БИОХИМИЯ
УДК 577.1527277:612.8.015 
Академик А.А. Галоян, В.А. Шахламов, Л.И. Кондакова, В.И. 
Алтухова, 
Г.П. Полякова 
Анализ влияния нового нейросекреторного пролин-богатого 
полипептида гипоталамуса на морфологию и митотическую 
активность опухолевых 
клеток неврином Гассерова узла крысы 
(электронно-микроскопические исследования)
(Представлено 15/V 2001)
   Накоплен большой экспериментальный материал, 
свидетельствующий о нейропротекторных и иммуномодуляторных свойствах вновь 
открытых и выделенных из нейросекреторных гранул гипоталамуса пролин-богатых 
полипептидов (ПБП), действующих на иммунокомпетентные клетки крови и нейроны 
спинного мозга [1-5]. Опыты, однако, свидетельствуют, что ПБП заметно, 
дозозависимо ингибирует пролиферативную активность опухолевых лимфоцитов 
человека (Jurkat cell) (in vitro) [6], а также оказывает разрушительное влияние 
на ультраструктуру опухолевых клеток фибробластов - L929 [7]. Недавно 
удалось показать, что ПБП обладает вирулицидной активностью в отношении вируса 
энцефаломиокардита [8].
 
   Данные анализа ультраструктуры в монослойной 
культуре L929 свидетельствуют, что ПБП в концентрации 10-5М подвергает разрушению опухолевые клетки, действуя 
на их ультраструктуру. Разрушению подвергаются как зрелые, так и незрелые 
опухолевые клетки. Прежде всего гибнет энергетическая система клеток 
(митохондрии). Одновременно страдает и плазмалемма (явление микроплазмaтоза). 
Усиливается синтез белков цитоплазмы (моно- и полисомы). Спустя 24 ч после 
вoздействия пептида in vitro происходит разрушение клетки, которое для зрелых 
опухолевых клеток происходит путем фрагментации ядра и цитоплазмы, а для 
незрелых - внезапного разрушения ядeр (кариопикноз, кариорексис и кариолизис). 
Всюду в препаратах при большой концентрации пептида (5×10-5М) встречаются разрушенные мембраны и 
фрагментированные цитоплазматические отростки.
 
   Представляло значительный интерес изучить 
влияние ПБП на нервные клетки в условиях in vitro. С этой целью мы исследовали 
влияние ПБП на морфологию, ультраструктуру и митотическую активность клеток 
невриномы Гассерового узла крыс.
 
   Моделью для исследования послужила уникальная 
клеточная линия невриномы Гассерова узла крысы (НГУК-1), полученная и 
поддерживаемая в Лаборатории экспериментальной нейроонкологии НИИ морфологии 
человека РАМН [9].
 
   Эта культура нашла широкое применение в 
биотехнологии, используется для диагностики бешенства, для определения 
глиотоксичности сыворотки крови неврологических больных и титрования 
интерферона, а в последнее время служит адекватной моделью для изучения и 
диагностики прионовых инфекционных болезней [10].
 
   Культуру клеток выращивали на среде RPMI 
фирмы "Flow" (85%) с добавлением эмбриональной сыворотки коров (15%) и 
гентамицина (100 ед./мл). Морфологию и митотический режим клеточной линии НГУК-1 
изучали в контроле и в присутствии нового нейропептида ПБП в концентрации 
5×10-3М через 24 ч. Стекла фиксировали в 
жидкости Карнуа, окрашивали гематоксилином Коуля - эозином. Учет показателей 
митотического режима проводили по методическим указаниям И.А. Алова с соавт. 
[11].
 
   Для электронно-микроскопического исследования 
использовали нейропептид в двух концентрациях - 5×10-3 и 5×10-5М. 
Клетки с флаконов смывали раствором Версена, суспендировали в ростовой среде, 
центрифугировали в течение 3 мин при 1500 об./мин. Осадок фиксировали 2.5%-ным 
глютаральдегидом на 0.1М какодилатном буфере при pH 7.4 в течение 30 мин, 
отмывали в 0.1М какодилатном буфере, дополнительно фиксировали 2%-ным раствором 
четырехокиси осмия на том же буфере в течение 1 ч, отмывали в буфере, 
обезвоживали в растворах ацетона восходящей концентрации, заливали в смесь ЭПОНа 
с аралдитом.
 
   Ультратонкие срезы получали на ультратоме LKB 
(Швеция), контрастировали препаратами свинца по Рейнольдсу и просматривали в 
электронном микроскопе JEM-100B.
 
   Полученные светооптические данные показали, 
что в присутствии нейропептида митотический режим клеточной линии НГУК-1, 
находящейся в логарифмической фазе роста, превышает контрольные значения в 1.6 
раза. Гигантские клетки в эксперименте всречаются в 1.3 раза чаще, чем в 
интактных культурах. Однако индекс патологических митозов не увеличен, а, 
наоборот, понижен в 1.6 раза по сравнению с контролем. Преобладания какой-либо 
определенной формы патологии деления не наблюдается. Цитоморфологическая картина 
культуры в присутствии нейропептида не отличается от интактной (рис. 1, а).
  
    | 
 | 
 
а 
                                                                
б 
Рис.1 
   Анализ митотического режима клеточной линии 
НГУК-1 в присутствии нейропептида ПБП позволяет сделать вывод о некоторой 
стимуляции пролиферативной активности культуры данным препаратом на фоне 
снижения числа патологических митозов и незначительного увеличения количества 
гигантских клеток (рис. 1, б). 
Рис.2 
   При электронно-микроскопическом исследовании 
НГУК-1 в присутствии ПБП в концентрации 5×10-3М через 24 ч наблюдали клетки с ячеистой структурой 
цитоплазмы вследствие расширенных полостей гладкого эндоплазматического 
ретикулума (рис. 2). В контроле таких изменений не отмечается (рис. 3). 
Рис.3 
   При концентрации пептида ПБП 5×10-5М в культуре на ультратонких срезах выявлены 
фрагменты разрушенных электронноплотных ядер, окруженных мембранами, что 
указывает на наличие начальных стадий апоптоза опухолевых клеток (рис. 4). 
Рис.4 
   Таким образом, в условиях in vitro ПБП в 
концентрациях 5×10-3-10-7М оказывает 
подавляющее влияние на фибробласты L929 Jurkat клеток и на клетки 
невриномы Гассерова узла крысы.
 
   Электронно-микроскопические исследования 
выявляют признаки ячеистой структуры цитоплазмы вследствие расширения полостей 
гладкого эндоплазматического ретикулума. Фрагменты разрушенных электронноплотных 
ядер, окруженных мембранами, указывают на наличие начальных стадий апоптоза этих 
опухолевых нервных клеток (НГУК-1). В случае с опухолевыми клетками фибробластов 
(L929) ПБП в концентрации 5×10-5М 
изменяет ультраструктуру как зрелых, так и незрелых опухолевых клеток. Для 
зрелых клеток эти изменения заключаются в резком расширении агранулярной 
цитоплазматической сети, фрагментации ядра и цитоплазмы, разрушении внутренних 
мембран набухших митохондрий.
 
   Что же касается незрелых клеток, то они 
подвергаются другому виду изменений - в ультраструктуре появляются пикнотические 
ядра, ядра с кариорексисом и кариолизисом, резко выражен микроплазматоз. 
Ультрамикроскопические данные показывают разрушение типа апоптоза как в нервных 
опухолевых, так и опухолевых клетках фибробластов (L929). При этом 
наблюдается подавление митотической активности клеток L929. Хотя мы 
не проводили электронно-микроскопических исследований опухолевых клеток 
Т-лимфоцитов человека (Jurkat cells) при воздействии ПБП в культуре клеток, 
однако мы констатировали дозозависимое угнетающее влияние ПБП на пролиферацию 
этих клеток, что согласуется с данными по влиянию ПБП на культуру опухолевых 
клеток фибробластов (L929) in vitro. Вместе с тем ПБП потенцирует 
ИЛ-2 зависимые функции лимфоцитов человека в культуре.
 
   Ранее мы показали, что ПБП в концентрации 
5×10-5М подавляет КонА стимулируемую реакцию 
бласт-трансформации тонзилярных лимфоцитов человека в культуре, хотя сам КонА 
стимулирует бласт-трансформацию. Интерлейкин-2 также стимулирует 
бласт-трансформацию лимфоцитов, но в отличие от КонА при сочетании ИЛ-2 с ПБП 
значительно увеличивает содержание бласт-трансформированных клеток. Такая же 
картина наблюдается при изучении влияния ПБП на активность 
лимфокин-активированных киллеров, а также на антигензависимую Т-клеточную 
цитотоксичность при наличии экзогенного интерлейкина-2. Таким образом, ПБП 
потенцирует ИЛ-2 зависимые функции лимфоцитов человека в культуре. Более того, 
ПБП стимулирует образование антител против ряда микроорганизмов в условиях как 
in vitro, так и in vivo [5].
 
   Наши опыты по изучению влияния ПБП на 
лимфоциты периферической крови человека различного возраста и пола, на ИЛ-2 
индуцируемую клеточную пролиферацию мононуклеарных клеток показали, что 
Т-клеточные ответы на фитогемагглютинин при добавлении ПБП в культуру клеток 
происходит следующим образом: низкоотвечающие доноры реагируют усилением 
пролиферационного ответа, тогда как у лиц с высоким уровнем Т-клеточной 
пролиферации на ФГА тестируемый пептид в той или иной мере угнетает ответ на 
клеточный митоген. В нормальных лимфоцитах человека ПБП не вызывает 
патологических морфологических или функциональных сдвигов, а скорее оказывает 
модулирующее действие на лимфоциты цельной крови. Мы показали, что при перерезке 
спинного мозга и воздействии змеиного яда, когда происходят 
дегенеративно-некротические процессы нейронов, ПБП восстанавливает не только 
функцию нейронов (электрическая активность), но и всю морфологическую картину 
как интер-, так и мотонейронов [2,3].
 
   Хотя трудно делать определенные выводы о 
механизме влияния ПБП на ультраструктуру различных видов клеток, однако 
полученные данные свидетельствуют о наибольшем сходстве с действием ПБП на 
указанные виды опухолевых клеток. В настоящее время А.А. Галояном и сотр. 
проводятся широкие биохимические, нейроиммунохимические и генетические 
исследования для выяснения роли ligand-gated каскадной системы в опухолевых 
лимфоцитах и нейронах, приводящих к апатотическим сдвигам этих клеток. В этом 
отношении большой интерес вызывало влияние ПБП на активность каспаз. Объектом 
была культура нейробластомы N2A, обладающая нейроноподобными свойствами. Опыты 
показали, что ПБП в концентрации 10-9М 
оказывает разнонаправленное влияние на активность каспаз (2, 6, 3 и 9 
нейробластомы N2A в культуре). ПБП подавляет эффекторные ферменты каспаз 3 и 9, 
значительно активируя каспазы 2 и 6, совершенно не действуя на активность каспаз 
8. Причем ПБП не меняет активность влияния указанных каспаз на 
недифференцированные нейробластомы. После дифференцировки этих клеток бутиратом 
ПБП воздействует на их активность [12].
 
   Возникает два вопроса: 1) чем отличаются 
генетически и биохимически дифференцированная и недифференцированная 
нейробластомы, 2) почему ПБП оказывает нейропротекторное влияние на клетки 
спинного мозга, но разрушает опухолевые клетки (НГУК-1) и фибробласты 
L929?
 
   По-видимому, ПБП может оказывать влияние на 
жизнедеятельность различных лимфоцитов и других клеток на различных уровнях их 
дифференцировки и функционального состояния, о чем свидетельствуют данные о 
влиянии ПБП на активность лимфоцитов крови разных доноров [6]. ПБП обладает 
также свойствами NGF, оказывая влияние как на нейроны, так и на глиальные клетки 
и стимулируя образование GFAP в глиальных клетках и интерлейкинов в астроцитах. 
Зачастую трансформированные клеточные линии, так же как малиглинизирующие 
клетки, изолированные из опухолей, являются более чуствительными к 
проапоптотическим стимулам, чем нормальные клетки [13].
 
   Проведенные исследования позволили нам 
сделать следующие выводы:
 
   1. Нейропептид ПБП в концентрации 5-10-9М через 24 ч не 
вызывает изменений морфологии клеточной культуры НГУК-1 на светооптическом 
уровне.
 
   2. ПБП оказывает слабовыраженный митогенный 
эффект на НГУК-1, не провоцируя дополнительных форм патологических митозов, 
характерных для данной опухолевой линии.
 
   3. ПБП вызывает сравнительно небольшое 
увеличение числа гигантских клеток в культуре НГУК-1, что свидетельствует о 
нарушении цитотомии.
 
   4. Нейропептид в концентрации 5-10-3 и 5-10-5М оказывает 
цитотоксическое действие на отдельные опухолевые клетки, что проявляется в виде 
картин клеточной деструкции и апоптоза (электронно-микроскопическое 
исследование). 
   Институт биохимии им. Г.Х. Бунятяна 
НАН РА 
   Институт морфологии человека РАМН 
Литература 
     1. Galoyan A.A.  Biochemistry of Novel Cardioactive Hormones and Immunomodulators of the 
Functional System Neurosecretory Hypothalamus - Endocrine Heart. M. Nauka 
publishers. 1977. P. 240.
     2. Galoyan A.A., Kipriyan T.K., Sarkissian J.S., Sarkissian E.J., Grigorian 
Y.Kh., Andreasian A.S., Chavushyan E.A.  - Neurochemical 
Research. 2000. V. 25. N. 6. P. 791-800.
     3. Galoyan A.A., Sarkissian J.S., Kipriyan T.K., Sarkissian E.J., 
Grigorian Y.Kh., Sulkhanyan R.M., Khachatrian T.S.  - 
Neurochemical Research. 2000. V. 25. N. 12. P. 
1567-1578.
     4. Galoyan A.A. 
 - Neurochemical Research. 2000. V. 25. N. 9/10. P. 
1343-1355.
     5. Априкян В.С., 
Галоян А.А.  -Мед. наука Армении, 1999. Т. 39. N 2. С. 
23-29.
     6. Галоян А.А., Шахламов 
В.А., Агаджанов М.И., Ваградян А.Г., Богданова В.В.  -Нейрохимия, 2001. т. 18. N 3.
     7. Галоян А.А., Шахламов В.А., Багданов В.В., Малайцев Т.С.  -Мед. наука Армении, 1/2001.
     8. Галоян А.А., Камалян Л.А., Гаспарян М.Г.  -ДНАН 
Армении, 2000. Т. 100. N 3. С. 276-282.
     9. Авцын А.П., Кондакова Л.И., Халанский А.С., Полякова Г.П., 
Чудиновская Н.В.  -Цитология, 1989. Т.31. N1. С. 
97-101.
     10. Завалишин И.А., 
Ройхель В.М., Кондакова Л.И. и др.  -Ж. неврологии и 
психиатрии., 1998. Т.98. N5. С. 20-25.
     11. Алов И.А., Аспиз М.Е., Казанцева И.А.  -М. 
1973. С. 14.
     12. Galoyan A.A., 
Tezio N., Berg M., Marks N.  - Нейрохимия 2000. Т. 17. N 3. 
С. 185-188.
     13. Fujimo Keiji, 
Iwasaki Chizn, Kawaguchi Haruma, Yasugi Etsuko, Oshima Mieko.  - FEBS Letters. 1999. V. 446. P. 113-116.