Анотація до роботи:

Євдокимова Н.Ю. Роль трансформувального фактору росту beta1 в регуляції структурно-функціонального стану позаклітинного матриксу за цукрового діабету. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Інститут біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України, Київ, 2009.

Дисертацію присвячено дослідженню функціональної ролі тромбоспондин-1 (TSP-1) – залежної активації трансформувального фактору росту beta1 (TGFbeta1) у дезорганізації позаклітинного матриксу внаслідок гіперглікемії.

Представлені дані є принципово важливими для розуміння механізмів розвитку діабетичних ускладнень і підкреслюють значення підвищення експресії TGFbeta1 у мезангіальних і ендотеліальних клітинах за збільшення концентрації глюкози. Показано, що активація TGFbeta1 внаслідок дії TSP-1 є ключовим фактором надлишкової акумуляції компонентів мезангіального матриксу в умовах підвищення рівня глюкози.

Для ендотеліальних клітин, виявлено, що TGFbeta1 також є медіатором змін стану позаклітинного матриксу, індукованих підвищеною концентрацією глюкози, але TSP-1 не обумовлює активацію TGFbeta1. D-димер фібрину спричиняє дезорганізацію ендотеліального матриксу, що частково залежить від TSP-1– залежної активації TGFbeta1.

Зміни стану позаклітинного матриксу дермальних фібробластів, які відбуваються під впливом підвищеного рівня глюкози, не залежать від активації шляху TSP-1 - TGFbeta1. Збільшення експресії рецепторів тип-1 до ангіотензину ІІ і наступне збільшення експресії фактору росту сполучної тканини опосередковують стимуляцію синтезу фібронектину внаслідок дії підвищеної концентрації глюкози на дермальні фібробласти.

Робота присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми щодо функціональної ролі TSP-1–залежної активації TGFbeta1 у змінах стану позаклітинного матриксу клітин різного типу за цукрового діабету. Показано, що для мезангіальних і ендотеліальних клітин та дермальних фібробластів підвищення концентрації глюкози стимулює акумуляцію ведучих регуляторних компонентів позаклітинного матриксу – фібронектину і гіалуронової кислоти. З’ясовано, що механізми реалізації патогенетичного впливу збільшення рівня глюкози різні для кожного типу клітин. Встановлено ключову роль TSP-1 у TGFbeta1 – залежних порушеннях позаклітинного матриксу мезангіальних клітин, що створює теоретичну основу для розробки нових методів терапії діабетичних нефропатій на основі блокади шляху TSP-1 – TGFbeta1.

1. Спільною рисою ускладнень цукрового діабету вважається дезорганізація структурно-функціонального стану позаклітинного матриксу, головним регулятором метаболізму якого є TGFbeta1. Тому стимуляція синтезу і сигналінгу TGFbeta1 за гіперглікемії має принципово важливе значення для розвитку діабетичних ускладнень. Відомо, що детермінуючим етапом регуляції дії TGFbeta1 є активація його латентної форми, що за гіперглікемії найвірогідніше відбувається внаслідок взаємодії з TSP-1. Залишалось невідомим, чи здатен ендогенний TSP-1 активувати TGFbeta1 за підвищеної концентрації глюкози, і, якщо здатен, то чи забезпечує ця надактивація зміни позаклітинного матриксу, притаманні цукровому діабету. Отримання відповіді на це питання стало предметом даного дослідження, проведеного з використанням клітин різного типу.

2. В мезангіальних клітинах, дермальних фібробластах і ендотеліальних клітинах людини функціонує механізм TSP-1–залежної активації TGFbeta1.

3. В мезангіальних клітинах за підвищення концентрації глюкози TSP-1–залежна активація TGFbeta1 обумовлює збільшення експресії і секреції фібронектину та інгібітору активатора плазміногену-1, збільшення експресії фактора росту сполучної тканини і стимуляцію синтезу гіалуронової кислоти.

4. В дермальних фібробластах за підвищення концентрації глюкози стимулюється експресія і секреція фібронектину та акумуляція гіалуронової кислоти, але не змінюється експресія і секреція TSP-1 та експресія, секреція і активація TGFbeta1.

5. Дермальні фібробласти хворих на цукровий діабет 2-го типу з хронічними виразками кінцівок характеризуються збільшенням акумуляції гіалуронової кислоти в позаклітинному матриксі, збільшенням експресії CD44 і пригніченням проліферації порівняно до фібробластів хворих без виразок і контрольних клітин. Секреція та активація TGFbeta1 однакові для всіх груп клітин.

6. В дермальних фібробластах за підвищення концентрації глюкози збільшується експресія рецептора тип-1 до ангіотензину ІІ, що призводить до незалежної від TGFbeta1 індукції експресії фактора росту сполучної тканини. Збільшення експресії фактора росту сполучної тканини, в свою чергу, стимулює експресію і секрецію фібронектину.

7. В ендотеліальних клітинах за підвищення концентрації глюкози TGFbeta1 є медіатором збільшення продукції фібронектину і інгібітору активатора плазміногену-1 та акумуляції гіалуронової кислоти, хондроітин і дерматан сульфатів, але секреція TSP-1 не змінюється і надлишкова активація TGFbeta1 не обумовлюється дією TSP-1–залежного механізму.

8. D-димер фібрину пригнічує акумуляцію і знижує антикоагуляційні властивості перицелюлярного гепаран сульфату ендотеліальних клітин і одночасно індукує TSP-1–залежну активацію TGFbeta1, стимулює продукцію фібронектину і інгібітору активатора плазміногену-1, акумуляцію гіалуронової кислоти і хондроітин сульфату у позаклітинному матриксі.

9. Виявлена нормалізація структурно-функціонального стану мезангіального матриксу, що відбувається внаслідок блокади TSP-1–залежної активації TGFbeta1, створює теоретичну основу для розробки методів терапії діабетичних нефропатій.

Публікації автора:

1. Евдокимова Н.Ю. Синтез, секреция и механизм действия инсулина / Н.Ю. Євдокимова // В “Клиническая диабетология», Київ :“Здоров’я”, 1998. – С.34-45.

2. Yevdokimova N.Yu. Activation of paracrine growth factors by heparan sulphate induced by glucocorticoid in A549 lung carcinoma cells / N.Yu.Yevdokimova, R.I. Freshney // Br. J. Cancer.- 1997. – V.76, № 3. – P.281-289.

3. Yevdokimova N.Yu. High glucose modulates insulin responsiveness of carbohydrate metabolism and glycosaminoglycan synthesis in human cultured dermal fibroblasts / N.Yu.Yevdokimova, A.S.Yefimov // Diabetol. Croat. – 1997. – V. 26, № 2. – P. 75-81.

4. Yevdokimova N.Yu. The ability of high glucose to modulate insulin action is preserved in IDDM fibroblasts / N.Yu.Yevdokimova, A.S.Yefimov // Diabetol. Croat. – 1997. – V. 26, № 3. – P. 129-134.

5.Євдокимова Н.Ю. Стимуляція інсуліном синтезу глікозаміногліканов у дермальних фібробластах хворих на інсулінозалежний цукровий діабет в умовах підвищеного рівня глюкози / H. Ю.Євдокимова, А.С. Єфімов // Журн. АМН України. – 1998. – T.4, № 2. – C. 314-323.

6. Ефимов А.С. Актуальные вопросы лечения сахарного диабета и его осложнений / А.С. Ефимов, Маньковский Б.Н., Костюк Е.П., Скробонская Н.А.,Ткач С.Н, Карабун П.М, Зуева Н.А, Ефимов Д.А, Евдокимова Н.Ю., Соколова Л.К., Орленко В.Л, Землянская С.В., Сахарова Ю.В, Новицкая А.В. // Журн АМН України. – 2000. – Т.6, № 3. – С. 471-484.

7. Yevdokimova N.Yu. High glucose does not increase insulin-stimulated heparan sulphate synthesis in IDDM dermal fibroblasts / N.Yu.Yevdokimova, A.S. Yefimov // Diabetol Croat. – 2000. – V.29, № 2. – P. 67-77.

8. Yevdokimova N.Yu. Thrombospondin-1 is the key activator of TGF-beta1 in human mesangial cells exposed to high glucose / N.Yu.Yevdokimova, N.Abdel Wahab, R.M. Mason // J. Am. Soc. Nephrol. – 2001. – V.12, № 4. – P. 703-712.

9. Wahab N.A. Role of connective tissue growth factor in the pathogenesis of diabetic nephropathy / N.A. Wahab, N.Yu. Yevdokimova, B.S. Weston, T. Roberts, X.J. Li, H. Brinkman, R.M. Mason // Biochem. J. – 2001. – V. 359, № 1. – P. 77-87.

10. Yevdokimova N.Yu. Effects of wheat germ agglutinin and concanavalin A on the accumulation of glycosaminoglycans in pericellular matrix of human dermal fibroblasts. A comparison with insulin / N.Yu.Yevdokimova, A.S.Yefimov // Acta Biochim. Polon. – 2001. – V.48, № 2. – P. 563-572.

11. Yevdokimova N.Yu. High-glucose induced alterations of extracellular matrix of human skin fibroblasts are not dependent on TSP-1-TGFbeta1 pathway / N.Yu. Yevdokimova // J. Diabetes Complications. – 2003. – V.16, № 6. – P. 355-365.

12. Yevdokimova N.Yu. Fibrin D-dimer impairs the accumulation and anticoagulant properties of heparan sulphate and stimulates plasminogen activator inhibitor-1 secretion by rabbit aortic endothelial cells / N.Yu. Yevdokimova, L.D Veselovska, G.K. Gogolinska, O.M. Buchanevich, G.V. Kosyakova, P.G. Gritsenko, E.V. Lugovskoj, S.V. Komisarenko // Acta Biochim. Polon. – 2003. – V. 50, № 1. – P. 279-289.

13. Yevdokimova N.Yu. The influence of high ambient glucose level on the production of pericellular glycosaminoglycans by cultured endothelial cells / N.Yu. Yevdokimova, S.V. Komisarenko // Укр. біохім. журн. – 2003. – Т. 75, № 5 – С. 55-62.

14. Євдокимова Н.Ю. Тромбоспондин-1–залежний механізм активації трансформувального фактора роста бета-1 у культивованих ендотеліальних клітинах людини / Н.Ю.Євдокимова, С.В. Комісаренко // Укр. біохім. журн.– 2004. – Т.76, № 5. – С. 83-89.

15. Yevdokimova N.Yu. TGFbeta1 is involved in high glucose-induced accumulation of pericellular chondroitin sulphate in human endothelial cells / N.Yu. Yevdokimova, S.V. Komisarenko // J. Diabetes Complications. – 2004. – V. 18, № 5. – P. 300 –308.

16. Skok M.V. The effect of simulated microgravity on hybridoma cells / M.V. Skok, L.M. Koval, Y.I. Petrova, O.Yu. Lykhmus, D.V. Kolibo, S.V. Romanyuk, N.Yu. Yevdokimova, S.V. Komisarenko // Acta Astronaut. – 2005. – V.56, № 8. – P. 721-728.

17. Yevdokimova N.Yu. Hyaluronic acid production and CD44 expression in cultured dermal fibroblasts of diabetic patients (non-insulin-dependent diabetes mellitus) with and without chronic ulcers on the lower extremity / N.Yu.Yevdokimova, S.E. Podpryatov // Wound Repair. Regen. – 2005. – V.13, № 2. – P. 181-188.

18. Євдокимова Н.Ю. Молекула міжклітинної адгезії-1 (ICAM-1) ендотеліальних клітин опосередковує ефект D-димеру фібрину на акумуляцію та властивості перицелюлярного гепаран сульфату / Н.Ю. Євдокимова, Е.В. Луговський, С.В. Комісаренко // Доповіді НАН України. – 2005. – №. 4. – C. 170-174.

19. Yevdokimova N.Yu. Elevated level of ambient glucose stimulates the synthesis of high-molecular-weight hyaluronic acid by human mesangial cells. The involvement of transforming growth factor 1 and its activation by thrombospondin–1 / N.Yu. Yevdokimova // Acta Biochim. Pol. - 2006. – V. 53, № 2. – P. 383-393.

20. Євдокимова Н.Ю. Метилен бісфосфонова кислота змінює спектр перицелюлярних глікозаміногліканів та зв’язувальні властивості CD44 ендотеліальних клітин людини / Н.Ю. Євдокимова, Н.П. Карлова, Н.C. Баранова, С.В. Комісаренко // Укр. біохім. журн. – 2006. – Т.78, № 4 . – С. 95-103.

21. Yevdokimova N.Yu. The up-regulation of angiotensin II receptor type 1 and CTGF are involved in high-glucose-induced fibronectin production by cultured human dermal fibroblasts / N.Yu. Yevdokimova, S.E. Podpryatov // J. Dermatol. Sci. – 2007. – V.47, № 2. – P. 127-139.

22. Євдокимова Н.Ю. Гіалуронова кислота, рецептор CD44 та їхня роль в ускладненнях цукрового діабету (огляд) / Н.Ю.Євдокимова // Укр. біохім. журн. – 2008. – Т.80, № 5. – С. 5-44.

23. Yevdokimova N.Yu. Insulin influence on glycosaminoglycan synthesis in skin fibroblasts / N.Yu.Yevdokimova // 2^nd Symposium of Tissue Culture Societies of Central Europe, Krakow (Poland), June 25-28, 1997.: Folia Hist. Cytobiol. – 1997. – V.35, Suppl.2. – P.47.

24. Yevdokimova N.Yu. Comparison of the alterations of glycosaminoglycan synthesis in cultured skin fibroblasts under the influnce of insulin and plant lectins/. N.Yu. Yevdokimova // 17^th International Lectin Meeting, Wurzburg (Germany), September 24-27, 1997.: Europ.J.Cell.Biol. – 1997. – V.74. Suppl.46. – P.39.

25. Yevdokimova N.Yu. The accelerated growth of IDDM fibroblasts is accompanied by the lack of low-salt-elution fraction of pericellular heparan sulphate / N.Yu. Yevdokimova, Freshney R.I. // 17^th Joint Meeting of the British Endocrine Societies, Edinburgh (Great Britain), March 23-25, 1998.: J.Endocrinol. – 1998. – Vol.156, suppl. – P.133

26. Yevdokimova N.Yu. The influence of D-dimer on GAG component of endothelial extracellular matrix / N.Yu.Yevdokimova, S.V.Komisarenko // XYIII^th Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis, Paris (France), July 6-12, 2001.: J. Thromb. Haemost. – 2001. – V.4, Suppl. – P.2799.

27. Yevdokimova N.Yu. TGFbeta1 activation by TSP-1 is not involved in high-glucose induced disturbances of ECM in human skin fibroblasts / N.Yu.Yevdokimova, E.Yu. Lichmus // Cell Interactions and Cellular Complexity: 43^rd Meeting of the European Tissue Cell Society, Granada (Spain), September 30-October 3, 2001.: Abstract Book. – 2001. – P.32.

28. Євдокимова Н.Ю. Роль глікозаміногліканів у розвитку діабетичних ускладнень / Н.Ю. Євдокимова, А.С. Єфімов, Л.Д. Веселовська, С.В. Комісаренко // YIII-й Український біохімічний з”їзд, Чернівці (Україна),1-3 жовтня, 2002.: Укр. біохім. журн. – 2002. – Т.74, № 4a – С.98-99.

29. Yevdokimova N.Yu. The role of TSP-1 activation of TGFbeta1 in the development of fibrotic complications in IDDM / N.Yu.Yevdokimova // The International Meeting “Frontiers in Autoimmunity”, Keszthely (Hungary), September 8-18, 2002.:Abstract Book. – 2002. – P.6.

30. Yevdokimova N.Yu. The role of TSP-1 activation of TGFbeta1 in glucose-induced extracellular matrix derangement /N.Yu.Yevdokimova, S.V.Komisarenko // Molecular Mechanisms of Cell Activation: 4^th Parnas Conference, Wroclaw (Poland), September 15-17, 2002.:Abstract Book – 2002. – P. 24.

31. Yevdokimova N.Yu. The blockade of TSP-1-dependent TGFbeta1 activation in mesangial cells prevented the late growth inhibitory effect of high glucose and decreased matrix accumulation. // 16^th Annual Meeting of the European Diabetic Nephropathy Study Group, Elsinore (Denmark), May 2-3, 2003.:Abstract Book – 2003 – P.3.

32. Yevdokimova N.Yu The activation of transforming growth factor beta-1 by thrombospondin-1 and extracellular matrix derangement / N.Yu. Yevdokimova S.V.Komisarenko // Установчий з’їзд Українського товариства клітинної біології, Львів (Україна), 25-28 квітня, 2004.: Тези доповідей. - 2004 – С.136.

33. Yevdokimova N.Yu. D-dimer-induced derangement of endothelial extracellular matrix partially is mediated by TSP-1-dependent activation of TGFbeta1 / N.Yu. Yevdokimova, E.V., Lugovskoj S.V.Komisarenko // XXth Congress of the International Society on Thrombosis and Haemostasis, Sydney (Australia), August 6-12, 2005.: J. Thromb. Haemost. - 2005 – V.3, Suppl 1.– OR009.

34. Yevdokimova N.Yu. The blockade of TSP-1/TGFbeta1 pathway prevented high glucose-induced late growth inhibition of mesangial cells / N.Yu.Yevdokimova, R.M. Mason // Molecular Mechanisms of Cellular Cignaling: 5th Parnas Conference, Kyiv (Ukraine), April 26-29, 2005.: Укр.біохім. журн. – 2005. – Т.77, № 2. – С.86.

35. Yevdokimova N.Yu. The role of TGFbeta1 in glycosaminoglycan metabolism in diabetes mellitus /N.Yu.Yevdokimova // 31th Congress of Federation of European Biochemical Societies, Istanbul (Turkey), June 24-29, 2006.: FEBS J. –2006. – V.273, Suppl.1. – P.54.

36. Yevdokimova N.Yu. TGFbeta1 is responsible for high-glucose-induced enrichment of ECM with hyaluronic acid. Different mechanisms for endothelial and mesangial cells / N.Yu.Yevdokimova, S.V.Komisarenko //Molecular mechanisms of Cellular Signalling: 6^th Parnas Conference, Krakow (Poland),May 30-June 2, 2007.:Acta Biochim. Pol. – 2007. – V.54, Suppl 2. –P.9-10.

37. Yevdokimova N.Yu. The shortage of reduced glutathione is involved in TGFbeta1 activation in hyperglycaemic endothelial cells. Possible link to cell “memory” / N.Yu.Yevdokimova, S.E. Podpryatov // 1^st Annual Meeting of the Diabetes and Cardiovascular Disease (EASD Study Group), Turin (Italy), November 21-23, 2008.: Diabetes Vasc. Dis. Res. – 2008 – V.5.,№ 4 – P.380.