Влияние органических солей лития на содержание белков Akt/mTOR-сигнального пути в мононуклеарах периферической крови больных биполярным аффективным расстройством

Влияние органических солей лития на содержание белков Akt/mTOR-сигнального пути в мононуклеарах периферической крови больных биполярным аффективным расстройством

 

Авторы

 

И.С. Лосенков

НИИ психического здоровья, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, Россия

Е.В. Плотников

НИИ психического здоровья, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, Россия; Исследовательская школа химических и биомедицинских технологий,

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия

Е.В. Епимахова

НИИ психического здоровья, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, Россия

А.С. Бойко

НИИ психического здоровья, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, Россия

С.А. Иванова

НИИ психического здоровья, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, Россия

 

https://doi.org/10.26617/1810-3111-2021-3(112)-30-38

 

Журнал:Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2021; 3(112): 30-38.

 

Реферат

В настоящее время ведутся разработка и изучение новых соединений лития с комбинированным цитопротекторным и нормотимическим эффектами. Перспективными в этом отношении являются органические соли лития на основе кислот ‒ метаболитов клеточного энергообмена. Akt/mTOR-сигнальный путь ‒ важное звено в регуляции клеточных функций, в связи с чем изучение эффекта на его активность вновь синтезированных органических солей лития является актуальным направлением с точки зрения понимания механизма их действия. Цель. Оценка эффектов карбоната, фумарата, пирувата и сукцината лития на содержание общих и фосфорилированных форм 11 белков Akt/mTOR-сигнального пути в мононуклеарах периферической крови больных биполярным аффективным расстройством (БАР). Материалы и методы. Венозная кровь для последующего выделения клеток взята у 12 пациентов с БАР, в том числе 7 женщин и 5 мужчин. Медиана возраста ‒ 48,0 года (37,5-52,0). Полученные мононуклеары инкубировали в течение 24 часов с карбонатом, фумаратом, пируватом либо сукцинатом литияв концентрации 1,2 ммоль/л. Определение общих и фосфо-форм 11 белков Akt/mTOR-сигнального пути в клеточных лизатах проводилось с использованием технологии мультиплексного анализа «LuminexxMAP» на приборе «MAGPIX» (Luminex, США). Статистическая обработка проведена с помощью программы SPSS(версия 20.0). Рассчитывали медиану, первый и третий квартили. Для сравнения количественных переменных использовались критерии Манна-Уитни. Результаты. Показано, что пируват лития статистически значимо повышал внутриклеточное содержание общих форм белков GSK-3αи β, Akt, mTOR, PTEN, IRS1, P70S6K, TSC2, а также фосфо-формы P70S6K. При действии пирувата лития на клетки больных выявлено статистически значимое снижение фосфо-форм GSK-3β, Aktи mTOR. Заключение. Полученные данные свидетельствуют о влиянии пирувата лития на активность Akt/mTOR-сигнального пути в мононуклеарах больных БАР, что может быть одним из вероятных механизмов цитопротекторного действия данного соединения, обнаруженного нами ранее. Результаты исследования могут являться основой для дальнейшего поиска и изучения новых соединений лития с комбинированной цитопротекторной и нормотимической активностью.

 

Ключевые слова: литий, соли лития, периферическая кровь, сигнальный путь, Akt, mTOR, GSK-3, биполярное расстройство.

 

Статья (pdf)

 

Связь с автором

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Дополнительные материалы

 

Для цитирования: Лосенков И.С., Плотников Е.В., Епимахова Е.В., Бойко А.С., Иванова С.А.Влияние органических солей лития на содержание белков Akt/mTOR-сигнального пути в мононуклеарах периферической крови больных биполярным аффективным расстройством. Сибирский вестник психиатрии и наркологии.2021; 3 (112): 30–38. https://doi.org/10.26617/1810-3111-2021-3(112)-30-38

 

 

Литература

 

  1. Cade JF. Lithium salts in the treatment of psychotic excitement. Med J Aust. 1949 Sep 3;2(10):349-52. doi: 10.1080/j.1440-1614.1999.06241.x. PMID: 18142718.
  2. Лосенков И.С., Плотников Е.В., Епимахова Е.В., Бохан Н.А. Литий в психофармакологии аффективных расстройств и механизмы его эффектов на клеточную физиологию. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020. № 11 (120). С. 108-115. doi: 10.17116/jnevro2020120111108.
  3. Goodwin GM, Haddad PM, Ferrier IN, Aronson JK, Barnes T, Cipriani A, Coghill DR, Fazel S, Geddes JR, Grunze H, Holmes EA, Howes O, Hudson S, Hunt N, Jones I, Macmillan IC, McAllister-Williams H, Miklowitz DR, Morriss R, Munafò M, Paton C, Saharkian BJ, Saunders K, Sinclair J, Taylor D, Vieta E, Young AH. Evidence-based guidelines for treating bipolar disorder: Revised third edition recommendations from the British Association for Psychopharmacology. J Psychopharmacol. 2016 Jun;30(6):495-553. doi: 10.1177/0269881116636545. Epub 2016 Mar 15. PMID: 26979387; PMCID: PMC4922419.
  4. Plotnikov E, Korotkova E, Voronova О, Dorozhko Е, Bohan N, Plotnikov S Lithium-based antioxidants: electrochemical properties and influence on immune cells. Physiology and Pharmacology. 2015; 19(2):107-113.
  5. Plotnikov E, Korotkova E, Voronova O, Sazhina N, Petrova E, Artamonov A, Chernyavskaya L, Dorozhko E. Comparative investigation of antioxidant activity of human serum blood by amperometric, voltammetric and chemiluminescent methods. Arch Med Sci. 2016 Oct 1;12(5):1071-1076. doi: 10.5114/aoms.2015.50234. Epub 2015 Mar 26. PMID: 27695499; PMCID: PMC5016571.
  6. Plotnikov E, Voronova O, Linert W, Martemianov D, Korotkova E, Dorozhko E, Astashkina A, Martemianova I, Ivanova S, Bokhan N Antioxidant and immunotropic properties of some lithium salts. J. App. Pharm. Sci. 2016;6(1):86-89. doi: 10.7324/JAPS.2016.600115.
  7. Plotnikov E, Prokopieva V, Yarygina E, Losenkov I. Lithium ascorbate as a protector of human blood biomolecules under ethanol impact. National Journal of Physiology, Pharmacy and Pharmacology. 2018; 8(1):82-86. doi: 10.5455/njppp.2018.8.0935812102017
  8. Sazhina N, Plotnikov E, Korotkova E, Dorozhko E, Voronova O. Electrochemical Oxidability of Antioxidants: Synergism and Antagonism in Mixes. J Pharm Bioallied Sci. 2018 Apr-Jun;10(2):60-65. doi: 10.4103/JPBS.JPBS_203_17. PMID: 29962793; PMCID: PMC5998696.
  9. Plotnikov E, Losenkov I, Epimakhova E, Bokhan N. Protective Effects of Pyruvic Acid Salt Against Lithium Toxicity and Oxidative Damage in Human Blood Mononuclear Cells. Adv Pharm Bull. 2019 Jun;9(2):302-306. doi: 10.15171/apb.2019.035. Epub 2019 Jun 1. PMID: 31380257; PMCID: PMC6664125.
  10. Прокопьева В.Д., Ярыгина Е.Г., Плотников Е.В., Ветлугина Т.П. Исследование эффектов солей лития в присутствии этанола на продукт окислительного повреждения ДНК плазмы крови здоровых лиц и больных алкоголизмом. Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2019. № 1 (102). С. 5-11.https://doi.org/10.26617/1810-3111-2019-1(102)-5-11.
  11. Прокопьева В.Д., Ветлугина Т.П., Ярыгина Е.Г., Плотников Е.В., Бохан Н.А. Роль анионного компонента в проявлении эффектов органических солей лития на окислительную модификацию белков и липидов крови больных депрессивными расстройствами. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2020. № 2 (64). С. 13-20. doi: 10.25557/0031-2991.2020.02.13-20.
  12. Ветлугина Т.П., Савочкина Д.Н., Прокопьева В.Д., Плотников Е.В., Никитина В.Б., Бохан Н.А. Влияние солей лития на экспрессию поверхностных рецепторов лимфоцитов больных алкоголизмом в опытах invitro. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 2. С. 38-42.doi: 10.17513/mjpfi.12667.
  13. Епимахова Е.В., Лосенков И.С., Рощина О.В., Плотников Е.В. Оценка цитопротекторного и антиоксидантного действия пирувата лития на мононуклеары периферической крови больных алкоголизмом. Вопросы наркологии. 2018. № 12 (171). С. 36-47.
  14. Ветлугина Т.П., Прокопьева В.Д., Плотников Е.В., Ярыгина Е.Г., Лебедева В.Ф., Бохан Н.А. Повреждение эритроцитов и макромолекул плазмы крови у больных алкоголизмом и мембранопротекторный эффект солей лития. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2021. № 2 (65). С. 22-29. doi: 10.25557/0031-2991.2021.02.22-29.
  15. Shorning BY, Dass MS, Smalley MJ, Pearson HB. The PI3K-AKT-mTOR Pathway and Prostate Cancer: At the Crossroads of AR, MAPK, and WNT Signaling. Int J Mol Sci. 2020 Jun 25;21(12):4507. doi: 10.3390/ijms21124507. PMID: 32630372; PMCID: PMC7350257.
  16. Yu JS, Cui W. Proliferation, survival and metabolism: the role of PI3K/AKT/mTOR signalling in pluripotency and cell fate determination. Development. 2016 Sep 1;143(17):3050-60. doi: 10.1242/dev.137075. PMID: 27578176.
  17. Switon K, Kotulska K, Janusz-Kaminska A, Zmorzynska J, Jaworski J. Molecular neurobiology of mTOR. Neuroscience. 2017 Jan 26;341:112-153. doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.11.017. Epub 2016 Nov 23. PMID: 27889578.
  18. Losenkov IS, Ivanova SA, Vyalova NA, Simutkin GG, Bokhan NA. Proteins of the Akt1/GSK-3 beta signaling pathway in peripheral blood mononuclear cells of patients with affective disorders. Neurochemical Journal. 2014;3(31):240-245. doi: 10.1134/S1819712414030106
  19. Ryskalin L, Limanaqi F, Frati A, Busceti CL, Fornai F. mTOR-Related Brain Dysfunctions in Neuropsychiatric Disorders. Int J Mol Sci. 2018 Jul 30;19(8):2226. doi: 10.3390/ijms19082226. PMID: 30061532; PMCID: PMC6121884.
  20. Nelson DL, Cox MM.Lehninger principles of biochemistry. Seventh edition. New York: WH Freeman, 2017:1320.
  21. Иванова С.А., Лосенков И.С., Бохан Н.А. Роль киназы гликогенсинтазы-3βв патогенезе психических расстройств. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2014. № 6 (114). С. 70-76.
  22. Jewell JL, Kim YC, Russell RC, Yu FX, Park HW, Plouffe SW, Tagliabracci VS, Guan KL. Metabolism. Differential regulation of mTORC1 by leucine and glutamine. Science. 2015 Jan 9;347(6218):194-8. doi: 10.1126/science.1259472. Epub 2015 Jan 7. PMID: 25567907; PMCID: PMC4384888.
  23. Carroll B, Maetzel D, Maddocks OD, Otten G, Ratcliff M, Smith GR, Dunlop EA, Passos JF, Davies OR, Jaenisch R, Tee AR, Sarkar S, Korolchuk VI. Control of TSC2-Rheb signaling axis by arginine regulates mTORC1 activity. Elife. 2016 Jan 7;5:e11058. doi: 10.7554/eLife.11058. PMID: 26742086; PMCID: PMC4764560.