Поиск новых мишеней для разработки сахароснижающих лекарственных средств на основе биомоделирования сахарного диабета второго типа и протеомных технологий

________

ОБЗОРЫ

Поиск новых мишеней для разработки сахароснижающих лекарственных средств на основе биомоделирования сахарного диабета второго типа и протеомных технологий

И.В. Сарвилина, Ю.С. Макляков, А.В. Криштопа, В.Н. Каркищенко

Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону

Ростовский государственный медицинский университет, Ростов-на-Дону Научный центр биомедицинских технологий РАМН, Москва

В обзоре научной литературы представлены основные экспериментально-биологические модели сахарного диабета второго типа, которые позволяют с помощью современных технологических платформ для молекулярной диабетологии и экспериментальной фармакологии раскрывать ключевые звенья патогенеза заболевания и обнаруживать перспективные молекулы-мишени для создания инновационных сахароснижающих лекарственных средств.

Ключевые слова: сахарный диабет, протеомный анализ, биомодель.

Сахарный диабет (СД) стоит в ряду значимых приоритетов национальных систем здравоохранения всех стран мира. Этим заболеванием страдает 6 % населения в мире. Прогнозируемое число больных к 2025 г., по данным ВОЗ, составит 300 миллионов человек во всем мире [28]. В связи с высокой распространенностью, хроническим течением, ухудшением качества жизни пациентов затраты на одного больного СД в России составляют около 3,7 тыс. долл. в год, а реабилитационные и профилактические мероприятия (малодоступные во многих регионах требуют значительных дополнительных затрат. Сегодня мы все являемся свидетелями революции в наших представлениях об этиологии, патогенезе и лечении СД, что связано с достижениями в области молекулярной медицины и фармакологии. Мощное развитие в настоящее время получило изучение физико-химических основ развития этого заболевания [15].

Как известно, СД представляет собой гетерогенную группу заболеваний, характеризующихся высоким уровнем глюкозы

в крови вследствие дефекта инсулиновой секреции, сигнализации или их сочетанного дефекта.

Многочисленные исследования на основе новых биоаналитических методов прояснили основные пути регуляции экспрессии генов при СД I и II типов. Дальнейшее развитие получили исследования сложных биологических систем, в том числе системы взаимодействия белок-белок, определяющей фенотип на клеточном, тканевом, органном и организменном уровне у пациента с СД определенного типа [10].

СД II типа фактически представляет собой болезнь химических конформаций, так как в патогенезе принимают участие многочисленные белки Р-клеток островков поджелудочной железы, амилоидный полипептид Р-клеток, имеющий измененную четвертичную структуру вследствие самоассо-циации и тканевого расположения [13].

В основе развития СД II типа лежит несколько генетических дефектов. Основное значение имеет дефект в гене инсулина, проявляющийся в снижении чувствитель-

ности рецепторов к инсулину периферических тканей на пострецепторном уровне. Рецептор инсулина состоит из двух субъединиц — а и в: а-субъединица находится на мембране клетки, а в-субъединица — в цитоплазме клетки. Инсулин занимает а-субъединицу рецептора и сигнал от него идет к в-субъединице, которая передает сигнал тирозинкиназе в цитоплазме клетки. Наличие дефекта в передаче сигнала от в-субъединицы к тирозинкиназе приводит к снижению проницаемости клеточных мембран к глюкозе, уменьшается активность белков — транспортеров глюкозы (GLUT): в частности GLUT 2 и GLUT 4. В результате развивается инсулинорезис-тентность и в ответ на нее — гиперинсули-немия, которая определенное время может компенсировать инсулинорезистентность и поддерживает нормогликемию. Избыток инсулина по механизму обратной связи еще больше снижает чувствительность рецепторов к инсулину. С течением времени гиперинсулинемия не может полностью преодолеть инсулинорезистентность и развивается относительная недостаточность инсулина. Снижается утилизация глюкозы тканями, увеличивается глюконеогенез в печени, что ведет к гипергликемии. Из-за недостаточности действия инсулина увеличивается липолиз, повышается концентрация жирных кислот в плазме крови, которые утилизируются тканями вместо глюкозы. В мышцах, в том числе в миокарде, из-за недостатка действия инсулина, недостаточно активируются GLUT 2 и 4, уменьшается образование из глюкозы лактата и пи-ровиноградной кислоты. Жирные кислоты блокируют активность фермента пируват-дегидрогеназы, который играет центральную роль в образовании из пирувата аце-тил-КоА, и уменьшается участие глюкозы в цитратном цикле в митохондриях [13].

Второй генетический дефект при СД II типа связан со снижением чувствительности в-клеток к стимуляции глюкозой, что ведет к уменьшению секреции инсулина.

В результате запаздывает или отсутствует первая фаза — ранняя фаза секреции инсулина, усиливается глюконеогенез в печени и развивается гипергликемия. СД II типа может быть связан с туловищным ожирением, следствием которого является инсу-линорезистентность.

Интересным является тот факт, что СД II типа сегодня встречается все чаще среди лиц молодого возраста и включает 5 генетических дефектов в-клеточной функции:

— MODY-1 (MODY-matury onset of the young), в основе которого лежит генетический дефект и последующая мутация гепатокле-точного нуклеарного фактора 4а (ГКНФ-4а), находящегося в клетках печени и в-клетках островков поджелудочной железы. Ген ГКНФ-4а находится в 20-й хромосоме, мутация этого гена ведет к снижению секреции инсулина в ответ на стимуляцию глюкозой;

— MODY-2, в основе которого лежит дефект в гене глюкокиназы в 7-й хромосоме, в результате чего снижается уровень инсулина в ответ на стимуляцию глюкозой;

— MODY-3, в основе которого лежит дефект гена ГКНФ-1 а, экпрессирующегося в клетках печени и в-клетках поджелудочной железы. Мутация этого гена ослабляет его сигнал на секрецию инсулина в ответ на стимуляцию глюкозой, поступающей в в-клет-ки из плазмы;

— MODY-4, в основе которого лежит мутация инсулинпромоторного фактора в в-клетках, который в норме регулирует гены глюкокиназы и глюкозотранспортного белка-2 (GLUT 2). При мутации инсулинопротекторного фактора снижается активность глюкокиназы и GLUT 2, уменьшается секреция инсулина;

— MODY-5, в основе которого лежит мутация ГКНФ 1в в в-клетках [12].

На основе новых знаний молекулярной диабетологии и применения технологических платформ для высокопроизводительного скрининга ключевых молекул-мишеней сегодня стало возможным понимание

молекулярных основ формирования ней-роиммуноэндокринных расстройств при СД и создание новых лекарственных средств для лечения этого заболевания.

В настоящее время понимание дефектов инсулиновой сигнализации, инсулиновой секреции, высвобождения глюкозы печенью и функции адипоцитокинов при СД II типа, а также оценка эффектов новых сахароснижающих лекарственных средств происходит благодаря развитию биомоделирования и протеомных методов анализа биологических образцов лабораторных животных [10].

Для биомоделирования СД II типа используются традиционные животные — крысы и мыши. В каждой стране разведение и содержание лабораторных животных осуществляется в соответствии с руководством, изданным в данной стране, напри-

мер, в США такое руководство издается Национальным институтом здоровья. Экспериментальные процедуры осуществляются в соответствии с рекомендациями Комитетов о содержании и применении лабораторных животных [26].

В России руководства, методические указания, посвященные разведению, содержанию и контролю инбредных линий мышей и крыс, проведению гнотобиоти-ческих экспериментов, в настоящее время находятся в стадии восстановления и развития. Тем не менее, в нашей стране накоплен большой опыт по применению биомоделей во всех областях медико-биологических исследований [4].

В таблице представлены основные биомодели для исследования молекулярных звеньев развития СД II типа и разработки новых лекарственных средств.

Таблица

Основные биомодели для исследования молекулярных звеньев развития СД II типа и разработки новых лекарственных средств

№ Ген/аллель Биомодель

1 - AKR/J

2 - ALR/LtJ

3 - ALS/LtJ

4 - C57BL/6J

5 - C57BLKS/J

6 - CBA/CaJ

7 - NON/LtJ

8 - N0NcNZ010/LtJ

9 - NZL/LtJ

10 - TALLYHO/JngJ

11 Ay B6.Cg-Ay/J

12 Ay KK.Cg-Ay/J

13 HD B6CBA-Tg(HDexon1)62Gpb/1J

14 п О а ф B6.V-Lep°b/J

15 Leprdb B6.Cg-m +/+ Leprdb/J

16 Leprdb BKS.Cg-m +/+ Leprdb/J

17 Ucp2tmiL°wl B6.129S4-Ucp2tm1Lowl/J

18 CD80 B6.Cg H2g7-Tg(Ins2-CD80)3B7Flv/LwnJ

19 CD80 C.Cg-Tg(Ins2-CD80)3B7Flv/Lwn

20 CD80 N0R.Cg-Tg(Ins2-CD80)3B7Flv/LwnJ

21 GFP GH1 N0D/LtJ-Tg(Ins1-EGFP/GH1)14Hara/HaraJ

Продолжение

22 GP B6.C-Tg(Ins2-GP)34-20Olds/Mv

23 Gpilb NOD.B6-(Gpi1-D7Mit346)/LtJ

24 HA B10.Cg-H2d Tg(Ins2-HA)165Bri/ShrmJ

25 HA C.Cg-Tg(Ins2-HA)165Bri/ShrmJ

26 HA NOD.Cg-Tg(Ins2-HA)165Bri/ShrmJ

27 Igh-6 Igh-V NOD-Tg(Igh-6/Igh-V281)3Jwt/JwtJ

28 Ins2 NOD-Tg(H2-Ea-Ins2)1Wehi/WehiJ

29 Ins2 NOD-Tg(Ins2*Y16A)1Ell/GseJ

30 Ins2 NOD-Tg(Ins2*Y16A)3Ell/GseJ

31 Mbtps1tm1Jdh STOCK Mbtps1tm1Jdh/J

32 OV C57BL/6-Tg(Ins2-OV)307Wehi/WehiJ

33 Ppardtm1Rev B6.129S4-Ppardtm1Rev/J

34 Prkcqtm1Litt B6.129P2-Prkcqtm1Litt/J

35 Ptprc D1Mit262 NOD.C-(Ptprc-D1Mit262)/WehiJ

36 Tcra Tcrb CBy.Cg-Thy1a Tg(TcraCl4,TcrbCl4)1Shrm/ShrmJ

37 Tcra Tcrb NOD.Cg-Tg(TcraTcrbNY8.3)1Pesa/DvsJ

Рассмотрим основные экспериментально-биологические модели СД II типа, которые позволили с помощью современных технологических платформ для экспериментальной фармакологии обнаружить перспективные молекулы-мишени для создания инновационных сахароснижающих лекарственных средств.

Мыши-гомозиготы со спонтанной мутацией по диабету (Leprdb) характеризуются развитием ожирения к 3-4 месяцу жизни, увеличением уровня инсулина в плазме крови к 10-14 дню жизни, увеличением уровня глюкозы в крови на 4-8 неделе, а также полифагией, полидипсией и поли-урией. Мыши-гомозиготы Leprdb выращены при температуре 23 0С и специальном световом режиме — 12 часов между 6 часами утра и 6 часами вечера [25].

В связи со стерильностью гомозигот Leprdb наличие у них мутации m (misty) связано с умеренным изменением окраски. Меланоциты у мышей m/m имеют дендритическую форму, демонстрируют замедленную пролиферацию в культуре клеток и имеют большее содержание мелатонина. Меньшее количество меланобластов было обнаружено в первичной культуре клеток мышей m/m. В возрасте 2-5 недель m/m

мыши были меньше, чем в контроле. В возрасте 35 дней они отличаются от контрольных мышей меньшей длиной, сниженным на 15% весом, меньшей массой жировой ткани.

Данная линия мышей характеризуется нормальным содержанием тромбоцитов, серотонина и содержанием аденозинтри-фосфорной кислоты (АТФ), увеличенным временем кровотечения и уменьшенным уровнем аденозиндифофсфорной кислоты (АДФ) в тромбоцитах [27].

У мышей-гетерозигот Leprdb/+ наблюдаются нормальные значения веса, уровня глюкозы и инсулина крови при повышенной метаболической эффективности. Ферменты стероидной сульфотрансфера-зы, интенсивно экспрессирующиеся у мышей Leprdb, являются модификаторами гендерных различий у мышей [16].

Основными характеристиками, обнаруженными у мышей линии C57BLKS, являются неконтролируемое увеличение глюкозы в крови, острое поражение инсулин-продуцирующих Р-клеток поджелудочной железы с наступлением смерти через 10 месяцев. Введение экзогенного инсулина не эффективно и увеличивает активность ферментов глюконеогенеза [14].

У мышей — гомозигот C57BLKS-Leprdb наблюдаются периферическая нейропатия, поражение миокарда, а также снижение регенерационных возможностей. Самки этой линии демонстрируют уменьшение размеров матки и массы яичников, снижение продукции гормонов яичников и гиперци-толипидемию в их гранулезном слое и эпителии эндометрия [11].

Перспективным направлением в изучении механизмов развития СД II типа является исследование митохондриального протеома [18].

Большинство экпериментальных проте-омных исследований посвящено изучению механизма действия инсулина и патофизиологии инсулиновой резистентности. Клеточная линия 3Т3-L1 фибробластов мышей с ожирением была детально исследована, так же как и адипоцитарный фенотип при лечении инсулином. Например, исследование методом двумерного электрофореза в полиакриламидном геле (2БРА0Е) 32Р-бел-ков клеточной линии 3Т3-L1 до и после преципитации антикальмодулиновыми антителами выявило, что инсулин не стимулирует фосфорилирование кальмодулина в условиях, в которых он стимулирует фосфорили-рование других белков [6]. С помощью 2ВРА0Е получены клеточные белки, вовлеченные в процесс дифференцировки этих клеток [22].

Методом 2БРА0Е было показано, что инсулин стимулирует фосфорилирование множества белков в 3Т3—L1 клетках, входящих в состав инсулиновых рецепторов и способствующих проявлению киназной активности этих рецепторов [17].

Разделение белков адипоцитов семилетних тощих крыс и крыс с ожирением методом 2БРА0Е с последующей лазерной денситометрией выявило уменьшение концентрации цитозольного белка с молекулярной массой 28 кДа в двух биообразцах жировой ткани, печени и белой жировой ткани [19]. С помощью микросеквенирования белок был идентифицирован как карбо-

ангидраза III. Было показано, что уменьшение активности карбоангидразы III происходило вследствие супресссии гиперин-сулинемии токсином в-клеток поджелудочной железы. Авторы установили, что именно карбоангидраза III уменьшает уровень гиперинсулинемии. Некоторые лаборатории, которые также проводили микро-секвенирование белков адипоцитов, показали, что происходит увеличение экспрессии жировой пируваткарбоксилазы при прогрессировании ожирения [20].

Белки адипоцитов являются сегодня перспективными мишенями для создания новых лекарственных средств для лечения ожирения и инсулинорезистентности при СД II типа [19].

В течение последних 5 лет на фармацевтическом рынке России появились новые фармакотерапевтические группы сахароснижающих лекарственных средств, механизм действия которых, а также спектр фармакодинамических эффектов остается неизученным. Наиболее интересными из них являются группа меглитинидов (репаг-линид) и группа тиазолидиндионов (розиг-литазон, пиоглитазон), разработанные на основе обнаруженных биомишеней в организме экспериментальных биомоделей и анализа биообразцов пациентов с СД II типа.

Другие исследования, связанные с применением агонистов рецепторов, активируемых пероксисомальным пролиферато-ром (PPAR), продемонстрировали различные белковые профили в тканях при различных моделях диабета. Например, агонист PPAR рецепторов WY14,643, который способствует нормализации уровня триглицеридов в плазме крови и устранению гипергликемии у мышей с ожирением (ob/ob mice), способствовал экспрессии 14 белков клеток печени, выявленной методом 2DPAGE с последующей идентификацией масс-спектрометрическим методом. Все белки являются компонентами патологического метаболического пути пероксисо-

мальных жирных кислот [9]. Одновременно было показано, что активность ацетил-КоА-оксидазы, представляющей собой пе-роксисомальный бифункциональный белок, и 3-кетоацилтиолазы регулируются агонистом РРАК рецепторов ШУ14,643. Вместе с тем показано, что WY14,643 индуцирует бета-оксидацию пероксисомаль-ных жирных кислот в печени мышей.

РРАР — ядерный рецептор для тиазоли-диндионов — лекарственных средств, относящихся к группе сенситайзеров рецепторов к инсулину у пациентов с СД II типа. У пациентов с СД II типа, страдающих парциальной врожденной липодистрофией и острыми метаболическими дефектами с ранним началом диабета, гиперлипидеми-ей и гипертензией, обнаружена мутация в Ррагц гене. Линии мышей с различными мутациями в Ррагц гене позволили определить их значение в возникновении мутационного синдрома. Был создан аллель Рраг^1 для замены внутреннего гена Ррагц. Аллель способствует возникновению липо-дистрофии, дислипидемии и острой инсулиновой недостаточности.

Генетическая деконволюция аллеля Рраг^1 определяет две детерминанты, которые формируют два фенотипа: ТА белок (тетрациклинконтролируемый трансактиватор), вызывающий умеренную липодис-трофию и метаболические расстройства, и белок Р!ац-Ррагц1 (тетрациклинрегулируе-мый белок), вызывающий острые проявления липодистрофии и метаболических расстройств.

Анализ адипоцитов мышей с Ррагцш продемонстрировал 20-кратное увеличение экспрессии хемокина Схс110. Лимфотроп-ная функция Схс110, извлеченного из жировой ткани мышей с Рраг^1, обнаружила постоянную Р!ацРРАРу-зависимую лимфоцитарную инфильтрацию. Эти находки связаны с ролью РРАД./рецепторов в регуляции воспаления при СД II типа в жировой ткани и формировании метаболических изменений. В этом плане РРАР -рецеп-

торы могут способствовать возникновению метаболических эффектов тиазолидинди-онов (розиглитазон, пиоглитазон), а также возникновению противовоспалительной реакции в жировой ткани посредством регуляции хемокиновой экспрессии.

Розиглитазон, селективный агонист PPARy рецепторов, продемонстрировал аналогичные изменения у мышей с ожирением (модель C57BL/6J lep/lep). При этом такого эффекта не наблюдалось у тощих мышей [9, 23]. В других исследованиях агонист PPAR/рецепторов устранял толерантность к глюкозе у мышей модели lep/lep, но не вызывал существенных изменений у тощих мышей. Розиглитазон увеличивает экспрессию белка карбокси-пептидазы B как у мышей модели lep/lep, так и у тощих мышей, обеспечивая инсулиновый процессинг.

Наиболее интересными являются исследования, включающие анализ молекулярных механизмов глюкозоиндуцируемых изменений в в-клетках островков поджелудочной железы мышей линии C57BL/6J. Про-теом в-клеток островков поджелудочной железы обнаруживает существенные динамические изменения под влиянием изменения концентрации глюкозы, отражающие увеличивающийся синтез инсулина, мобилизацию гранул инсулина и формирование ответа в-клеток на стресс. Исследование этих изменений необходимо для понимания процесса повреждения в клетках островков поджелудочной железы в гипергликемичес-ком состоянии и разработки биотаргетных лекарственных средств.

У мышей линии C57BL/6J островки поджелудочной железы были изолированы и подвергались экспозиции 1 ммоль/л глюкозы в течение 24 ч. Белковый профиль был получен с помощью технологии 2DPAGE. Идентификация белков выполнена на основе пептидного масс-фингерпринта с применением MALDI-TOF масс-спектро-метрии (Bruker Reflex IV, USA) в программе Mascot Search (Matrix Science, London, UK).

Технология 2БРАОЕ свежих островков поджелудочной железы и островков поджелудочной железы с экспозицией 11 ммоль/л глюкозы, выявила 1074 и 1254 белковых точек соответственно. Количество дифференцированных точек белков составило 379 с 20 новыми точками, появившимися в качестве новых белков при стимуляции 11 ммоль/л глюкозы. Идентифицированы 124 точки, соответствие которых было продемонстрировано 77 белкам референсной электрофо-реграммы (рис. 1).

В исследовании обнаружено увеличение экспрессии регулируемых глюкозой белков — актина, а-энолазы, цитокератина 8, эндоплазмина, а также белков теплового шока, пероксиредоксинов, конвертазы прогормона 2, дисульфид-изомеразы, супе-роксиддисмутазы, тубулина и V-тип Н+-АТФазы (VI субъединица А), экспрессия которых увеличивается в клетках поджелудочной железы под влиянием 11 ммоль/л глюкозы. В противоположность этому экспрессия экзокринных белков и секрето-агогина уменьшается [5].

180 M

100 M

70 M

50 M

30 M

20 M

15 M

10 M

TRA1 .

4

РС2 ч

PD1A1

EEF1B

Г

GCG_

т. - т WHA0

WHAZ WSrflV.

YWHA*trb

*-GRP170

то

„VCP

ATP4V1A S" Ійеі

0*0 9 . . HSP74

-TUBA HSp6

GRP5S ’*CKB-

VlQCRCI

CALR«*1 HSP60

TDBB5V^ A

ATP5B r

. PDlAh CPA |\i0cr P40-8** СРВ IT V

ANXS ACT *

ТРЩ * SCCN YWHAK** vwHA(i.

*

ELAJB

« У

•ПОТІ

ANXA'4 .

CEL

t

PN1.IPRP1 U+e j

P PHGDH

HSpJo»je>

MDHI

*

ENOI

PRDXfi

.PRDX2 PBP

AC02

о

TKT^

AMY2 A_l affimsAi

EEFIAo

PGK U .ACA,I>4 ШН2

г

'Ж'

г жг

PGAMI m CTRA!

1 • *

t GSTP2

Iі N LIP

4*

KBL

PRPSI "* ^ **

ES10

GAPDHj

REG I

SOD1

'CFLI

NWE2

_L

_L

4.0

5.0

5.6

6.0

6.6

7.0 8.4

10

pI

Рис. 1. Референсная 2D карта клеток островков поджелудочной железы, демонстрирующая основные белки, идентифицированные из 600 островков поджелудочной железы

Примечание. PDIA1 - дисульфид-изомераза; ELA3B - эластаза III B; PNLIP - триацилглицерол-липаза, панкреатическая форма; CPB1 - карбоксипептидаза B1; CPA1 - карбоксипептидаза A1; AMY2 - а-амила-за, панкреатическая форма; SCGN - секретоагогин; GRP78 - глюкозо-индуцируемый белок; PEBP - фос-фотидил-этаноламин-связанный белок; PCSK2 - конвертаза прогормона 2; PRDX6 - пероксиредоксин 6; GRP58 - глюкозо-регулируемый белок; ENO1 - а-энолаза; TUBB5 - тубулин, бета 5; TRA1 - эндоплазмин; HSP74 - белок, сходный с белком теплового шока 74; ACT - актин; PDIA6 - дисульфид-изомераза A6; SOD1 - супероксиддисмутаза (Cu-Zn); TUBA - тубулин - а ; ATP6V1A - ATPaзa, H+ транспортная, лизосомальная форма, V1 субъединица, изоформа 1; KRT8 - кератин, тип II цитоскелетная форма 8.

В качестве биомоделей СД II типа применяются ob/ob модели мышей и KKAy-мыши. Эти модели также позволили исследовать глюкозоиндуцируемую экспозицию белков в в-клетках островков поджелудочной железы с помощью технологии 2DPAGE с дальнейшей визуализацией белков и их идентификацией.

В настоящее время с помощью биомоделей получена информация о влиянии генетических мутаций на развитие различных форм ожирения и их связи с формированием гипергликемии [29].

В частности, показано, что высокоаффинный рецептор для лептина OB-R участвует в сигнальном пути на уровне жировой ткани. В исследовании Чен (Chen H.) с соавт. идентифицирован альтернативный транскрипт, кодирующий форму рецептора OB-R с длинным интрацеллюлярным доменом. Мыши линии db/db продуцируют альтернативный транскрипт с 106 nt вставкой, которая определяет формирование N-терминального домена. Найдена G^Tточечная мутация в геномном сиквен-се OB-R у мышей линии db/db. Установлено, что длинный интрацеллюлярный домен OB-R инициирует интрацеллюлярную сигнальную трансдукцию и ведет к формированию острого фенотипа ожирения у мышей линии db/db [7].

Моноклональные аутоантитела для гормона тимулина (FTS-Zn) были обнаружены в клеточных лизатах селезенки диабетических мышей линии db/db и миеломных клетках. Культуральные супернатанты in vitro и in vivo продемонстрировали биологическую активность синтетического и естественного гормона (антитимулина) и связывание его с эпителиальными клетками [8, 21, 24, 30].

Таким образом, анализ существующих исследований продемонстрировал возможности применения биомоделирования для изучения молекулярного патогенеза СД II типа и поиска новых мишеней для разработки биотаргетных лекарственных средств.

Литература

1. Дедов И.И., Сунцов Ю.И., Кудрякова С.В., Рыжкова С.Г. Эпидемиология инсулинзависимого сахарного диабета//Кардиология, № 3, с. 47-55, 1998.

2. Сарвилина И.В., Макляков Ю.С., Каркищенко Н.Н. Хронофармакологические подходы к лекарственной профилактике хронической сердечной недостаточности при сахарном диабете типа 1 // Вестник РАМН, № 4, с. 127133, 2002.

3. Сарвилина И.В., Макляков Ю.С., Каркищенко Н.Н. Диабетическая нефропатия: новые возможности фармакологической коррекции // Проблемы эндокринологии, № 3, с. 8-

14, 2003.

4. Бландова З.К., Малашенко А.М., Крышки-наВ.П., СеменовХ.Х., ШмидтЕ.Ф. Правила разведения инбредных лабораторных животных: Методические указания / АМН СССР, НИЛ экспериментально-биологических моделей. — М. 1979.

5. Ahmed M., Bergsten P. Glucose-induced changes of multiple mouse islet proteins analysed by two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry // Diabetologia, No. 48., pp. 477-485, 2005.

6. Blackshear P., Haupt D. Evidence against insulin-stimulated phosphorylation of calmodulin in 3T3-L1 adipocytes // J. Biol. Chem., vol. 264, pp. 3854-3858,1989.

7. Chen H., Charlat O., Tartaglia L. et al. Evidence that the diabetes gene encodes the leptin receptor: identification of a mutation in the leptin receptor gene in db/db mice // Cell., vol. 84, No. 3, pp.491-495, 1996.

8. Dardenne M., Savino W., Bach J. Autoimmune mice develop antibodies to thymic hormone: production of anti-thymulin monoclonal autoantibodies from diabetic (db/db) and B/W mice // J. Immunol., vol. 133, No. 2, pp. 740743,1984.

9. Edvardsson U., Alexandersson M., Brockenhuus von Lowenhielm H. et al. A proteome analysis of livers from obese (ob/ob) mice treated with the peroxisome proliferator WY14, 643 // Electrophoresis, vol. 20, pp. 935-942,1999.

10. Fischer D., Elofsson A, Rice D., Eisenberg D. Assessing the performance of fold recognition methods by means of a comprehensive benchmark // Pac. Symp. Biocomput., pp. 300-318, 1996.

11. Garris D., Garris B., Novikova L., Lau Yu. Structural, metabolic and endocrine analysis of

the diabetes (db/db) hypogonadal syndrome: relationship to hypophyseal hypercytolipide-mia // Cell and Tissue Research., vol. 319, No. 3, pp. 501-512, 2005.

12. Guillausseau P.J. Сахарный диабет MODY и генетические аспекты сахарного диабета 2 типа: новые представления // Метаболизм, т. 4, № 25, с. 6, 2005.

13. Hayden М., Tyagi S., Kerklo M., NicollM. Type 2 diabetes mellitus as a conformational disease// JOP. J. Pancreas (online), vol. 6, No. 4, pp. 287302, 2005.

14. HummelK., Dickie M., Coleman D. Diabetes, a new mutation in the mouse // Science, vol. 153, No. 740, pp. 1127-1128,1966.

15. Korc M. Diabetes mellitus in the era of proteo-mics // Molecular & Cellular Proteomics, vol 2, No. 6, pp. 399-404, 2002.

16. LeiterE., ChapmanH. Obesity-induced diabetes (diabesity) in C57BL/KsJ mice produces aberrant trans-regulation of sex steroid sulfotrans-ferase genes // J. Clin. Invest., vol. 93, No. 5,pp. 2007-2013, 1994.

17. Levenson R., Blackshear P. Insulin-stimulated protein tyrosine phosphorylation in intact cells evaluated by giant two-dimensional gel electrophoresis // J. Biol. Chem., No. 264, pp. 1998419993, 1989.

18. Lopez M., Kristal B., Chernokalskaya E. et al. High-throughput profiling of the mitochondrial proteome using affinity fractionation and automation // Electrophoresis, No. 21, pp. 3427— 3440, 2000.

19. Lynch C., Brennan W., Vary T. et al. Carbonic anhydrase III in obese Zucker rats // Am. J. Physiol., vol. 264, pp. E621—E630,1993.

20. Lynch C., McCall K., Billingsley M. et al. Pyruvate carboxylase in genetic obesity // Am. J. Physiol., No. 262, pp. E608—E618, 1992.

21. Mandel M., Mahmoud A. Impairment of cell-mediated immunity in mutation diabetic mice (db/db) // J. Immunol., vol. 120, No. 4, pp. 1375-1377,1978.

22. Sadowski H., Wheeler T., Young D. Characterization of initial responses to the inducing agents and changes during commitment to differentiation // J. Biol. Chem., vol. 267, pp. 4722-4731, 1992.

23. Sanchez J, Converset V., Nolan A. et al. Effect of rosiglitazone on the differential expression of diabetes-associated proteins in pancreatic islets of C57Bl/6 lep/lep mice // Mol. Cell. Proteomics, vol. 1, pp. 509-516, 2002.

24. Serreze D., Leiter E., Kuff E. et al. Molecular mimicry between insulin and retroviral antigen p73. Development of cross-reactive autoantibodies in sera of NOD and C57BL/KsJ db/db mice // Diabetes, vol. 37, No. 3, pp.351-358.

25. Sviderskaya E., NovakE., SwankR., BennettD. The murine misty mutation: phenotypic effects on melanocytes, platelets and brown fat // Genetics, No. 148, pp. 381-390,1998.

26. The Fifth World Congress on Alternatives and Animal Use in the Life Sciences. Conference report // ATLA, No. 33, pp. 119-125, 2005.

27. Truett G., HeegerP., MynattR. et al. Preparation of PCR-quality mouse genomic DNA with hot sodium hydroxide and tris (Hot-SHOT) // Biotechniques, No. 29, pp.52-54, 2000.

28. WHO [World Health Organization]. World Health Report. 1997.

29. Wolff G.L. Obesity as a Pleiotropic Effect of Gene Action // J. of Nutrition, No. 6, pp. 1897S-1901S, 2007.

30. Yoon J., Leiter E., Coleman D. et al. Genetic control of organ-reactive autoantibody production in mice by obesity (ob) diabetes (db) genes // Diabetes, vol. 37, No. 9, pp.1287-1293, 1988.

SEARCHING FOR NEW TARGETS FOR HYPOGLYCAEMIC DRUG DEVELOPMENT BASED ON BIOMODELING OF DIABETES MELLITUS TYPE II AND PROTEOM TECHNOLOGIES

I.V. Sarvilina, Yu.S. Maklyakov, A.V. Krishtopa, V.N. Karkischenko

South Scientific Centre of Russian Academy of Sciences, Rostov-on-Don Rostov State Medical University, Rostov-on-Don The Research Center for Biomedical Technologies of RAMS, Moscow

The main experimental biomodels of the diabetes mellitus type II discussed here allow revealing the pathway of disease and finding the perspective biomolecules for hypoglycaemic drug development by means of modern technological platforms for molecular diabetology and experimental pharmacology.

Key words: diabetes mellitus, proteomic analysis, biomodel.