АНТИМИКРОБНЫЕ ПЕПТИДЫ В РЕАЛИЗАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ЗАЩИТНЫХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Катионные антимикробные пептиды (АМП) фагоцитов и клеток барьерных эпителиев являются одними из ключевых молекул врожденного иммунитета, обеспечивающих противоинфекционную защиту организма. Однако известно, что кроме антимикробного действия АМП проявляют и широкий спектр эффектов в отношении собственных клеток организма. Это дает основание рассматривать данные пептиды не только как антимикробные, но и как возможные биомодуляторные соединения. В обзоре рассматриваются различные виды биологической активности АМП, принадлежащих к разным структурным классам, в том числе пептидов, впервые выделенных авторами из лейкоцитов животных (протегринов, бактенецинов ChBac5, ChBac3.4). АМП обладают высокой антимикробной, липополисахарид-связывающей активностью, ряд пептидов проявляет цитотоксическую активность в отношении опухолевых и нормальных клеток человека in vitro, некоторые пептиды оказывают ранозаживляющее действие. АМП из семейства дефенсинов обладают кортикостатической активностью: ингибируют стимулированный адренокортикотропным гормоном стероидогенез в клетках коркового слоя надпочечников in vitro, а также, как показано авторами, дефенсины и протегрин 3 снижают индуцированное адренокортикотропным гормоном или стрессом повышение уровня кортикостерона в крови экспериментальных животных. Описанные в литературе и полученные авторами данные свидетельствуют в пользу концепции АМП как многофункциональных молекул, участвующих во взаимодействии систем врожденного и приобретенного иммунитета, а также иммунной и нейроэндокринной систем.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ольга Валерьевна Шамова

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины СЗО РАМН; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: oshamova@yandex.ru
Санкт-Петербург, Россия

Д С Орлов

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины СЗО РАМН; Санкт-Петербургский государственный университет

Санкт-Петербург, Россия

В Н Кокряков

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины СЗО РАМН; Санкт-Петербургский государственный университет

Санкт-Петербург, Россия

Е А Корнева

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины СЗО РАМН; Санкт-Петербургский государственный университет

академик РАМН Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Пигаревский В. Е. Зернистые лейкоциты и их свойства.- М.: Медицина, 1978.- 128 с.
  2. Маянский А. Н., Маянский Д. Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге.- Новосибирск: Наука, 1989.- 344 с.
  3. Корнева Е. А. Введение в иммунофизиологию.- СПб.: ЭЛСБИ-СПб, 2003.- 48 с.
  4. Кокряков В. Н. Очерки о врожденном иммунитете.- СПб.: Наука, 2006.- 261 c.
  5. Черешнева М. В., Черешнев В. А. Иммунологические механизмы локального воспаления // Медицинская иммунология.- 2011.-Т. 13, № 6.- С. 557-568.
  6. Klebanoff S., Clark R. The neutrophil: function and clinical disorder.- Amsterdam: North Holland, 1978.- 810 p.
  7. Lehrer R., Lu W. а-Defensins in human innate immunity // Immunol. Rev.- 2012.- Vol. 245.- P. 84-112.
  8. Hancock R. E., Nijnik A., Philpott D. J. Modulating immunity as a therapy for bacterial infections // Nat Rev Microbiol.- 2012.- Vol. 10, №. 4.- P. 243-254.
  9. Lehrer R., Ganz T., Selsted M., Babior B. et al. Neutrophils and host defense // Ann Intern Med.- 1988.- Vol. 109, № 2.- P. 127-142.
  10. Zasloff M. Magainins, a class of antimicrobial peptides from Xenopus skin: isolation, characterization of two active forms and partial cDNA sequence of a precursor // Proc. Nat. Acad. Sci. USA.- 1985.- Vol. 84.- P. 5449-5453.
  11. Boman H. G., Faye I., Gudmundsson G. H. et al. Cell-free immunity in Cecropia. A model system for antibacterial proteins // Eur. J. Biochem.- 1991.- Vol. 201.- P. 23-31.
  12. Lehrer R., Lichtenstein A., Ganz T. Defensins: antimicrobial and cytotoxic peptides of mammalian cells // Annu. Rev. Immunol.- 1993.-Vol. 11.- P. 105-128.
  13. Ouellette A., Lualdi J. A novel mouse gene family coding for cationic, cysteine-rich peptides. Regulation in small intestine and cells of myeloid origin // J. Biol. Chem.- 1990.- Vol. 265.- P. 9831-9837.
  14. McCray P. Jr, Bentley L. Human airway epithelia express a beta-defensin // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.- 1997.- Vol. 16.- P. 343-349.
  15. Tang Y., Yuan J., Osapay G., Osapay K. et al. A cyclic antimicrobial peptide produced in primate leukocytes by the ligation of two truncated alpha-defensins // Science.- 1999.- Vol. 5439.- P. 498-502.
  16. Leonova L., Kokryakov V., Aleshina G. et al. Circular minidefensins and posttranslational generation of molecular diversity // J. Leukoc. Biol.-2001.- Vol. 70.- P. 461-464.
  17. Zanetti M., Gennaro R., Romeo D. Cathelicidins: a novel protein family with a common proregion and a variable C-terminal antimicrobial domain // FEBS Lett.- 1995.- Vol. 374.- P. 1-5.
  18. Kopitar M., Ritonja A., Popovic T. et al. A new type of low-molecular mass cysteine proteinase inhibitor from pig leukocytes // Biol Chem Hoppe-Seyler.- 1989.- Vol. 370.- P. 1145-1151.
  19. Zanetti M. Cathelicidins, multifunctional peptides of the innate immunity // J. of Leukocyte Biology.- 2004.- Vol. 75.- P. 39-47.
  20. Huang H., Ross C., Blecha F. Chemoattractant properties of PR-39, a neutrophil antibacterial peptide // J. Leukoc. Biol.- 1997.- Vol. 61.-P. 624-629.
  21. Biragyn A., Surenhu M., Yang D. et al. Mediators of innate immunity that target immature, but not mature, dendritic cells induce antitumor immunity when genetically fused with nonimmunogenic tumor antigens // J. Immunol.- 2001.- Vol. 167.- P. 6644-6653.
  22. Territo M., Ganz T., Selsted M., Lehrer R. Monocyte-chemotactic activity of defensins from human neutrophils // J. Clin. Invest.- 1989.-Vol. 84.- P. 2017-2020.
  23. Li J., Post M., Volk R. et al. PR39, a peptide regulator of angiogenesis // Nat. Med.- 2000.- Vol. 6.- P. 49-55.
  24. Tkachenko S., Kokryakov V., Ashmarin I., Kubatiev A. Antimicribial proteins of neutrophils as regulates of platelet activity // Int. J. Immunotherapy.- 1994.- Vol. 10.- P. 159-162.
  25. Hancock R., Chapple D. Peptide antibiotics // Antimicrobials Agents and Chemotherapy.- 1999.- Vol. 43.- P. 1317-1323.
  26. Perregaux D., Bhavsar K., Contillo L. et al. Antimicrobial peptides initiate IL-1 beta posttranslational processing: a novel role beyond innate immunity // J. Immunol.- 2002.- Vol. 168.- P. 3024-3032.
  27. Zhu Q., Hu K., Mulay S. Isolation and structure of corticostatin peptides from rabbit fetal and adult lung // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1988.- Vol. 85.- P. 592-596.
  28. Jenssen H., Hamill P., Hancock R. Peptide Antimicrobial Agents // Clinical Microbiology Reviews.- 2006.- Vol.- 19. P. 491-511.
  29. Nijnik A., Hancock R. Host defence peptides: antimicrobial and immunomodulatory activity and potential applications for tackling antibiotic-resistant infections // Emerg. Health Threats J.- 2009.- Vol. 2.- e1.doi: 10.3134/ehtj.09.001.
  30. Mechkarska M., Ahmed E., Coquet L. et al. Antimicrobial peptides with therapeutic potential from skin secretions of the Marsabit clawed frog Xenopus borealis (Pipidae) // Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol.- 2010.- Vol. 152, №. 4.- P. 467-472.
  31. Wang J., Wong E., Whitley J. et al. Ancient antimicrobial peptides kill antibiotic-resistant pathogens: Australian mammals provide new options // PLoS One.- 2011.- Vol. 6, № 8.- e24030.
  32. Kokryakov V., Harwig K., Panyutich E. et al. Protegrins: leicocyte amtimicrobial peptides combine features of corticostatic defensins and tachyplesins // FEBS Lett.- 1993.- Vol. 327.- P. 231-236.
  33. Shamova O., Orlov D., Stegemann C. et al. ChBac3. 4: A novel proline-rich antimicrobial peptide from goat leukocytes // International Journal of Peptide Research and Therapeutics.- 2009.- Vol. 15, № 1.- P. 31-35.
  34. Kragol G., Lovas S., Varadi G. et al. The antibacterial peptide pyrrhocoricin inhibits the ATPase actions of DnaK and prevents chaperone-assisted protein folding // Biochemistry.- 2001.- Vol. 40.- P. 3016-3026.
  35. Liu S., Zhou L., Lakshminarayanan R., Beuerman R. W. Multivalent Antimicrobial Peptides as Therapeutics: Design Principles and Structural Diversities // Int J Pept Res Ther.- 2010.- Vol. 16.- P. 199-213.
  36. Gennaro R., Zanetti M., Benincasa M. et al. Pro-rich Antimicrobial Peptides from Animals: Structure, Biological Functions and Mechanism of Action // Current Pharmaceutical Design.- 2002.- Vol. 8.- P. 763-778.
  37. Albrecht M. T., Wang W., Shamova O. et al. Binding of protegrin-1 to Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia // Respiratory Research.- 2002.- Vol. 3. № 1 (18).- http://respiratory-research. com/content/pdf/RR-3-1-18.
  38. Gunn J., McCoy A., Tran L. et al. Identification and characterization of Burkholderia cepacia mutants sensitive to antimicrobial peptides // abstr A92. p. 22 In Abstracts of the American Society for Microbiology: 101st General Meeting.- 2001.- abst. r A92:22.
  39. Lichtenstein A., Ganz T., Selsted M. E., Lehrer R. I. In vitro tumor cell cytolysis mediated by peptide defensins of human and rabbit granulocytes // Blood.- 1986.- Vol. 68.- P. 1407-1410.
  40. McKeown S., Lundy F., Nelson J. et al. The cytotoxic effects of human neutrophil peptide-1 (HNP-1) and lactoferrin on oral squamous cell carcinoma (OSCC) in vitro // Oral Oicol.- 2006.- Vol. 42.- P. 685-690.
  41. Okrent D., Lichtenstein A., Ganz T. Direct cytotoxicity of polymorphonuclear leukocyte granule proteins to human lung-derived cells and endothelial cells // Am Rev Respir Dis.- 1990.- Vol. 141, № 1.- P. 179-185.
  42. Radermacher S. W., Schoop V. M., Schluesener H. J. Bactenecin, a leukocytic antimicrobial peptide, is cytotoxic to neuronal and glial cells // J. Neurosci Res.- 1993.- Vol. 36, №. 6.- P. 657-662.
  43. Risso A., Braidot E., Sordano M. et al. BMAP-28, an antibiotic peptide of innate immunity, induces cell death through opening of the mitochondrial permeability transition pore // Mol. Cell Biol.- 2002.- Vol. 22.- P. 1926-1935.
  44. Okumura K., Itoh A., Isogai E. et al. C-terminal domain of human CAP18 antimicrobial peptide induces apoptosis in oral squamous cell carcinoma SAS-H1 cells // Cancer Lett.- 2004.- Vol. 212.- P. 185-194.
  45. Hui L., Leung K., Chen H. M. The combined effects of antibacterial peptide cecropin A and anti-cancer agents on leukemia cells // Anticancer Res.- 2002.- Vol. 22.- P. 2811-2816.
  46. Ghavami S., Asoodeh A., Klonisch T. et al. Brevinin-2R(1) semi-selectively kills cancer cells by a distinct mechanism, which involves the lysosomal-mitochondrial death pathway // J. Cell. Mol. Med.- 2008.- Vol. 12.- P. 1005-1022.
  47. Lehmann J., Retz M., Sidhu S. et al. Antitumor activity of the antimicrobial peptide magainin II against bladder cancer cell lines // Eur Urol.- 2006.- Vol. 50.- P. 141-147.
  48. Kaas Q., Westermann J., Henriques S. T., Craik D. J. Antimicrobial Peptides in Plants // In: Antimicrobial Peptides: Discovery, Design and Novel Therapeutic Strategies.- 2010.- 250 p.
  49. Al-Benna S., Shai Y., Jacobsen F., Steinstraesser L. Oncolytic activities of host defense peptides // Int. J. Mol. Sci.- 2011.- Vol. 12, № 11.-P. 8027-8051.
  50. Barlow P., Li Y., Wilkinson T., Bowdish D. et al. The human cationic host defense peptide LL-37 mediates contrasting effects on apoptotic pathways in different primary cells of the innate immune system // J. Leukoc. Biol.- 2006.- Vol. 80.- P. 509-520.
  51. Hoskin D., Ramamoorthy A. Studies on anticancer activities of antimicrobial peptides // Biochim Biophys Acta.- 2008.- Vol. 1778.-P. 357-375.
  52. Nagaoka I., Suzuki K., Murakami T. et al. Evaluation of the effect of a-defensin human neutrophil peptides on neutrophil apoptosis // Int. J. Mol. Med.- 2010.- Vol. 26.- P. 925-934.
  53. Ramanathan B., Wu H., Ross C., Blecha F. PR-39, a porcine antimicrobial peptide, inhibits apoptosis: involvement of caspase-3 // Dev. Comp. Immunol.- 2004.- Vol. 28.- P. 163-169.
  54. Шамова О. В., Сакута Г. А, Орлов Д. С. и др. Действие антимикробных пептидов из нейтрофильных гранулоцитов на опухолевые и нормальные клетки в культуре // Цитология.- 2007.- Т. 49, № 12.- C. 1000-1010.
  55. Шамова О. В., Орлов Д. С., Пазина Т. Ю. и др. Изучение молекулярно-клеточных основ цитотоксического действия антимикробных пептидов на опухолевые клетки // Фундаментальные исследования.- 2012.- № 5 (часть 1).- С. 207-212.
  56. Panyutich A., Hiemstra P., van Wetering S., Ganz T. Human neutrophil defensin and serpins form complexes and inactivate each other // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol.- 1995.- Vol. 12, № 3.- P. 351-357.
  57. Шамова О. В., Орлов Д. С., Ямщикова Е. В., Кокряков В. Н. Изучение взаимодействия антимикробных пептидов с белками из семейства ингибиторов сериновых протеиназ // Фундаментальные исследования.- 2011.- № 9.- C. 344-348.
  58. Шамова О. В., Орлов Д. С., Кокряков В. Н. Эффекты антимикробных пептидов нейтрофильных гранулоцитов на функциональную активность спленоцитов // Сборник тезисов III Международной научно-практической конференции «Новые концепции механизмов воспаления, аутоиммунного ответа и развития опухоли». 17-19 мая.-Казань, 2012.- C. 108-109.
  59. Murphy C., Foster B., Mannis M. et al. Defensins are mitogenic for epithelial cells and fibroblasts // J. Cell Physiol.- 1993.- Vol. 155.-P. 408-413.
  60. Otte J. M., Werner I., Brand S. et al. Human beta defensin 2 promotes intestinal wound healing in vitro // J. Cell Biochem.- 2008.- Vol. 104, № 6.- P. 2286-2297.
  61. Chan Y., Gallo R. PR-39, a syndecan-inducing antimicrobial peptide, binds and affects p130(Cas) // J. Biol. Chem.- 1998.- Vol. 273.-P. 28978-28985.
  62. Ямщикова Е. В., Орлов Д. С., Пазина Т. Ю. и др. Влияние антимикробного пептида бактенецина 5 и его укороченных фрагментов на пролиферацию фибробластов кожи человека, и на процесс заживления ран у экспериментальных животных // Современные проблемы науки и образования.- 2012.- № 3.- URL: www. science-education. ru/103-6127.
  63. Кудряшов Б. А., Ляпина Л. А., Мазинг Ю. А. и др. Действие дефенсина на процесс заживления асептической кожной раны и на проницаемость кровеносных сосудов // Бюл. экспер. биол. мед.- 1990.- Т. 59, № 4.- С. 391-393.
  64. Heilborn J. D., Nilsson M. F., Kratz G. et al. The cathelicidin anti-microbial peptide LL-37 is involved in re-epithelialization of human skin wounds and is lacking in chronic ulcer epithelium // J. Invest. Dermatol.- 2003.- Vol. 120.- P. 379-389.
  65. Yang D., Chen Q., Chertov O., Oppenheim J. J. Human neutrophil defensins selectively chemoattract naive T and immature dendritic cells // J. Leukoc Biol.- 2000.- Vol. 68.- P. 9-14.
  66. Yang D., Chertov O., Bykovskaia S. et al. Beta-defensins: linking innate and adaptive immunity through dendritic and T cell CCR6 // Science.- 1999.- Vol. 286.- P. 525-528.
  67. Rohrl J., Yang D., Oppenheim J., Hehlgans T. Human beta-defensin 2 and 3 and their mouse orthologs induce chemotaxis through interaction with CCR2 // J. Immunol.- 2010.- Vol. 184.- P. 6688-6694.
  68. Chaly Y., Paleolog E., Kolesnikova T. et al. Neutrophil alpha-defensin human neutrophil peptide modulates cytokine production in human monocytes and adhesion molecule expression in endothelial cells // Eur. Cytokine Netw.- 2000.- Vol. 11.- P. 257-266.
  69. Niyonsaba F., Ushio H., Nakano N. et al. Antimicrobial peptides human beta-defensins stimulate epidermal keratinocyte migration, proliferation and production of proinflammatory cytokines and chemokines // J. Invest. Dermatol.- 2007.- Vol. 127, № 3.- P. 594-604.
  70. De Y., Chen Q., Schmidt A. P., Anderson G. et al. LL-37, the neutrophil granule- and epithelial cell-derived cathelicidin, utilizes formyl peptide receptor-like 1 (FPRL1) as a receptor to chemoattract human peripheral blood neutrophils, monocytes, and T cells // J. Exp. Med.- 2000.-Vol. 192.- P. 1069-1074.
  71. Bowdish D., Davidson D., Lau Y. et al. Impact of LL-37 on anti-infective immunity // J. Leukoc. Biol.- 2005.- Vol. 77.- P. 451-459.
  72. Niyonsaba F., Someya A., Hirata M. et al. Evaluation of the effects of peptide antibiotics human beta-defensins- 1/-2 and LL-37 on histamine release and prostaglandin D(2) production from mast cells // Eur. J. Immunol.- 2001.- Vol. 31.- P. 1066-1075.
  73. Niyonsaba F., Iwabuchi K., Matsuda H. et al. Epithelial cell-derived human beta-defensin-2 acts as a chemotaxin for mast cells through a pertussis toxin-sensitive and phospholipase C-dependent pathway // Int. Immunol.- 2002.- Vol. 14.- P. 421-426.
  74. Yoshioka M., Fucuishi N., Kubo Y. et al. Human Cathelicidin CAP18/LL-37 Changes Mast Cell Function toward Innate Immunity // Biol. Pharm. Bull.- 2008.- Vol. 31, № 2.- P. 212-216.
  75. Lai Y., Gallo R. L. AMPed up immunity: how antimicrobial peptides have multiple roles in immune defense // Trends Immunol.- 2009.-Vol. 30.- P. 131-141.
  76. Wuerth K., Hancock R. E. W. New insights into cathelicidin modulation of adaptive Immunity // Eur. J. Immunol.- 2011.- Vol. 41.-P. 2817-2819.
  77. Davidson D. J., Currie A. J., Reid G. S. The cationic antimicrobial peptide LL-37 modulates dendritic cell differentiation and dendritic cell-induced T cell polarization // J. of Immunology.- 2004.- Vol. 172, № 2.- P. 1146-1156.
  78. Presicce P., Giannelli S., Taddeo A. et al. Human defensins activate monocyte-derived dendritic cells, promote the production of proinflammatory cytokines, and up-regulate the surface expression of CD91 // J. Leukoc Biol.- 2009.- Vol. 86, № 4.- P. 941-948.
  79. Mookherjee N., Brown K., Bowdish D. et al. Modulation of the TLR-mediated inflammatory response by the endogenous human host defense peptide LL-37 // J. Immunol.- 2006.- Vol. 176, № 4.- P. 2455-2464.
  80. Solomon S. Corticostatins // Trends Endocrinol Metab.- 1993.- Vol. 4, № 8.- Р. 260-264.
  81. Tominaga T., Fukata J., Hayashi Y. et al. Distribution and characterization of immunoreactive corticostatin in the hypothalamic-pituitary-adrenal axis // Endocrinology.- 1992.- Vol. 130, № 3.- P. 1593-1598.
  82. Шамова О. В., Лесникова М. П., Кокряков В. Н. и др. ДеИствие дефенсинов на уровень кортикостерона в крови и иммунный ответ при стрессе // Бюл. экспер. биол. мед.- 1993.- Т. 115, № 6.- C. 646-649.
  83. Шамова О. В., Орлов Д. С., Лесникова М. П. и др. Отмена дефенсином иммуносупрессии, обусловленной стрессом или введением высоких доз гидрокортизона // Успехи физиол. наук.- 1995.- № 1.- С. 113-114.
  84. Фомичева Е. А., Пиванович И. Ю., Шамова О. В., Немирович-Данченко Е. А. Глюкокортикоидные гормоны в реализации иммуномодулирующего деИствия дефенсинов // РоссиИскиИ физиол. журн. им. Сеченова.- 2002.- Т. 88, № 4.- С. 496-502.
  85. Korneva E. A., Rybakina E. G., Kokryakov V. N. et al. Interleukin 1β and defensins in thermoregulation, stress and immunity // Annals of NY Acad. Sci.- 1997.- Vol. 81.- Р. 465-474.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Шамова О.В., Орлов Д.С., Кокряков В.Н., Корнева Е.А., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах