Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом

Показано, що стійка гіперглікемія, зумовлена розвитком експериментального цукрового діабету 1-го типу (ЦД 1), призводить до істотного зниження рівня 25OHD у сироватці крові щурів. Вітамін D-дефіцитний стан організму тварин з експериментальним ЦД 1 супроводжується порушенням сигналювання кальцитріо...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2018
Автори:	Мазанова, А.О., Шиманський, І.О., Лісаковська, О.О., Василевська, В.М., Лотоцька, О.Ю., Макарова, О.О., Великий, М.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2018
Назва видання:	Доповіді НАН України
Теми:	Біохімія
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132647
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом / А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова, М.М. Великий// Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 2. — С. 109-116. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-132647
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1326472018-04-25T03:03:11Z Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом Мазанова, А.О. Шиманський, І.О. Лісаковська, О.О. Василевська, В.М. Лотоцька, О.Ю. Макарова, О.О. Великий, М.М. Біохімія Показано, що стійка гіперглікемія, зумовлена розвитком експериментального цукрового діабету 1-го типу (ЦД 1), призводить до істотного зниження рівня 25OHD у сироватці крові щурів. Вітамін D-дефіцитний стан організму тварин з експериментальним ЦД 1 супроводжується порушенням сигналювання кальцитріолу в кістковій тканині через зниження рівня протеїну-рецептора вітаміну D₃ (VDR) та підвищенням остеокластогенезу за рахунок підвищення вмісту фосфорильованої в положенні Ser 311 форми ядерного фактора κB (NF-κB/р-р65). Введення холекальциферолу (вітаміну D₃) щурам з ЦД 1 нормалізує рівень 25OHD у сироватці крові, результатом чого може бути відновлення остеобластно-остеокластної рівноваги в кістковій тканині. Показано, что стойкая гипергликемия, обусловленная развитием экспериментального сахарного диабета 1-го типа (СД 1), приводит к существенному снижению уровня 25OHD в сыворотке крови крыс. Витамин D-дефицитное состояние организма животных с экспериментальным СД 1 сопровождается нарушением сигналинга кальцитриола в костной ткани из-за снижения уровня протеина-рецептора витамина D₃ (VDR) и повышением остеокластогенеза за счет увеличения содержания фосфорилированной в положении Ser 311 формы ядерного фактора κB (NF-κB/р-р65). Введение холекальциферола (витамин D₃) крысам с СД 1 приводит к нормализации содержания 25OHD в сыворотке крови, результатом чего может быть восстановление нарушенного остеобластно-остеокластного равновесия в костной ткани. It has been shown that chronic hyperglycemia, caused by the development of experimental type 1 diabetes mellitus (DM 1), leads to a significant decrease in the blood serum level of 25OHD. Vitamin D₃ deficiency in rats with DM 1 is accompanied by the impaired signaling of calcitriol in bone tissue, as is evident from a decrease in the expression of the vitamin D₃ receptor protein (VDR). The elevated level of nuclear factor κB (NF-κB) subunit p65 phosphorylated at Ser 311 in bone tissue is found. This may contribute to an increase in osteoclastogenesis. Supplementation of cholcalciferol (vitamin D₃) to rats with DM 1 leads to a normalization of 25OHD in blood serum, which can result in the restoration of the osteoblastic-osteoclastic balance in bone tissue. 2018 Article Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом / А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова, М.М. Великий// Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 2. — С. 109-116. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2018.02.109 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132647 577.161.2+616.379-008.64 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Біохімія Біохімія
spellingShingle	Біохімія Біохімія Мазанова, А.О. Шиманський, І.О. Лісаковська, О.О. Василевська, В.М. Лотоцька, О.Ю. Макарова, О.О. Великий, М.М. Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом Доповіді НАН України
description	Показано, що стійка гіперглікемія, зумовлена розвитком експериментального цукрового діабету 1-го типу (ЦД 1), призводить до істотного зниження рівня 25OHD у сироватці крові щурів. Вітамін D-дефіцитний стан організму тварин з експериментальним ЦД 1 супроводжується порушенням сигналювання кальцитріолу в кістковій тканині через зниження рівня протеїну-рецептора вітаміну D₃ (VDR) та підвищенням остеокластогенезу за рахунок підвищення вмісту фосфорильованої в положенні Ser 311 форми ядерного фактора κB (NF-κB/р-р65). Введення холекальциферолу (вітаміну D₃) щурам з ЦД 1 нормалізує рівень 25OHD у сироватці крові, результатом чого може бути відновлення остеобластно-остеокластної рівноваги в кістковій тканині.
format	Article
author	Мазанова, А.О. Шиманський, І.О. Лісаковська, О.О. Василевська, В.М. Лотоцька, О.Ю. Макарова, О.О. Великий, М.М.
author_facet	Мазанова, А.О. Шиманський, І.О. Лісаковська, О.О. Василевська, В.М. Лотоцька, О.Ю. Макарова, О.О. Великий, М.М.
author_sort	Мазанова, А.О.
title	Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом
title_short	Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом
title_full	Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом
title_fullStr	Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом
title_full_unstemmed	Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом
title_sort	порушення синтезу рецептора вітаміну d₃ та активної форми ядерного фактора kb у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2018
topic_facet	Біохімія
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132647
citation_txt	Порушення синтезу рецептора вітаміну D₃ та активної форми ядерного фактора kB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом / А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова, М.М. Великий// Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 2. — С. 109-116. — Бібліогр.: 15 назв. — укр.
series	Доповіді НАН України
work_keys_str_mv	AT mazanovaao porušennâsintezureceptoravítamínud3taaktivnoíformiâdernogofaktorakbukístkovíjtkaninízumovleníeksperimentalʹnimcukrovimdíabetom1gotiputaíhkorekcíâholekalʹciferolom AT šimansʹkijío porušennâsintezureceptoravítamínud3taaktivnoíformiâdernogofaktorakbukístkovíjtkaninízumovleníeksperimentalʹnimcukrovimdíabetom1gotiputaíhkorekcíâholekalʹciferolom AT lísakovsʹkaoo porušennâsintezureceptoravítamínud3taaktivnoíformiâdernogofaktorakbukístkovíjtkaninízumovleníeksperimentalʹnimcukrovimdíabetom1gotiputaíhkorekcíâholekalʹciferolom AT vasilevsʹkavm porušennâsintezureceptoravítamínud3taaktivnoíformiâdernogofaktorakbukístkovíjtkaninízumovleníeksperimentalʹnimcukrovimdíabetom1gotiputaíhkorekcíâholekalʹciferolom AT lotocʹkaoû porušennâsintezureceptoravítamínud3taaktivnoíformiâdernogofaktorakbukístkovíjtkaninízumovleníeksperimentalʹnimcukrovimdíabetom1gotiputaíhkorekcíâholekalʹciferolom AT makarovaoo porušennâsintezureceptoravítamínud3taaktivnoíformiâdernogofaktorakbukístkovíjtkaninízumovleníeksperimentalʹnimcukrovimdíabetom1gotiputaíhkorekcíâholekalʹciferolom AT velikijmm porušennâsintezureceptoravítamínud3taaktivnoíformiâdernogofaktorakbukístkovíjtkaninízumovleníeksperimentalʹnimcukrovimdíabetom1gotiputaíhkorekcíâholekalʹciferolom
first_indexed	2025-07-09T17:50:30Z
last_indexed	2025-07-09T17:50:30Z
_version_	1837192637768007680
fulltext	109ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 2 ОПОВІДІ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ © А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова, М.М. Великий, 2018 Вторинний остеопороз є одним з поширених ускладнень цукрового діабету (ЦД) і, як сис- темне захворювання скелета, характеризується зменшенням маси кістки в одиниці об’єму та порушенням мікроархітектури кісткової тканини, що призводить до підвищення крих- кості кісток та високого ризику їх переломів [1]. Дослідження останніх років переконливо свідчать про те, що гіперглікемія, надпродукування активних форм кисню/азоту та акти- вування запальних процесів відіграють центральну роль у розвитку численних ускладнень ЦД. Крім того, наголошується на залученні NF-κB, як прозапального фактора, у клітин- ній відповіді на оксидативний стрес за умов діабету [2]. На сьогодні добре відомо, що сис- темне запалення індукує остеокластогенез, активацію остеокластів і посилену резорбцію кісткової тканини. Зниження біодоступності вітаміну D3 внаслідок недостатнього надходження або по- рушення його обміну в організмі може бути одним з істотних патогенетичних чинників роз- doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.02.109 УДК 577.161.2+616.379-008.64 А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова, М.М. Великий Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, Київ E-mail: ann.mazanova@gmail.com Порушення синтезу рецептора вітаміну D3 та активної форми ядерного фактора κB у кістковій тканині, зумовлені експериментальним цукровим діабетом 1-го типу, та їх корекція холекальциферолом Представлено членом-кореспондентом НАН України Е.В. Луговським Показано, що стійка гіперглікемія, зумовлена розвитком експериментального цукрового діабету 1-го типу (ЦД 1), призводить до істотного зниження рівня 25OHD у сироватці крові щурів. Вітамін D-дефіцитний стан організму тварин з експериментальним ЦД 1 супроводжується порушенням сигналювання кальци- тріолу в кістковій тканині через зниження рівня протеїну-рецептора вітаміну D3 (VDR) та підвищенням остеокластогенезу за рахунок підвищення вмісту фосфорильованої в положенні Ser 311 форми ядерного фактора κB (NF-κB/р-р65). Введення холекальциферолу (вітаміну D3) щурам з ЦД 1 нормалізує рівень 25OHD у сироватці крові, результатом чого може бути відновлення остеобластно-остеокластної рівнова- ги в кістковій тканині. Ключові слова: вітамін D3 (холекальциферол), рецептори вітаміну D, ядерний фактор κB, остеопороз, цукровий діабет 1-го типу. БІОХІМІЯ 110 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 2 А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова... витку остеопорозу. У результаті D3-гіповітамінозу порушується транспорт мінеральних компонентів у шлунково-кишковому тракті та мінералізація кісткової тканини. На клі тин- ному рівні вітамін D3 забезпечує баланс між фазами резорбції і формування під час процесу кісткового ремоделювання та викликає посилення мінералізації кісток. Крім того, на дода- ток до скелетних ефектів вітаміну і контролювання гомеостазу кальцію, холекальциферол виявляє антипроліферативну, імуномодуляторну та протизапальну дію [3]. Безпосередньо біологічною активністю характеризується гормонально активна форма холекальциферолу — 1,25-дигідроксивітамін D3 (1,25(OH)2D3, кальцитріол). Детальне ви- вчення механізму його дії показало, що дана стероїдна сполука діє на клітини так, як і усі інші стероїдні гормони: 1,25(OH)2D3, який проникає в клітини-мішені, зв’язується зі спе- цифічними для нього рецепторами. Біологічні ефекти 1,25(OH)2D3 опосередковані рецеп- тором вітаміну D3 (VDR), членом надродини ядерних рецепторів стероїдних гормонів. Ці рецептори відіграють вирішальну роль у реалізації ефектів 1,25(ОН)2D3 у кальцієвому го- меостазі, розвитку кісток та їх мінералізації, а також у контролюванні росту і диферен ці- ювання клітин [4]. Показано існування тісного зв’язку між ризиком розвитку ЦД 1-го типу (ЦД 1) та йо- го ускладнень, з одного боку, і станом забезпеченості організму вітаміном D3 — з іншого. Так, підтримання нормального D3-вітамінного статусу організму (концентрація 25OHD повинна знаходитись у межах 75—100 нмоль/л) запобігає розвитку інсуліту і стрептозото- цин-індукованого ЦД 1 на моделях діабетичних мишей без ожиріння. Введення вітаміну D3 зупиняє прогресування запалення в клітинах панкреатичних острівців через регулювання Т-лімфоцитарної ланки імунної відповіді [5]. З іншого боку, завдяки своїм плейотропним ефектам вітамін D3 потенційно здатен корегувати низку порушень, зумовлених ЦД 1, одним з яких є вторинний остеопороз [6], хоча це питання на сьогодні недостатньо досліджене. Гіперглікемія, яка є наслідком авто- імунного ураження β-клітин підшлункової залози, вважається основною причиною роз- витку вторинного остеопорозу, що супроводжує ЦД 1. Підвищення рівня глюкози в крові призводить до осмотичного пошкодження остеобластів, порушення їх дозрівання шляхом пригнічення експресії RUNX 2 (Runt-залежний транскрипційний фактор 2) та підвищен- ня експресії PPARγ (рецептор активації проліферації пероксисом γ), наслідком чого є пе- реключення дозрівання мезенхімних клітин з остеобластів на адипоцити. Крім цього, гі- перглікемія самостійно або опосередковано через оксидативний стрес підвищує експресію прозапальних цитокінів, зокрема TNFα (фактор некрозу пухлин α), який пригнічує дифе- ренціювання та активність остеобластів, тим самим збільшуючи їх апоптичну загибель [7] і NF-κB [8], підвищений рівень якого асоціюють з виникненням остеолітичних запальних реакцій у кістковій тканині [9]. Показано, що вітамін D3 може безпосередньо пригнічувати експресію NF-κB через рецепторний комплекс RXR-VDR [10]. Остеотропні ефекти вітаміну D3 та його гормонально активних форм на функції клітин кісткової тканини можуть бути пов’язані з тонким регулюванням процесів кісткового мо- делювання/ремоделювання, опосередкованим їх впливом на міжклітинну комунікацію за участю різних цитокінових систем, проте конкретні механізми такої взаємодії на сьогодні вивчені недостатньо. На молекулярному рівні ці ефекти можуть реалізовуватися через VDR-опосередковану дію на транскрипційну активацію NF-κB та експресію залежних від 111ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 2 Порушення синтезу рецептора вітаміну D3 та активної форми ядерного фактора κB у кістковій тканині... даного фактора транскрипції генів. Ми ставили за мету дослідження експресії активної форми NF-κB/p65, фосфорильованої в положенні Ser 311 (NF-κB/p-p65), у кістковій тка- нині щурів з експериментальним ЦД 1 та можливості VDR-опосередкованої корекції хо- лекальциферолом порушень, асоційованих з діабетом. Дослідження проводили на щурах-самцях лінії Wistar масою 140 ± 7 г. Для індукуван- ня діабету застосовували стрептозотоцин (STZ, “Sigma”, США), який вводили одноразово в дозі 55 мг/кг маси тіла тварини у 10 мМ цитратному буферному розчині (рН 4,3) внут- рішньочеревно. Контрольні тварини отримували одноразову ін’єкцію цитратного буфер- ного розчину, що не містила STZ. Після двотижневого періоду розвитку діабету в щурів проводили контроль рівня глюкози у крові за допомогою біосенсора One Touch Select (“Life Scan”, США) натщесерце. В експеримент брали щурів, рівень глюкози яких був у межах 22 ± 1 ммоль/л. Діабетичних тварин розділили на дві групи: 1 — діабетичні щури; 2 — діа- бетичні щури, які отримували 600 МО вітаміну D3 на 1 кг маси тіла тварини перорально протягом 30 діб. Усі маніпуляції з тваринами проводили під легким ефірним наркозом і без порушень норм гуманного поводження з лабораторними тваринами, що не суперечить за- гальноприйнятим біоетичним нормам, з дотриманням відповідних міжнародних положень стосовно проведення експериментальних робіт. Рівень забезпеченості організму щурів вітаміном D3 оцінювали детектуванням 25OHD у сироватці крові конкурентним імуноезимним методом (ELISA) [11]. Рівень VDR та NF-κB/p-p65 (Ser 311) визначали за допомогою вестерн-блот-аналізу. Підготовку проб проводили шляхом гомогенізації 100 мг тканини в буферному розчині RIPA (20 мМ трис-НCl, рН 7,5; 1 % тритону Х-100, 150 мМ NaCl, 1 мМ ЕДТА, 1 % дезок- сихолату натрію) з додаванням суміші інгібіторів протеїназ та фосфатаз (“Sigma”, США). Концентрацію протеїну в зразках визначали методом Лоурі. Електрофоретичне розділен- ня зразків здійснювали в 10 % ПААГ в системі Лемлі (60 мМ трис-HСl, pH 6,8, 2 % SDS, 10 % гліцеролу, 5 % β-меркаптоетанолу, 0,01 % бромфенолового синього), вносячи 50 мкг протеїну в кожний трек. Електрофоретично розділені протеїни переносили на нітроцелю- лозну мембрану протягом 1 год при силі струму 350 мA у буфері, що містив 25 мМ трис- HCl, 192 мМ гліцину, рН 8,3, 0,1 % SDS, 20 % метанолу. Вільні центри зв’язування блоку- вали протягом 1 год 5 %-м знежиреним сухим молоком в PBST (PBS + 0,05 % Tween 20). Для проведення вестерн-блот аналізу використовували антитіла проти VDR (1 : 200, “San ta Cruz Biotechnology”, США), NF-κB/p-p65 (Ser 311), (1 : 250, “Santa Cruz Biotechnology”, США), β-актину (1 : 25000, “Sigma”, США), вторинні антимишачі антитіла, кон’юговані з перокси- дазою хрону (HRP) (1 : 2000, “Sigma”, США), вторинні антикролячі антитіла, кон’юговані з HRP (1 : 2500, “Bio Rad”, США). Імунореактивні сигнали на мембрані виявляли за допо- могою інкубації мембрани з реактивами для посиленої хемілюмінесценції (люмінолом та кумаровою кислотою). Мембрану експонували на рентгенівську плівку, яку проявляли й фіксували стандартними фотопроявником та фіксажем. Інтенсивність сигналів на рентге- нівських плівках обраховували за допомогою програми GelPro analyzer 3.2. Усі дослідження виконували в трьох паралельних повторах. Обробку даних проводили загальноприйнятими методами варіаційної статистики з вирахуванням середнього значення (М) і стандартної похибки середього (m). Для визна- чення достовірності відмінностей між одержаними величинами двох вибірок викорис- 112 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 2 А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова... товували t-критерій Стьюдента. Вірогідними вважали відмінності при р 0,05. Опра- цювання і статистичну обробку результатів здійснювали з використанням програмами Microsoft Excel. Показано, що через вісім тижнів розвитку ЦД 1 після ін’єкції STZ рівень глюкози в крові піддослідних тварин становив 26,8 ± 2,9 ммоль/л проти 4,9 ± 0,2 ммоль/л у конт- ролі (р 0,05). Хронічна гіперглікемія на фоні ЦД 1 супроводжувалась істотним дефі- цитом вітаміну D3 в організмі тварин. На восьмому тижні розвитку ЦД 1 вміст 25OHD, який є маркером забезпеченості організму вітаміном D3, у сироватці крові щурів стано- вив 50,2 ± 3,0 нмоль/л, тоді як у контрольних тварин цей показник сягав 97,5 ± 5,2 нмоль/л (р 0,05). Оскільки біологічні ефекти гормонально активної форми вітаміну D3 у різних типах клітин реалізуються через специфічні рецептори до 1,25(OH)2D3 — VDR, було дослі- джено їх експресію в кістковій тканині. Вітамін D-дефіцитний стан організму щурів з ЦД 1 призводив до падіння вмісту протеїну-рецептора вітаміну D3 у кістковій тка- нині. За допомогою вестерн-блот аналізу встановлено, що відносний вміст протеїну VDR у кістковій тканині тварин з ЦД 1 був у 1,8 раза (р 0,05) нижчим порівняно з конт- ролем (рис. 1). Показано, що рецептори вітаміну D3 переважно локалізуються на остео- цитах та остеобластах, тоді як зрілі остеокласти їх не експресують [12]. Таким чином, зниження рівня протеїну VDR у тварин з експериментальним ЦД 1 може свідчити про зсув остеобластно-остеокластної рівноваги, результатом чого є порушення процесів мо- делювання/ремоделювання кісткової тканини та розвиток вторинного остеопорозу. Передбачається, що рецептори вітаміну D3 можуть опосередковувати ефекти холе- кальциферолу на активність такого важливого та поширеного в різних типах клітин тран- скрипційного фактора, як NF-κB [13]. Відомо, що NF-κB бере участь у контролюванні вели- кої різноманітності клітинних функцій, регулюючи імунну відповідь і розвиток запальних реакцій, апоптоз, ремоделювання кісткової тканини тощо. У різних клітинах найбільш поширена форма NF-κB складається з великої субодиниці RelA (р65), яка формує або го- модимер, або гетеродимер зі структурно спорідненим протеїном р50. Оскільки транскрип- ційна активація NF-κB є однією з ключових подій, що опосередковують генну експресію різних регуляторних пептидів та протеїнів, у тому числі остеотропних, а також є одним з маркерних показників інтенсивності остеокластогенезу [14], нашим завданням було ви- значити рівень фосфорильованої субодиниці р65 NF-κB у кістковій тканині. Рис. 1. Відносний вміст протеїну-рецептора віта- міну D3 (VDR) у кістко- вій тканині діабетичних щурів та після введення вітаміну D3 (а) і репре- зентативні імуноблото- грами (б). Дані представ- лено як M ± m, n = 5. * — p 0,05 порівняно з контролем; # — p 0,05 порівняно з діабетом 113ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 2 Порушення синтезу рецептора вітаміну D3 та активної форми ядерного фактора κB у кістковій тканині... У відповідності з критичною роллю фосфорилювання в транскрипційній активації NF-κB під дією різних сигнальних стимулів вестерн-блот аналіз показав, що в діабе- тичних щурів рівень протеїну NF-κB/р-р65, фосфорильованого за Ser 311, виявився в 2,3 раза вищим у кістковій тканині порівняно з контрольними тваринами (рис. 2). Останнім часом атипову протеїнкіназу ζ (РКС ζ) було запропоновано як кіназу фосфорилювання Ser 311, що активується в результаті дії прозапального цитокіну TNFα і яка забезпечує звільнення димеру р65/р50 з-під гальмівного контролю з боку інгібітора κВ-α (IκB-α) [15]. Отже підвищення на фоні діабету рівня фосфорильованої за Ser 311 NF-κB/р-р65 у кістковій тканині може свідчити про активацію та посилену транслокацію NF-κB/р-р65 з цитоплазми в ядро. NF-κB-залежна транскрипційна активація генів, імовірно, є резуль- татом дії прозапальних та прорезорбтивних факторів. У сукупності отримані дані вка- зують на те, що дефіцит вітаміну D3 та інтенсифікація прозапальних процесів можуть бути тісно пов’язані з порушенням дозрівання остеобластів та NF-κB/ р-р65-опо се ред- кованим підвищенням активності остеокластів внаслідок експериментального цукрово- го діабету. Результатом цих змін є дисбаланс процесів остеосинтезу з переважанням ре- зорбції кісткової тканини над її формуванням, що може спричиняти розвиток вто рин- но го остеопорозу. Введення холекальциферолу діабетичним щурам протягом 30 днів призводило до підвищення рівня 25OHD у сироватці крові до 71,0 ± 3,1 нмоль/л порівняно з групою діабету (р 0,05), хоча і не мало істотного глюкозознижуючого ефекту (21,7 ± 2,5 ммоль/л) порівняно з діабетом. Відновлення D-вітамінного статусу організму тварин сприяло поверненню рівня експресії протеїну VDR до контрольних значень (див. рис. 1). Натомість рівень протеїну NF-κB/р-р65 істотно знижувався (в 3 рази) порівняно з гру- пою діабету, р 0,05 (див. рис. 2). Таким чином, отримані нами дані можуть свідчити про VDR-опосередковану інгібу- вальну дію холекальциферолу на посилену за умов ЦД 1 активацію асоційованих з NF- κB сигнальних шляхів. Загалом це узгоджується з літературними даними щодо важливої ролі вітаміну D3 в регулюванні прозапальних реакцій у тканинах тваринного організму. Досягнення нормального рівня забезпеченості організму тварин вітаміном D3 сприяє галь- муванню NF-κВ-залежної експресії прозапальних/прорезорбтивних цитокінів, що може супроводжуватися нормалізацією стану ремоделювання кісткової системи у разі діабету. Рис. 2. Відносний вміст субодиниці р65 ядерного фактора κB, фосфорильо- ваної за Ser 311 (NF-κB/ p-p65, Ser 311), у кістковій тканині діабетичних щурів та після введення вітамі- ну D3 (а) і репрезен та тив- ні імуноблотограми (б). Да- ні представлено як M ± m, n = 5. * — p 0,05 порівняно з контролем; # — p 0,05 порівняно з діабетом 114 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 2 А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова... ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. Cooper J.D., Smyth D.J, Walker N.M, Stevens H., Burren O.S, Wallace C., Greissl C., Ramos-Lopez E., Hyppönen E., Dunger D.B., Spector T.D., Ouwehand W.H., Wang T.J., Badenhoop K., Todd J.A. Inherited variation in vitamin D genes is associated with predisposition to autoimmune disease type 1 diabetes. Diabetes. 2011. № 5. P. 1624—1631. doi: https://doi.org/10.2337/db10-1656 2. Poudyal H., Brown L. Osteoporosis and its association with non-gonadal hormones involved in hy pe r- tension, adiposityand hyperglycaemia. Curr. Drug. Targets. 2013. № 14. P. 1694—1706. 3. Saccone D., Asani F., Bornman L. Regulation of the vitamin D receptor gene by environment, genetics and epigenetics. Gene. 2015. № 2. P. 171—180. doi: https://doi.org/10.1016/j.gene.2015.02.024 4. Lin Z., Chen H., Belorusova A.Y., Bollinger J.C., Tang E.K.Y., Janjetovic Z., Kim T., Wu Z., Miller D.D., Slominski A.T., Postlethwaite A.E., Tuckey R.C., Rochel N., Li W. 1α,20S-Dihydroxyvitamin D3 inter acts with vitamin D receptor: Crystal structure and route of chemical synthesis. Sci. Rep. 2017. № 1. P. 1—10. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-10917-7 5. Tai K., Need A.G., Horowitz M., Chapman I.M. Vitamin D, glucose, insulin, and insulin sensitivity. Nutrition. 2008. № 24. P. 279—285. doi: https://doi.org/10.1016/j.nut.2007.11.006 6. Dhaon P., Shah V.N. Type 1 diabetes and osteoporosis: A review of literature. Indian J. Endocrinol. Metab. 2014. № 18. P. 159—165. doi: https://doi.org/10.4103/2230-8210.129105 7. Coe L.M., Irwin R., Lippner D., McCabe L.R. The bone marrow microenvironment contributes to type I diabetes induced osteoblast death. J. Cell. Physiol. 2011. № 2. P. 477—483. doi: https://doi.org/10.1002/ jcp.22357 8. Romeo G., Liu W.H., Asnaghi V., Kern T.S., Lorenzi M. Activation of nuclear factor-κB induced by diabetes and high glucose regulates a proapoptotic program in retinal pericytes. Diabetes. 2002. № 7. P. 2241—2248. doi: https://doi.org/10.2337/diabetes.51.7.2241 9. Abu-Amer Y. NF-κB signaling and bone resorption. Osteoporos. Int. 2013. № 9. P. 2377—2386. doi: https:// doi.org/10.1007/s00198-013-2313-x 10. Riccio P., Rossano R., Larocca M., Trotta V., Mennella I., Vitaglione P. Anti-inflammatory nutritional intervention in patients with relapsing-remitting and primary-progressive multiple sclerosis: A pilot study. Exp. Biol. Med. (Maywood). 2016. № 6. P. 620—635. doi: https://doi.org/10.1177/1535370215618462 11. Mazanova A.O., Shymanskyy I.O., Veliky M.M. Development and validation of immunoenzyme test- system for determination of 25-hydroxyvitamin D in blood serum. Biotechnol. Acta. 2016. № 2. P. 28—36. doi: https://doi.org/10.15407/biotech9.02.028 12. Wang Y., Zhu J., Deluca H.F. Identification of the vitamin D receptor in osteoblasts and chondrocytes but not osteoclasts in mouse bone. J. Bone. Miner. Res. 2014. № 3. P. 685—692. doi: https://doi.org/10.1002/ jbmr.2081 13. Mutt S.J., Karhu T., Lehtonen S., Lehenkari P., Carlberg C., Saarnio J., Sebert S., Hyppönen E., Järve- lin M.R., Herzig K.H. Inhibition of cytokine secretion from adipocytes by 1,25-dihydroxyvitamin D3 via the NF-κB pathway. FASEB J. 2012. № 11. P. 4400—4407. doi: https://doi.org/10.1096/fj.12-210880 14. Brendan F.B., Zhenqiang Y., Lianping X. Functions of NF-κB in Bone. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2010. №. 1192. Р. 367—375. doi: https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2009.05315.x 15. Moscat J., Diaz-Meco M.T. Fine tuning NF-κB: new openings for PKC-ζ. Nat. Immunol. 2011. № 1. P. 12—14. doi: https://doi.org/10.1038/ni0111-12 Надійшло до редакції 20.10.2017 REFERENCES 1. Cooper, J. D., Smyth, D. J, Walker, N. M, Stevens, H., Burren, O. S, Wallace, C., Greissl, C., Ramos-Lopez, E., Hyppönen, E., Dunger, D. B., Spector, T. D., Ouwehand, W. H., Wang, T. J., Badenhoop, K. & Todd, J. A. (2011). Inherited variation in vitamin D genes is associated with predisposition to autoimmune disease type 1 diabetes. Diabetes. No. 5, рр. 1624-1631. doi: https://doi.org/10.2337/db10-1656 2. Poudyal, H. & Brown, L. (2013). Osteoporosis and its association with non-gonadal hormones involved in hypertension, adiposityand hyperglycaemia. Curr. Drug. Targets. No. 14, pp. 1694-1706. 3. Saccone, D., Asan,i F. & Bornman, L. (2015). Regulation of the vitamin D receptor gene by environment, genetics and epigenetics. Gene, No. 2, pp. 171-180. doi: https://doi.org/10.1016/j.gene.2015.02.024 115ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 2 Порушення синтезу рецептора вітаміну D3 та активної форми ядерного фактора κB у кістковій тканині... 4. Lin, Z., Chen, H., Belorusova, A. Y., Bollinger, J. C., Tang, E. K. Y., Janjetovic, Z., Kim, T., Wu, Z., Miller, D. D., Slominski, A. T., Postlethwaite, A. E., Tuckey, R. C., Rochel, N. & Li, W. (2017). 1α,20S-Dihy dro- xyvitamin D3 interacts with vitamin D receptor: Crystal structure and route of chemical synthesis. Sci Rep., No. 1, pp. 1-10. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-10917-7 5. Tai, K., Need, A. G., Horowitz, M. & Chapman, I. M. (2008). Vitamin D, glucose, insulin, and insulin sensitivity. Nutrition., No. 24, pp. 279-285. doi: https://doi.org/10.1016/j.nut.2007.11.006 6. Dhaon, P. & Shah, V. N. (2014). Type 1 diabetes and osteoporosis: A review of literature. Indian J. Endocrinol. Metab., No. 18, pp. 159-165. doi: https://doi.org/10.4103/2230-8210.129105 7. Coe, L. M., Irwin, R., Lippner, D. & McCabe, L. R. (2011). The bone marrow microenvironment contributes to type I diabetes induced osteoblast death. J. Cell. Physiol., No. 2, pp. 477-483. doi: https://doi.org/ 10.1002/jcp.22357 8. Romeo, G., Liu, W. H., Asnaghi, V., Kern, T. S. & Lorenzi, M. (2002). Activation of nuclear factor-κB induced by diabetes and high glucose regulates a proapoptotic program in retinal pericytes. Diabetes, No. 7, pp. 2241-2248. doi: https://doi.org/10.2337/diabetes.51.7.2241 9. Abu-Amer, Y. (2013). NF-κB signaling and bone resorption. Osteoporos. Int., No. 9, pp. 2377-2386. doi: https://doi.org/10.1007/s00198-013-2313-x 10. Riccio, P., Rossano, R., Larocca, M., Trotta, V., Mennella, I. & Vitaglione, P. (2016). Anti-inflamma- tory nutritional intervention in patients with relapsing-remitting and primary-progressive multiple sclerosis: A pilot study. Exp. Biol. Med. (Maywood), No. 6, pp. 620-635. doi: https://doi.org/ 10.1177/ 1535370215618462 11. Mazanova, A. O. Shymanskyy, I. O. & Veliky, M.M. (2016). Development and validation of immuno- enzyme test-system for determination of 25-hydroxyvitamin D in blood serum. Biotechnol. Acta., No. 2, pp. 28-36. doi: https://doi.org/10.15407/biotech9.02.028 12. Wang, Y., Zhu, J. & Deluca, H. F. (2014). Identification of the vitamin D receptor in osteoblasts and chondrocytes but not osteoclasts in mouse bone. J. Bone. Miner. Res., No. 3, pp. 685-692. doi: https://doi. org/10.1002/jbmr.2081 13. Mutt, S. J., Karhu, T., Lehtonen, S., Lehenkari, P., Carlberg, C., Saarnio, J., Sebert, S., Hyppönen, E., Jär- ve lin, M. R. & Herzig, K. H. (2012). Inhibition of cytokine secretion from adipocytes by 1,25-dihydro- xyvitamin D3 via the NF-κB pathway. FASEB J., No. 11, pp. 4400-4407. doi: https://doi.org/10.1096/ fj.12-210880 14. Brendan, F. B., Zhenqiang, Y. & Lianping, X. (2010). Functions of NF-κB in Bone. Ann. N. Y. Acad. Sci., No. 1192, pp. 367-375. doi: https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2009.05315.x 15. Moscat, J. & Diaz-Meco, M. T. (2011) Fine tuning NF-κB: new openings for PKC-ζ. Nat. Immunol., No. 1, pp. 12-14. doi: https://doi.org/10.1038/ni0111-12 Received 20.10.2017 А.А. Мазанова, И.А. Шиманский, О.А. Лисаковская, В.Н. Василевская, Е.Е. Лотоцкая, Е.А. Макарова, Н.Н. Великий Институт биохимии им. А.В. Палладина НАН Украины, Киев E-mail: ann.mazanova@gmail.com НАРУШЕНИЕ СИНТЕЗА РЕЦЕПТОРА ВИТАМИНА D3 И АКТИВНОЙ ФОРМЫ ЯДЕРНОГО ФАКТОРА κB В КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 1-ГО ТИПА И ИХ КОРРЕКЦИЯ ХОЛЕКАЛЬЦИФЕРОЛОМ Показано, что стойкая гипергликемия, обусловленная развитием экспериментального сахарного диа- бета 1-го типа (СД 1), приводит к существенному снижению уровня 25OHD в сыворотке крови крыс. Витамин D-дефицитное состояние организма животных с экспериментальным СД 1 сопровождается нарушением сигналинга кальцитриола в костной ткани из-за снижения уровня протеина-рецептора ви- тамина D3 (VDR) и повышением остеокластогенеза за счет увеличения содержания фосфорилирован- ной в положении Ser 311 формы ядерного фактора κB (NF-κB/р-р65). Введение холекальциферола (витамин D3) крысам с СД 1 приводит к нормализации содержания 25OHD в сыворотке крови, резуль- А.О. Мазанова, І.О. Шиманський, О.О. Лісаковська, В.М. Василевська, О.Ю. Лотоцька, О.О. Макарова... татом чего может быть восстановление нарушенного остеобластно-остеокластного равновесия в кост- ной ткани. Ключевые слова: витамин D3 (холекальциферол), рецепторы витамина D, ядерный фактор κB, остео- пороз, сахарный диабет 1-го типа. A.O. Mazanova, I.O. Shymanskyi, O.O. Lisakovska, V.M. Vasylevska, O.Yu. Lototska, O.O. Makarova, M.M. Veliky Palladin Institute of Biochemistry of the NAS of Ukraine, Kiev E-mail: ann.mazanova@gmail.com CHANGES IN THE LEVELS OF VITAMIN D RECEPTOR AND ACTIVE FORM OF THE NUCLEAR FACTOR κB IN BONE TISSUE OF RATS WITH EXPERIMENTAL TYPE 1 DIABETES MELLITUS AND THEIR CORRECTION WITH CHOLECALCIFEROL It has been shown that chronic hyperglycemia, caused by the development of experimental type 1 diabetes mellitus (DM 1), leads to a significant decrease in the blood serum level of 25OHD. Vitamin D3 deficiency in rats with DM 1 is accompanied by the impaired signaling of calcitriol in bone tissue, as is evident from a decrease in the expression of the vitamin D3 receptor protein (VDR). The elevated level of nuclear factor κB (NF-κB) subunit p65 phosphorylated at Ser 311 in bone tissue is found. This may contribute to an in- crease in osteoclastogenesis. Supplementation of cholcalciferol (vitamin D3) to rats with DM 1 leads to a normalization of 25OHD in blood serum, which can result in the restoration of the osteoblastic-osteoclastic balance in bone tissue. Keywords: vitamin D3 (cholecalciferol), vitamin D receptor, nuclear factor-κB, osteoporosis, type 1 diabetes mellitus.

Репозитарії

Схожі ресурси