ИБК РАН
  

Поиск

Яндекс метрика

Яндекс.Метрика

Оптимизация ресурса

Баннеры

Лаборатория механизмов рецепции
Исследование механизмов защиты от окислительного стресса на молекулярном, клеточном и организменном уровнях

Руководитель коллектива – Владимир Иванович Новоселов доктор биол. наук, профессор, главный научный сотрудник

Фото Новоселов

Владимир Иванович Новоселов доктор биол. наук, профессор, главный научный сотрудник

Основной научной проблемой, на которую направлена работа группы, является исследование молекулярных механизмов функционирования защитных систем организма, при этом основной акцент делается на антиоксидантные системы. Исследуются все основные антиоксидантные ферментные системы, включая новый класс белков-антиоксидантов – пероксиредоксины.

На модельных системах изучается состояние антиоксидантных ферментных систем при разных патологиях, сопровождающихся окислительным стрессом (резаные и ожоговые раны кожных покровов и органов дыхания, ишемически-реперфузионные поражения внутренних органов, радиационные поражения, трансплантация органов и т.д.), оценивается экспрессия белков-антиоксидантов, их вклад в общую систему защиты организма, способы регуляции экспрессии данных белков и их взаимосвязь с другими защитными системами организма (цитокины, стрессовые белки и др.).

Важным направлением исследований является создание прототипов лекарственных препаратов мощного антиоксидантного действия для лечения патологий, сопровождающихся окислительным стрессом. Данное направление включает в себя генно-инженерные работы по получению различных рекомбинантных белков-антиоксидантов и их модификаций, а также исследование их эффективности в нейтрализации окислительного стресса.

Используемые методы исследования:

В работе лаборатории используются широкий набор методов для исследований функционирования защитных систем организма при разных патологиях:

  • Создание экспериментальных моделей различных патологий на животных: термические и химические ожоги покровных тканей и органов дыхания, ишемически-реперфузионные поражения внутренних органов (сердце, тонкий кишечник, почки, сосудистая система), изолированные органы.
  • Генно-инженерные работы по получению рекомбинантных белков, включая направленные модификации их структуры.
  • Биохимические методы и методы молекулярной биологии по мониторингу динамики экспрессии разных ферментов и различных факторов в пораженных тканях для контрольных животных и в процессе лечения.
  • Гистологические и иммуногистохимические методы исследования тканей и органов.
  • Испытания эффективности полученных в лаборатории белков при лечении разных патологий.

Основные научные результаты

Изучение молекулярных механизмов, обеспечивающих нормальное функционирование эпителиальных тканей является одним из основных направлений исследований коллектива нашей лаборатории. При этом приоритетным направлением является исследование антиоксидантных систем организма в норме и патологии. Лаборатория механизмов рецепции является в настоящее время единственной в России, проводящей исследования пероксиредоксинов, нового класса ферментов-антиоксидантов. В лаборатории впервые выделен и идентифицирован секреторный пероксиредоксин 6 (EMBL/GenBank, Y17295), изучена его структура и определены его основные антиоксидантные характеристики. Получены несколько типов рекомбинантных пероксиредоксинов разных видов животных, исследованы их антиоксидантные характеристики, выявлены ключевые аминокислотные замены, ассоциированные с ферментативными функциями Рекомбинантные пероксиредоксины из различных источников используется нами в модельных экспериментах по лечению патологий органов дыхания. Проведены исследования по модификации структуры пероксиредоксинов генно-инженерными методами (PTD-модифицированные пероксиредоксины, химерные пероксиредоксины с совмещенными активностями, мутантные пероксиредоксины).

В лаборатории созданы экспериментальные модели на животных по острому и хроническому воспалению верхних дыхательных путей при ожогах разной степени тяжести, модели резаных ран разной степени поражения эпидермиса, модели ишемически-реперфузионного поражения тонкого кишечника и почки, модели изолированных внутренних органов. Во всех исследуемых нами моделях была показана исключительно высокая эффективность использования экзогенных пепроксиредокстнов и их модификаций при лечении перечисленных патологий.

В настоящее время ведутся работы изучению радиопротекторных свойств пероксиредоксинов при радиационных поражениях гамма- и рентгеновским излучением и показан их эффективность. Совместно с Кардиоцентром МЗ РФ проводятся работы по выявлению эффектов новых противоотечных препаратов при лечении разных патологий и механизмов их действия.

Разработки новых терапевтических препаратов на основе пероксиредоксина защищены Патентами РФ (Новоселов В.И., Янин В.А., Фесенко Е.Е. Композиция с антиоксидантными свойствами и способ лечения болезней млекопитающих Патент№ 2280448 27.07.2006, Равин В.К., Шарапов М.Г., Новоселов В.И., Фесенко Е.Е.¬ Рекомбинантный бифункциональный белок PSH, обладающий антиоксидантной активностью супероксиддисмутазы и пероксидазы, кодирующая его химерная нуклеиновая кислота, рекомбинантный плазмидный вектор, ее содержащий и применение белка PSH при реперфузии сердца. Патент № 2534388 от 27.11.2014; заявка на ИЗ Гордеева А.Е., Шарапов М.Г., Новоселов В.И. Средство, его применение и способ повышения устойчивости организма млекопитающих к ишемически-реперфузионному поражению тонкого кишечника. Рег.№ 2018131630) и США (№ 8003345, 23 08 2011).

Патент1Патент2

Публикации (2010-2019 гг.)

  1. Novoselov V.I., Mubarakshina E, Soodaeva S., Klimanov I., Lisitsa A. The role of peroxyredoxins in respiratory tract during oxidative stress processes. Eur.Res.J. 2010, 36, s 154.
  2. Новоселов В.И., Равин В.К., Шарапов М.Г., Софин А.Д., Кукушкин Н.И., Фесенко Е.Е. Модифицированные пероксиредоксины как прототипы лекарственных препаратов мощного антиоксидантного действия. Биофизика 2011, т. 56, вып. 5, стр. 836-842.
  3. Новоселов В.И. Роль пероксиредоксинов при окислительном стрессе в органах дыхания. Обзор. Пульмонология, 2012, Том 10 (1), стр. 80-88.
  4. Варламова Е.Г., Гольтяев М.В., Новоселов С.В., Новоселов В.И., Фесенко Е.Е. Характеристика некоторых представителей суперсемейства тиоловых оксиредуктаз Молекулярная биология 2013, т. 47, №4, 568-582.
  5. Шарапов М.Г., Равин В.К., Новоселов В.И. Пероксиредоксины – многофункциональные ферменты. 2014. Молекулярная биология, 48, 4, 600-628.
  6. Новоселов В.И. Роль пероксиредоксинов при окислительном стрессе в органах дыхания. Пульмонология, 2012, Том 10 (1), стр. 80-88.
  7. Шарапов М.Г., Равин В.К., Новоселов В.И. Пероксиредоксины – многофункциональные ферменты. 2014. Молекулярная биология, 48, 4, 600-628.
  8. Гордеева А.Е., Шарапов М.Г., Новоселов В.И., Фесенко Е.Е., Темнов А.А., Хубутия М.Ш. Влияние пероксиредоксина VI на сохранение тонкой кишки при ишемии/реперфузии. 2014. Трансплантология, 8, №4, стр. 21-27.
  9. Волкова А.Г., Шарапов М.Г., Равин В.К., Гордеева А.Е , Карадулева Е.A., Мубаракшина Э.К., Темнов А.А., Фесенко Е.Е., Новоселов В.И. Эффект различных ферментов-антиоксидантов на регенеративные процессы в эпителии трахеи после химического  ожога.  Пульмонология, 2014, 12 (2), 84-90.
  10. Шарапов М.Г., Равин В.К., Новоселов В.И. Пероксиредоксины – многофункциональные ферменты. 2014. Молекулярная биология, 48, 4, 600-628.
  11. Гордеева А.Е., Шарапов М.Г., Новоселов В.И., Фесенко Е.Е., Темнов А.А., Хубутия М.Ш. Влияние пероксиредоксина VI на сохранение тонкой кишки при ишемии/реперфузии. 2014. Трансплантология, 8, №4, стр. 21-27.
  12. Палутина О.А., Шарапов М.Г., Темнов А.А., Новоселов В.И. Нефропротективный эффект экзогенных ферментов-антиоксидантов при ишемически-реперфузионном повреждении тканей почки. Бюлл.эксп.биол.мед. 2015, 160(9), 305-310.
  13. Gordeeva A.E., Temnov A.A., Charnagalov A.A., Sharapov M.G., Fesenko E.E., Novoselov V.I. Protective effect of peroxiredoxin 6 in ischemia/reperfusion-induced damage of the small intestine.  Dig.Dis.Sci., 2015,  vol. 60, № 12, pp.3610-3619.
  14. Карадулева Е.В., Мубаракшина Э.К., Шарапов М.Г., Волкова А.Е., Пименов О.Ю., Равин В.К., Кокоз Ю.М., Новоселов В.И.. Кардиопротекторный эффект модифицированных пероксиредоксинов при ретроградной перфузии изолированного сердца крысы в условиях окислительного стресса. Бюлл.эксп.биол.мед. 2015, 160(11), 584-588.
  15. Терещенко А.В., Темнов А.А., Кодунов А.М., Нечеснюк С.Ю., Склифас А.Н., Новоселов В.И., Демьянченко С.К. Лечение термического ожога роговицы препаратом пептидов в эксперименте.  Катарактальная и рефракционная хирургия. 2015, 15(4), 44-50.
  16. Варламова Е.Г., Новоселов С.В., Новоселов В.И. cDNA клонирование, экспрессия и определение субстратной специфичности мышинового селен-содержащего белка SelV (Selenoprotein V)]. Молекулярная биология 2015, 49(5), стр. 785-789.
  17. Шарапов М.Г., Новоселов В.И., Равин В.К. Получение химерного, совмещеющего активности супероксиддисмутазы и пероксида. Биохимия, 2016, 81(4), 571-579.
  18. Шарапов М.Г.,  Гудков С.В., Гордеева А.Е., Карп О.Э., Иванов В.Е., Шелковская О.В., Брусков В.И., Новоселов В.И., Фесенко Е.Е. Пероксиредоксин 6 – природный радиопротектор. ДАН, 2016, 467(3), 355-358.
  19. Варламова Е.Г., Гольтяев М.В., Фесенко Е.Е. Экспрессия генов человеческого селенпротеинов selk, selm, sels, selv и gpx-6 в различных линиях культуры клеток тимуса. Доклады Академии наук, 2016, 488, 203-205.
  20. Варламова Е.Г., Новоселов С.В. Биосинтез селен-содержащих белков млекопитающих in vitro  Молекулярная биология 2016, 50(1), 44-50
  21. Gordeeva A., Sharapov M., Tikhonova I., Chemeris N., Fesenko E., Novoselov V., Temnov A. Vascular pathology in ischemia/reperfusion-induced damage of small intestine of rat. Cell Tissues Organs. 2017, 203(6), 353-364.
  22. Sharapov, M.G., Novoselov, V.I., Fesenko, E.E., Bruskov, V.I., Gudkov, S.V. The role of peroxiredoxin 6 in neutralization of X-ray mediated oxidative stress: effects of gene expression, preservation of radiosensitive tissues and postradiation survival of animals. Free Radic Res. 2017; 51(2), 148-166.
  23. Темнов А.А., Волкова А.Г., Мелерзанов А.В., Новоселов В.И. Эффект кондиционированной сред, полученной из культивированных мезенхимальных стволовых клеток, на регенерацию эндотелия при HCL-индуцированном повреждении трахеи. "Патологическая физиология и экспериментальная терапия", 2017, т.61(2), 28-36.
  24. Кочкина А.В., Рогов К.А., Шарапов М.Г., Евдокимов В.А., Музафаров Е.Н., Новоселов В.И., Мелерзанов А.В., Темнов А.А. Влияние пероксиредоксинов и паракринных факторов мезенхимальных стволовых клеток на заживление полнослойной кожанной раны. Клиническая и экспериментальная морфология. 2017, 2(22), 52-58.
  25. Шарапов М.Г., Гордеева А.Е., Гончаров Р.Г., Тихонова И.В., Равин В. К., Темнов А. А., Фесенко Е.Е., Новоселов В.И. Влияние экзогенного пероксиредокссина 6 на состояние мезентеральных сосудов и тонкого кишечника при ишемически-реперфузионном поражении. Биофизика, 2017, 62, №6, 1208-1220.
  26. Varlamova E.G., Cheremushkina I.V. Contribution of mammalian selenocysteine-containing proteins to carcinogenesis. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2017, V. 39, P. 76–85.
  27. Варламова Е.Г., Гольтяев М.В., Новосёлов В.И., Фесенко Е.Е. Клонирование, внутриклеточная локализация и экспрессия селеноцистеин- содержащего белка млекопитающих SELENOI (SELI) в опухолевых клеточных линиях. Доклады Академии наук, 2017, Т. 476(5), с.581-583.
  28. Шарапов М.Г., Фесенко Е.Е., Новоселов В.И. Роль пероксиредоксинов в патологиях, сопровождающихся окислительным стрессом. Перспективы применения экзогенных пероксиредоксинов. Биофизика. 2018, 63, 4, 734-750.
  29. Varlamova E.G. Participation of selenoproteins localized in the ER in the processes occurring in this organelle and in the regulation of carcinogenesis-associated processes. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2018, V. 48, Р.172–180.
  30. Варламова Е.Г., Гольтяев М.В., Кузнецова Ю.П. Влияние селенита натрия на экспрессию генов селенопротеинов SELV, SELW и TRG в клетках аденокарциномы предстательной железы человека. Молекулярная биология, 2018, Т. 52 (3), С. 519-526.
  31. Кузнецова Ю.П., Гольтяев М.В., Горбачева О.С., Новосёлов С.В., Варламова Е.Г., Фесенко Е.Е. Влияние селенита натрия на экспрессию мРНК генов селеноцистеин-содержащих белков млекопитающих в раковых клетках семенников и предстательной железы. Доклады Академии наук, 2018, Т. 480 (1), С. 107-111.
  32. Варламова Е.Г., Гольтяев М.В. Роль селенита натрия в регуляции экспрессии генов селенопротеинов- резидентов ЭПР на примере фибросаркомы человека. Биофизика, 2018, Т. 63 (5), С. 880-887.
  33. Варламова Е.Г. Роль селена и селенопротеинов млекопитающих в регуляции процессов, связанных с раком простаты и функциональными нарушениями яичка. Успехи современной биологии, 2018, Т. 138 (5), С.451-461.
  34. Шарапов М.Г., Новоселов В.И. Каталитическая и сигнально-регуляторная роль пероксиредоксинов в карцерогенезе. Биохимия. 2019. Т. № 2, 147-171.
  35. Sharapov M.G., Novoselov V.I., Gudkov S.V. Radioprotective Role of Peroxiredoxin 6. Antioxidants. 2019, 8(1) 110-132.
  36. Sharapov M.G., Novoselov V.I., Penkov N.V., Fesenko E.E., Vedunova M.V., Bruskov V.I., Gudkov S.V.. Protective and adaptogenic role of peroxiredoxin 2 (Prx2) in neutralization of oxidative stress induced by ionizing radiation. Free Radic Biol Med. 2018,134:76-86.
  37. Goncharov  R.G., Rogov R.A., Temnov A.A., Novoselov V.I., Sharapov M.G. Protective role of exogenous recombinant peroxiredoxin-6 under ischemia-reperfusion injury of kidney. Cell.Tiss.Res. 2019, 378 (2), 319-332.
  38. Варламова Е.Г., Гольтяев М.В., Фесенко Е.Е. Белки-партнеры селенопротеина SELM и роль соединений селена в регуляции его экспрессии в раковых клетках человека. // Доклады Академии наук. -2019- Т. 488.- №2. – C. 212-216.
  39. Варламова Е.Г., Мальцева В.Н. Уникальность природы микроэлемента селена и его ключевые функции, Биофизика. -2019- Т. 64. - №4- C. 646-660. DOI: 10.1134/S0006302919040021.
  40. Гольтяев М.В., Варламова Е.Г., Новосёлов С.В., Фесенко Е.Е. Активация сигнальных путей апоптоза в условиях пролонгированного ЭР-стресса, вызванного действием селен-содержащих соединений на клетки тератокарциномы семенников мыши // Доклады Академии наук. -2020- Т. 491.- №2

Состав коллектива, контакты

Фото Новоселов Коллектив
  • Новоселов В.И., дбн, проф.,  - Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Шарапов М.Г., кбн,   - Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Гордеева А.Е., кбн,  - Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Карадулева Е.В., кбн,  - Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Евдокимов В.А., кбн,  - Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Варламова Е.Г. кбн,  - Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Мубаракшина Э.К.,кбн,  - Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Гончаров Р.Г., кбн -  Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Лаборатория механизмов рецепции
Исследование стрессовых ответов на действие токсинов и неионизирующих излучений

Руководитель коллектива – Елена Григорьевна Новоселова, доктор биол. наук, профессор, главный научный сотрудник

Фото Новоселова Коллектив

 

Основной научной проблемой, на которую направлена работа группы, является исследование молекулярных механизмов адаптации млекопитающих к воздействию внешних факторов (стрессовых и повреждающих). Объектом исследования являются иммунные клетки, а также инбредные, гибридные и трансгенные мыши. Методы исследования: биохимические, иммуноферментные, иммуногистологические, культивирование линий клеток, создание животных моделей (стресс, сепсис, рассеянный склероз, сепсис, диабет 1 типа).

Основные научные результаты

Исследование особенностей иммунной системы мышей, побывавших в космосе

Мышь

 

Многочисленные исследования доказывают, что как длительное, так и кратковременное пребывание человека и животных в космосе вызывает существенные изменения в функционировании клеточного иммунитета. Проведенное нами исследование иммунного статуса мышей, побывавших в 30-ти дневном космическом полете по Программе БИОН-М1, показало, что в целом ответ организма на длительный космический полет не похож на классический «стрессовый ответ», который мы ранее наблюдали при действии различных факторов. Известно, что стрессовый ответ обычно сопровождается увеличением продукции про-воспалительных цитокинов, а в наших экспериментах показано, что концентрация цитокинов в крови мышей, побывавших в полете, по крайней мере, ИЛ-6 и ИФН-гамма, даже снижена. Кроме того, не было отмечено изменений активности каскада SAPK/JNK в лимфоцитах селезенки. Между тем, эта стресс-активируемая протеинкиназа обычно активируется при широком наборе стрессовых воздействий, как химической, так и физической природы. Еще один факт – стрессовые воздействия вызывают обычно очень быструю, но обратимую, инволюцию тимуса. Наши же измерения показали, что опустошение тимуса спустя 7 дней после полета выражено даже серьезнее, чем сразу после приземления космического аппарата. Более того, показана прямая корреляция между степенью опустошения тимуса и уровнем апоптоза тимоцитов. Эксперименты показали, что полет вызывал увеличение активности каскада NF-кB в лимфоцитах селезенки, этот эффект был более значительным через 7 дней после приземления. Полученные результаты показывают, что отмеченные нарушения гомеостаза иммунных клеток могут являться результатом воздействия повреждающих факторов не очень высокой интенсивности. Во всяком случае, похожие эффекты вызывают, например, малые дозы ионизирующих излучений. Поскольку космический полет связан не только с гравитационными изменениями, но и с другими факторами, не исключено, что иммунный дисбаланс, отмеченный в работе, вызван сочетанным действием нескольких факторов. Полученные данные указывают на важность исследования отдаленных эффектов космических полетов.

  1. Novoselova E.G., Lunin S.M., Khrenov M.O., Parfenyuk S.B., Novoselova T.V., Shenkman B.S., Fesenko E.E. Changes in immune cell signalling, apoptosis and stress response functions in mice returned from the BION-M1 mission in space. Immunobiology. 2015 220 (4):500-509.

Модуляция иммунных ответов при диабете 1 типа

Диабет1

 

Были определены этапы развития сахарного диабета 1 типа на основании сравнения иммунного дисбаланса на разных стадиях развития этой патологии. Впервые было доказано, что при диабете первого типа у мышей наблюдаются две стадии развития этой патологии, характеризующиеся разной степенью иммунного дисбаланса. Так, пре-диабет вызывал уменьшение концентрации IL-4, IL-5 и IL-10 в плазме крови животных, что указывает на снижение активности Th2 и Treg популяций Т клеток, но не Th1 лимфоцитов. Пре-диабет также характеризовался усилением активности основных сигнальных путей (NF-кB, TLR4, SAPK/JNK) и систем стрессовых белков (HSP72 и HSP90). Напротив, при развитом диабете наблюдали снижение активностей Th1 и Tregs, но не Th2 лимфоцитов, о чем свидетельствовало уменьшение уровня IFN-gamma, IL-6, TNF-alpha и IL-10. Кроме того, при развитом диабете наблюдали угнетение активности ключевых сигнальных и стрессовых белков.

Диабет2

Экспрессия инсулина в поджелудочной железе мышей с пре-диабетом и диабетом. Условные обозначения : иммуногистохимия А – контроль, В- предиабет, С – диабет, D – применение тимулина, E – использование ингибитора Inhibitor XII, F – диета с антиоксидантами, G – гистохимия поджелудочной железы контрольных мышей.

Использование иммуномодуляторов (ингибитор активности каскада NF-кB, тимулин и диета с жирорастворимыми антиоксидантами) вызывало снижение уровня иммунного дисбаланса; при этом, что особенно важно, наблюдали снижение уровня гибели панкреатических бета клеток у диабетных мышей и уменьшение степени гипергликемии. Таким образом, были получены новые сведения об эффективности применения иммуномодуляторов для восстановления иммунного статуса при сахарном диабете.

  1. Novoselova E.G., Glushkova O.V., Lunin S.M., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Fesenko E.E. Signaling, stress response and apoptosis in pre-diabetes and diabetes: restoring immune balance in mice with alloxan-induced type 1 diabetes mellitus. Int. Immunopharmacol. 2016, 31, 24-31.
  2. Новоселова Е.Г., Глушкова О.В., Парфенюк С.Б., Хренов М.О., Лунин С.М., Новоселова Т.В., Шарапов М.Г., Шаев И.А., Новоселов В.И. Защитное влияние пероксиредоксина 6 на бета-клетки поджелудочной железы RIN-m5F при токсических воздействиях глюкозы и цитокинов, Биохимия, 2019, том 84, вып. 6, с. 819 – 826

Молекулярные механизмы стрессовых и провоспалительные ответов иммунных клеток

Впервые было доказано, что и воспалительные, и стрессовые ответы, независимо от природы вызывающего их сигнала, развиваются как адаптивная реакция, направленная на восстановление гомеостаза. Там не менее, были выявлены особенности неспецифических защитных ответов на низкоинтенсивное излучение и на ЛПС грамотрицательных бактерий. Во-первых, были обнаружены отличия на уровне сенсоров стресса и воспаления. Во-вторых, показаны различия на уровне активации неспецифических сигнальных путей при стрессе и воспалении и обнаружена альтернативная стимуляция сигнального каскада NF-kappaB при ответах иммунных клеток на ЭМИ СВЧ. В-третьих, эффекторным ответом иммунной клетки и организма в целом на слабое излучение являлась адаптация, усиление иммуногенности и противовирусной устойчивости, в то время как иммунный дисбаланс, соответствующий иммунодепрессии, наблюдался в течение длительного времени после контакта иммунных клеток или организма мышей с бактериальным токсином. Использование ингибиторного анализа выявило наличие компенсаторной активации альтернативной неспецифической сигнализации в условиях блокирования каждого из ключевых сигнальных путей защитного ответа иммунных клеток на ЭМИ СВЧ.

Иммун1

 

  1. Glushkova O.V., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Lunin S.M., Parfenyuk S.B., Alekseev S.I., Fesenko E.E., Novoselova E.G. The role of the NF-κB, SAPK/JNK, and TLR4 signalling pathways in the responses of RAW 264.7 cells to extremely low-intensity microwaves. Int J Radiat Biol. 2015;91(4):321-8.
  2. Novoselova E.G., Glushkova O.V., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Lunin S.M., Fesenko E.E. Extremely low-level microwaves attenuate immune imbalance induced by inhalation exposure to low-level toluene in mice. International Journal of Radiation Biology, 2017. V. 93(5), P. 535-543. doi: 10.1080/09553002.2017.1270473.
  3. Novoselova E.G., Novikov V.V., Lunin S.M., Glushkova O.V., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Novoselov S.V., Khrenov M.O., Fesenko E.E. Effects of low-level combined static and weak low-frequency alternating magnetic fields on cytokine production and tumor development in mice. Electromagnetic Biology and Medicine, 2019, V. 38(1) 74-83. Doi: 10.1080/15368378.2018.1545667.

Рассеянный склероз: молекулярные механизмы протекания аутоиммунного процесса и поиск регуляторов

Склероз

 

Аутоиммунные ответы против антигенов из центральной нервной системы могут приводить к ряду заболеваний, наиболее распространенным из которых является рассеянный склероз. У пациентов с этим заболеванием аутоагрессивные клоны Т-клеток проникают в головной и спинной мозг, вызывая димиелинизацию, приводящую к парестезии, парезам, нейритам и атаксии. С использованием модели рассеянного склероза, не сопровождающегося летальностью, впервые показано, что аутоиммунное воспаление характеризуется двухфазной активацией разных популяций Т-хелперов (Th1 и Th17). На этой модели тимулин более эффективно, чем тимопентин, корректировал ответ клеток Th17, ассоциированных с аутоиммунным воспалением, и его влияние было более пролонгированным. С другой стороны, тимопентин снижал “типичный” провоспалительный ответ, связанный с популяцией клеток Th1.

Склероз1

Оценка тяжести заболевания по стандартной шкале у мышей с рассеянным склерозом в динамике развития патологии. Группы животных: нелеченные мыши (ЭАЭ); получавшие тимулин (ЭАЭ+тм); получавшие ингибитор IKK Inhibitor XII (ЭАЭ+инг); и получавшие тимулин в сочетании с ингибитором (ЭАЭ+тм+инг).

С использованием модели рассеянного склероза с более серьезной симптоматикой и высокой летальностью подтвержден двухфазный характер цитокинового ответа. Впервые установлено, что использование тимулина и ингибитора каскада NF-кB (IKK Inhibitor XII) снижало ранний провоспалительный ответ и улучшало состояние животных. Сходство эффектов тимулина и ингибитора, а также отсутствие аддитивности эффектов указывает на общий механизм их действия через подавление активности каскада NF-кB.

  1. Lunin S.M., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Glushkova O.V., Fesenko E.E., Novoselova E.G. Modulation of inflammatory response in mice with severe autoimmune disease by thymic peptide thymulin and an inhibitor of NF-kappaB signalling. Int Immunopharmacol. 2015 25(2):260-6. doi: 10.1016/j.intimp.2015.01.021.
  2. Lunin S.M., Khrenov M.O., Glushkova O.V., Vinogradova E.V., Yashin V.A., Fesenko E.E., Novoselova E.G. Extrathymic production of thymulin induced by oxidative stress, heat shock, apoptosis, or necrosis. International Journal of Immunopathology and Pharmacology, 2017. V. 30(1), P.58-69. doi: 10.1177/0394632017694625.
  3. Lunin S.M., Khrenov M.O., Glushkova O.V., Parfenyuk S.B., Novoselova T.V., Novoselova E.G. Immune response in the relapsing-remitting experimental autoimmune encephalomyelitis in mice: the role of the NF-кB signaling pathway. Cellular Immunology, 2019, V. 336, 20-27. doi: 10.1016/j.cellimm.2018.12.003.

Исследование возможности регуляции провоспалительных ответов при остром воспалении

Воспаление

 

Воспаление, вызванное грамотрицательными бактериями, наиболее часто встречается в клинической практике и может приводить к серьезным осложнениям, вплоть до развития сепсиса. Исследование иммунных клеток мышей с острым воспалением выявило существенную активацию внутриклеточной сигнализации врожденного иммунитета на рецепторном уровне, на уровне активации ключевых киназ – IKK и JNK, на уровне фосфорилирования транскрипционного фактора NF-kB и на уровне усиления продукции защитных белков – индуцибельных белков теплового шока. Это приводило к усилению продукции провоспалительных цитокинов и оксида азота иммунными клетками мышей и увеличению их содержания в сыворотке крови.

Нами было показано, что как иммуномодуляторы широкого спектра действия (диета, обогащенная комплексом витаминов-антиоксидантов, тимулин), так и специфические ингибиторы ключевых участников сигнального пути TLR4 – антитела к TLR4, ингибитор IKK, гелданамицин – обладают существенным противовоспалительным потенциалом при остром воспалении у мышей. В условиях острого воспаления наиболее эффективными регуляторами провоспалительного ответа являются агенты, оказывающие ингибирующее действие не только на NF-kB-, но и на JNK-сигнализацию. Совместное применение диеты, обогащенной комплексом витаминов-антиоксидантов и ингибитора сигнального пути NF-kB (Inhibitor IKK XII) оказывает наиболее сильное противовоспалительное действие при остром воспалении, вызванном грамотрицательными бактериями у мышей.

  1. Novoselova E.G., Khrenov M.O., Glushkova O.V., Lunin S.M., Parfenyuk S.B., Novoselova T.V., Fesenko E.E. Anti-inflammatory effects of IKK inhibitor XII, thymulin, and fat-soluble antioxidants in LPS-treated mice. Mediators Inflamm. 2014, Article ID 724838. doi: 10.1155/2014/724838.
  2. Глушкова О.В., Парфенюк С.Б., Новоселова Т.В., Хренов М.О., Лунин С.М., Новоселова Е.Г. Роль протеинкиназ Р38 И CK2 в ответах макрофагальных клеток RAW 264.7 на липополисахарид. Биохимия. 2018. Т. 83 (6), С. 949-959. doi: 10.1134/S006297918060123.
  3. Novoselova E.G., Lunin S.M., Glushkova O.V., Khrenov M.O., Parfenyuk S.B., Zakharova N.M., Fesenko E.E.  Thymulin, free or bound to PBCA nanoparticles, protects mice against chronic septic inflammation. PLoS ONE, 2018, V. 13(5): e0197601. doi: 10.1371/journal.pone.0197601.

Публикации (2010-2019 гг.)

  1. S.M. Lunin, E.G. Novoselova. Thymus hormones as prospective anti-inflammatory agents. Expert Opinion on Therapeutic Targets, Review, 2010, 14, № 8, 775-786.
  2. Парфенюк С.Б., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Глушкова О.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е.,  Новоселова Е.Г. Стрессовые эффекты химических токсинов в низких концентрациях. Биофизика, 2010, 55, вып. 2, 375-382.
  3. О.В. Глушкова, Т.В. Новоселова, М.О. Хренов, С.Б. Парфенюк, Л.М. Лунин, Е.Е. Фесенко, Е.Г. Новоселова. Роль белка теплового шока HSP 90 в формировании защитных ответов при остром токсическом стрессе у мышей. Биохимия, 2010, Т. 75, Вып. 6, 702-707.
  4. Д.А. Черенков, О.С. Корнеева, Е.П. Анохина, Е.Г. Новоселова, А.С. Глущенко, А.А. Слепокуров, И.В. Черемушкина. β-маннаназы различного происхождения: получение, характеристика и перспективы практического применения. Успехи современной биологии, 2010, Т. 130, № 2, 190-199.
  5. А.В.Куликов, Л.В. Архипова, Г.Н. Смирнова, Е.Г. Новоселова, Н.А. Шпурова, Н.В. Шишова, Г.Т. Сухих. Замедление темпа необратимой возрастной атрофии вилочковой железы с помощью атопической аутотрансплантации длительно криоконсервированной ее ткани. Успехи геронтологии, 2010, Т. 23, № 1, 76-80.
  6. Lunin SM, Glushkova OV, Khrenov MO, Parfenyuk SB, Novoselova TV, Fesenko EE, Novoselova EG. Thymus peptides regulate activity of RAW 264.7 macrophage cells: Inhibitory analysis and a role of signal cascades. Expert Opinion On Therapeutic Targets, 2011, 15 (12), 1337-1346.
  7. Новоселова Е.Г., Парфенюк С.Б., Глушкова О.В., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е.  Влияние некоторых ингибиторов внутриклеточной сигнализации на продукцию цитокинов и сигнальных белков в клетках RAW 264.7 в присутствии низкой концентрации аммиака. Биофизика, 2012, 57, вып. 3, 437–445.
  8. O.V. Glushkova, S.B. Parfenyuk, M.O. Khrenov, T.V. Novoselova, S.M. Lunin, E.E. Fesenko, and E.G. Novoselova. Inhibitors of TLR-4, NF-B, and SAPK/JNK signaling reduce the toxic effect of lipopolysaccharide on RAW 264.7 cells.  Journal of Immunotoxicology, 2013, 10(2), 133-140.
  9. Lunin S.M., Glushkova O.V., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Fesenko E.E., Novoselova E.G. Thymic peptides restrain the inflammatory response in mice with experimental autoimmune encephalomyelitis. Immunobiology, 2013, 218, 3, 402-407.
  10. Парфенюк С.Б., Глушкова О.В., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е., Новоселова Е.Г. Диета с липорастворимыми антиоксидантами защищает иммунные клетки мышей от токсического действия атмосферных примесей аммиака. Доклады Академии наук, 2013, 449, № 6, 722-724.
  11. E.G. Novoselova, M.O. Khrenov, O.V. Glushkova, S.M. Lunin, S.B. Parfenyuk, T.V. Novoselova, E.E. Fesenko. Anti-inflammatory effects of IKK Inhibitor XII, thymulin, and fat-soluble antioxidants in LPS-treated mice. Mediators of Inflammation, 2014, Article ID 724838. doi: 10.1155/2014/724838.
  12. M.S. Kondratyev, S.M. Lunin, A.V. Kabanov, A.A. Samchenko, V.M. Komarov, E.E. Fesenko, E.G. Novoselova. Structural and dynamic properties of thymopoietin mimetics. Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 2014, 32 (11), 1793-1801.
  13. Новоселова Е.Г., Хренов М.О., Парфенюк С.Б., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е. Роль сигнальных каскадов NF-κB, IRF3 и SAPK/JNK в иммунных клетках животных при развитии сахарного диабета 1 типа. Доклады Академии наук, 2014, том 457, № 3, с. 360–362.
  14. Новоселова Т.В., Глушкова О.В., Парфенюк С.Б., Хренов М.О., Лунин С.М., Смолихина Т.И., Фесенко Е.Е., Новоселова Е.Г. Влияние in vitro и in vivo ряда ингибиторов сигнальных каскадов на продукцию цитокинов и сигнальных белков в макрофагах RAW 264.7 и в лимфоцитах мышей. Биофизика, 2014, том 59, вып. 1, c. 112–117.
  15. E.G. Novoselova, S.M. Lunin, M.O. Khrenov, S.B. Parfenyuk, T.V. Novoselova, B.S. Shenkman, E.E. Fesenko. Changes in immune cell signalling, apoptosis and stress response functions in mice returned from the BION-M1 mission in space. Immunobiology, 2015, 220, 500-509.
  16. Glushkova OV, Khrenov MO, Novoselova TV, Lunin SM, Parfenyuk SB, Alekseev SI, Fesenko EE, Novoselova EG. The role of the NF-κB, SAPK/JNK, and TLR4 signalling pathways in the responses of RAW 264.7 cells to extremely low-intensity microwaves. International Journal of Radiation Biology. 2015. 91(4):321-328.
  17. Lunin S.M., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Glushkova O.V., Fesenko E.E., Novoselova E.G.  Modulation of inflammatory response in mice with severe autoimmune disease by thymic peptide thymulin and inhibitor of NF-kappaB signaling. International Immunopharmacology, 2015, 25, 260-266
  18. Глушкова О.В., Хренов М.О., Новоселова Т.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е., Новоселова Е.Г.  Роль протеинкиназы СК2 в стрессовом ответе макрофагов RAW 264.7. Доклады Академии наук, 2015, 464, № 4, 15-17.
  19. E.G. Novoselova, O.V. Glushkova, S.M. Lunin, M.O. Khrenov, T.V. Novoselova, S.B. Parfenyuk, E.E. Fesenko. Signaling, stress response and apoptosis in pre-diabetes and diabetes: Restoring immune balance in mice with alloxan-induced type 1 diabetes mellitus. International Immunopharmacology. 2016, 31, 24-31.
  20. Novoselova E.G., Glushkova O.V.,  Lunin S.M., Khrenov M.O., Novoselova T.V.,  Parfenyuk S.B., Fesenko E.E.  Signaling, stress response and apoptosis in pre-diabetes and diabetes: Restoring immune balance in mice with alloxan-induced type 1 diabetes mellitus. International Immunopharmacology, 2016, V. 31, P. 24-31.
  21. Глушкова О.В., Хренов М.О. , Виноградова Е.В., Лунин С.М., Фесенко Е.Е.,  Новоселова Е.Г. Роль протеинкиназы р38 в ответах мышей на низкоинтенсивное электромагнитное излучение сантиметрового диапазона. Биофизика, 2016, Т. 61(4), С. 799-807.
  22. Novoselova E.G., Glushkova O.V., Khrenov M.O., Novoselova T.V., Lunin S.M., Fesenko E.E. Extremely low-level microwaves attenuate immune imbalance induced by inhalation exposure to low-level toluene in mice. International Journal of Radiation Biology, 2017. V. 93(5), P. 535-543. doi: 10.1080/09553002.2017.1270473.
  23. Новоселова Е.Г., Глушкова О.В., Хренов М.О., Парфенюк С.Б., Лунин С.М., Виноградова Е.В., Новоселова Т.В., Фесенко Е.Е. Участие сигнального каскада p38 MAPK в стрессовом ответе макрофагальных клеток RAW 264.7. Доклады академии наук, 2017, Т. 476 (1), С. 117-119. doi: 10.1134/S0012496617050015.
  24. Lunin S.M., Khrenov M.O., Glushkova O.V., Vinogradova E.V., Yashin V.A., Fesenko E.E., Novoselova E.G. Extrathymic production of thymulin induced by oxidative stress, heat shock, apoptosis, or necrosis. International Journal of Immunopathology and Pharmacology, 2017. V. 30(1), P.58-69. doi: 10.1177/0394632017694625.
  25. Novoselova E.G., Lunin S.M., Glushkova O.V., Khrenov M.O., Parfenyuk S.B., Zakharova N.M., Fesenko E.E.  Thymulin, free or bound to PBCA nanoparticles, protects mice against chronic septic inflammation. PLoS ONE, 2018, V. 13(5): e0197601. doi: 10.1371/journal.pone.0197601.
  26. Глушкова О.В., Парфенюк С.Б., Новоселова Т.В., Хренов М.О., Лунин С.М., Новоселова Е.Г. Роль протеинкиназ Р38 И CK2 в ответах макрофагальных клеток RAW 264.7 на липополисахарид. Биохимия. 2018. Т. 83 (6), С. 949-959. doi: 10.1134/S006297918060123.
  27. Lunin S.M., Khrenov M.O., Glushkova O.V., Parfenyuk S.B., Novoselova T.V., Novoselova E.G. Immune response in the relapsing-remitting experimental autoimmune encephalomyelitis in mice: the role of the NF-кB signaling pathway. Cellular Immunology, 2019, V. 336, 20-27. doi: 10.1016/j.cellimm.2018.12.003.
  28. Novoselova E.G., Novikov V.V., Lunin S.M., Glushkova O.V., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Novoselov S.V., Khrenov M.O., Fesenko E.E. Effects of low-level combined static and weak low-frequency alternating magnetic fields on cytokine production and tumor development in mice. Electromagnetic Biology and Medicine, 2019, V. 38(1) 74-83. Doi: 10.1080/15368378.2018.1545667.
  29. Новоселова Е.Г., Глушкова О.В., Парфенюк С.Б., Хренов М.О., Лунин С.М., Новоселова Т.В., Шарапов М.Г., Шаев И.А., Новоселов В.И.  Защитное влияние пероксиредоксина 6 на бета-клетки поджелудочной железы RIN-m5F при токсических воздействиях глюкозы и цитокинов, Биохимия, 2019, том 84, вып. 6, с. 819 – 826.

Состав коллектива, контакты

  • Новоселова Е.Г., главный научный сотрудник,  доктор биол. наук, профессор, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Глушкова О.В., ведущий научный сотрудник, доктор биол. наук, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Лунин С.М., ведущий научный сотрудник, доктор биол. наук, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Хренов М.О., научный сотрудник, кандидат биол. наук
  • Новоселова Т.В., научный сотрудник, кандидат биол. наук
  • Парфенюк С.Б., научный сотрудник, кандидат биол. наук
  • Правикова Т.В., старший лаборант

Лаборатория механизмов рецепции
Изучение адаптации организма человека и животных к акустическим и электромагнитным воздействиям

Руководитель коллектива – Александр Иванович Федотчев, доктор биол. наук, главный научный сотрудник

Главный предмет исследований - расшифровка механизмов генерации и функциональной роли биопотенциалов мозга (электроэнцефалограммы – ЭЭГ) человека. В последние годы в нейрофизиологии формируется новый подход к организации стимуляционных процедур. Речь идет о прогрессирующем развитии методов адаптивной нейростимуляции, в которых вместо заранее устанавливаемых постоянных параметров используются воздействия, параметры которых подстраиваются под текущее состояние организма. Можно ожидать, что адаптивная нейростимуляция будет значительно увеличивать эффективность стимуляционной терапии и обеспечит ее персонализацию.

Основные научные результаты

Нейростим1

Рис. 1. При плавном увеличении частоты фотостимуляции от 1 до 20 Гц выявляются отдельные узкочастотные участки индивидуального спектра ЭЭГ (ЭЭГ осцилляторы), резонансно активирующиеся у данного субъекта при совпадении частоты стимуляции или ее гармоник с их собственной частотой.

Нами предложен оригинальный подход к адаптивной нейростимуляции, в котором в качестве параметров, on-line управляющих лечебными воздействиями, используются собственные биоэлектрические процессы человека. При этом носителем информации о состоянии собственного организма являются акустические воздействия, получаемые путем on-line трансформации биопотенциалов мозга и сердца испытуемого. С помощью оригинальной модификации динамического анализа тонкой спектральной структуры ЭЭГ впервые продемонстрирована резонансная природа ЭЭГ реакций человека на ритмическую фотостимуляцию (рис. 1). Установлено, что выявляемые ЭЭГ осцилляторы индивидуально специфичны и стабильны, а их активация может сопровождаться выраженными сдвигами функционального состояния. Эти и другие экспериментальные данные позволили сформулировать оригинальные концепции о закономерностях проявления резонансных и адаптационных реакций мозга на ритмические сенсорные воздействия [1], а также о роли нелинейных процессов в межсистемных взаимодействиях [2].

При плавном увеличении частоты фотостимуляции от 1 до 20 Гц выявляются отдельные узкочастотные участки индивидуального спектра ЭЭГ (ЭЭГ осцилляторы), резонансно активирующиеся у данного субъекта при совпадении частоты стимуляции или ее гармоник с их собственной частотой (рис. 1). Система биоуправления включает два контура обратной связи (рис.2). В первом контуре (сплошные линии) на основе одного ЭЭГ осциллятора генерируются звуковые или музыкальные сигналы обратной связи, подаваемые пациенту через наушники. Во втором контуре (пунктирные линии) параметры ритмической стимуляции автоматически настраиваются на частоту другого доминирующего у пациента ЭЭГ осциллятора с целью его резонансной активации.

Нейростим2

Рис. 2. Два контура обратной связи от ЭЭГ осцилляторов пациента. В первом контуре (сплошные линии) на основе одного ЭЭГ осциллятора генерируются звуковые или музыкальные сигналы обратной связи, подаваемые пациенту через наушники. Во втором контуре (пунктирные линии) параметры ритмической стимуляции автоматически настраиваются на частоту другого доминирующего у пациента ЭЭГ осциллятора с целью его резонансной активации.

Разработана оригинальная технология нейробиоуправления с двойной обратной связью от ЭЭГ осцилляторов индивида. Показано, что благодаря управляющим сигналам обратной связи от биопотенциалов мозга и сердца испытуемых происходит вовлечение адаптационных, интероцептивных и резонансных механизмов деятельности центральной нервной системы в процессы нормализации функционального состояния человека. Это свидетельствует о перспективности разработанного метода адаптивной нейростимуляции для дистанционного управления системами организма человека, нефармакологической коррекции и лечения функциональных нарушений нервной системы с помощью автоматической модуляции терапевтических сенсорных воздействий сигналами обратной связьи от биопотенциалов мозга и сердца человека. Данная технология экспериментально протестирована при подавлении стресс-индуцированных расстройств [3, 4], устранении рисков надежности специалистов высокотехнологичных профессий [5] и при коррекции психогенных функциональных расстройств музыкальными воздействиями, управляемыми ЭЭГ осцилляторами пациента [6-9]. Кроме того, разработана и проходит апробацию методология эффективного применения вариантов данной технологии для активизации познавательной деятельности и процессов обучения у человека [10], регуляции сна [11] и лечения синдрома дефицита внимания с гиперактивностью [12].

Публикации (2010-2019 гг.)

  1. Федотчев А.И., Бондарь А.Т., Семёнов В.С. Нелекарственная коррекция функциональных расстройств у человека. Принцип двойной обратной связи от ЭЭГ осцилляторов пациента. – Saarbrucken: LAP Lamberts Academic Publishing, 2010. – с.79
  2. Бондарь А.Т., Федотчев А.И., Шубина Л.В. Нелинейные взаимодействия ритмов в центральной нервной системе. Статья в сборнике материалов 3-й Всероссийской конференции «Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях». Нижний Новгород: изд. ИПФ РАН, 2013, с. 16-19.
  3. Fedotchev A.I. On efficiency of biomanagement with negative feedback from patient's EEG in correction of functional disorders, caused by stress // Human Physiology. 2010 Jan-Feb;36(1):100-5.
  4. Федотчев А.И., О Сан Чжун, Семикин Г.И. Сочетание технологии ЭЭГ биоуправления с музыкальной терапией для эффективной коррекции стресс-вызванных расстройств // Современные технологии в медицине. 2014. Т. 6. № 3. С. 60-63.
  5. Федотчев А.И., О Сан Чжун, Матрусов С.Г. Устранение профессиональных функциональных расстройств через использование прямых и обратных связей в системе «человек-машина» // Медицинская физика. 2015. № 3. С. 68-73.
  6. Федотчев А.И. Возможности коррекции психофизиологического состояния человека с помощью музыкальных воздействий, управляемых биопотенциалами мозга пациента // Психическое здоровье. 2013. Т. 11. № 3. С. 51-55.
  7. Федотчев А.И., Радченко Г.С. Музыкальная терапия и музыка мозга: состояние, проблемы и перспективы исследований // Успехи физиол.наук. 2013. Т. 44. № 4. С. 34-48.
  8. Федотчев А.И., Бондарь А.Т., Бахчина А.В., Парин С.Б., Полевая С.А., Радченко Г.С.. Эффекты музыкально-акустических воздействий, управляемых ЭЭГ осцилляторами субъекта // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2015. Т. 101. № 8. С. 970-977.
  9. Федотчев А.И., Бондарь А.Т., Бахчина А.В., Парин С.Б., Полевая С.А., Радченко Г.С.. Музыкально-акустические воздействия, управляемые биопотенциалами мозга, в коррекции неблагоприятных функциональных состояний // Успехи физиологических наук. 2016. Т. 47. № 1. С. 67-79.
  10. Земляная А.А., Федотчева Т.А., Федотчев А.И. Современные подходы к активизации познавательной деятельности человека // Успехи физиол.наук. 2010. Т. 41. № 4. С. 45-62.
  11. Fedotchev A.I. Modern non-drug methods of human sleep regulation // Human Physiology. 2011. V. 37. N 1. P. 113-120.
  12. О Сан Чжун, Семикин Г.И., Федотчев А.И. Использование прямых и обратных связей в системе человек-машина при устранении рисков функциональной надежности специалиста // Живая психология. 2015, Т. 2(4),. С. 292-300. (опубликована 30.12.2015).
  13. Федотчев А.И., Земляная А.А., Полевая С.А., Савчук Л.В. Синдром дефицита внимания с гиперактивностью и современные возможности его лечения методом нейробиоуправления. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова,. 2016,. Т. 116(5), С. 98-101. Doi: 10.17116/jnevro20161165198-101.
  14. Федотчев А.И., Бондарь А.Т., Семёнов В.С. Эффективность фотостимуляции, автоматически формируемой на основе ЭЭГ субъекта, снижается при отставлении обратной связи. Физиология человека, 2016, Т. 42(4), С. 38-42. DOI: 10.1134/S0362119716030087.
  15. Федотчев А.И., Бондарь А.Т., Бахчина А.В., Григорьева В.Н., Катаев А.А., Парин С.Б., Полевая С.А., Радченко Г.С. Трансформация ЭЭГ осцилляторов пациента в музыкоподобные сигналы при коррекции стресс-индуцированных функциональных состояний. Современные технологии в медицине, 2016, Т. 8(1), С. 93-98. Doi: 10.17691/stm2016.8.2.01.
  16. Федотчев А.И., Бондарь А.Т., Бахчина А.В., Парин С.Б., Полевая С.А., Радченко Г.С.. Музыкально-акустические воздействия, управляемые биопотенциалами мозга, в коррекции неблагоприятных функциональных состояний. Успехи физиологических наук. 2016,  Т. 47(1), С. 67-79
  17. Катаев А.А., Бахчина А.В., Полевая С.А., Федотчев А.И. Связь между субъективными и объективными оценками функционального состояния человека (апробация методики экспресс-оценки уровня стрессированности). Вестник психофизиологии, 2017, № 2. с. 62-68.
  18. Коломбет В.А., Лесных В.Н., Скавуляк А.Н., Коломбет Е.В., Бондарь А.Т. Проявление универсальной системы утраивающихся периодов в УВЧ-терапии. Известия Института инженерной физики, 2017, № 2(44), с. 70-73.
  19. Федотчев А.И., Парин С.Б., Полевая С.А., Великова С.Д. Технологии «интерфейс мозг-компьютер» и нейробиоуправление: современное состояние и перспективы клинического применения. Современные технологии в медицине, 2017, т. 9(1), с. 175-184. doi: 10.17691/stm2017.9.1.01.
  20. Fedotchev A.I., Radchenko G.S., Zemlyanaya A.A. On one approach to health protection: Music of the Brain. J. Integr. Neurosci, 2017, Oct 18. doi: 10.3233/JIN-170053.
  21. Bondar A., Shubina L. Nonlinear reactions of limbic structure electrical activity in response to rhythmical photostimulation in guinea pigs. Brain Research Bulletin, 2018, 143(1), 73–82.
  22. Земляная А.А., Радченко Г.С., Федотчев А.И. Музыкально-терапевтические воздействия, управляемые биопотенциалами мозга пациента, в коррекции функциональных расстройств. Журн.неврол.психиатр. 2018. Т. 118(3): 58-61.
  23. Земляная А.А., Федотчев А.И. Персонализированные подходы к диагностике и лечению эпилепсии. Современные технологии в медицине. 2018. Т. 10(3): 204-212. doi: 10.17691/stm2018.10.3.25.
  24. Коломбет В.А., Лесных В.Н., Бондарь А.Т. Треугольник Серпинского как удобная математическая модель для описания универсальной системы утраивающихся периодов. Известия института инженерной физики. 2018, №1, С. 63-68.
  25. Радченко Г.С., Громов К.Н., Парин С.Б., Корсакова-Крейн М.Н., Бондарь А.Т., Федотчев А.И. Исследование влияния тональной модуляции в музыкальных фразах на спектральные показатели ЭЭГ человека. Физиология человека. 2018. 44(3): 43-52. (РГНФ 14-36-01024, 15-06-10894, 16-06-00133).
  26. Fedotchev A.I., Radchenko G.S., Zemlyanaya A.A. On one approach to health protection: music of the brain. J.Integr.Neurosci. 2018. V.17(3-4) 309-315. doi: 10.3233/JIN-170053.
  27. Fedotchev A.I., Kruk V.M., Oh S.J., Semikin G.I. Eliminating the Risks of Specialist Functional Reliability via Utilization of Forward and Backward Links in the Man-Machine Systems. International Journal of Industrial Ergonomics. 2018. V. 68. P. 256-259. doi: 10.1016/j.ergon.2018.08.004.
  28. Fedotchev A.I. Stress coping via musical neurofeedback. Advances in Mind-Body Medicine. 2018. 32(2): 22-25.
  29. Fedotchev A.I., Radchenko G.S., Zemlyanaya A.A. Music of the brain approach to health protection. Journal of Integrative Neuroscience. 2018. V. 17(3) 291-294. doi: 10.31083/JIN-170053. (РФФИ 16-36-00099, РГНФ 16-06-00133).
  30. Федотчев А.И., Полевая С.А., Земляная А.А. Эффективность музыкального нейроинтерфейса для устранения стресс-индуцированных рисков. Медицина труда и промышленная экология. 2018. № 3. С. 19-21.
  31. Федотчев А.И., Журавлев Г.И., Ексина К.И., Силантьева О.М., Полевая С.А. Оценка эффективности музыкального ЭЭГ нейроинтерфейса с дополнительным контуром управления от сердечного ритма. Рос.физиол.журн. 2018. Т. 104(1): 122—128.
  32. Радченко Г.С., Громов К.Н., Корсакова-Крейн М.Н., Федотчев А.И. Исследование амплитудно-временных характеристик волн N200 и Р600 событийно-связанных потенциалов при обработке расстояния тональной модуляции // Физиология человека. 2019. 45(2): 29-36. DOI: 10.1134/S0131164619020103.
  33. Федотчев А.И., Крук В.М., Семикин Г.И. Функциональная надежность специалиста: современные риски и возможности их устранения // Успехи физиол. наук. 2019. 50(3): 1-11. DOI: 10.1134/S0301179819030044.
  34. Федотчев А.И., Парин С.Б., Громов К.Н., Савчук Л.В., Полевая С.А. Комплексная обратная связь от биопотенциалов мозга и сердца в коррекции стресс-индуцированных состояний. Журн.высш.нерв.деят. 2019. 69(2): 187-193. DOI: 10.1134/S0044467719020059.
  35. Федотчев А.И., Дворянинова В.В., Великова С.Д., Земляная А.А. Современные технологии в познании механизмов, диагностике и лечении расстройств аутистического спектра. Современные технологии в медицине. 2019. 11(1): 31-39. https://doi.org/10.17691/stm2019.11.1.03.
  36. Федотчев А.И., Земляная А.А., Савчук Л.В., Полевая С.А. Нейроинтерфейс с двойной обратной связью от ЭЭГ в коррекции стресс-вызванных расстройств. Современные технологии в медицине. 2019. 11(1): 150-154. https://doi.org/10.17691/stm2019.11.1.17.
  37. Федотчев А.И. Эффекты фотостимуляции, управляемой ЭЭГ человека // Биофизика. 2019. 64(2): 358-361. DOI: 10.1134/S0006302919020157.
  38. Федотчев А.И., Парин С.Б., Полевая С.А., Земляная А.А. Эффекты аудио-визуальной стимуляции, автоматически управляемой биопотенциалами мозга и сердца человека // Физиология человека. 2019. 45(5): 75-79. DOI: 10.1134/S0131164619050023.

Состав коллектива, контакты

  • Федотчев Александр Иванович, д.б.н., в.н.с., рук. группы; Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Бондарь Александр Тимофеевич, к.б.н., с.н.с.; Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Журавлев Геннадий Иванович, к.б.н., с.н.с.; Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  

Лаборатория механизмов рецепции
Выяснение механизмов биологического действия слабых магнитных полей и гипомагнитных условий

Руководитель коллектива – Вадим Викторович Новиков, д.б.н., ведущий научный сотрудник, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Фото Новиков

 

Основными научными проблемами, на которые направлена работа группы, являются: выяснение молекулярных механизмов биологического действия слабых магнитных полей и гипомагнитных условий; изучение механизмов магниторецепции, разработка научных основ для лечебного и профилактического применения нового класса магнитотерапевтической аппаратуры.

Используемые методы исследования

Методы активированной хемилюминесценции, методы флуоресцентной спектроскопии, методы конфокальной микроскопии.

Основные научные результаты

Определены параметры слабых и сверхслабых комбинированных постоянного и переменного магнитных полей (КМП), которые соответствуют частотам переменной моночастотной и/или поличастотной компоненты КМП при условии циклотронного резонанса для ионных форм молекул ряда заряженных в естественных условиях аминокислот, при соотношении величин ВПМП/BПеМП(амп) *500 - 1000 и индукции постоянной компоненты МП в диапазоне 20 - 100 мкТл. Показано, что воздействие КМП, с определенными параметрами, обладает выраженной биологической активностью: влияет на интенсивность деления и регенерации планарий; подавляет или тормозит развитие злокачественных новообразований у мышей; приводит к ослаблению белковой защиты молекул ДНК к действию ДНКазы 1; снижает функциональную активность ряда ферментов нуклеинового обмена (в том числе - обратных транскриптаз вируса Рауса и HIV-1) и резко ускоряет процессы спонтанного распада (гидролиза) белков и пептидов (в том числе амилоидного бета-протеина) на пептидные фрагменты.

В экспериментах на цельной крови млекопитающих и отдельных клеточных субпопуляциях (нейтрофилах) методами активированной хемилюминесценции и флуоресцентной спектроскопии показано усиление генерации свободных радикалов и других активных форм кислорода и хлора в результате действия КМП с очень слабой переменной составляющей (менее 1 мкТл). Зарегистрирован праймирующий эффект слабых КМП, который проявляется как более выраженное усиление хемилюминесценции суспензии нейтрофилов, после их предварительной обработки КМП, в ответ на введение бактериального пептида N-формил-Met-Leu-Phe или форболового эфира форбол-12-меристат-13-ацетата в присутствии люминола. Показано, что низкие концентрации хелатора внутриклеточного кальция BAPTA AM блокируют этот эффект слабых КМП. При этом уровень внеклеточного кальция практически не влияет на степень выраженности праймирования респираторного взрыва. Из этого следует, что как ключевой элемент механизма действия слабых КМП вероятен активированный выход ионов кальция в цитозоль из внутриклеточных депо.

Публикации (2010-2019 гг.)

  1. В.В. Новиков, В.О. Пономарев, Г.В. Новиков, В.В. Кувичкин, Е.В. Яблокова, Е.Е. Фесенко. Эффекты и молекулярные механизмы биологического действия слабых и сверхслабых магнитных полей // Биофизика. - 2010.- Т. 55. - В. 4, С. 631-639. DOI: 10.1134/S0006350910040081
  2. В.В. Новиков, Е.В. Яблокова, Е.Е. Фесенко. Действие комбинированных магнитных полей с очень слабой переменной низкочастотной компонентой на люминолзависимую хемилюминесценцию крови млекопитающих // Биофизика, 2015,  том 60,  вып. 3, c. 530–533. DOI: 10.1134/S0006350915030124.
  3. В.В. Новиков, Е.В. Яблокова, Е.Е. Фесенко. Праймирование респираторного взрыва у нейтрофилов in vitro при действии слабых комбинированных постоянного и низкочастотного переменного магнитных полей // Биофизика. 2016. 61(3): 510–515. DOI: 10.1134/S000635091603012X
  4. В.В. Новиков, Е.В. Яблокова, Е.Е. Фесенко. Роль гидроксильных радикалов и ионов кальция в праймировании респираторного взрыва в нейтрофилах и усилении люминол-зависимой хемилюминесценции крови при действии комбинированных магнитных полей с очень слабой переменной низкочастотной компонентой // Биофизика, 2017, Том 62, № 3, стр. 547–551. DOI: 10.1134/S0006350917030149.
  5. Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Роль кислорода в прайминге нейтрофилов при действии слабого магнитного поля. Биофизика, 2018, том 63, № 2, с. 277–281.
  6. Новиков В.В., Яблокова Е.В., Фесенко Е.Е. Влияние «нулевого» магнитного поля на продукцию активных форм кислорода в нейтрофилах. Биофизика, 2018, том 63, № 3, с. 484-488.
  7. Novoselova E.G., Novikov V.V., Lunin S.M., Glushkova O.V., Novoselova T.V., Parfenyuk S.B., Novoselov S.V., Khrenov M.O., Fesenko E.E. Effects of low-level combined static and weak low-frequency alternating magnetic fields on cytokine production and tumor development in mice.  Electromagn. Biol. Med., 2018, doi. org/ 10.1080/15368378.2018.1545667
  8. Новиков В.В., Яблокова Е.В., Новикова Н.И., Фесенко Е.Е. Влияние различных химических агентов на прайминг нейтрофилов в слабых комбинированных магнитных полях // Биофизика, 2019, Том 64, № 2, стр. 290–295. DOI: 10.1134/S000630291902008X
  9. Новиков В.В., Яблокова Е.В., Валеева Э.Р., Фесенко Е.Е. К вопросу о молекулярных механизмах действия «нулевого» магнитного поля на продукцию активных форм кислорода в неактивированных нейтрофилах // Биофизика, 2019, том 64, № 4 , с. 720-725.  DOI: 10.1134/S0006302919040100

Состав коллектива, контакты

Фото Яблокова

 

Яблокова Елена Владиславовна, научный сотрудник, кандидат химических наук, область научных интересов: Свободные радикалы, активные формы кислорода, хемилюминесценция, определение продукции свободных радикалов клетками крови методом активированной хемилюминесценции в различных магнитных условиях e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Фото Шаев

 

Шаев Игорь Александрович, аспирант