Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Черноголовка, г. Москва и Московская область, Россия
Черноголовка, г. Москва и Московская область, Россия
Черноголовка, г. Москва и Московская область, Россия
Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
В работе рассматривается влияние двух водорастворимых производных фуллерена C60, модифицированных аминокислотными остатками, на уровень активных форм кислорода (АФК) в культивируемых клетках человека и на транскрипционную активность генов, регулирующих про- и антиоксидантную активность клеток. Производные фуллерена С60 с присоединенными остатками аминокислот серина и фенибута синтезировали из хлорфуллеренов С60Cl6. В экспериментах in vitro использовали культуры эмбриональных фибробластов легких человека. Различные концентрации производных фуллерена добавляли к среде культивирования, клетки культивировали в присутствии соединений от 1 до 72 часов. Уровень АФК определяли с помощью красителя 2,7-дихлордигидрофлуоресцеин диацетата (DCFH-DA), который под действием свободных радикалов окисляется с образованием флуоресцирующего 2,7-дихлорфлуоресцеина (DCF), методами флуоресцентной микроскопии, проточной цитометрии и с использованием планшетного ридера. Уровень экспрессии белков определяли методом проточной цитофлуориметрии с использованием специфичных антител. Уровень экспрессии генов оценивали методом полимеразной цепной реакции в реальном времени. Показали, что при введении изучаемых соединений в клеточную среду они интенсивно поглощают активные формы кислорода за счет двойных сопряженных связей в каркасе. При этом производные фуллерена способствуют развитию вторичного окислительного стресса в клетках через 24 часа после введения. Данный эффект происходит за счет активации фермента NОХ4. В клетках эмбриональных фибробластов легких человека, которым были введены исследуемые производные фуллерена C60, обнаружена корреляция между экспрессией белка фермента NOX4 и уровнем активных форм кислорода. Отсутствие активации антиоксидантного транскрипционного фактора NRF2 при инкубации эмбриональных фибробластов легких человека в присутствии производных фуллерена C60 способствует развитию вторичного окислительного стресса в клетках.
водорастворимые производные фуллерена C60, активные формы кислорода, эмбриональные фибробласты легких человека, окислительный стресс
1. Dugan L.L., Lovett E.G., Quick K.L., Lotharius J., Lin T.T., O'Malley K.L. Fullerene-based antioxidants and neurodegenerative disorders. Parkinsonism Relat Disord, 2001, vol. 7, no. 3, pp. 243-246.
2. Wolff D.J., Papoiu A.D., Mialkowski K., Richardson C.F., Schuster D.I., Wilson S.R. Inhibition of nitric oxide synthase isoforms by tris-malonyl-C(60)-fullerene adducts. Arch Biochem. Biophys., 2000, vol. 378, no. 2, pp. 216-223.
3. Gharbi N., Pressac M., Hadchouel M., Szwarc H., Wilson S.R., Moussa F. [60] Fullerene is a powerful antioxidant in vivo with no acute or subacute toxicity. Nano Lett, 2005, vol. 5, pp. 2578-2585.
4. Kraevaya O.A., Peregudov A.S., Troyanov S.I. et al. Diversion of the Arbuzov reaction: alkylation of C-Cl instead of phosphonic ester formation on the fullerene cage. Org Biomol Chem, 2019, vol. 17, no. 30, pp. 7155-7160.
5. Bisaglia M., Natalini B., Pellicciari R., Straface E., Malorni W., Monti D., Franceschi C., Schettini G.C3-fullero-trismethanodicarboxylic acid protects cerebellar granule cells from apoptosis. J Neurochem, 2000, vol. 74, pp. 1197-1204.
6. Sergeeva V., Kraevaya O., Ershova E. et al. Antioxidant properties of fullerene derivatives depend on their chemical structure: a study of two fullerene derivatives on HELFs. Oxid Med Cell Longev, 2019, vol. 2019, p. 4398695.
7. Monti D., Moretti L., Salvioli S., Straface E., Malorni W., Pellicciari R., Schettini G., Bisaglia M., Pincelli C., Fumelli C., Bonafè M., Franceschi C. C60 carboxyfullerene exerts a protective activity against oxidative stress-induced apoptosis in human peripheral blood mononuclear cells. Biochem Biophys Res Commun, 2000, vol. 277, pp. 711-717.
8. Ershova E.S., Sergeeva V.A., Tabakov V.J. et al. Functionalized fullerene increases NF-κB activity and blocks genotoxic effect of oxidative stress in serum-starving human embryo lung diploid fibroblasts. Mutat Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen, 2016, vol. 805, pp. 46-57.
9. Ershova E.S., Sergeeva V.A., Chausheva A.I. et al. Toxic and DNA damaging effects of a functionalized fullerene in human embryonic lung fibroblasts. Oxid. Med. Cell Longev, 2016, vol. 2016, p. 9895245.
10. Xiao L., Takada H., Gan X.h., Miwa N. The water-soluble fullerene derivative ‘Radical Sponge’ exerts cytoprotective action against UVA irradiation but not visible-light-catalyzed cytotoxicity in human skin keratinocytes. Bioorg Med Chem Lett, 2006, vol. 16, pp. 1590-1595.
11. Kornev A.B., Khakina E.A., Troyanov S.I., Kushch A.A., Peregudov A., Vasilchenko A., Deryabin D.G., Martynenko V.M., Troshin P.A. Facile preparation of amine and amino acid adducts of [60] fullerene using chlorofullerene C60Cl6 as a precursor. Chem. Commun, 2012, vol. 48, pp. 5461-5463.
