Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ПАРАТГОРМОН-РОДСТВЕННЫЙ ПРОТЕИН. 2-е издание переработанное и дополненное

Курзанов А. Н., Ледванов М. Ю., Быков И. М., Медведев В. Л., Стрыгина Е. А., Бизенкова М. Н., Заболотских Н. В., Ковалев Д. В., Стукова Н. Ю.,

2.3. Паратгормон-родственный протеин в тканях и биожидкостях различных видов млекопитающих, рыб и птиц

ПТГрП обнаружен в различных тканях млекопитающих у плодов и взрослых организмов (Strewler G.J., 2000). Иммуногистохимическое окрашивание нормальной ткани человека выявило ряд ПТГрП-содержащих тканей, что свидетельствует о паракринной роли ПТГрП. Kramer S. et al. (1991). С момента обнаружения ПТГрП и его гиперкальциемического эффекта у млекопитающих (Moseley J.M. et al., 1987) иммунореактивность для этого белка также была обнаружена в плазме и тканях низшей группы позвоночных животных: безчелюстных (agnatha), пластинчатожаберных (elasmobranchs) и костистых рыб (teleosts) (Akino K. et al., 1998; Danks J.A. et al., 1993; Danks J.A. et al., 1998; Devlin A.J. et al., 1996; Ingleton P.M. et al., 1995; Trivett M.K. et al., 1999). Окончательное подтверждение существования ПТГ-подобных белков у рыб произошло после выделения ДНК функциональных рецепторов ПТГ у рыбок данио рерио (Rubin D.A. et al., 1999; Rubin D.A., Juppner H., 1999) и клонирования ДНК и гена ПТГрП у лучеперых рыб отряда окунеобразных – морского золотистого леща (Sparus auratus) и рыбы фугу семейства иглобрюхих, (pufferfish, Takifugu rubripes) (Flanagan J.A. et al., 2000; Power D.M. et al., 2000). Уровни ПТГрП в крови у рыб по меньшей мере на один порядок выше, чем у млекопитающих. У рыбы морская собака (dogfish) и липкой акулы (gummyshark) циркулирующие значения ПТГрП составляли ~9 пМ (Ingleton P.M. et al., 1995; Trivett M.K. et al., 2002), а у красного ската была обнаружена средняя концентрация 2,8 пМ (Akino K. et al., 1998), что эквивалентно концентрациям, которые обычно присутствуют при гуморальной гиперкальциемии у людей с злокачественными новообразованиями. Повышенные плазменные уровни ПТГрП у морского леща, европейской камбалы и зимней камбалы (Pleuronectes americanus) в среднем 1–5 нг/мл, что в 200–600 раз выше, чем у здоровых млекопитающих (< 2 пМ) и в 5–15 раз больше, чем у пациентов с гуморальной злокачественной гиперкальциемией (до 80 пМ).

Экспрессия ПТГрП и мРНК ПТГрП у рыб в основном связана с гипофизом, нервной тканью и тканями, имеющими важную роль в ионном обмене. Высокая иммунореактивность ПТГрП выявлена в экстрактах гипофиза, пищевода, почек, жабер, кишечника, кожи, мышц и печени. Значительные уровни ПТГрП выявлены в пищеводе и окружающих тканях, хотя уровни ПТГрП в этих тканях в 30–40 раз ниже, чем в экстрактах гипофиза. У рыб ПТГрП может действовать паракринным и/или аутокринным образом, но также может быть классическим гормоном поскольку высокие уровни ПТГрП, обнаруженные у рыб, предполагают классическую эндокринную роль этого белка, но на сегодняшний день ни один источник его продукции не был однозначно идентифицирован у рыб. Гипофиз при этом может рассматриваться как потенциальный основной источник ПТГрП (Rotllant J. et al., 2003).

У пластинчатожаберных, у костистых рыб и млекопитающих, мРНК ПТГрП и экспрессия белка происходят в структурных тканях и транспортном эпителии (Trivett M.K. et al., 1999; Trivett M.K. et al., 2002). У миноги отличия в локализации ПТГрП отмечались среди различных особей на разных этапах жизненного цикла, предполагая, что распределение ПТГрП и, возможно, его роли могут меняться со стадией развития или условиями окружающей среды (Trivett M.K. et al., 2005). У акул и лучеперых рыб ПТГрП-подобная иммунореактивность и мРНК присутствовали в нескольких тканях, включая хондроциты на краю кальцинированного хряща и в пределах некальцинированного хряща в позвонках, что напоминает распределение ПТГрП в раннем эндохондральном формировании кости у млекопитающих (Danks J.A. et al., 1998; Trivett M.K. et al., 1999; Trivett M.K. et al., 2002). У морского леща обнаружены транскрипты ПТГрП в мышцах, головном мозге, кишечнике, коже, почках, жаберных нитях и гипофизе (Flanagan J.A. et al., 2000). Показано, что уровни экспрессии этого белка в мышцах примерно в 20 раз выше, чем в коже, головном мозге, почках, жабрах или двенадцатиперстной кишке. Гибридизация in situ показала сигнал в эпителиальных клетках задней кишки, некоторых почечных канальцевых клетках и жаберных клетках, богатых митохондриями. В гипофизе экспрессия гена ПТГрП присутствует в клетках pars intermedia заднего гипофиза, окружающих нейрогипофиз, и также проявляется у рыб в некоторых эпителиальных клетках сезонного сенсора (saccus vasculosus) (Flanagan J.A. et al., 2000). Аналогичное распределение наблюдается у рыбы фугу с исключениями, что неэпителиальные опорные клетки гладкой и поперечно-полосатой мышц, матричные клетки эпидермиса и клетки мембраны жаберных нитей также демонстрируют обильную экспрессию гена ПТГрП (Power D.M. et al., 2000). Было высказано предположение, что это может быть связано с возможным участием ПТГрП в процессе расширения и релаксации органов полости тела, включая три плавательных пузыря, и выворачивание шипов кожи (Brainerd E.L., 1994), используемых этим животным для защиты. Подобная картина экспрессии встречается в клетках гладкой мускулатуры млекопитающих, где ПТГрП выпоняет роль миорелаксанта. В пятнистой зеленой рыбе фугу обнаружена экспрессия ПТГрП в печени, гипофизе, головном мозге, почке, ультрамебрениальной железе и спинной хорде (Canario A.V.M. et al., 2006). У личинок морского леща транскрипты ПТГрП обнаруживаются в клетках кожи, эпителии кишечника, нейронах центральной нервной системы и красных мышечных клетках (Flanagan J.A. et al., 1999; Power D.M. et al., 1999). Пептид, локализованный иммуногистохимически у этих личинок, был обнаружен в эпителии задних конечностей, медленной красной осевой мышце, кожных и хлоридных клетках, некоторых почечных канальцах, промежуточных клетках гипофиза, сосудистом сплетении, клетках гипоталамуса, и в лейкоцитах (Ingleton P.M. 2002).

Thiede M.A. et al. (1991) исследовали экспрессию мРНК ПТГрП в тканях курицы и показали, что мРНК ПТГрП экспрессируется на разных уровнях в легких, головном мозге, сердце и тканях пищеварительного тракта, включая проэстрикулус (секреторный желудок), желудок и тонкую кишку. В тканях яйцевода взрослых птиц мРНК ПТГрП была обнаружена в отделах перешейка (образование подскорлупной оболочки) и оболочки (секреция кальция), но не в ткани малюма (секреция белка). Во время развития яйцевода высокий уровень мРНК ПТГрП, присутствующий в яйцеводах 12-недельной птицы, указывает на роль ПТГрП в развитии яйцевода. По мере созревания яйцевода относительно высокие уровни мРНК ПТГрП выявляются в дистальных тканях, которые в конечном счете дифференцируются в перешеек и оболочечную железу (матку).

Установлено, что ПТГрП в основном экспрессируется в клетках Сертоли в яичках плода и новорожденных крыс, и в клетках Лейдига в яичках взрослых особей (Campos R.V. et al., 1991). Интерстициальные клетки яичка крысы имеют гораздо более высокий уровень экспрессии рецептора PTH1R, чем другие клетки яичка. Предполагается, что ПТГрП может действовать паракринно (клетки Сертоли) и аутокринно (клетки Лейдига), чтобы регулировать развитие стволовых клеток Лейдига (Song T. et al., 2017). Li H. et al. (1995) обнаружили присутствие мРНК рецептора ПТГрП и сам ПТГрП во всех областях кишечника крысы, во всех популяциях клеток, выделенных из тощей кишки крысы, и в клеточных линиях крысы и человека. Иммунореактивный ПТГрП наблюдался в эпителиальных клетках по всей длине кишечной ворсинки, но не в клетках крипты. Иммунореактивный протеин был также обнаружен в ростовой среде культивируемых кишечных эпителиальных клеток. Полученные этими авторами результаты свидетельствуют, что гены ПТГрП и его рецептора широко экспрессируются в эпителии кишечника. Экспрессия двух генов в одних и тех же областях кишечника и в одной и той же линии клеток подразумевает местное аутокринное/паракринное действие пептида. Экспрессия пептида в эпителии ворсинок, но не в клетках крипты, указывает на его роль в дифференциации желудочно-кишечных эпителиальных клеток. С использованием флуоресцентной иммуногистохимии проведено исследование распределения рецепторов PTH1R в тканях желудка морской свинки. Установлено, что рецепторы PTH1R экспрессировались в клеточных телах нейронов миоэнтерального сплетения (Ohguchi H. et al., 2017). мРНК ПТГрП была обнаружена в содержимом желудка крыс (Blackshaw L.A., 2003). Natsui K. et al. (1994) обнаружили высокое содержание ПТГрП в спинномозговой жидкости человека, которое превышало его концентрацию в плазме крови. ПТГрП спинномозговой жидкости проявлял биологическую активность стимулируя продукцию цАМФ в культивируемых остеобластических клетках. Утверждается, что ПТГрП является нормальным компонентом спинномозговой жидкости человека (Buhler G. et al., 1997).