da Silva J. S., Hasegawa T., Miyagi T. Asymmetric membrane ganglioside sialidase activity specifies axonal fate // Nat. Neurosci. — 2005. — Vol. 8. — N 5. — P. 606-615.

25. Davis R. J. Signal transduction by the JNK group of MAP kinases // Cell. — 2000. — Vol. 103. — P 239-252.

26. Dawson H. N., Ferreira A., Eyster M. V. et al. Inhibition of neuronal maturation in primary hippocampal neurons from tau deficient mice // J. Cell Sci. — 2001. — Vol. 114. — P1179-1187.

27. Dotti C. G., Sullivan C. A., Banker G. A. The establishment of polarity by hippocampal neurons in culture // J. Neurosci. — 1988. — Vol. 8. — P 1454-1468.

28. Dujardin D. L., Barnhart L. E., Stehman S. A. et al. A role for cytoplasmic dynein and LIS1 in directed cell movement // J. Biol. Chem. — 2003. — Vol. 163. — P 1205-1211.

29. Duprey P., Morello D., Vasseur M. et al. Expression of the cytokeratin endo A gene during early mouse embryo-genesis // Proc. Natl. Acad. Sci. — 1985. — Vol. 82. — P. 8535-8539.

30. Etienne-Manneville S., Hall A. Integrin-mediated activation of Cdc42 controls cell polarity in migrating astrocytes through PKC-Z // Cell. — 2001. — Vol. 106. — P. 489-498.

31. Facci L., Leon A., Toffano G. et al. Promotion of neuri-togenesis in mouse neuroblastoma cells by exogenous gangliosides. Relationship between the effects and the cell association of gangliosides GM1 // J. Neurochem. — 1984. — Vol. 42. — P 299-305.

32. Faux C., Hawadle M., Nixon J. et al. PTPsigma binds and dephosphorylates neurotrophin receptors and can suppress NGF-dependent neurite outgrowth from sensory neurons // Biochem. Biophys. Acta. — 2007. — Vol. 1773. — N 11. — P 1689-1700.

33. FerrariG., Anderson B. L., StephensR. M. et al. Prevention of apoptotic neuronal death by GM1 ganglioside. Involvement of Trk neurotrophin receptors // J. Biol. Chem. — 1995. — Vol. 270. — P 3074-3080.

34. Furukawa K., Hamamura K., Aixinjuelo W., Furukawa K. Biosignals modulated by tumor-associated carbohydrate antigens: novel targets for cancer therapy // AnN N. Y Acad. Sci. — 2006. — Vol. 1086. — P 185-198.

35. Furukawa K., Aixinjueluo W., Kasama T. et al. Disruption of GM2/GD2 synthase gene resulted in overt expression of 9-O-acetyl GD3 irrespective of Tis21 // J. Neurochem. — 2008. — Vol. 105. — N 3. — P 1057-1066.

36. Garige M., Azuine M. A., Lakshman M. R. Chronic ethanol consumption upregulates the cytosolic and plasma membrane sialidase genes, but down regulates lysosomal membrane sialidase gene in rat liver // Metabolism. —

2006. — Vol. 55. — N 6. — P 803-810.

37. Gilbert J., Dahl J., Riney C. et al. Ganglioside GD1a restores infectibility to mouse cell lacking functional receptors for polyomavirus // J. Virol. — 2005. — Vol. 79. — N 1. — P 615-618.

38. Gonzalez-Billault C., Owen R., Gordon-Weeks P. R., Avila J. Microtubule-associated protein 1B is involved in the initial stages of axonogenesis in peripheral nervous system cultured neurons // BraiN Res. — 2002. — Vol. 943. — N 1. — P 56-67.

39. Gosens R., Dueck G., Gerthoffer W. T. et al. p42/p44 MAP kinase activation is localized to caveolae-free membrane domains in airway smooth muscle // Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. — 2007. — Vol. 292. — N 5. — P 1163-1172.

40. Goslin K., Banker G. Experimental observations on the development of polarity by hippocampal neurons in culture // J. Cell Biol. — 1989. — Vol. 108. — P 1507-1516.

41. Grabham P. W., Seale G. E., Bennecib M. et al. Cytoplasmic dynein and LIS1 are required for microtubule advance during growth cone remodeling and fast axonal outgrowth // J. Neurosci. — 2007. — Vol. 27. — N.21. — P. 5823-5834.

42. Gupta S., Campbell D., Derijard B., Davis R. J. Transcriptional factor ATF2 regulation by the JNK signal transduction pathway // Science. — 1995. — Vol. 267. — P 389-393.

43. Gupta D., Kirkland T. N, Viriyakosol S., Dziarski R. CD14 is a cell-activating receptor for bacterial peptidoglycan // J. Biol. Chem. — 1996. — Vol. 271. — P 23310-23316.

44. Hajishengallis G., Tapping R. I., Martin M. H. et al. Toll-like receptor 2 mediates cellular activation by the B subunits of type II heat-labile enterotoxins // Infect. Immunol. —

2005. — Vol. 73. — N 3. — P 1343-1349.

45. Hamamura K., Furukawa K., Hayashi T. et al. Ganglioside GD3 promotes cell growth and invasion through p130Cas and paxillin in malignant melanoma cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2005. — Vol. 102. — N.31. — P11041-11046.

46. Handa Y., Ozaki N., Honda T. et al. GD3 synthase gene knockout mice exhibit thermal hyperalgesia and mechanical allodynia but decreased response to formalin-induced prolonged noxious stimulation // PaiN — 2005. — Vol. 117. — N 3. — P 271-279.

47. HarderT., SimonsK. Caveolae, DIGs, and the dynamics of sphingolipid-cholesterol microdomains // Curr. OpiN Cell Biol. — 1997. — Vol. 9. — N 4. — P 534-542.

48. Harel R., Futerman A. H. Inhibition of sphingolipid synthesis affects axonal outgrowth in cultured hippocampal neurons // J. Biol. Chem. — 1993. — Vol. 268. — P 14476-14481.

49. Harper S. J., LoGrasso P. Signalling for survival and death in neurons: the role of stress-activated kinases, JNK and p38 // Cell Signal. — 2001. — Vol. 13. — P 299-310.

50. Hasegawa T., Yamaguchi W., Wada T. et al. Molecular cloning of mouse ganglioside sialidase and its increased expression in Neuro2a cell differentiation // J. Biol. Chem. — 2000. — Vol. 275. — P 8007-8015.

51. Hata K., Sasaki A., Sawada M. et al. Overexpression of ganglioside sialidase in transgenic mice leads to noninsulin dependent diadetes mellitus // Glycoconj. J. —

2001. — Vol. 18. — P 90-98.

52. Huang P., Xu W., Yoon S. I. et al. Cholesterol reduction by methyl-beta-cyclodextrin attenuates the delta opioid receptor-mediated signaling in neuronal cells but enhances it in non-neuronal cells // Biochem. Pharmacol. —

2007. — Vol. 73. — N 4. — P 534-549.

53. Inokuchi J., Mizutani A., Jimbo M. et al. Up-regulation of ganglioside biosynthesis functional synapse formation memory retention by a synthetic ceramid analog (L-PDMP) // Biochem. Biophys. Res. CommuN — 1997. — Vol. 237. — P 595-600.

54. Inoue M., Fujii Y., Furukawa K. et al. Refractory skin injury in complex knock-out mice expressing only the GM3 ganglioside // J. Biol. Chem. — 2002. — Vol. 277. —

P. 29881-29888.

55. Insel P. A., Head B. P., Ostrom R. S. et al. Caveolae and lipid rafts: G protein-coupled receptor signaling microdomains in cardiac myocytes // AnN N Y. Acad. Sci. —

2005. — Vol. 1047. — N 1. — P 166-172.

56. Jennemann R., Sandhoff R., Wang S. et al. Cell-specific deletion of glucosylceramide synthase in brain leads to severe neural defects after birth // Proc. Natl. Acad. Sci.

USA. — 2005. — Vol. 102. — N 35. — P 12459-12464.

57. JiangH., Rao Y. Axon formation: fate versus growth // Nat. Neurosci. — 2005. — Vol. 8. — P 544-546.

58. Jimenez-Mateos E. M., Paglini G., Gonzalez-Billault C. et al. End binding protein-1 (EB1) complements microtubule-associated protein-1B during axonogenesis // J. Neurosci. Res. — 2005. — Vol. 80. — N 3. — P 350-359.

59. Kabayama K., Sato T., Kitamura F. et al. TNFalpha-in-duced insulin resistance in adipocytes as a membrane microdomain disorder: involvement of ganglioside GM3 // Glycobiology. — 2005. — Vol. 15. — N 1. — P 21-29.

60. Kakugawa Y., Wada T., Yamaguchi K. et al. Up-regula-tion of plasma membrane-associated ganglioside siali-dase (Neu3) in human colon cancer and its involvement in apoptosis suppression // Proc. Natl. Acad. Sci. —

2002. — Vol. 99. — N 16. — P 10718-10723.

61. Kalka D., von Reitzenstein C., Kopitz J., Cantz M. The plasma membrane ganglioside sialidase cofractionates with markers of lipid rafts // Biochem. Biophys. Res. Com-muN — 2001. — Vol. 283. — P 989-993.

62. Kawai H., Allende M. L., Wada R. et al. Mice Expressing Only Monosialoganglioside GM3 Exhibit Lethal Audiogenic Seizures// J. Biol. Chem. — 2001. — Vol. 276. —

P. 6885-6888.

63. Kawai A., Onimura H., Homma I. Mechanism of CO2/H+ chemoreception by respiratory rhythm generator neurons in the medulla from newborn rats in vitro // J. Physiol. —

2006. — Vol. 572. — N 2. — P. 525-537.

64. Kholmanskikh S. S., Dobrin J. S., Wynshaw-Boris A. et al. Disregulated RhoGTPases and actin cytoskeleton contributed to the migration defect in Lis1-deficient neurons //

J. Neurosci. — 2003. — Vol. 23. — P 8673-8681.

65. Kishi M., Pan Y. A., Crump J. G., Sanes J. R. Mammalian SAD kinases are required for neuronal polarization // Science. — 2005. — Vol. 307. — P. 929-932.

66. Kittaka D., Itoh M., Ohmi Y. et al. Impaired hypoglossal nerve regeneration in mutant mice lacking complex gan-gliosides: down-regulation of neurotrophic factors and receptors as possible mechanisms // Glycobiology. —

2008. — Vol. 18. — N 7. — P 509-516.

67. Kopitz J., Sinz K., Brossmer R., Cantz M. Partial characterization and enrichment of a membrane-bound sialidase specific for gangliosides from human brain tissue // Eur.

J. Biochem. — 1997. — Vol. 248. — P 527-534.

68. Kozireski-Chuback D., Wu G., Ledeen R. W. Up-regula-tion of nuclear GM1 accompanies axon-like, but not dendrite-like, outgrowth in NG108-15 cells // J. Neurosci.

Res. — 1999a. — Vol. 55. — P 107-118.

69. Kruse S., Pommerencke J., Kleineidam R. G. et al. Effects of cysteine modifications on the activity of the ‘small' Clostridium perfringens sialidase // Glycoconjugate J. —

1998. — Vol. 15. — P 769-775.

70. Kurzchalia T. V., Parton R. G. Membrane microdomains and caveolae // Curr. OpiN Cell Biol. — 1999. — Vol. 11. —

P 424-431.

71. LanierL. M., GertlerF. B. From Abl to actin: Abl tyrosine kinase and associated proteins in growth cone motility // Curr. 90. OpiN Neurobiol. — 2000. — Vol. 10. — N 1. — P 80-87.

72. Ledeen R. W. Biosynthesis metabolism and biological effects of gangliosides / In: Neurobiology of glycocon-jugates (Margolis R. U., Margolis R. K., eds) / New York: Plenum. — 1989. — pp. 43-69.

73. Ledeen R. W., Wu G., Vaswani K. K., Cannella M. S. Trophic Factors and the Nervous System / Horrocks L. A., Neff N. H., Yates A. J., Hadjiconstantinou M., editors / NY: RaveN — 1990. — P 17-34.

74. Li Y., Maher P., Schubert D. A role for 12-lipoxygenase in nerve cell death caused by glutathione depletion // NeuroN — 1997. — Vol. 19. — P 453-463.

75. Liedtke T., Schwamborn J. C., Schroer U., Thanos S. Elongation of axons during regeneration involves retinal crystallin beta b2 (crybb2) // Mol. Cell Proteomics. — 2007. — Vol. 6. — N 5. — P. 895-907.

76. Lincoln J. E., Boling M., Parikh A. N. et al. Fas signaling induces raft coalescence that is blocked by cholesterol depletion in human RPE cells undergoing apoptosis // Invest. Ophtalmol. — 2006. — Vol. 47. — N 5. — P 2172-2178.

77. Macso D., Van de Walle M., Spiegel S. Interaction ganglioside GM1 with the B subunit of cholera toxin modulates growth and differentiation of neuroblastoma N18 cells // J. Neuroscience. — 1991. — Vol. 11. — P 2443-2452.

78. Mandell J. W., Banker G. A. Microtubule-associated proteins, phosphorylation gradients, and the establishment of neuronal polarity // Perspect. Dev. Neurobiol. —

1996. — Vol. 4. — N 2/3. — P 125-135.

79. Manning A. M., Davis R. J. Targeting JNK for therapeutic benefit: form junk to gold? // Nat. Rev. Drug Discov. —

2003. — Vol. 2. — P. 554-565.

80. McFarland M. J., Porter F. C., Rakhshan F. R. et al. A role for caveolae/lipid rafts in the uptake and recycling of the endogenous cannabinoid anandamide // J. Biol. Chem. —

2004. — Vol. 279. — N 40. — P 41991-41997.

81. McKerracher L., Chamoux M., Arregui C. O. Role of lam-inin and integrin interactions in growth cone guidance // Mol. Neurobiol. — 1996. — Vol. 12. — P 95-116.

82. Minden A., Karin M. Regulation and function of the JNK subgroup of MAP kinases // Biochem. Biophys. Acta. —

1997. — Vol. 1333. — P F85-F104.

83. MinK. J., YangM. S., JouI., JoeE. H. Protein kinase A mediates microglial activation induced by plasminogen and gangliosides // Exp. Mol. Med. — 2004a. — Vol. 36. — N 5. — P 461 — 467.

84. Min K. J., Pyo H. K., Yang M. S. et al. Gangliosides activate micriglia via protein kionase C and NADPH oxidase // Glia. — 2004b. — Vol. 48. — N 3. — P 197-206.

85. Miyagi T., Tsuiki S. Rat-liver lysosomal sialidase. Solubilization, substrate specificity and comparison with the cytosolic sialidase // Eur. J. Biochem. — 1984. — Vol. 141. — P 75-81.

86. Miyagi T., Tsuiki S. Purification and characterization of cytosolic sialidase from rat liver // J. Biol. Chem. — 1985. — Vol. 260. — P 6710-6716.

87. Miyagi T., Sagawa J., Konno K. et al. Biochemical and immunological studies on two distinct ganglioside-hydrolyz-ing sialidases from the particulate fraction of rat brain // J. Biochem. — 1990. — Vol. 107. — P 787-793.

88. Miyagi T., Konno K., Emori Y. et al. Molecular cloning and expression of cDNA encoding rat skeletal muscle cytosolic sialidase // J. Biol. Chem. — 1993. — Vol. 268. — P. 26435-26440.

89. Miyagi T., Tadashi W., Yamaguchi K. Multiple forms of mammalian sialidase and their altered expression in physiological and pathological conditions / In ialobiology and Other Novel Forms of Glycosilation // Inoue Y., Lee Y. C., and Troy F. A., eds. — 1999. — P 197-205.

Miyagi T., Wada T., Iwamatsu A. Molecular cloning and characterization of a plasma membrane-associated siali-

dase specific for gangliosides // J. Biol. Chem. — 1999. — Vol. 274. — P. 5004-5011.

91. Miyakoshi L. M., Mendez-Otero R., Hedin-Pereira C. The 9-O-acetyl GD3 gangliosides are expressed by migrating chains of subventricular zone neurons in vitro // Braz. J. Med. Biol. Res. — 2001. — Vol. 34. — P. 669-673.

92. Monti E., Preti A., Rossi E. et al. Cloning and characterization of NEU2, a human gene homologous to rodent soluble sialidases // Genomics. — 1999. — Vol. 57. — P. 137-143.

93. Monti E., Bassi M. T., Papini N. Identification and expression of NEU3, a novel human sialidase associated to the plasma membrane // Biochem. J. — 2000. — Vol. 349. — P. 343-351.

94. Murphy T. H., Miyamoto M., Sastre A. et al. Glutamate toxicity in a neuronal cell line involves inhibition of cystine transport leading to oxidative stress // NeuroN — 1989. — Vol. 2. — P. 1547-1558.

95. Mutoh T., Tokuda A., Guroff G., FujikiN. The effects of the B subunit of cholera toxin on the action of nerve growth factor on PC12 cells // J. Neurochem. — 1993. — Vol. 60. — P. 1540-1547.

96. Mutoh T., Tokuda A., Miyada T. et al. Ganglioside GM1 binds to the Trk protein and regulates receptor function // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1995. — Vol. 92. — N 11. — P. 5087-5091.

97. Nakagami Y., Abe K., Nishiyama N., Matsuki N. Laminin degradation by plasmin regulates long-term potentiation // J. Neurosci. — 2000. — Vol. 20. — P. 2003-2010.

98. Nakashima H., Hamamura K., Houjou T. et al. Overexpression of caveolin-1 in a human melanoma cell line results in dispersion of ganglioside DG3 from lipid rafts and alteration of leading edeges, leading to attenuation of malignant properties // Cancer Sci. — 2007. — Vol. 98. — N 4. — P. 512-520.

99. Nakayama A. Y., Harms M. B., Luo L. Small GTPases Rac and Rho in the maintenance of dendritic spines and braches in hippocampal pyramidal neurons // J. Neurosci. — 2005. — Vol. 20. — P. 5329-5338.

100. Ning Y., Buranda T., Hudson L. G. Activated epidermal growth factor receptor induces integrin alpha2 internalization via caveolae/raft-dependent endocytic pathway // J. Biol. Chem. — 2007. — Vol. 282. — N 9. — P. 6380-6387.

101. Norkin L. C., Anderson H. A., Wolfrom S. A., Oppenheim A. Caveolar endocytosis of simian virus 40 is followed by brefeldin A-sensitive transport to the endoplasmic reticulum, where the virus disassembles // J. Virol. — 2002. — Vol. 76. — P. 5156-5166.

102. Odintsova E., Butters T. D., Monti E. Gangliosides play an important role in the organization of CD82-enriched microdomains // Biochem. J. — 2006. — Vol. 400. — N 2. — P. 315-325.

103. Okada M., Itoh M.-I., Haraguchi M. et al. B-series ganglioside deficiency exhibits no definite changes in the neurogenesis and the sensitivity to Fas-mediated apoptosis but impairs regeneration of the lesioned hypoglossal nerve // Biol. Chem. — 2002. — Vol. 277. — N 3. — P. 1633-1636.

104. Oliva A. A., Atkins C. M., Copenagle L., Banker G. A. Activated c-Jun N-terminal kinase is required for axon formation // J. Neurosci. — 2006. — Vol. 26. — N 3. — P. 9462-9470.

105. Omran O. M., Saqr H. E., Yates A. J. Molecular mechanisms of GD3-induced apoptosis in U-1242 MG glioma cells // Neurochem. Res. — 2006. — Vol. 31. — N 10. — P. 1171-1180.

106. Opitz B., Schroder N. W., Spreitzer I. et al. Toll-like receptor-2 mediates Treponema glycolipid and lipoteichoic acid-induced NF-kappaB translocation // J. Biol. Chem. — 2001. — Vol. 276. — P. 22041-22048.

107. Oprea G. E., Krober S., McWhorter M. L. et al. Wirth B. Plastin 3 is a protective modifier of autosomal recessive spinal muscular atrophy // Science. — 2008. — Vol. 320. — N 5875. — P. 524-527.

108. Owen R., Gordon-Weeks P. R. Inhibition of glycogen synthase kinase 3beta in sensory neurons in culture alters filopodia dynamics and microtubule distribution in growth cones // Mol. Cell Neurosci. — 2003. — Vol. 23. — N 4. — P. 626-637.

109. Palestini P., Pitto M., Ferraretto A. et al. Change of ganglioside accessibility at the plasma membrane surface of cultured neurons, following protein kinase C activation // Biochemistry. — 1998. — Vol. 37. — P. 3143-3148.

110. PelkmansL., Kartenbeck J., HeleniusA. Caveolar endocytosis of simian virus 40 reveals a new two-step vesicular-transport pathway to the ER // Nat. Cell Biol. — 2001. — Vol. 3. — P. 473-483.

111. Petro K. A., Dyer M. A., Yowler B. C., Schengrund C. L. Disruption of lipid rafts enhances activity of botulinum neurotoxin serotype A // ToxicoN — 2006. — Vol. 48. — N 8. — P. 1035-1045.

112. Pfeiffer A., Bottcher A., Orso E. et al. Lipopolysaccharide and ceramide docking to CD14 provokes ligand-specific receptor clustering in rafts. // Eur. J. Immunol. — 2001. — Vol. 31. — P. 3153-3164.

113. Pinkstaff J. K., Detterich J., Lynch G., Gall C. Integrin subunit gene expression is regionally differentiated in adult brain // J. Neurosci. — 1999. — Vol. 19. — P. 1541-1556.

114. Prinetti A., Iwabuchi K., Hakomori S. Glycosphingolip-id-enriched signaling domain in mouse neuroblastoma Neuro2a cells. Mechanism of ganglioside-dependent neuritogenesis // J. Biol. Chem. — 1999. — Vol. 274. — N 30. — P. 20916-20924.

115. Proshin S., Yamaguchi K., Wada T., Miyagi T. Modulation of neuritogenesis by ganglioside-specific sialidase (Neu 3) in human neuroblastoma NB-1 cells // Neurochemical Research. — 2002. — Vol. 27. — C. 841-846.

116. Razani B., Rubin C. S., Lisanti M. P. Regulation of cAMP-mediated signal transduction via interaction of caveolins with the catalytic subunit of protein kinase A // J. Biol. Chem. — 1999. — Vol. 274. — P. 26353-26360.

117. Razani B., Lisanti M. P. Two distinct caveolin-1 domains mediate the functional interaction of caveolin-1 with protein kinase A // Am. J. Physiol. Cell Physiol. — 2001. — Vol. 281. — P. 1241-1250.

118. Reiner O., Carrozzo R., Shen Y. et al. Isolation of a Miller-Dieker lissencephaly gene containing G-protein p-subunit-like repeats // Nature. — 1993. — Vol. 364. — P. 717-721.

119. Rickles R. J., Darrow A. L., Strickland S. Molecular cloning of complementary DNA to mouse tissue plasminogen activator mRNA and its expression during f9 teratocarcinoma cell differentiation // J. Biol. Chem. — 1988. — Vol. 263. — P. 1563-1569.

120. Rodriguez J. A., Piddini E., Hasegawa T. Plasma membrane ganglioside sialidase regulates axonal growth and regeneration in hippocampal neurons in culture // J. Neurosci. — 2001. — Vol. 21. — P. 8387-8395.

121. Roggentin P., Rothe B., Kaper J. B. et al. Conserved sequences in bacterial and viral sialidases // Glycoconjugate J. — 1989. — Vol. 6. — P. 349-353.

122. Roggentin T., Kleineidam R. G., Schauer R., Roggentin P. Effects of site-specific mutations on the enzymatic properties of a sialidase from Clostridium perfringens // Glycoconjugate J. — 1992. — Vol. 9. — P. 235-240.

123. Santiago M. F., Berredo-Pinho M., Costa M. R. et al. Expression and function of ganglioside 9-O-acetyl GD3 in postmitotic granule cell development // Mol. Cell. Neurosci. — 2001. — Vol. 17. — P. 488-499.

124. Schander J., Kutoh E., Margot J. Cell-density (cycle) dependent silencer of the rat insulin-like growth factor binding protein-2 (IGFBP-2) gene // Growth Factors. —

1999. — Vol. 16. — N 3. — P. 217-223.

125. Schwamborn J. C., Puschel A. W. The sequential activity of GTPases Rap1B and Cdc42 determines neuronal polarity // Nat. Neurosci. — 2004. — Vol. 7. — P 923-929.

126. Schwarz A., Rapaport E., Hirschberg K., Futerman A. H. A regulatory role for sphingolipids in neuronal growth, inhibition of sphingolipid synthesis and degradation have opposite effects on axonal branching // J. Biol. Chem. — 1995. — Vol. 270. — P 10990-10998.

127. Shen K.-F., Crain S. M. Cholera toxin-B subunit blocks excitatory opioid receptor-mediated hyperalgesic effects in mice, thereby unmasking potent opioid analgesia and attenuating opioid tolerance/dependence // Brain Res. —

2001. — Vol. 919. — P 20-30.

128. Shi S. H., Jan L. Y., Jan Y. N. Hippocampal neuronal polarity specified by spatially localized mPar3/mPar6 and PI-3-kinase activity // Cell. — 2003. — Vol. 112. — P 63-75.

129. Simpson M. A., Cross H., Proukakis C. et al. Infantile-on-set symptomatic epilepsy syndrome caused by a homozygous loss-of-function mutation of GM3 synthase // Nat. Genet. — 2004. — Vol. 36. — N 11. — P 1225-1229.

130. Skaper S. D., Katoh-Semba L., Varon S. GM1 ganglioside accelerates neurite outgrowth from primary peripheral and central neurons under selected culture conditions // BraiN Res. — 1985. — Vol. 355. — P 19-26.

131. Shon H., Kim Y.-S., Kim H.-T. et al. Ganglioside GM3 involved in neuronal cell death // FASEB. — 2006. — Vol.

20. — P 1248-1250.

132. Sottocornola E., Colombo I., VerganiB. et al. Increased tu-morigenicity and invasiveness of C6 rat glioma cells transfected with the human a-2,8 sialyltransferase cDNA // Invasion Metastasis. — 1999. — Vol. 18. — P 142-154.

133. Strickland S., Mahdavi V. The induction of differentiation in teratocarcinoma stem cells by retinoic acid // Cell. — 1978. — Vol. 15. — P 393-403.

134. Sugiura Y., Furukawa K., Tajima O. et al. Sensory nerve-dominant nerve degeneration and remodeling in the mutant mice lacking complex gangliosides // Neuroscience. — 2005. — Vol. 135. — P 1167-1178.

135. Szabo G., DolganiucA., Dai Q., Pruett S. B. TRL4, ethanol, and lipid rafts: a new mechanism of ethanol action with implications for other receptor-mediated effects // J. Immunol. — 2007. — Vol. 178. — N 3. — P 1243-1249.

136. Takamiya K., Yamamoto A., Furukawa K. et al. Ganglioside GD2 in small cell lung cancer cell lines: enhancement of cell proliferation and mediation of apoptosis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1996. — Vol. 93. — P 10662-10667.

137. Tan S., Wood M., Maher P. Oxidative stress induces a form of programmed cell death with characteristics of both apoptosis and necrosis in neuronal cells // J. Neuro-chem. — 1998. — Vol. 71. — P 95-105.

138. Tessier-Lavigne M., Goodman C. S. The molecular biology of axon guidance // Science. — 1996. — Vol. 274. — P1123-1133.

139. TriantafilouM., ManukyanM., MackieA. et al. Lipoteichoic acid and Toll-like receptor 2 internalization and targeting to the Golgi are lipid raft-dependent // J. Biol. Chem. —

2004. — Vol. 279. — N 39. — P. 40882-40889.

140. Triantafilou M., Gamper F. G. J., Haston R. M. et al. Membrane sorting of Toll-like receptor (TLR)-2/6 and TLR2/1 heterodimers at the cell surface determines heterotypic associations with CD36 and intracellular targeting // J. Biol. Chem. — 2006. — Vol. 281. — N 41. — P 31002-31011.

141. Tsai B., Gilbert J. M., Stehle T. et al. Gangliosides are receptors for marine polyoma virus and SV40 // EMBO J. —

2003. — Vol. 22. — P 4346-4355.

142. Tsia J.-W., Chen Y., KriegsteinA. R., Vallee R. B. LIS1 RNA interference blocks neural stem cell division, morphogenesis, and motility at multiple stages // J. Biol. Chem. —

2005. — Vol. 170. — P 935-945.

143. UemuraK., SugiyamaE., TaketomiT. Effects of an inhibitor of glucosylceramide synthase on glycosphingolipid synthesis and neurite outgrowth in murine neuroblastoma cell lines // J. Biochem. — 1991. — Vol. 110. — N 1. — P 96-102.

144. Van Dam H., Wilhelm D., Herr I. et al. ATF-2 is preferentially activated by stress-activated protein kinases to mediate c-jun induction in response to genotoxic agents // EMBO J. — 1995. — Vol. 14. — P 1798-1811.

145. Von Aulock S., Morath S., Hareng L. et al. Lipoteichoic acid from Staphylococcus aureus is a potent stimulus for neutrophil recruitment // Immunobiology. — 2003. — Vol. 208. — P 413-422.

146. Wada T., Yoshikawa Y., Tokuyama S. Cloning, expression, and chromosomal mapping of a human ganglioside sialidase // Biochem. Biophys. Res. CommuN — 1999. — Vol. 261. — P 21-27.

147. Wagner G. F. The molecular biology of the corpuscles of stannous and regulation of stanniocalcin gene expression // Fish Physiology / Eds. N. Sherwood and C. Hew. — New Yrok, 1995. — Vol. 13, Chapt. 9. — P 273-306.

148. WagnerG. F., Vozzolo B. L., JaworskiE. et al. Human stan-niocalcin inhibits renal phosphate excretion in the rat // J. Bone MiN Res. — 1997. — Vol. 12. — P 165-171.

149. Wang L. J., Colella R., Roisen F. J. Ganglioside GM1 alters neuronal morphology by modulating the association of MAP2 with microtubules and actin filaments // BraiN Res. Dev. BraiN Res. — 1998. — Vol. 105. — P 227-239.

150. Wang Y., Yamaguchi K., Shimada Y. et al. Site-directed mutagenesis of human membrane-associated ganglioside sialidase. Identification of amino-acid residues contributing to substrate specificity // Eur. J. Biochem. — 2001. — Vol. 268. — P 2201-2208.

151. Wang Y., YamaguchiK., Wada T. et al. A close association of the ganglioside-specific sialidase Neu3 with caveolin in membrane microdomains // J. Biol. Chem. — 2002. — Vol. 277. — N 29. — P. 26252-26259.

152. WangX. Q., Sun P., PallerA. S. Gangliosides inhibit urokinase-type plasminogen activator (uPA)-dependent squamous carcinoma cell migration by preventing uPA receptor/alphabeta integrin/epidermal growth factor receptor interactions // J. Invest. Dermatol. — 2005. — Vol. 124. — N 4. — P. 839-848.

153. Wang L., Takaku S., Wang P. et al. Ganglioside DG1a regulation of caveolin-1 and Stim1 expression in mouse FBJ cells: augmented expression of caveolin-1 and Stim1 in cells with increased GD1a content // Glycoconj. J. —

2006. — Vol. 23. — N 5/6. — P 303-315.

154. Wang P., Wu P., Zhang J. et al. Positive regulation of tumor necrosis factor-alpha by ganglioside GM3 through Akt in mouse melanoma B16 cells // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 2007. — Vol. 356. N 2. — P. 438-443.

155. Wang Y. B., Song L., Cui L. B. et al. Monobutyl phthalate inhibits steroidogenesis by downregulating steroidogenic acute regulatory protein expression in mouse Leydig tumor cells (MLTC-1) // J. Toxicol. Environ. Health A. — 2007. — Vol. 70. — N 11. — P. 947-955.

156. Warner T. G., Chang J., Ferrari J. et al. Isolation and properties of a soluble sialidase from the culture fluid of Chinese hamster ovary cells // Glycobiology. — 1993. — Vol. 3. — P. 455-463.

157. Weinstein D. E., Dobrenis K., Birge R. B. Targeted expression of an oncogenic adaptor protein v-Crk potentiates axonal growth in dorsal root ganglia and motor neurons in vivo // Brain Res. Dev. Brain Res. — 1999. — Vol. 116. — N 1. — P 29-39.

158. Wiggin G. R., Fawcett J. P., Pawson T. Polarity proteins in axon specification and synaptogenesis // Dev. Cell. —

2005. — Vol. 8. — P. 803-816.

159. Willoughby D., Cooper D. M. F. Organization and Ca2+ regulation of adenylyl cyclases in cAMP microdomains // Physiol. Rev. — 2007. — Vol. 87. — N 3. — P. 965-1010.

160. Wright S. D., Ramos R. A., Tobias P. S. et al. CD14, a receptor for complexes of lipopolysaccharide (LPS) and LPS binding protein // Science. — 1990. — Vol. 249. — N 4975. — P. 1431-1433.

161. Wong C. K. C., Yeung H. Y., Mak N. K. et al. Effects of di-butyryl cAMP on stanniocalcin and stanniocalcin-related protein mRNA expression in neuroblastoma cells // J. En-docr. — 2002. — Vol. 173. — P. 199-209.

162. Wu G., Ledeen R. W. Stimulation of neurite outgrowth in neuroblastoma cells by neuraminidase: putative role of GM1 ganglioside in differentiation // J. Neurochem. — 1991. — Vol. 56. — P. 95-104.

163. Wu G., Ledeen R. W. Gangliosides as modulators of neuronal Ca2+ // Prog. Brain Res. — 1994. — Vol. 101. — P. 101-112.

164. Wu G., LuZ. H., XieX., Ledeen R. W. Susceptibility of cerebellar granule neurons from GM2/GD2 synthase-null mice to apoptosis induced by glutamate excitotoxicity and elevated KCl: rescue by GM1 and LIGA20 // Glycoconj. J. —

2004. — Vol. 21. — N 6. — P. 305-313.

165. Xu W., Yoon S.-I., Huang P. et al. Localization of the {kappa} opioid receptor in lipid rafts // J. Pharmacol. Exp. Ther. — 2006. — Vol. 317. — N 3. — P. 1295-1306.

166. Yamaguchi K., Hata K., Koseki K. Evidence for mitochondrial localization of a novel human sialidase (NEU4) // Biochem. J. — 2005. — Vol. 390. — N 1. — P. 85-93.

167. Yamaguchi K., Hata K., Wada T. Epidermal growth factor-induced mobilization of a ganglioside-specific sialidase (NEU3) to membrane ruffles // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 2006. — Vol. 346. — N 2. — P. 484-490.

168. Yamasaki T., Kawaji K., Ono K. et al. Pax6 regulates granule cell polarization during parallel fiber formation in the developing cerebellum // Develoopment. — 2001. — Vol. 128. — P. 3133-3144.

169. Yamashita T., Wu Y.-P., Sandhoff R. et al. Interruption of ganglioside synthesis produces central nervous system degeneration and altered axon-glial interactions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2005. — Vol. 102. — N 8. — P. 2725-2730.

170. Yang R. B., Mark M. R., Gray A. et al. Toll-like receptor-2 mediates lipopolysaccharide-induced cellular signalling // Nature. — 1998. — Vol. 395. — N 6699. — P. 284-288.

171. Yang R. B., Mark M. R., Gurney A. L., Godowski P. J. Signaling events induced by lipopolysaccharide-activated toll-like receptor 2 // J. Immunol. — 1999. — Vol. 163. — N 2. — P. 639-643.

172. Yates A. J.,VanBrocklyn J.,Saqr H. E. et al. Mechanisms through which gangliosides inhibit PDGF-stimulated mito-

genesis in intact Swiss 3T3 cells: receptor tyrosine phosphorylation, intracellular calcium, and receptor binding // Exp. Cell Res. — 1993. — Vol. 204. — N 1. — P. 38-45.

173. Yoshimura T., Kawano Y., Arimura N. et al. GSK-Зр regulates phosphorylation of CRMP-2 and neuronal polarity // Cell. — 2005. — Vol. 120. — P. 137-149.

174. Yoshimura T., Arimura N., Kawano Y. et al. Ras regulates neuronal polarity via the PI3-kinase/Akt/GSK-3p/CRMP-2 pathway // Biochem. Biophys. Res. CommuN — 2006. — Vol. 340. — P. 62-68.

175. Zhang Q., Furukawa K., Chen H. H. et al. Metastatic potential of mouse Lewis lung cancer cells is regulated via ganglioside GM1 by modulating the matrix metalloprotein-ase-9 localization in lipid rafts // J. Biol. Chem. — 2006. — Vol. 281. — N 26. — P. 18145-18155.

значение СИАЛИДАЗНОй (НЕйРАМИНИДАЗНОй) АКТИВНОСТИ клеток в клинической фармакологии

S. N. Proshin

All-Russian Center of Urgent and Radiation Medicine, St.Petersburg

■ Summary. The modern data about the role of sialidase (neuraminidase) activity for different tissues are reviewed. The comparative characteristics of different types of sialidase (neuraminidase) activity with special accent on sialidase associated with plasmatic membrane (SAPM) as an enzyme possessing uncial compartmentalization and substrate specificity are described. The different effects of high and low ganglio-sides on cell level associated with SAPM are discussed. The own experimental data and literature findings about the possibilities of action on SAPM as a potential therapeutical target in regeneration of neuron axons are observed. The perspectives of sialidase inhibitors use for neurochemistry and clinical pharmacology are analyzed. Ref. — 175.

■ Key words: sialidase associated with plasmatic membrane; neuraminidases; gangliosides; microdomens; oseltamivir.