Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар «Актуальні проблеми сучасної біохімії» Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою діяльність. 26-го червня (вівторок) о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь м.н.с. відділу біохімії вітамінів і коензимів ІБХ Лісаковської Ольги Олександрівни «РОЛЬ ВІТАМІНУ D3 У РЕГУЛЮВАННІ NF-κB-АСОЦІЙОВАНИХ СИГНАЛЬНИХ ШЛЯХІВ ЗА ПРЕДНІЗОЛОН-ІНДУКОВАНОГО ОСТЕОПОРОЗУ». Мова йде за апробацію кандидатської дисертації. До цього листа традиційно додаємо файл із авторськими тезами доповіді. Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.
З повагою – С.О.Костерін.
РОЛЬ ВІТАМІНУ D3 У РЕГУЛЮВАННІ NF-κB-АСОЦІЙОВАНИХ СИГНАЛЬНИХ ШЛЯХІВ ЗА ПРЕДНІЗОЛОН-ІНДУКОВАНОГО ОСТЕОПОРОЗУ
Лісаковська Ольга Олександрівна, молодший науковий співробітник відділу біохімії вітамінів і коензимів ІБХ ім. О.В. Палладіна
Актуальність. Синтетичні глюкокортикоїди (ГК) є ефективними протизапальними, імуносупресивними та протиалергічними препаратами, які широко застосовуються в медицині, проте викликають численні побічні ефекти, зокрема розвиток остеопорозу. Однією з причин розвитку ГК-індукованого остеопорозу (ГІО) можуть бути порушення у цитокіновій сигнальній системі рецептора активатора ядерного фактора κB (RANK), його ліганду (RANKL) та остеопротегерину (OPG), що контролює перебіг остеокластогенезу.
Вітамін D3 відповідає за узгодженість між процесами формування та резорбції кісткової тканини, а його недостатність вважається однією з провідних причин розвитку ГІО. Актуальним залишається питання яким чином D-вітамінна недостатність та порушення експресії компонентів D-ауто/паракринної системи у цільових органах-мішенях пов’язані зі змінами RANK/RANKL/OPG-сигналювання та експресії транскрипційного фактору NF-κB і чи корелюють ці зміни з порушенням процесу ремоделювання кісткової тканини за ГК-індукованого остеопорозу. На сьогодні обґрунтування можливості застосування вітаміну D3 та його активних метаболітів як перспективних засобів для коригування патологічних процесів у кістковій тканині за умов тривалого введення ГК є актуальною медико-біологічною проблемою.
З огляду на це, метою дисертаційної роботи було дослідити роль NF-κB-асоційованого регуляторного сигнального шляху RANKL/RANK/OPG у механізмах розвитку порушень ремоделювання кісткової тканини за експериментального ГІО та оцінити коригувальний вплив вітаміну D3.
Вперше охарактеризовано стан D-ауто/паракринної системи (за вмістом 25OHD-1α-гідроксилази – CYP27B1 та рецептору вітаміну D – VDR) у кістковій тканині, кістковому мозку та печінці та встановлено, що на тлі зниження вмісту VDR спостерігаються ГК-індуковані тканинноспецифічні порушення синтезу CYP27B1: пригнічення синтезу протеїну CYP27B1 у кістковому мозку та збільшення експресії мРНК у кістковій тканині за дії преднізолону.
Продемонстровано, що NF-κB/IκB є ключовим компонентом у взаємодії RANKL/RANK/OPG, VDR- та GR-опосередкованих сигнальних шляхів у різних тканинах щурів. Показано, що у кістковому мозку на тлі зменшеного рівня GR та OPG спостерігалось збільшення вмісту RANKL та його зв’язування з RANK на преостеокластах. У кістковій тканині виявлено зменшення співвідношення OPG/RANKL, що є ознакою порушення процесу ремоделювання кісткової тканини. За тривалого введення преднізолону показано активування NF-κB та його трансклокація до ядра у клітинах кісткового мозку, в той час як у кістковій тканині спостерігалось інгібування NF-κB за рахунок підвищення вмісту IκB. Вперше показано зростання кількості RANK-позитивних попередників остеокластів за дії преднізолону у кістковому мозку, периферичній крові та селезінці. Встановлено, що введення вітаміну D3 мало коригувальний ефект на індуковані преднізолоном порушення експресії VDR та CYP27B1, компонентів систем RANKL/RANK/OPG та NF-κB/IκB у кістковому мозку та кістковій тканині щурів. Виявлено здатність вітаміну D3 частково нормалізувати пул циркулюючих преостеокластів.
Продемонстровано роль цитокінової системи RANKL/RANK/OPG у розвитку ГК-індукованої гепатотоксичності. Виявлено, що за дії преднізолону знижується відносний вміст RANK та зростає рівень прозапальних цитокінів RANKL та TNFα у тканині печінки. Активування NF-κB призводить до підвищеного рівня продукування NO внаслідок посиленого синтезу iNOS, збільшення вмісту нітруваних протеїнів, що веде до посилення некротичної та апоптотичної загибелі гепатоцитів. Показано, що вітамін D3 на тлі дії преднізолону нормалізував вміст RANKL та RANK, зменшував вміст маркерів оксидативно-нітрозативного стресу шляхом VDR-опосередкованого інгібування NF-κB та підвищення тканинного вмісту IκB-α у печінці, що корелювало зі зменшенням інтенсивності процесів некрозу та апоптозу гепатоцитів.
Отже, у роботі вперше продемонстровано залежність між дефіцитом вітаміну D3 в організмі та порушеннями NF-κB-залежних сигнальних шляхів у різних тканинах щурів за ГК-індукованого остеопорозу. Виявлено коригувальний ефект терапевтичного введення вітаміну D3 на рівень експресії протеїнів вітамін D-ауто/паракринної системи та його здатність модулювати вміст компонентів NF-κB-асоційованих сигнальних шляхів, зокрема GR- та RANKL/RANK/OPG за ГК-індукованого остеопорозу, що обґрунтовує доцільність використання холекальциферолу як ефективного засобу коригування преднізолон-індукованих змін ремоделювання кісткової тканини та гепатотоксичності.