БИОХИМИЯ, 2023, том 88, вып. 1, с. 136 - 146

УДК 577.112

ВЛИЯНИЕ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ ПОРИНОВ

НАРУЖНОЙ МЕМБРАНЫ Yersinia pseudotuberculosis

НА ТКАНИ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА МЫШЕЙ

Л.С. Шевченко¹, О.Д. Новикова¹

¹ Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН им. Г.Б. Елякова,

690021 Владивосток, Россия

² Национальный научный центр морской биологии ДВО РАН им. А.В. Жирмунского,

690041 Владивосток, Россия; электронная почта: odd64@mail.ru

Поступила в редакцию 03.08.2022

После доработки 25.11.2022

Принята к публикации 20.12.2022

Обнаружено, что при однократной иммунизации мышей OmpF и OmpC поринами Yersinia

pseudotuberculosis на фоне нарастающего титра специфических антител в глубоких слоях коры го-

ловного мозга развиваются патологические изменения, характеризующиеся дистрофическими из-

менениями клеток. В нейронах при этом наблюдается повышенный уровень экспрессии каспазы 3,

что свидетельствует об индукции проапоптотических сигнальных путей. Полученные результаты

указывают на потенциальную способность неспецифических порообразующих белков наружной

мембраны грамотрицательных бактерий инициировать развитие дегенеративных изменений кле-

ток головного мозга.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Yersinia pseudotuberculosis, OmpF, OmpC порины, нейродегенерация, каспаза 3,

апоптоз.

DOI: 10.31857/S0320972523010104, EDN: PCTBZM

ВВЕДЕНИЕ

случаях у больных иерсиниозом или псевдо-

туберкулёзом формируются различные ауто-

Грамотрицательная бактерия Yersinia pseudo-

иммунные расстройства, такие как синдромы

tuberculosis (сем. Yersiniaceae) является энтеро-

Рейтера и Шегрена - Гужеро, болезни Крона,

патогеном для человека, вызывает острые же-

Грейвса - Базедова, а также хронические за-

лудочно-кишечные расстройства, такие как

болевания соединительной ткани, гломеруло-

энтероколит и мезентериальный лимфаденит.

нефрит, аутоиммунный гепатит, гемолитиче-

В случае повторной бактеримии у больных

ская анемия, воспаление сердечных оболочек,

псевдотуберкулёзом могут развиваться так

тромбоцитопения и другие патологии. Неко-

называемые вторично-очаговые формы забо-

торые авторы рассматривают подобные забо-

левания, которые характеризуются офтальмо-

левания как закономерные последствия иер-

логическими симптомами, такими как эпис-

синиозов [1-5]. В 40% случаях у переболевших

клерит, склерит, хориоретинит, симптомами

иерсиниозами отмечаются поражения нервной

поражения периферической нервной системы,

системы в виде серозного или гнойного менин-

а также возникновением реактивного артрита

гита, менингоэнцефалита, невралгий и болей

и коллагенозов [1, 2]. Есть данные, что в 9-25%

в пояснично-крестцовом отделе позвоночника

случаях при наличии генетической предрас-

[6-8]. Описан случай развития острой энцефа-

положенности или различных факторов риска

лопатии у пациента с серологически подтверж-

патологический процесс проявляется не толь-

дённым псевдотуберкулёзом [9].

ко как инфекционный синдром, но и приоб-

Предполагается, что подобные ослож-

ретает черты системного заболевания. В таких нения связаны с нарушением функции Т- и

Принятые сокращения: ЛПС - липополисахарид; НМ - наружная мембрана; PB - полимиксин В.

* Адресат для корреспонденции.

136

ПОРИНЫ Yersinia pseudotuberculosis ВЛИЯЮТ НА КОРУ ГОЛОВНОГО МОЗГА МЫШЕЙ 137

антигенпрезентирующих клеток в поражённом

вне зависимости от формы вводимого антиге-

органе. Антигены Y. pseudotuberculosis могут

на, т.е. при иммунизации целыми клетками,

вызывать неспецифическую активацию Т-кле-

фрагментами клеточной стенки бактерий, изо-

ток за счёт прямого взаимодействия с молеку-

лированными белками [22-24]. В связи с этим

лами главного комплекса гистосовместимости

считается, что порины НМ различных бактерий

(МНС) класса II и с вариабельной областью

могут быть использованы в качестве эффек-

Т-клеточного рецептора, а эта поликлональ-

тивных компонентов вакцинных препаратов

ная активация, в свою очередь, приводит к

для защиты человека и животных от заболе-

гиперпродукции провоспалительных цитоки-

ваний, вызываемых микроорганизмами ро-

нов [9, 10], которые способствуют развитию

дов Neisseria, Salmonella, Pseudomonas, Yersinia,

нейровоспаления [11].

Pasteurella, Aeromonas, Chlamydia [25-31]. Одна-

В настоящее время существует достаточное

ко исследование нейротоксического потенциала

количество различных патогенетических при-

поринов патогенных для человека грамотрица-

знаков, свидетельствующих о том, что хрони-

тельных бактерий находится в настоящее вре-

ческие бактериальные и вирусные инфекции

мя на начальном этапе и в связи с этим пред-

являются возможными факторами риска разви-

ставляется весьма актуальной задачей.

тия нейродегенеративных заболеваний [12, 13].

Однако молекулярный механизм взаимодей-

ствия бактериальных патогенов с нейронами

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

мало изучен. Тем не менее уже сейчас ясно, что

проникновение бактериальных антигенов в

Штаммы и условия культивирования. Для

ткань мозга и последующая нейровоспалитель-

получения препаратов поринов использова-

ная реакция в долгосрочной перспективе могут

ли бактерии Y. pseudotuberculosis (штамм 598,

инициировать нейродегенеративные расстрой-

Ib серовар). Культуры выращивали в жидкой

ства [14]. Иммунный ответ и активация воспа-

питательной среде LB при температуре 4 °С в

лительного процесса в ходе развития инфекции

течение 5 суток и при температуре 37 °С в тече-

в организме-хозяине также могут вызывать по-

ние 30 ч для получения OmpF и OmpC белков

вреждение и последующую гибель нейронов.

соответственно.

Известно, что развитию нейродегенера-

Выделение OmpF и OmpC поринов. Выделе-

ции способствует бактериальный эндотоксин,

ние и очистку белков из бактериальных клеток

липополисахарид (ЛПС) [15], который являет-

проводили, как описано в работе Новиковой и

ся одним из основных факторов патогенности

соавт. [32]. В результате были получены элек-

грамотрицательных бактерий. Однако, помимо

трофоретически чистые препараты белков в

ЛПС, к факторам патогенности можно отнести

нативной тримерной форме. Содержание ЛПС

и порообразующие белки (порины), которые

в образцах белков, определённое с помощью

доминируют в количественном отношении

набора Limulus Amebocyte Lysate (LAL) test

среди белков наружной мембраны (НМ) бакте-

(«Thermo Fisher Scientific», США) в соответ-

рий [16-19]. В ходе инфекционного процесса

ствии с протоколом производителя, состави-

порины высвобождаются из НМ в результате

ло <3%. Полученные образцы тримеров белков

бактериолиза и могут интегрироваться, напри-

использовали для иммунизации мышей.

мер, во внутреннюю мембрану митохондрий,

Иммунизация мышей. Мышей линии

что приводит к нарушению потенциала ми-

BALB/c (самки в возрасте от 4 до 8 недель,

тохондриальной мембраны, высвобождению

массой 20 ± 2 г), разделённых на три груп-

цитохрома c и индукции апоптоза [20]. Так,

пы по 15 голов, однократно иммунизировали

на примере неспецифического OmpC порина

внутрибрюшинно: (1) тримером OmpF порина

E. сoli было показано, что пориновые белки

Y. pseudotuberculosis (100 мкг/мышь), (2) три-

вызывают развитие Са-зависимой апоптотиче-

мером OmpC порина Y. рseudotuberculosis

ской гибели клеток и наряду с ЛПС участвуют

(100 мкг/мышь), (3) Tris-HCl буфером (0,03 М,

в развитии нейровоспалительного процесса,

рН 7,6) (100 мкл).

приводящего к нейродегенеративным измене-

Забор биологического материала. Забор крови

ниям в тканях головного мозга [21].

и тканей головного мозга у 5 мышей из каждой

Известно, что при иммунизации поринами

группы осуществляли через 90, 180 и 280 дней

формируется высокий уровень долгоживущих

после начала эксперимента. Мышей нарко-

циркулирующих антител, более того, специфи-

тизировали введением 10 мкл смеси ксилазина

ческие антипориновые антитела обнаружива-

(«Interchemie», Эстония) и телазола («Zoeties

ются в сыворотках крови экспериментальных

Manufacturing», Испания). По достижении глу-

животных (мышей, кроликов, крыс, обезьян)

бокого уровня хирургического наркоза животное

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

138

ПОРТНЯГИНА и др.

фиксировали на препаровочном столике, вскры-

в течение ночи при 4 °С. Для обнаружения ан-

вали грудную клетку и отбирали кровь из поло-

тигенов использовали антисыворотки мышей

сти сердца. Перфузию 10%-ным (v/v) формали-

(в разведении 1 : 200, v/v), полученных после

ном в физиологическом растворе производили

трёхкратной иммунизации OmpF и OmpC

через систему кровообращения. Затем вскрыва-

поринами Y. рseudotuberculosis, как описано в

ли черепную коробку, извлекали головной мозг,

статье Новиковой и соавт. [32]. В качестве ан-

отделяли кору и фиксировали в формалине. Пе-

тител к иммуноглобулинам мыши использова-

ред извлечением головного мозга для приготов-

ли коммерческие конъюгаты с пероксидазой

ления гомогенатов перфузию не проводили.

хрена («Invitrogen», США). Результаты учи-

Экстракция белков из тканей головного моз-

тывали на спектрофотометре μQuant («BioTek

га. Экстракция 1%-ным Triton X-100. Наве-

Instruments, Inc.») при 492 нм, в качестве хро-

ску тканей головного мозга гомогенизировали

могена использовали 0,04%-ный (m/v) раствор

тефлоновым пестиком в TBS-буфере (20 мМ

о-фенилендиамина. Антисыворотки, получен-

Tris-HCl, 150 мМ NaCl, рН 7,4), содержащем

ные после однократной иммунизации мышей,

0,1 мМ PMSF и 1%-ный (v/v) Triton X-100. За-

также анализировали в ИФА с гомологичными

тем гомогенат обрабатывали ультразвуком в

антигенами. Уровень антител выражали в от-

течение 20 с при 44 Гц с помощью дезинтегра-

рицательных lg (-lg).

тора (УЗДН-2Т, Россия). Полученную суспен-

Иммуногистохимическое и гистологическое

зию центрифугировали при 15 000 g в течение

исследование. Ткани коры головного мозга

20 мин, получали осадок 1 и супернатант 1.

фиксировали в течение 24 ч при 4 °С в 10%-

К супернатанту 1 добавляли ацетон (1 : 9, v/v)

ном (v/v) забуференном формалине, 3-4 раза

и выдерживали в течение ночи при -20 °С для

промывали фосфатным буфером

(0,1 М,

осаждения растворимых в Triton Х-100 белков.

рН 7,2), заливали в парафин и готовили срезы

Полученный осадок отделяли центрифугирова-

толщиной 5 мкм.

нием при 5000 об./мин в течение 30 мин, дваж-

Для выявления каспазы 3, TNF-α, IL-2 и

ды промывали водой, нерастворимые в воде

IL-6 был использован иммунопероксидазный

белки далее растворяли в буфере (0,03 М Tris-HCl,

метод с применением первичных антител соот-

рН 7,6), содержащем 0,25% Ds-Na (v/v), и ис-

ветственно к CASP3 (PAA626Mu01, «Cloud-Clone

пользовали для анализа.

Corp.», США), TNF-α (PAA133Mu01, «Cloud-

Экстракция 1%-ным Ds-Na. Осадок 1 обра-

Clone Corp.»), IL-2 (PAA043Mu01, «Cloud-Clone

батывали 1%-ным (v/v) раствором Ds-Na в

Corp.») и IL-6 (PAA079Mu01,

«Cloud-Clone

TBS-буфере в течение 45 мин при комнатной

Corp.») в разведении 1 : 200, v/v. Вторичные анти-

температуре и постоянном перемешивании.

тела, меченные пероксидазой хрена (PI-2000,

Полученный экстракт центрифугировали при

«Vector Laboratories», США), в разведении

15 000 g в течение 25 мин, получали осадок 2

1 : 200, v/v, использовали в соответствии с ин-

и супернатант 2. К супернатанту 2 добавля-

струкциями фирмы-производителя.

ли ацетон (1 : 9, v/v) и выдерживали в течение

Парафиновые срезы коры головного моз-

ночи при -20 °С для осаждения растворимых

га после депарафинирования инкубировали в

в Ds-Na белков. Полученный осадок отделяли

3%-ной (v/v) перекиси водорода для блокирова-

центрифугированием при 5000 об./мин в те-

ния эндогенной пероксидазы. Промывали 3 раза

чение 30 мин, дважды промывали водой, не-

фосфатным буфером (0,1 М, рН 7,2) и инкуби-

растворимые в воде белки далее растворяли в

ровали в течение 60 мин в 2%-ном (m/v) раство-

буфере (0,03 М Tris-HCl, рН 7,6), содержащем

ре БСА (SC-2323, «Santa Cruz Biotechnology»,

0,25% Ds-Na (v/v), и использовали для анализа.

США), содержащем 0,25%-ный (v/v) Triton

Концентрацию белка в полученных экс-

Х-100. Инкубацию с первичными антитела-

трактах определяли по УФ-спектрам в макси-

ми проводили во влажной камере при 4 °С в те-

муме поглощения при 280 нм с помощью спек-

чение 24 ч. После трёхкратной отмывки срезы

трофотометра μQuant

(«BioTek Instruments,

инкубировали со вторичными антителами в те-

Inc.», США).

чение 60 мин и трижды отмывали фосфатным

Иммуноферментный анализ. Образцы бел-

буфером. Для визуализации иммунопероксидаз-

ков, извлекаемые из тканей головного мозга

ной реакции использовали хромоген NovaRed

с помощью 1%-ного Triton X-100 и 1%-ного

(«Vector Laboratories»), через 5-10 мин срезы

Ds-Na, использовали в качестве антигенов

промывали фосфатным буфером, обезвоживали

для проведения ИФА. Концентрация белка,

и заключали в бальзам.

наносимого на планшет в качестве антигена,

Для выявления исследуемых поринов в

составила 5 мкг/мл. ИФА проводили по стан-

коре головного мозга использовали антисыво-

дартной методике. Планшеты инкубировали

ротки мышей, трёхкратно иммунизированных

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

ПОРИНЫ Yersinia pseudotuberculosis ВЛИЯЮТ НА КОРУ ГОЛОВНОГО МОЗГА МЫШЕЙ 139

OmpF и OmpC поринами Y. рseudotuberculosis,

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

полученными как описано в статье Новико-

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

вой и соавт. [32], а также сыворотки интактных

особей в качестве контроля. После инкубации

Объектами исследования в настоящей ра-

срезов в блокирующем буфере в течение 1 ч при

боте стали неспецифические OmpF и OmpC

37 °С проводили трёхкратную отмывку фосфат-

порины Y. pseudotuberculosis, которые наряду с

ным буфером, затем срезы инкубировали 1 ч

ЛПС относятся к основным (в количествен-

со вторичными антителами, меченными Alexa

ном отношении) антигенам НМ псевдотубер-

Fluor 594 (A11037, «Life Technologies», США)

кулёзного микроба. Ранее было показано, что

и Alexa Fluor 488 (A11029, «Life Technologies»).

при естественном течении заболевания в сы-

Гистологические препараты отмывали триж-

воротках крови пациентов антитела к поринам

ды фосфатным буфером, затем инкубирова-

в диагностических титрах определяются, начи-

ли 10 мин с красителем DAPI (D021490, «Life

ная с первой недели от начала проявления кли-

Technologies»), заключали под покровное стек-

нических симптомов заболевания, и могут со-

ло с использованием глицерина, стёкла храни-

храняться на протяжении нескольких месяцев

ли в холодильнике при температуре 4 °С.

и даже лет [22]. При искусственной иммуни-

Для гистологического окрашивания депа-

зации индивидуальными белками у животных

рафинированные срезы помещали на 5 мин

формируется пул специфических антипорино-

в раствор гематоксилина Карацци

(«Biо-

вых антител с высокими титрами. Показано,

Vitrum», Россия), промывали проточной во-

что порины иерсиний относятся к антигенам,

дой, обезвоживали, просветляли и заключали

для которых применимо понятие «молекуляр-

в бальзам.

ная мимикрия», вследствие чего длительно

Количественная обработка данных. Морфо-

циркулирующие в организме антитела к этим

метрическую, иммуногистохимическую оценку

белкам способны вызвать, например, развитие

и подсчёт клеток проводили с использованием

аутоиммунного поражения щитовидной желе-

пакета программ ImageJ 1.41 («NIH», США).

зы с развитием тиреотоксикоза [33]. Накопле-

Удельную плотность нейронов определяли как

ние специфических антител в организме, так

(количество нейронов)/(площадь подсчёта),

же как провоспалительных цитокинов, может

затем стандартизировали по контрольному

спровоцировать нейровоспалительный про-

значению. Количество Casp3⁺-нейронов/мм³

цесс и стать причиной деструкции нервной

рассчитывали по формуле: d = (10⁹ × n)/(S × 7),

ткани при различных нейродегенеративных

где d - плотность клеток; 10⁹ - коэффициент

заболеваниях [11, 34].

пересчёта мкм² в мм²; n - количество иммуно-

В ходе проведённого эксперимента мышей

позитивных клеток; S - площадь области ин-

через 90, 180 и 280 дней после иммунизации

тереса (мкм²); 7 - толщина среза (мкм).

OmpF/OmpC поринами Y. pseudotuberculosis

Статистическая обработка данных. Оцен-

подвергали эвтаназии, извлекали мозг и про-

ку достоверности различий данных проводи-

водили гистологический анализ срезов коры,

ли с использованием метода Two-way ANOVA

сделанных в области поясной извилины (моле-

(Bonferroni post test). Все данные были про-

кулярной пластинки - слоя 1 и наружной зер-

верены на нормальность распределений с

нистой пластинки - слоя 2). На парафиновых

использованием теста Колмогорова-Смир-

срезах (5 мкм), окрашенных гематоксилином-

нова. Данные выражали как среднее ± SEM,

эозином, проводили подсчёт плотности рас-

p < 0,05 было принято как статистически зна-

пределения нейронов в поверхностных и

чимое. Все статистические тесты выполнялись

глубоких слоях серого вещества, оценивали

с использованием программного обеспечения

степень и глубину повреждения нервных кле-

GraphPad Prism

4.00

(«GraphPad Software»,

ток по характеру изменения ядра и цитоплаз-

США). Корреляцию между снижением удель-

мы (пикноз, вакуолизация).

ной плотности нейронов и увеличением чис-

Основной тенденцией общеморфологи-

ла Casp3⁺-нейронов оценивали по средним

ческих изменений, регистрируемых в мозге

значениям в динамике с применением крите-

экспериментальных животных, стало значи-

рия Спирмена. Силу корреляции определяли

тельное сокращение плотности распределения

с помощью шкалы Чеддока. Статистический

нервных клеток (рис. 1, а, б).

анализ различий взаимодействия антигенов

Через 90 дней после начала эксперимента

с антителами проводили с использованием

появились признаки дистрофических измене-

t-критерия Стьюдента. Данные выражали как

ний в нейронах (рис. 1, в). Они сопровождались

среднее ± SD, p < 0,05 было принято как стати-

частичной вакуолизацией цитоплазмы, раство-

стически значимое.

рением и распылением тигроида, набуханием

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

140

ПОРТНЯГИНА и др.

Рис. 1. Гистологический анализ срезов коры головного мозга иммунизированных мышей, сделанных в области пояс-

ной извилины (молекулярной пластинки - слоя 1 и наружной зернистой пластинки - слоя 2). Оценка удельной плот-

ности клеток (а, б). Морфологические изменения структур коры головного мозга иммунизированных мышей (в, г),

выраженные как изменения соотношения нейронов в клетках молекулярной пластинки (слой 1) и наружной зерни-

стой пластинки (слой 2). На фотографиях (в) указаны клетки с признаками вакуолизации (↑), отека (*), пикнотиче-

ские (V) , на рисунке (г) приведены данные для OmpF порина (слева) и OmpC порина (справа). * Достоверное отличие

от контроля, р < 0,05, ** достоверное отличие от контроля, р < 0,01

и формированием перицеллюлярного отёка.

ток не демонстрировали явных признаков дис-

В случае иммунизации как OmpF, так и OmpC

трофического повреждения (рис. 1, г).

поринами менее 25% нейронов в тканях моле-

Через 280 дней в нейронах молекулярной

кулярной пластинки (слой 1) остались непо-

пластинки были зафиксированы ультраструк-

вреждёнными (рис. 1, г). В наружной зернистой

турные признаки компенсаторно-репаратив-

пластинке (слой 2) при введении OmpF порина

ных процессов, количество пикнотических

остались неповреждёнными порядка 60% ней-

клеток уменьшалось, а количество клеток с

ронов, насчитывалось также примерно 10% ва-

признаками относительного морфологического

куолизированных нейронов. В 30% пикнотиче-

благополучия увеличивалось. Напротив, в ней-

ских клеток наблюдались признаки деструкции

ронах наружной зернистой пластинки количе-

органоидов. В случае иммунизации OmpC по-

ство пикнотических нейронов продолжало уве-

рином неповреждёнными остались около 20%

личиваться, а неповреждённых - уменьшаться

клеток, насчитывалось такое же количество

(рис. 1, г). В случае OmpC порина изменения

пикнотических нейронов, а в большей части

были более заметными по сравнению с OmpF.

нейронов наблюдалась вакуолизация цитоплаз-

В результате проведённых иммунохими-

мы. Описанные морфологические изменения

ческих исследований было показано, что на-

были зафиксированы на фоне резкого (пример-

копление морфологических изменений в клет-

но в 2 раза) сокращения удельной плотности

ках коры головного мозга развивалось на фоне

нейронов.

сформировавшегося пула специфических ан-

Через 180 дней от начала наблюдения плот-

тител в сыворотках крови иммунизирован-

ность распределения нейронов уменьшалась

ных мышей. Через 90 дней после однократ-

более чем в 4 раза, и наблюдались глубокие

ной иммунизации мышей OmpF порином

морфологические изменения, которые были

Y. pseudotuberculosis у животных наблюдался до-

выражены неодинаково в поверхностных и бо-

статочно высокий уровень IgG-антител (титр

лее глубоких слоях коры. Так, независимо от

-lg3,2), который вплоть до окончания экспе-

вида введённого белка, в клетках молекулярной

римента (280 дней) не только не снижался, но

пластинки значительно, до 80-85%, возрастало

и имел тенденцию к нарастанию. Динамика

количество пикнотических нейронов с призна-

антителообразования в случае иммунизации

ками необратимых изменений (сморщивание,

животных OmpC порином имела иной харак-

уплотнение цитоплазмы нейрона, развитие ги-

тер. Через 90 дней количество специфических

перхроматоза). В клетках зернистой пластин-

антител в сыворотках крови мышей достигало

ки количество пикнотических нейронов также

того же уровня, что и у мышей, иммунизиро-

увеличивалось, но при этом от 50 до 70% кле-

ванных OmpF порином. Через 180 дней титр

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

ПОРИНЫ Yersinia pseudotuberculosis ВЛИЯЮТ НА КОРУ ГОЛОВНОГО МОЗГА МЫШЕЙ 141

антисыворотки снижался до -lg2,6, а в конце

к поринам, методом ИФА обнаружены не были.

срока наблюдения (280 дней) опять повышался

Однако при иммуногистохимическом исследо-

до -lg3,2.

вании, проведённом с использованием специ-

Ранее в статье Rajan et al. [21] были приве-

фических поликлональных антител к поринам и

дены данные о том, что в тканях головного моз-

вторичных антител к IgG мыши, меченных Alexa

га людей с диагностированной болезнью Крейц-

Fluor, в препаратах тканей головного мозга, по-

фельда-Якоба и мышей, иммунизированных

лученных при иммунизации как OmpC, так и

OmpC порином из НМ E. coli, с помощью

OmpF белками, были обнаружены слабые сигна-

специфических антител выявляется присут-

лы зелёной флуоресценции, свидетельствующие

ствие белкового антигена. В нашем экспери-

о присутствии незначительного количества этих

менте анализ экстрактов коры головного моз-

антигенов в исследуемых образцах (рис. 2, б, г).

га мышей показал, что в образцах тканей,

Интересно отметить различную эффек-

полученных через 90 дней после иммунизации,

тивность последовательной экстракции белков

присутствуют антигены, взаимодействующие с

неионным (Triton X-100) и анионным (Ds-Na)

антисыворотками к OmpF/OmpC поринам, по-

детергентами. В случае OmpF порина, наиболь-

лученными как описано в работе Новиковой и

шее его количество экстрагировалось из тка-

соавт. [32] (рис. 2, а, б).

ней 1%-ным Ds-Na, а в случае OmpC белка -

Через 180 дней антигены, взаимодействую-

1%-ным Triton X-100. Вероятно, такой результат

щие в ИФА с антисывороткой к OmpC пори-

обусловлен различной способностью исследу-

ну, были обнаружены в количестве примерно

емых поринов взаимодействовать с мембра-

вдвое меньшем по сравнению с 90-дневными

ной нейронов. Механизм инкорпорации PorA

экстрактами. А в экстрактах тканей мозга мы-

и PorB поринов в мембраны эукариотических

шей после иммунизации OmpF порином через

клеток с образованием ионных каналов описан

180 дней количество определённого антигена

для поринов НМ из различных видов нейссе-

было статистически неотличимо от контроля.

рий [35, 36]. Так, например, установлено, что

В экстрактах тканей головного мозга, взя-

PorB из Neisseria gonorrhoeae, встраиваясь в мем-

того у мышей через 280 дней, антигены, свя-

браны эпителиальных клеток, не только форми-

зывающиеся со специфическими антителами

рует функционирующие каналы, но и вызывает

Рис. 2. Иммунодетекция антигенов. Иммуноферментный анализ взаимодействия (а, в) экстрактов тканей коры го-

ловного мозга, полученных через 90, 180, 280 дней от мышей, иммунизированных однократно OmpF и OmpC пори-

нами Y. pseudotuberculosis (100 мкг/мышь), с антисыворотками к гомологичным белкам (разведение 1 : 200). Концен-

трация белка на планшете 5 мкг/мл. * Достоверное отличие от контроля, р < 0,05. Иммуногистохимическое выявление

поринов (б, г) (указано стрелками) в тканях коры головного мозга мышей через 280 дней после введения антигенов.

Взаимодействие гистологических препаратов с неиммунной (OmpF/Ат_контроль, OmpC/Ат_контроль) и специфиче-

ской (OmpF/Ат_OmpF, OmpC/Ат_OmpC) сыворотками

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

142

ПОРТНЯГИНА и др.

их Са-зависимый апоптоз. При нейродистро-

Цитологические изменения, которые мы

фических процессах высокий уровень апоптоза

наблюдали в клетках коры головного мозга им-

также может приводить к выраженному сниже-

мунизированных мышей, по ряду признаков

нию численности жизнеспособных клеток. За

(пикноз, гиперхроматоз) можно было отнести

развитие апоптоза отвечают внутриклеточные

к апоптотическим. Для того чтобы выявить

ферменты семейства цистеин-содержащих про-

готовность нейронов мышей к апоптозу, был

теаз, среди которых ведущей эффекторной ка-

проведён гистохимический анализ с исполь-

спазой является каспаза 3. При болезнях Альц-

зованием специфических поликлональных ан-

геймера и Паркинсона в коре головного мозга

тител к каспазе 3 (PAA626Mu01, «Cloud-Clone

пациентов, умерших от этих заболеваний, об-

Corp.»).

наруживается высокий уровень экспрессии ка-

Как видно из данных, приведённых на

спазы 3 [37, 38]. Повышенный уровень мРНК

рис. 3, однократная иммунизация животных

каспазы 3 также определялся в тканях головного

исследуемыми бактериальными поринами вы-

мозга мышей, иммунизированных препаратами

зывала значительное увеличение экспрессии

OmpC порина E. coli [21]. По мнению авторов,

каспазы 3 в клетках молекулярной пластин-

этот факт свидетельствует о том, что бактери-

ки (слой 1) и наружной зернистой пластинки

альный порин способствует развитию патоло-

(слой 2) коры. В клетках наружной зернистой

гического состояния нейронов вследствие по-

пластинки эффект от введения препаратов

вреждения мембран и развития апоптоза.

белков был более выражен, количество нейро-

Рис. 3. Экспрессия каспазы 3(Casp3) в клетках молекулярной пластинки (слой 1) и наружной зернистой пластинки

(слой 2) коры головного мозга мышей, иммунизированных OmpF/OmpC поринами Y. pseudotuberculosis. Слой 1, коэф-

фициент корреляции Спирмена для OmpC - 1,000, для OmpF - 0,500; сила связи по шкале Чеддока для OmpC функ-

циональная, для OmpF заметная. Слой 2, коэффициент корреляции Спирмена для OmpC - 0,500, для OmpF - 1,000;

сила связи по шкале Чеддока для OmpC заметная, для OmpF функциональная. Стрелками указаны Casp3⁺-нейроны.

К - контроль.* Достоверное отличие от контроля, р < 0,05, ** достоверное отличие от контроля, р < 0,01

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

ПОРИНЫ Yersinia pseudotuberculosis ВЛИЯЮТ НА КОРУ ГОЛОВНОГО МОЗГА МЫШЕЙ 143

нов, продуцирующих каспазу 3, нарастало до

белками иерсиний, такими как Yop-белки [44],

конца эксперимента, что особенно заметно в

неспецифические порины можно отнести к

случае OmpF порина. В клетках молекулярной

числу факторов вирулентности, подавляю-

пластинки динамика накопления Casp3⁺-ней-

щих синтез TNF-α. С другой стороны, было

ронов имела аналогичный характер, хотя ко-

установлено, что оба порина, так же как ЛПС,

личество их было меньше по сравнению с

стимулируют синтез провоспалительного цито-

клетками слоя 2 (рис. 3).

кина IL-12. Незначительно отличалась только

Известно, что патогенные иерсинии об-

динамика изменения уровня этого медиатора

ладают целым набором разнообразных по ме-

воспаления в течение суток для изолированных

ханизму действия факторов вирулентности,

и обработанных PB белков. Если в присутствии

которые нарушают защитные реакции врож-

примеси ЛПС максимальный уровень IL-12

дённого и адаптивного иммунитета, способ-

наблюдался уже через 2 ч после начала экспе-

ствуя распространению бактерий в теплокров-

римента, немного снижаясь впоследствии, то в

ном организме. Основным активатором клеток

случае поринов, обработанных PB, количество

иммунной системы традиционно считается

IL-12 постепенно увеличивалось в течение все-

эндотоксин (ЛПС). Так, известно, что ЛПС из

го периода наблюдения.

Y. pseudotuberculosis (штамм 598, Ib серовар) при

Таким образом, можно сказать, что по-

однократном введении вызывает накопление

рины, так же как ЛПС из Y. pseudotuberculosis,

провоспалительных цитокинов, TNF-α и IL-6,

вызывают синтез некоторых провоспалитель-

в сыворотке крови мышей в течение суток по-

ных цитокинов только в острой фазе развития

сле иммунизации [39]. Однако для некоторых

инфекционного процесса. На более поздних

бактерий показано, что кроме ЛПС, индукто-

этапах развития иммунной реакции организма

рами синтеза цитокинов могут быть порообра-

механизм воздействия бактериальных белков

зующие белки [40, 41], а в некоторых случаях

на клетки не обязательно связан с синтезом

порины могут снижать интенсивность провос-

медиаторов воспаления, а может быть обу-

палительных реакций, индуцированных ЛПС

словлен способностью поринов нарушать це-

in vitro в клетках различных линий [42].

лостность мембран эукариотических клеток.

На заключительном этапе эксперимен-

та мы провели иммуногистохимический ана-

лиз препаратов головного мозга иммунизи-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

рованных мышей для выявления IL-2, IL-6

и TNF-α. Мы считаем, что в тканях, получен-

Таким образом, показано, что при одно-

ных через 90, 180 и 280 дней после иммуниза-

кратной иммунизации мышей неспецифиче-

ции поринами, эти медиаторы воспаления не

ские порины Y. pseudotuberculosis могут вызы-

были обнаружены, поскольку различия между

вать частично обратимую дегенерацию клеток

контрольными и опытными образцами были

в поверхностных слоях коры головного мозга.

статистически недостоверными.

Дистрофические изменения, которые наблю-

Однако ранее на примере провоспали-

даются в тканях головного мозга после имму-

тельных IL-12 и TNF-α в эксперименте in vivo

низации животных поринами, сильнее выра-

мы охарактеризовали цитокиновый ответ при

жены в нейронах молекулярной пластинки.

однократном введении OmpF и OmpC пори-

В случае OmpF порина эти изменения имеют

нов НМ Y. pseudotuberculosis в дозе 100 мкг на

более ранние сроки инициации по сравнению

мышь. В эксперименте использовали препара-

с таковыми, индуцированными введением

ты изолированных поринов (содержащих менее

OmpC. Характерно наличие признаков репа-

3% ЛПС) и поринов, предварительно обрабо-

ративного процесса, за счёт которого к концу

танных полимиксином В (PB), который инакти-

эксперимента частично восстанавливается ко-

вирует ЛПС, вызывая необратимое изменение

личество неповреждённых клеток. Установле-

структуры эндотоксина за счёт избиратель-

но, что увеличение уровня экспрессии каспа-

ного связывания с его липидной частью [43].

зы 3 в нейронах иммунизированных животных

Использование PB позволило выявить соб-

коррелирует с уменьшением значения пока-

ственную цитокинстимулирующую активность

зателя удельной плотности клеток. В связи

поринов псевдотуберкулёзного микроба [43].

с этим можно говорить о том, что изменения

Было показано, что как изолированные, так и

показателя готовности клеток к апоптозу про-

обработанные PB порины псевдотуберкулёзно-

исходят на фоне структурной реорганизации

го микроба практически в одинаковой степени

тканей даже при наличии признаков компен-

ингибируют синтез TNF-α в течение 24 ч. Сле-

саторно-восстановительной реакции со сторо-

довательно, наряду с другими мембранными

ны нейронов.

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

144

ПОРТНЯГИНА и др.

В настоящее время существует мнение, что

собностью поринов встраиваться в мембраны

любая хроническая персистирующая инфекция

эукариотических клеток, стимулируя развитие

может запускать в макроорганизме каскад ре-

апоптоза. Вследствие этого высокая антиген-

акций, результатом которых могут стать в том

ная нагрузка при хроническом течении псев-

числе различные нейродегенеративные процес-

дотуберкулёза у людей, реализуемая в том чис-

сы [45]. Так, недавние исследования Matheoud

ле за счёт поринов НМ, может стать одной из

еt al. [46] показали, что экспериментальная

причин развития нейровоспаления и дегене-

инфекция, вызываемая Citrobacter rodentium,

ративных изменений в тканях головного мозга.

запускает в организме животных процессы ауто-

иммунного характера, которые в конечном ито-

Вклад авторов. О.Ю. Портнягина, О.Д. Но-

ге приводят к образованию специфических для

викова - концепция и руководство работой;

митохондрий цитотоксических CD8⁺ Т-кле-

Д.Н. Ивашкевич, И.В. Дюйзен, Л.С. Шевченко,

ток в тканях головного мозга. Помимо этого, у

О.Ю. Портнягина - проведение экспериментов;

инфицированных мышей наблюдается резкое

О.Ю. Портнягина, О.Д. Новикова, Д.Н. Ивашке-

снижение плотности дофаминергических ней-

вич, И.В. Дюйзен - обсуждение результатов иссле-

ронов и развиваются двигательные нарушения,

дования; О.Ю. Портнягина - написание текста;

исчезающие после лечения L-ДОФА. Эти ре-

О.Д. Новикова - редактирование текста статьи.

зультаты подтверждают предположение о том,

Конфликт интересов. Авторы заявляют об

что кишечная инфекция может способствовать

отсутствии конфликта интересов.

развитию болезни Паркинсона.

Соблюдение этических норм. Все приме-

Данные, полученные в нашей работе на

нимые международные, национальные и/или

мышиной модели, свидетельствуют о том, что

институциональные принципы ухода и ис-

неспецифические порообразующие белки грам-

пользования животных были соблюдены.

отрицательной бактерии Y. pseudotuberculosis,

Эксперименты с животными были проведе-

действуя как триггерные факторы, также мо-

ны в соответствии с положениями Директи-

гут активировать программу апоптотической

вы 2010/63/ЕС Европейского парламента и

гибели нервных клеток. Кроме того, на позд-

Совета Европейского Союза «О защите живот-

них этапах развития иммунной реакции орга-

ных, использующихся для научных целей», и

низма механизм воздействия бактериальных

одобрены этическим комитетом ТИБОХ ДВО

белков на клетки, вероятно, обусловлен спо-

РАН им. Г.Б. Елякова.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Hoogkamp-Korstanje, J. A. (1990) Yersinia infections,

ферической нервной системы при иерсиниозной

Ned. Tijdschr. Geneeskd, 140, 128-130.

инфекции у детей, Российский Мед. Журн., 2, 27-29.

2. Сидельникова С. М., Ющенко Г. В., Асеева Э. И.

7. Sotaniemi, K. A. (1983) Neurologic complications

(2000) Иерсиниозы как терапевтическая пробле-

associated with yersiniosis, Neurology,

33, 95-97,

ма, Тер. Aрхив, 11, 27-30.

doi: 10.1212/WNL.33.1.95.

3. Somova, L. M., Antonenko, F. F., Timchenko, N. F.,

8. Pulvirenti, D., Aikaterini, T., and Neri, S.

(2007)

and Lyapun, I. N. (2020). Far Eastern Scarlet-Like

Septicemia, hepatic abscess, and encephalitis due to

Fever is a special clinical and epidemic manifestation

Yersinia enterocolitica, J. Clin. Gastroenterol., 41, 333-

of Yersinia pseudotuberculosis infection in Russia,

334, doi: 10.1097/01.mcg.0000248011.93267.c5.

Pathogens, 9, 436, doi: 10.3390/pathogens9060436.

9. Kaito, H., Kamei, K., Ogura, M., Kikuchi, E., Hoshi-

4. Granfors, K., Merilahti-Palo, R., Luukkainen, R.,

no, H., Nakagawa, S., et al. (2012) Acute encephalop-

Möttönen, T., Lahesmaa, R., et al. (1998) Persistence

athy and tubulointerstitial nephritis associated with

of Yersinia antigens in peripheral blood cells from

Yersinia pseudotuberculosis, Pediatr. Int., 54, 926-928,

patients with Yersinia enterocolitica O:3 infection with

doi: 10.1111/j.1442-200X.2012.03615.x.

or without reactive arthriti, Arthrit. Rheum., 41, 855-

10. Нижегородова Д. Б., Левковская А. Н., Зафран-

862, doi: 10.1002/1529-0131(199805)41:5<855::AID-

ская М. М. (2018) Иммунологические механизмы

ART12>3.0.CO;2-J.

нейровоспаления и нейродегенерации, Иммуно-

5. Бениова С. Н. (2006) Возможные направления

патол. Аллергол. Инфектол., 2018, 4, 27-42, doi:

коррекции неблагоприятного течения псевдотубер-

10.14427/jipai.2018.4.27.

кулеза у детей, Тихоокеанский Мед. Журн., 4, 61-63.

11. Chitnis, T., and Weiner, H. L. (2017) CNS inflam-

6. Каманцев В. Н., Скрипченко Н. В., Тихомирова

mation and neurodegeneration, J. Clin. Invest., 127,

О. В., Бехтерева М. К. (2003) Поражения пери-

3577-3587, doi: 10.1172/JCI90609.

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

ПОРИНЫ Yersinia pseudotuberculosis ВЛИЯЮТ НА КОРУ ГОЛОВНОГО МОЗГА МЫШЕЙ 145

12.

De Chiara, G., Marcocci, M. E., Sgarbanti, R.,

sis in mice, Infect. Immun., 25, 857-862, doi: 10.1128/

Civitelli, L., Ripoli, C., et al. (2012) Infectious agents

iai.25.3.857-862.1979.

and neurodegeneration, Mol. Neurobiol., 46, 614-638,

25.

Дармов И. В., Маракулин И. В., Погорельский И. П.,

doi: 10.1007/s12035-012-8320-7.

Новикова О. Д., Портнягина О. Ю., Соловьева Т. Ф.

13.

Patrick, K., Bell, S., Weindel, C., and Watson, R.

(1999) Профилактика экспериментальной псевдо-

(2019) Exploring the “Multiple-Hit hypothesis” of

туберкулезной инфекции с помощью иммуни-

neurodegenerative disease: bacterial infection comes

зации порином из Yersinia pseudotuberculosis, Бюл.

up to bat, Front. Cell. Infect. Microbiol., 9, 2235-2988,

Эксп. Биол. Мед., 127, 221-223.

doi: 10.3389/fcimb.2019.00138.

26.

Портнягина О. Ю., Новикова О. Д., Вострикова О. П.,

14.

Farmen, K., Tofiño-Vian, M., and Iovino, F. (2021)

Соловьева Т. Ф. (1999) Динамика иммунного от-

Neuronal damage and neuroinflammation, a bridge

вета к порину из наружной мембраны Yersinia

between bacterial meningitis and neurodegenerative

pseudotuberculosis, Журн. Микробиол. Эпидемиол.

diseases, Front. Cell. Neurosci.,

15,

680858, doi:

Иммунобиол., 128, 437-440.

10.3389/fncel.2021.680858.

27.

Супотницкий М. В. (1997) Эффективное патентова-

15.

Brown, G.,

(2019) The endotoxin hypothesis of

ние средств специфической профилактики инфек-

neurodegeneration, J. Neuroinflamm., 16, 180, doi:

ционных заболеваний, Биотехнология, 9-10, 56-79.

10.1186/s12974-019-1564-7.

28.

Cartwright, K., Morris, P., Rumke, H., Fox, R., Bor-

16.

Achouak, W., Heulin, T., and Pagès, J.-M. (2001)

row, R., et al. (1999) Immunogenicity and reactoge-

Multiple facets of bacterial porins, FEMS Microbiol.

nicity in UK infants of a novel meningococcal vesicle

Lett., 199, 1-7, doi: 10.1111/j.1574-6968.2001.tb10642.x.

vaccine containing multiple class 1 (PorA) outer mem-

17.

Bernardini, M., Sanna, M., Fontaine, A., and

brane proteins, Vaccine, 17, 2612-2619, doi: 10.1016/

Sansonetti, P.

(1993) OmpC is involved in in-

S0264-410X(99)00044-4.

vasion of epithelial cells by Shigella flexneri, In-

29.

Hassett, D., and Whitton, J. (1996) DNA immuni-

fect. Immun., 61, 3625-3635, doi: 10.1128/iai.61.9.

zation, Trends Microbiol., 4, 307-312, doi: 10.1016/

3625-3635.1993.

0966-842X(96)10048-2.

18.

Massari, P., Ram, S., Macleod, H., and Wetzler, L.

30.

Lu, Y.-S., Gerrity, L., Afendis, S., Walkins, L., and

(2003) The role of porins in neisserial pathogenesis

Pakes, S. (1988) Distribution of a monoclonal anti-

and immunity, Trends Microbiol., 11, 87-93, doi:

body-recognized protective protein immunogen on the

10.1016/S0966-842X(02)00037-9.

outer membranes of Pasteurella multocida rabbit iso-

19.

Hejair, H. M. A., Zhu, Y., Ma, J., Zhang, Y., Pan,

lates, J. Clin. Microbiol., 26, 1326-1330, doi: 10.1128/

Z., et al. (2017) Functional role of OmpF and OmpC

jcm.26.7.1326-1330.1988.

porins in pathogenesis of avian pathogenic Escherichia

31.

Lutwiche, P., Exner, M., Hancock, R., and Trust, T.

coli, Microb. Pathog.,

107,

29-37, doi:

10.1016/

(1995) A conserved Aeromonas-porin provides pro-

j.micpath.2017.02.033.

tective immunity to rainbow-trout, Infect. Immun., 63,

20.

Gupta, S., Prasad, G., and Mukhopadhaya, A. (2015)

3137-3142, doi: 10.1128/iai.63.8.3137-3142.1995.

Vibrio cholerae porin OmpU induces caspase-inde-

32.

Новикова О. Д., Хоменко В. А., Емельяненко В. И.,

pendent programmed cell death upon translocation to

Лихацкая Г. Н., Зелепуга Е. А., Ким Н. Ю., и др.

the host cell mitochondria, J. Biol. Chem., 290, 31051-

(2011) OmpC-подобный порин из Yersinia pseudo-

31068, doi: 10.1074/jbc.M115.670182.

tuberculosis: молекулярная характеристика, физико-

21.

Rajan, J. S., Santiago, Ch., Singaravel, R., and Ignaci-

химические и функциональные свойства, Биол.

muth, S. (2016) Outer membrane protein C (OmpC)

Мембр., 28, 1-16.

of Escherichia coli induces neurodegeneration in mice

33.

Portnyagina, O., Zelepuga, E., Khomenko, V.,

by acting as an amyloid, Biotechnol. Lett., 38, 689-700,

Solov’eva, E., Solov’eva, T., and Novikova, O. (2018)

doi: 10.1007/s10529-015-2025-8.

In silico and in vitro analysis of cross-reactivity between

22.

Вострикова О. П., Новикова О. Д., Дробков В. И.,

Yersinia pseudotuberculosis OmpF porin and thyroid-

Дармов И. В., Маракулин И. В., Соловьева Т. Ф.

stimulating hormone receptor, Int. J. Biol. Macromol.,

(2000) Иммунный ответ к основному порообра-

107, 2484-2491, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.10.133.

зующему белку наружной мембраны Yersinia pseudo-

34.

Skaper, S. D., Facci, L., and Zusso, M. (2018) An

tuberculosis у людей и экспериментальных живот-

inflammation-centric view of neurological disease:

ных, ВИНИТИ, 795-800.

beyond the neuron, Front. Cell. Neurosci., 12, 72, doi:

23.

Hedstrom, R., Pavlovskis, O., and Galloway, R. (1984)

10.3389/fncel.2018.00072.

Antibody response of infected mice to outer membrane

35.

Müller, A., Günther, D., Düx, F., Naumann, M.,

proteins of Pseudomonas aeruginosa, Infect. Immun.,

Meyer, T. F., and Rudel, T. (1999) Neisserial porin

41, 49-53, doi: 10.1128/iai.43.1.49-53.1984.

(PorB) causes rapid calcium influx in target cells

24.

Kuusi, M., Nunninen, M., Saxon, H., Valtoneri, M.,

and induces apoptosis by the activation of cysteine

and Makela, P. H. (1979) Immunization with major

proteases, EMBO J.,

18,

339-352, doi:10.1093/

outer membrane proteins in experimental salmonello-

emboj/18.2.339.

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023

146

ПОРТНЯГИНА и др.

36. Никифоров В. А., Кичикова В. В., Ефимов Е. И.

42. Sakharwade, S. C., and Mukhopadhaya, A. (2015)

(2011) Актуальные и нерешенные проблемы ме-

Vibrio cholerae porin OmpU induces LPS tolerance by

нингококковой инфекции на современном этапе,

attenuating TLR-mediated signaling, Mol. Immunol.,

Мед. Альманах, 4, 94-99.

68, 312-324, doi: 10.1016/j.molimm.2015.09.021.

37. Mattson, M. P. (2000) Apoptosis in neurodegenerative

43. Портнягина О. Ю., Родина Э. Е., Новикова О. Д.

disorders, Nat. Rev. Mol. Cell Biol.,

120-129,

(2019) Неспецифические порины Yersinia pseudo-

doi: 10.1038/35040009.

tuberculosis, как индукторы синтеза цитокинов,

38. Volles, M. J., and Lansbury P. T., Jr. (2003) Zeroing

Конференция, посвященная 55-летию ТИБОХ ДВО

in on the pathogenic form of alpha-synuclein and its

РАН и 90-летию со дня рождения его основателя

mechanism of neurotoxicity in Parkinson’s disease,

академика Г. Б. Елякова, ТИБОХ ДВО РАН, Вла-

Biochemistry, 42, 7871-7878, doi: 10.1021/bi030086j.

дивосток, 11-15 сент. 2019 г.: материалы конфе-

39. Kuznetsova, T. A., Besednova, N. N., Somova, L. M.,

ренции, с. 95, EDN: RKZMVN.

and Plekhova, N. G. (2014) Fucoidan extracted from

44. Ruckdeschel, K.

(2002) Immunomodulation of

Fucus evanescens prevents endotoxin-induced damage

macrophages by pathogenic Yersinia species, Arch.

in a mouse model of endotoxemia, Mar. Drugs, 12,

Immunol. Ther. Exp., 50, 131-137.

886-898, doi: 10.3390/md12020886.

45. Tohidpour, A., Morgun, A. V., Boitsova, E. B.,

40. Galdiero, M., Cipollaro de L’ero, G., Donnarum-

Malinovskaya, N. A., Martynova, G. P., Khilazheva

ma, G., Marcatili, A., and Galdiero, F. (1995) Inter-

E. D., et al. (2017) Neuroinflammation and infection:

leukin-1 and interleukin-6 gene expression in human

molecular mechanisms associated with dysfunction of

monocytes stimulated with Salmonella typhimurium

neurovascular unit, Front. Cell. Infect. Microbiol., 7,

porins, Immunology, 86, 612-619.

276, doi: 10.3389/fcimb.2017.00276.

41. Galdiero, M., D’Amico, M., Gorga, F., Di Filippo, C.,

46. Matheoud, D., Cannon, T., Voisin, A., Penttinen, A.

D’Isanto, M., Vitiello, M., et al. (2001) Haemophilus

M., Ramet, L., Fahmy, A. M., et al. (2019) Intestinal

influenzae porin contributes to signaling of the

infection triggers Parkinson’s disease-like symptoms

inflammatory cascade in rat brain, Infect. Immun., 69,

in Pink1^-/- mice, Nature, 571, 565-569, doi: 10.1038/

221-227, doi: 10.1128/IAI.69.1.221-227.2001.

s41586-019-1405-y.

NON-SPECIFIC PORINS FROM THE OUTER MEMBRANE

OF Yersinia pseudotuberculosis EFFECT ON MICE BRAIN CORTEX TISSUES

O. Yu. Portnyagina¹*, D. N. Ivashkevich², I. V. Duizen², L. S. Shevchenko¹, and O. D. Novikova¹

¹ G. B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, Far East Branch, Russian Academy of Sciences,

690021 Vladivostok, Russia

² A. V. Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology,

Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 690041 Vladivostok, Russia; e-mail: odd64@mail.ru

It was found that with a single immunization of OmpF and OmpC mice with Yersinia pseudotuberculosis

porins, against the background of an increasing titer of specific antibodies, pathological changes develop

in the deep layers of the cerebral cortex, characterized by dystrophic changes in cells. At the same time,

an increased level of caspase 3 expression is observed in neurons, which indicates the induction of

proapoptotic signaling pathways. The results obtained indicate the potential ability of nonspecific pore-

forming proteins of the outer membrane of Gram-negative bacteria to initiate the development of

degenerative changes in brain cells.

Keywords: Yersinia pseudotuberculosis, OmpF, OmpC porins, neurodegeneration, caspase 3, apoptosis

БИОХИМИЯ том 88 вып. 1 2023