Том 90, № 10 (2025)

Цистеин является чрезвычайно важной аминокислотой для нормального функционирования живых организмов. У бактерий и растений основным путём синтеза цистеина является путь тионирования, вторая стадия которого обеспечивается либо цистеинсинтазой A (CysK), в случае если субстратом выступает неорганический сульфид, либо цистеинсинтазой B (CysM), если субстратом выступает тиосульфат. Важнейшая роль этих ферментов в синтезе цистеина делает их перспективными мишенями антимикробных агентов для лечения инфекционных заболеваний, создания новых гербицидов, а также в промышленном производстве цистеина. Однако, помимо основных функций, интерес вызывает и дополнительная активность этих ферментов, как, например, использование их в качестве антимикробных или антибиоплёночных агентов. В данном обзоре рассматриваются физико-химические характеристики CysK и CysM, обсуждается их разнообразие и потенциальное применение в биотехнологии и медицине.

Ферроптоз – железо-зависимый тип регулируемой клеточной гибели, индуцируемый гиперокислением полиненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов цитоплазматической мембраны. Согласно данным последних исследований, выделяют 4 ключевых пути регуляции этого процесса, среди которых центральным и наиболее изученным считается глутатионовый путь (SLC7A11/SLC3A2)/GSH/GPX4. Функционирование всех систем контроля ферроптоза обеспечивается многоуровневой системой белок-кодирующих и регуляторных генов, нарушение экспрессии которых может служить стимулом для опухолевой трансформации клеток. Ферроптоз, наряду с другими типами запрограммированной клеточной гибели, играет ключевую роль в патогенезе многих онкологических заболеваний, включая немелкоклеточный рак лёгкого (НМРЛ). В представленном обзоре подробно рассмотрены основные молекулярные механизмы ферроптоза, а также обобщены результаты экспериментальных исследований, свидетельствующих об участии ферроптоз-ассоциированных некодирующих РНК (микроРНК и длинных некодирующих РНК) в развитии и прогрессии НМРЛ. Особое внимание уделено перспективам использования антиферроптотических и проферроптотических некодирующих РНК для терапии НМРЛ, основанной на целенаправленном изменении уровня их экспрессии с целью индукции ферроптоза в опухолевых клетках.

Одним из ключевых этапов в исследовании внеклеточных везикул (ВВ), включая экзосомы и микровезикулы, является количественная оценка изолированных частиц. Несмотря на наличие различных подходов, ни один из них не даёт однозначного решения данной задачи, особенно при работе с биологическими жидкостями организма, обогащёнными наночастицами невезикулярного происхождения. Более того, для ряда источников ВВ, таких как маточные аспираты и желудочный сок, количественного анализа везикул практически не проводилось. Цель исследования заключалась в проведении сравнения трёх методов количественного анализа ВВ – оценки концентрации белка в препаратах ВВ, анализа траекторий движения наночастиц (NTA) и анализа эстеразной активности с помощью коммерческого набора для подсчёта экзосом FluoroCet – в образцах ВВ, выделенных из различных биологических жидкостей: плазмы крови, асцитической жидкости, маточных аспиратов, желудочного сока (ЖС) и кондиционированной среды (КС) клеточных линий рака яичника и немелкоклеточного рака лёгкого. Результаты показали, что для ВВ, выделенных из КС опухолевых клеток, все методы продемонстрировали высокую корреляцию, что свидетельствует о валидности применения каждого из методов для определения концентрации ВВ, полученных in vitro при высоком уровне чистоты образцов. В образцах плазмы крови, асцитической жидкости и маточных аспиратов зафиксированы расхождения между методами, обусловленные присутствием невезикулярных наночастиц. В отличие от ВВ из других жидкостей организма, в образцах ВВ ЖС обнаружена выраженная корреляция между содержанием белка и активностью ацетилхолинестеразы, что указывает на минимальную контаминацию образцов ВВ ЖС невезикулярными белковыми частицами и потенциально уникальный состав ВВ этой среды. Результаты подчёркивают необходимость многофакторной оценки количества ВВ с учётом источника образца. Полученные данные могут стать основой для разработки стандартизированных протоколов количественного анализа ВВ, что особенно актуально при работе с клиническими образцами.

Важнейшей проблемой клинической онкологии является метастазирование злокачественных новообразований. Для выживания и роста метастазов в условиях нового микроокружения принципиальное значение имеют перестройки в энергетическом метаболизме метастазирующих клеток, которые, однако, гораздо слабее изучены по сравнению с первичными опухолями. Перспективным методом оценки метаболического статуса клеток считается флуоресцентная микроскопия с временным разрешением (FLIM), основанная на регистрации параметров затухания клеточной автофлуоресценции, испускаемой пиридиновыми и флавиновыми кофакторами. Данная работа ставит своей целью выявление отличий в кинетике затухания флуоресценции NAD(P)H между метастатическими клетками рака молочной железы (РМЖ) и первичной опухолью, а также между метастатическими клетками и тканью лимфатических узлов в эксперименте на мышиной модели 4T1. В результате исследования выявлено снижение относительной фракции свободной формы NAD(P)H a₁, т.е. не связанной с ферментами и ассоциированной с гликолизом, в метастазах, что указывает на изменения баланса в сторону митохондриального дыхания. При этом метастазы были метаболически более гетерогенны на клеточном уровне, чем первичные опухоли, что выражалось в более высокой дисперсии среднего времени жизни флуоресценции NAD(P)H τ_m. Кроме того, установлено, что клетки метастазов имеют более высокий вклад свободной формы NAD(P)H a₁ в затухание флуоресценции, и, как следствие, более короткое среднее время жизни τ_m по сравнению с клетками лимфоидной ткани (p < 0,001). Таким образом, в данной работе с помощью FLIM впервые показаны отличия во временных характеристиках автофлуоресценции NAD(P)H между метастазами РМЖ и первичной опухолью и между метастазами и тканью лимфоузлов, которые согласуются с существующими представлениями об окислительном метаболизме метастазов РМЖ. Полученные данные представляют интерес для поиска терапевтических мишеней в путях энергетического метаболизма метастазов и разработки новых подходов к их диагностике с помощью автофлуоресценции.