Molekulyarnaya Meditsina (Molecular medicine)Molekulyarnaya Meditsina (Molecular medicine)Молекулярная медицина1728-29182499-9490Russkiy Vrach Publishing House11352810.29296/24999490-2021-06-04ArticlesСтатьиResearch ArticleThe influence of L-amino acids on the viability of neuroendocrine PC 12 cells lineВлияние L-аминокислот на жизнеспособность нейроэндокринных клеток линии PC12LinkovaNatalia SergeevnaЛиньковаНаталья Сергеевна

doctor of biological sciences, associate professor, the head of the laboratory of Molecular mechanisms of aging of Biogerontology department; geriatrics and anti-age medicine; senior researcher of the laboratory “Problems of aging”

доктор биологических наук, доцент, заведующая лабораторией молекулярных механизмов старения отдела биогеронтологии; профессор кафедры терапии, гериатрии и антивозрастной медицины; ведущий научный сотрудник лаборатории

miayy@yandex.ruChalisovaNatalia IosifovnaЧалисоваНаталья Иосифовна

Doctor of biological sciences, рrofessor, senior researcher; senior researcher of the laboratory of Oncogerontology of Biogerontology department

доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник; едущий научный сотрудник лаборатории онкогеронтологии отдела биогеронтологии

ni_chalisova@mail.ruRyzhakGalina Anatol’evnaРыжакГалина Анатольевна

Doctor of medical sciences, рrofessor, associate Director

заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора

galina@gerontology.ruGutopEkaterina OlegovnaГутопЕкатерина Олеговна

MD, PhD, senior researcher of the laboratory of Molecular mechanisms of aging of Biogerontology department

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов старения отдела биогеронтологии

mgutop@mail.ruIvkoOleg MichailovichИвкоОлег Михайлович

MD, PhD, senior researcher of the laboratory of Molecular mechanisms of aging of Biogerontology department

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярных механизмов старения отдела биогеронтологии

oleg.ivko@gmail.comSaint Petersburg Institute of Bioregulation and GerontologyСанкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологииPavlov Institute of Physiology, Russian Academy of SciencesАкадемия постдипломного образования ФГБУ ФНКЦ ФМБА РоссииAcademy of postgraduate education under FSBU FSCC of FMBA of RussiaБелгородский национальный исследовательский государственный университетBelgorod State UniversityФГБУН «Институт физиологии им. И.П. Павлова» РАН15062021196VOL 19, NO6 (2021)ТОМ 19, №6 (2021)273018112022Copyright ©; 2021, Russkiy Vrach Publishing HouseCopyright ©; 2021, ИД "Русский врач"2021Russkiy Vrach Publishing HouseИД "Русский врач"https://journals.eco-vector.com/1728-2918/article/view/113528

Introduction. It was shown, that L-amino acids can take part in regulation of the main physiological processes. Various combination of L-amino acids takin into account of its biological activity can apply for peptide drugs synthesis for target therapy of social significant diseases. The aim. Estimation of the influence of 20L-amino acids on the viability of PC12 cell line. Methods. The investigation was based on MTT test applying for viability estimation of PC12 cell line. Results. Methionine, arginine, asparagine, glutamic acid and histidine increased the viability of PC12 cell line on 54, 56, 51, 63 and 27% accordingly. Conclusion. The molecular mechanism of histidine and arginine activity can be connected with epigenetic genes regulation of cell metabolism. Previously it was shown that 5 amino acids stimulated nerve and pancreatic tissues grown in various aged animals. It can be constructed short peptides on the base of methionine, arginine, asparagine, glutamic acid and histidine. These peptides can be perspectives substances for prevention and therapy age-related neuroendocrine pathology.

Введение. Известно, что L-аминокислоты могут участвовать в регуляции основных физиологических процессов. Различные сочетания L-аминокислот с учетом их биологической активности используют для синтеза лекарственных препаратов на основе пептидов, применяемых для таргетной терапии социально значимых заболеваний. Цель исследования. Оценить влияние 20 L-аминокислот на жизнеспособность нейроэндокринных клеток линии РС12. Методы. В работе с помощью МТТ-теста оценивали жизнеспособность клеток линии РС12. Результаты. Метионин, аргинин, аспарагин, глутамин и гистидин повышали жизнеспособность клеток линии РС12 соответственно на 54, 56, 51, 63 и 27%. Заключение. Молекулярный механизм действия гистидина и аргинина может быть связан с эпигенетической регуляцией экспрессии генов - регуляторов клеточного метаболизма. Ранее установлено, что эти аминокислоты стимулируют рост клеток нервной и панкреатической тканей у животных разного возраста. На основе метионина, аргинина, аспарагина, глутамина и гистидина могут быть сконструированы короткие пептиды, предназначенные для профилактики и лечения ассоциированной с возрастом нейроэндокринной патологии.

L-amino acidsneuroendocrine cellsepigenetic regulationpeptidesL-аминокислотынейроэндокринные клеткиэпигенетическая регуляцияпептидыKhavinson V., Linkova N., Diatlova A., Trofimova S. Peptide regulation of cell differentiation. Stem Cell Reviews and Reports. 2020; 16: 118-25. https://doi.org/10.1007/s12015-019-09938-8.Khavinson V., Diomede F., Mironova E., Linkova N., Trofimova S., Trubiani O., Caputi S., Sinjari B. AEDG Peptide (Epitalon) stimulates gene expression and protein synthesis during neurogenesis: possible epigenetic mechanism. Molecules. 2020; 25 (3): 1-17. https://doi.org/10.3390/molecules25030609.Khavinson V., Linkova N., Kozhevnikova E., Trofimova S. EDR peptide: possible mechanism of gene expression and protein synthesis regulation involved in the pathogenesis of Alzheimer's disease. Molecules. Special Issue «Peptide Therapeutics 2.0». 2021; 26 (1): 1-16. https://doi.org/10.3390/molecules26010159.Khavinson V., Linkova N., Dyatlova A., Kuznik B., Umnov R. Peptides: prospects for use in the treatment of COVID-19. Molecules. Special Issue «Peptide Therapeutics 2.0». 2020; 25 (10). 4389. https://doi.org/10.3390/molecules25194389.Bonfili L., Cecarini V., Cuccioloni M., Angeletti M., Flati V., Corsetti G., Pasini E., Dioguardi F.S., Eleuteri A.M. Essential amino acid mixtures drive cancer cells to apoptosis through proteasome inhibition and autophagy activation. FEBS. 2017; 284 (11): 1726-37. https://doi.org/10.1111/febs.14081.Kimura M., Ogihara M. Effects of branchedchain amino acids on DNA synthesis and proliferation in primary cultures of adult rat hepatocytes. Eur. J. Pharmacol. 2005; 510 (3): 167-80. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2005.01.011.Bolam J.P., Ellender T.J. Histamine and the striatum. Neuropharmacology. 2016; 106: 74-84. htt-ps://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2015.08.013Cruzat V., Macedo M., Rogero K., Noel Keane N., Curi R., Newsholme P. Glutamine: metabolism and immune function, supplementation and clinical translation. Nutrients. 2018; 10 (1): 1564. https://doi.org/10.3390/nu10111564Chalisova N.I., Koncevaya E.A., Linkova N.S., Pronyaeva V.E., Cherviakova N.A., Umnov R.S., Benberin V.V., Khavinson VKh. Biological activity of amino acids in organotypic tissue cultures. Bull. Exp. Biol. Med. 2013; 155 (4): 581-5. https://doi.org/10.1007/s10517-013-2200-7Chalisova N.I., Kontzevaya E.A., Voitzekhovskaya M.A., Komashnya A.V Regulating effect of coded amino acids on basic cellular processes of young and old animals. Advances in Gerontology. 2011; 24 (2): 189-97Чалисова Н.И., Камышев Н.Г., Лопатина Н.Г, Концевая Е.А., Уртьева С.А., Уртьева ТА. Влияние кодируемых аминокислот на ассоциативное обучение медоносной пчелы. Apis Mellifera. Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2011; 46 (6): 516-8Хавинсон В.Х., Чалисова Н.И., Линькова Н.С., Халимов Р.И., Ничик ТЕ. Зависимость тканеспецифического действия пептидов от их количественного аминокислотного состава. Фундаментальные исследования. 2015; 2: 497-503.Koncevaya E.A., Linkova N.S., Chalisova N.I., Dudkov A.V, Sinyachkin D.A. Effect of amino acids on expression of signal molecules in organotypic culture of the spleen. Bull. Exp. Biol. Med. 2012; 153 (4): 573-6. https://doi.org/10.1007/s10517-012-1769-6.Wu C., Zhao W., Yu J., Li S., Lin L., Chen X. Induction of ferroptosis and mitochondrial dysfunction by oxidative stress in PC12 cells. Sci Rep. 2018; 8 (1): 574. https://doi.org/10.1038/s41598-017-18935-1.Tian J.S., Liu S.B., He X.Y., Xiang H., Chen J.L., Gao Y, Zhou Y.Z., Qin X.M. Metabolomics studies on corticosterone-induced PC12 cells: A strategy for evaluating an in vitro depression model and revealing the metabolic regulation mechanism. Neurotoxicol. Teratol. 2018; 69: 27-38. https://doi.org/10.1016/j.ntt.2018.07.002.Li L., Sun H.Y, Liu W., Zhao H.Y, Shao M.L. Silymarin protects against acrylamide-induced neurotoxicity via Nrf2 signalling in PC12 cells. Food Chem. Toxicol. 2017; 102: 93-101. https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.01.021.Hoffman M.M., Khrapov M.A., Cox J.C., Yao J., Tong L., Ellington A.D. AANT: the Amino Acid-Nucleotide Interaction Database. Nucleic Acids Res. 2004; 32: 174-81. https://doi.org/10.1093/nar/gkh128.