Нейротропные эффекты эндогенных соединений – компонентов тиронома в центральной нервной системе
- Авторы: Кудлай Д.А.1, Филимонов Д.А.2, Морозов В.В.3, Ищенко Р.В.2, Ересько А.Б.4, Трубникова Н.Н.2, Белоцерковская М.А.2, Кисиленко И.А.2, Носова И.Н.2
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)
- ФГБУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» Минздрава России
- ФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины» Сибирского отделения Российской академии наук
- Международная межправительственная научно-исследовательская организация «Объединенный институт ядерных исследований»
- Выпуск: Том 22, № 5 (2024)
- Страницы: 3-13
- Раздел: Обзоры
- URL: https://journals.eco-vector.com/1728-2918/article/view/642373
- DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2024-05-01
- ID: 642373
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Введение. В течение последних десятилетий накоплены данные о потенциальных цитопротекторных эффектах декарбоксилированных и дейодированных эндогенных соединений – метаболитов тиреоидных гормонов, составляющих тироном. Целью настоящего обзора является систематизация биологических эффектов компонентов тиронома в центральной нервной системе с позиции их возможной роли в качестве потенциальных нейропротекторов.
Материал и методы. Для анализа были выбраны англо- и русскоязычные полнотекстовые статьи из электронных баз PubMed, Mendeley, e-library с использованием запроса (thyroid OR thyroid hormone metabolite OR *-iodo-thyronamine OR thyronamine OR TAAR OR thyronome OR T0AM OR T1AM OR thyroacetic acid) AND (brain OR central nervous system OR CNS OR stroke OR neurodegenerat*). Глубина поиска составила 10 лет.
Результаты. В обзоре систематизированы наиболее важные нейротропные свойства 3-Т1АМ и других компонентов тиронома, включая их влияние на поведенческие эффекты, память, уровень болевого порога, процессы апоптоза, аутофагии и эксайтотоксической гибели нейронов, а также описана роль отдельных рецепторов и внутриклеточных путей передачи сигналов в реализации этих свойств.
Заключение. Компоненты тиронома, в частности, 3-Т1АМ, демонстрируют широкий спектр потенциальных нейропротективных свойств, а для его потенциального применения в клинике актуальным является поиск способов повышения локальной концентрации в головном мозге или проницаемости для гематоэнцефалического барьера, а также разработка более эффективных синтетических аналогов.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Дмитрий Анатольевич Кудлай
ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: dakudlay@generium.ru
ORCID iD: 0000-0003-1878-4467
доктор медицинских наук, член-корр. РАН, профессор кафедры фармакологии Института Фармации
Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2Дмитрий Алексеевич Филимонов
ФГБУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» Минздрава России
Email: dnmu@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4542-6860
доктор медицинских наук, заместитель директора по научной работе, заведующий отделом экспериментальной хирургии
Россия, 283045, Донецк, пр. Ленинский, д. 47Виталий Валерьевич Морозов
ФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины» Сибирского отделения Российской академии наук
Email: doctor.morozov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9810-5593
доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией экспериментальной и клинической медицины
Россия, 630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, д. 8Роман Викторович Ищенко
ФГБУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» Минздрава России
Email: ishenkorv@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-7999-8955
доктор медицинских наук, директор
Россия, 283045, Донецк, пр. Ленинский, д. 47Александр Борисович Ересько
Международная межправительственная научно-исследовательская организация «Объединенный институт ядерных исследований»
Email: a_eresko77@jinr.ru
ORCID iD: 0000-0002-3521-5314
кандидат химических наук, старший научный сотрудник НЕРА НЭОНИКС Лаборатории нейтронной физики
Россия, 141980, Дубна, ул. Жолио Кюри, д. 6Надежда Николаевна Трубникова
ФГБУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» Минздрава России
Email: orenaji3@bk.ru
ORCID iD: 0009-0002-3407-5927
заведующая лабораторией фундаментальных исследований отдела экспериментальной хирургии
Россия, 283045, Донецк, пр. Ленинский, д. 47Маргарита Андреевна Белоцерковская
ФГБУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» Минздрава России
Email: margarita-amb@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-3019-144X
младший научный сотрудник отдела экспериментальной хирургии
Россия, 283045, Донецк, пр. Ленинский, д. 47Ирина Александровна Кисиленко
ФГБУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» Минздрава России
Email: irinka.dn.15@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-6404-2930
младший научный сотрудник отдела экспериментальной хирургии
Россия, 283045, Донецк, пр. Ленинский, д. 47Инна Николаевна Носова
ФГБУ «Институт неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака» Минздрава России
Email: n_inna_n@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-4868-0345
младший научный сотрудник лаборатории фундаментальных исследований отдела экспериментальной хирургии
Россия, 283045, Донецк, пр. Ленинский, д. 47Список литературы
- Zucchi R., Rutigliano G., Saponaro F. Novel thyroid hormones. Endocrine. 2019; 66 (1): 95–104. doi: 10.1007/s12020-019-02018-4.
- Homuth G., Lietzow J., Schanze N., Golchert J., Köhrle J. Endocrine, Metabolic and Pharmacological Effects of Thyronamines (TAM), Thyroacetic Acids (TA) and Thyroid Hormone Metabolites (THM) – Evidence from in vitro, Cellular, Experimental Animal and Human Studies. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2020; 128 (6–07): 401–13. doi: 10.1055/a-1139-9200
- Филимонов Д.А., Ересько А.Б., Ракша Е.В., Трубникова Н.Н., Ищенко Р.В., Терещенко Д.А., Кисилинко И.А., Носова И.А. Антиоксидантные эффекты синтетического аналога тиронамина при экспериментальной ишемии головного мозга. Медицина экстремальных ситуаций. 2024; 1: 64–71. doi: 10.47183/mes.2024.003. [Filimonov D.A., Eresko A.B., Raksha E.V., Trubnikova N.N., Ishenko R.V., Tereshenko D.A., Kisilinko I.A., Nosova I.A. Antioksidantnye effekty sinteticheskogo analoga tironamina pri eksperimentalnoj ishemii golovnogo mozga. Medicina ekstremalnyh situacij. 2024; 1: 64–71. doi: 10.47183/mes.2024.003 (in Russian)]
- Bandini L., Sacripanti G., Borsò M., Tartaria M., Fogliaro M.P., Giannini G., Carnicelli V., Figuccia M.E., Verlotta S., De Antoni F., Zucchi R., Ghelardoni S. Exogenous 3-Iodothyronamine (T1AM) Can Affect Phosphorylation of Proteins Involved on Signal Transduction Pathways in In Vitro Models of Brain Cell Lines, but These Effects Are Not Strengthened by Its Catabolite, 3-Iodothyroacetic Acid (TA1). Life. 2022; 12: 1352. doi: 10.3390/life12091352
- Zucchi R., Rutigliano G., Saponaro F. Novel thyroid hormones. Endocrine. 2019; 66 (1): 95–104. doi: 10.1007/s12020-019-02018-4
- Chiellini G., Bellusci L., Sabatini M., Zucchi R. Thyronamines and analogues – the route from rediscovery to translational research on thyronergic amines. Mol. Cell Endocrinol. 2017; 458: 149–55. doi: 10.1016/j.mce.2017.01.002
- Rutigliano G., Bandini L., Sestito S., Chiellini G. 3-Iodothyronamine and Derivatives: New Allies Against Metabolic Syndrome? Int J. Mol. Sci. 2020; 21 (6): 2005. doi: 10.3390/ijms21062005
- Köhrle J., Biebermann H. 3-Iodothyronamine – A Thyroid Hormone Metabolite With Distinct Target Profiles and Mode of Action. Endocrine Reviews. 2019; 40 (2): 602–30. doi: 10.1210/er.2018-00182
- Zucchi R., Rutigliano G., Saponaro F. Novel thyroid hormones. Endocrine. 2019; 66 (1): 95–104. doi: 10.1007/s12020-019-02018-4
- Martin J.V., Sarkar P.K. Nongenomic roles of thyroid hormones and their derivatives in adult brain: are these compounds putative neurotransmitters? Front Endocrinol (Lausanne). 2023; 14: 1210540. doi: 10.3389/fendo.2023.1210540
- Musilli C., De Siena G., Manni M.E., Logli A., Landucci E., Zucchi R., Saba A., Donzelli R., Passani M.B., Provensi G., Raimondi L. Histamine Mediates Behavioural and Metabolic Effects of 3-Iodothyroacetic Acid, an Endogenous End Product of Thyroid Hormone Metabolism: A Novel Link between Thyroid and Histamine. Br. J. Pharmacol. 2014; 171: 3476–84. doi: 10.1111/bph.12697.
- Di Leo N., Moscato S., Borso’ M., Sestito S., Polini B., Bandini L., Grillone A., Battaglini M., Saba A., Mattii L., Ciofani G., Chiellini G. Delivery of Thyronamines (TAMs) to the Brain: A Preliminary Study. Molecules. 2021; 26 (6): 1616. doi: 10.3390/molecules26061616
- Huang S., Liu L., Tang X., Xie S., Li X., Kang X., Zhu S. Research progress on the role of hormones in ischemic stroke. Front Immunol. 2022; 13: 1062977. doi: 10.3389/fimmu.2022.1062977
- Panas H.N., Lynch L.J., Vallender E.J., Xie Z., Chen G.L., Lynn S.K., Scanlan T.S., Miller G.M. Normal thermoregulatory responses to 3-iodothyronamine, trace amines and amphetamine-like psychostimulants in trace amine associated receptor 1 knockout mice. J. Neurosci Res. 2010; 88: 1962–9. doi: 10.1002/jnr.22367
- Rutigliano G., Bertolini A., Grittani N., Frascarelli S., Carnicelli V., Ippolito C., Moscato S., Mattii L., Kusmic C., Saba A., Origlia N., Zucchi R. Effect of Combined Levothyroxine (L-T4) and 3-Iodothyronamine (T1AM) Supplementation on Memory and Adult Hippocampal Neurogenesis in a Mouse Model of Hypothyroidism. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24: 13845. doi: 10.3390/ijms241813845
- Underhill S.M., Hullihen P.D., Chen J., Fenollar-Ferrer C., Rizzo M.A., Ingram S.L., Amara S.G. Amphetamines signal through intracellular TAAR1 receptors coupled to Galpha13 and GalphaS in discrete subcellular domains. Mol. Psychiatry. 2021; 26: 1208–23. doi: 10.1038/s41380-019-0469-2
- Li ZM., Miller M., Gachkar S., Mittag J., Schriever SC., Pfluger PT., Schramm KW., De Angelis M. Determination of 3-iodothyronamine (3-T1AM) in mouse liver using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2021; 1165: 122553. doi: 10.1016/j.jchromb.2021.122553.
- Rutigliano G., Accorroni A., Zucchi R. The Case for TAAR1 as a Modulator of Central Nervous System Function. Front Pharmacol. 2018; 8: 987. doi: 10.3389/fphar.2017.00987
- Dinter J., Mühlhaus J., Jacobi SF., Wienchol CL., Cöster M., Meister J., Hoefig CS., Müller A., Köhrle J., Grüters A., Krude H., Mittag J., Schöneberg T., Kleinau G., Biebermann H. 3-iodothyronamine differentially modulates alpha-2A-adrenergic receptor-mediated signaling. J. Mol. Endocrinol. 2015; 54 (3): 205–16. doi: 10.1530/JME-15-0003.
- Braunig J., Mergler S., Jyrch S., Hoefig C.S., Rosowski M., Mittag J., Biebermann H., Khajavi N. 3-Iodothyronamine activates a set of membrane proteins in murine hypothalamic cell lines. Front Endocrinol (Lausanne). 2018; 9: 523. doi: 10.3389/fendo.2018.00523
- Rutigliano G., Zucchi R. Molecular Variants in Human Trace Amine-Associated Receptors and Their Implications in Mental and Metabolic Disorders. Cellular and Molecular Neurobiology. 2020; 40: 239–55. doi: 10.1007/s10571-019-00743-y
- Laurino A., De Siena G., Saba A., Chiellini G., Landucci E., Zucchi R., Raimondi L. In the brain of mice, 3-iodothyronamine (T1AM) is converted into 3-iodothyroacetic acid (TA1) and it is included within the signaling network connecting thyroid hormone metabolites with hisЕФЬine. Eur J. Pharmacol. 2015; 761: 130–4. doi: 10.1016/j.ejphar.2015.04.038
- Laurino A., Lucenteforte E., De Siena G., Raimondi L. The impact of scopolamine pretreatment on 3-iodothyronamine (T1AM) effects on memory and pain in mice. Horm Behav. 2017; 94: 93–6. doi: 10.1016/j.yhbeh.2017.07.003
- Bellusci L., Laurino A., Sabatini M., Sestito S., Lenzi P., Raimondi L., Rapposelli S., Biagioni F., Fornai F., Salvetti A., Rossi L., Zucchi R., Chiellini G. New Insights into the Potential Roles of 3-Iodothyronamine (T1AM) and Newly Developed Thyronamine-Like TAAR1 Agonists in Neuroprotection. Front Pharmacol. 2017; 8: 905. doi: 10.3389/fphar.2017.00905
- Zhang X., Mantas I., Alvarsson A., Yoshitake T., Shariatgorji M., Pereira M., Nilsson A., Kehr J., Andrén PE., Millan MJ., Chergui K., Svenningsson P. Striatal Tyrosine Hydroxylase Is Stimulated via TAAR1 by 3-Iodothyronamine, But Not by Tyramine or β-Phenylethylamine. Front Pharmacol. 2018; 9: 166. doi: 10.3389/fphar.2018.00166
- Lv J., Liao J., Tan W., Yang L., Shi X., Zhang H., Chen L., Wang S., Li Q. 3-Iodothyronamine Acting through an Anti-Apoptotic Mechanism Is Neuroprotective Against Spinal Cord Injury in Rats. Ann Clin Lab Sci. 2018; 48 (6): 736–42
- Landucci E., Gencarelli M., Mazzantini C., Laurino A., Pellegrini-Giampietro DE., Raimondi L. N-(3-Ethoxy-phenyl)-4-pyrrolidin-1-yl-3-trifluoromethyl-benzamide (EPPTB) prevents 3-iodothyronamine (T1AM)-induced neuroprotection against kainic acid toxicity. Neurochem Int. 2019; 129: 104460. doi: 10.1016/j.neuint.2019.05.004
- Bellusci L., Runfola M., Carnicelli V., Sestito S., Fulceri F., Santucci F., Lenzi P., Fornai F., Rapposelli S., Origlia N., Zucchi R., Chiellini G. Endogenous 3-Iodothyronamine (T1AM) and Synthetic Thyronamine-like Analog SG-2 Act as Novel Pleiotropic Neuroprotective Agents Through the Modulation of SIRT6. Molecules. 2020; 25 (5): 1054. doi: 10.3390/molecules25051054
- Accorroni A., Rutigliano G., Sabatini M., Frascarelli S., Borsò M., Novelli E., Bandini L., Ghelardoni S., Saba A., Zucchi R., Origlia N. Exogenous 3-Iodothyronamine Rescues the Entorhinal Cortex from β-Amyloid Toxicity. Thyroid. 2020; 30 (1): 147–60. doi: 10.1089/thy.2019.0255
- Tozzi F., Rutigliano G., Borsò M., Falcicchia C., Zucchi R., Origlia N. T1AM-TAAR1 signalling protects against OGD-induced synaptic dysfunction in the entorhinal cortex. Neurobiol Dis. 2021; 151: 105271. doi: 10.1016/j.nbd.2021.105271
- Polini B., Ricardi C., Bertolini A., Carnicelli V., Rutigliano G., Saponaro F., Zucchi R., Chiellini G. T1AM/TAAR1 System Reduces Inflammatory Response and β-Amyloid Toxicity in Human Microglial HMC3 Cell Line. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24 (14): 11569. doi: 10.3390/ijms241411569
- Sakanoue W., Yokoyama T., Hirakawa M., Maesawa S., Sato K., Saino T. 3-Iodothyronamine, a trace amine-associated receptor agonist, regulates intracellular Ca2+ increases via CaMK II through Epac2 in rat cerebral arterioles. Biomed Res. 2023; 44 (5): 219–32. doi: 10.2220/biomedres.44.219
- Kim B., Ko YH., Si J., Na J., Ortore G., Chiellini G., Kim JH. Thyroxine metabolite-derived 3-iodothyronamine (T1AM) and synthetic analogs as efficient suppressors of transthyretin amyloidosis. Comput Struct Biotechnol J. 2023; 21: 4717–28. doi: 10.1016/j.csbj.2023.09.028
- Minatohara K., Akiyoshi M., Okuno H. Role of Immediate-Early Genes in Synaptic Plasticity and Neuronal Ensembles Underlying the Memory Trace. Front Mol Neurosci. 2016; 8: 78. doi: 10.3389/fnmol.2015.00078
- Шляпина В.Л., Юртаева С.В., Рубцова М.П., Донцова О.А. На распутье: механизмы апоптоза и аутофагии в жизни и смерти клетки. Acta Naturae. 2021; 2 (49): 106–15. doi: 10.32607/actanaturae.11208. [Shljapina V.L., Jurtaeva S.V., Rubcova M.P., Doncova O.A. Na rasput’e: mehanizmy apoptoza i autofagii v zhizni i smerti kletki. Acta Naturae. 2021; 2 (49): 106–15 (in Russian)]
- Mputhia Z., Hone E., Tripathi T., Sargeant T., Martins R., Bharadwaj P. Autophagy Modulation as a Treatment of Amyloid Diseases. Molecules. 2019; 24 (18): 3372. doi: 10.3390/molecules24183372.
- Crino P.B. The mTOR signalling cascade: paving new roads to cure neurological disease. Nat Rev Neurol. 2016; 12 (7): 379–92. doi: 10.1038/nrneurol.2016.81
- Иваненко К.А., Прасолов В.С., Хабушева Э.Р. Транскрипционный фактор Sp1 в регуляции экспрессии генов, кодирующих компоненты сигнальных путей MAPK, JAK/STAT и PI3K/Akt. Молекулярная биология. 2022; 56 (5): 832–47. doi: 10.31857/S0026898422050081. [Ivanenko K.A., Prasolov V.S., Habusheva Je.R. Transkripcionnyj faktor Sp1 v reguljacii jekspressii genov, kodirujushhih komponenty signal’nyh putej MAPK, JAK/STAT i PI3K/Akt. Molekuljarnaja biologija. 2022; 56 (5): 832–47 (in Russian)]
- Deleyto-Seldas N., Efeyan A. The mTOR–Autophagy Axis and the Control of Metabolism. Front Cell Dev Biol. 2021; 9: 655731. doi: 10.3389/fcell.2021.655731
- Shao J., Yang X., Liu T., Zhang T., Xie Q.R., Xia W. Autophagy induction by SIRT6 is involved in oxidative stress-induced neuronal damage. Protein Cell. 2016; 7: 281–90. doi: 10.1007/s13238-016-0257-6
- Zhou H., Mo L., Huang N., Zou C., Li C., Lin M., Zhang B., Wei B., Li P., Si X., Chen J., Li W., Liu X., Hu B. 3-iodothyronamine inhibits apoptosis induced by myocardial ischemia reperfusion via the Akt/FoxO1 signaling pathway. Ann Transl Med. 2022; 10 (4): 168. doi: 10.21037/atm-21-7041
- Verma M., Lizama B.N., Chu C.T. Excitotoxicity, calcium and mitochondria: a triad in synaptic neurodegeneration. Transl Neurodegener. 2022; 11 (1): 3. doi: 10.1186/s40035-021-00278-7. PMID: 35078537; PMCID: PMC8788129.
- Docherty A., Emelifeonwu J., Andrews PJD. Hypothermia after traumatic brain injury. JAMA. 2018; 320 (21): 2204–6. doi: 10.1001/jama.2018.17121
- Huang S., Liu L., Tang X., Xie S., Li X., Kang X., Zhu S. Research progress on the role of hormones in ischemic stroke. Front Immunol. 2022; 13: 1062977. doi: 10.3389/fimmu.2022.1062977.
- Han Y., Han Z., Huang X., Li S., Jin G., Feng J., Wu D., Liu H. An injectable refrigerated hydrogel for inducing local hypothermia and neuroprotection against traumatic brain injury in mice. J. Nanobiotechnology. 2024; 22 (1): 251. doi: 10.1186/s12951-024-02454-z
Дополнительные файлы
