МЕХАНИЗМЫ RORΑ-ЗАВИСИМЫХ ЭФФЕКТОВ МЕЛАТОНИНА



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме

Транскрипционному фактору RORα традиционно не приписывали принципиальной роли в развитии клеток Th17, однако недавними исследованиями показано, что он необходим для формирования патогенного варианта клеток Th17 – так называемых Th1-поляризованных Th17 (Th17.1). Поскольку транскрипционная активность RORα зависит от связывания лиганда, высокую актуальность имеет поиск таких лигандов, и в этой связи особый интерес представляет мелатонин – вопрос о способности RORα напрямую связывать мелатонин на сегодняшний день остается открытым, данные по этой проблеме крайне противоречивы. В 1995 г. I. Wiesenberg с коллегами идентифицировали RORα как ядерный рецептор для мелатонина, продемонстрировав способность гормона усиливать связывание данного фактора с ДНК и определив с помощью классического скэтчардовского анализа константу диссоциации для взаимодействия RORα с мелатонином. В 2011 г. P.J. Lardone с коллегами «переоткрыли» RORα как рецептор для мелатонина, продемонстрировав копреципитацию мелатонина с RORα. А в 2016 г. A.J. Slominski с коллегами опубликовали статью, которая поставила под сомнение возможность связывания мелатонина с RORα – исходя из данных молекулярного моделирования лиганд-рецепторных взаимодействий, подкрепленных функциональными исследованиями. Однако внимательный анализ этих данных указывает на неоднозначность такого вывода, позволяя говорить, скорее, о средней или низкой аффинности связывания гормона с RORα, но не о его отсутствии. В пользу этого заключения говорит и тот факт, что RORα опосредует многие эффекты мелатонина – как физиологические, так и фармакологические, включая регуляцию циркадных ритмов и окислительного метаболизма, нейро- и кардиопротекцию, а также контроль иммунного ответа. В целом, имеющиеся на сегодняшний день данные позволяют рассматривать транскрипционный фактор RORα как рецептор для мелатонина со средней аффинностью, хотя не исключена и непрямая регуляция этого фактора гормоном, и RORα-зависимые механизмы должны вносить вклад в ответ клеток на мелатонин как в физиологических условиях, так и в случае фармакологического применения гормона.

Об авторах

Елена Михайловна Куклина

«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: ibis_07@mail.ru

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунорегуляции, «Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук

Россия

Список литературы

  1. Castro G., Liu X., Ngo K., De Leon-Tabaldo A., Zhao S., Luna-Roman R., Yu J., Cao T., Kuhn R., Wilkinson P., Herman K., Nelen M.I., Blevitt J., Xue X., Fourie A., Fung-Leung W.P. RORγt and RORα signature genes in human Th17 cells. PLoS One, 2017, Vol. 12, no. 8, e0181868. doi: 10.1371/journal.pone.0181868
  2. Ermisch M., Firla B., Steinhilber D. Protein kinase A activates and phosphorylates RORα4 in vitro and takes part in RORα activation by CaMK-IV. Biochem. Biophys. Res.Commun., 2011, Vol. 408, no. 3, pp. 442–446. doi: 10.1016/j.bbrc.2011.04.046
  3. Fang N., Chunyi H., Wenqi S., Ying X., Yeqi G., Le W., Qing P., Russel J. R., Lifeng L. Identification of a novel melatonin-binding nuclear receptor: Vitamin D receptor. J. Pineal Res., 2018, Vol. 68, no.1, e12618. doi: org/10.1111/jpi.12618
  4. Fang Y., Zhang J., Li Y., Guo X., Li J., Zhong R., Zhang X. Melatonin-induced demethylation of antioxidant genes increases antioxidant capacity through RORalpha in cumulus cells of prepubertal lambs. Free Radical Biol. Med., 2019, Vol. 131, pp. 173–183. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.11.027
  5. García J.A., Volt H., Venegas C., Doerrier C., Escames G., López L.C., Acuña-Castroviejo D. Disruption of the NF-κB/NLRP3 connection by melatonin requires retinoid-related orphan receptor-α and blocks the septic response in mice. FASEB J., 2015, Vol. 29, pp. 3863–3875. doi: 10.1096/fj.15-273656
  6. Glebezdina N.S., Nekrasova I.V., Olina A.A., Sadykova G.K., Kuklina E.M. Differentiation of T cells producing interleukin‐17 (Th17) against the background of exogenous melatonin during pregnancy. J. Pineal. Res., 2023, e12904. doi: 10.1111/jpi.12904
  7. Hall J.A., Pokrovskii M., Kroehling L., Kim B.R., Kim S.Y., Wu L., Lee J.Y., Littman D.R. Transcription factor RORα enforces stability of the Th17 cell effector program by binding to a Rorc cis-regulatory element. Immunity, 2022, Vol. 55, no. 11, pp. 2027-2043. doi: 10.1016/j.immuni.2022.09.013
  8. He B., Zhao Y., Xu L., Gao L., Su Y., Lin N., Pu J. The nuclear melatonin receptor RORα is a novel endogenous defender against myocardial ischemia/reperfusion injury. J. Pineal Res., 2016, Vol. 60, pp. 313–326. doi: 10.1111/jpi.12312
  9. Huang H., Liu X., Chen D., Lu Y., Li J., Du F., Zhang C., Lu L. Melatonin prevents endothelial dysfunction in SLE by activating the nuclear receptor retinoic acid-related orphan receptor-α. Int. Immunopharmacol., 2020, Vol. 83, 106365. doi: 10.1016/j.intimp.2020.106365
  10. Hwang E.J., Lee J.M., Jeong J., Park J.H., Yang Y., Lim J.S., Kim J.H., Baek S.H., Kim K.I. SUMOylation of RORα potentiates transcriptional activation function. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2009, Vol. 378, pp. 513–517. doi: 10.1016/j.bbrc.2008.11.072
  11. Kang J., Chen H., Zhang F., Yan T., Fan W., Jiang L., He H., Huang F. RORα Regulates Odontoblastic Differentiation and Mediates the Pro-Odontogenic Effect of Melatonin on Dental Papilla Cells. Molecules, 2021, Vol. 26, 1098. doi: 10.1111/jpi.12378. doi: 10.3390/molecules26041098
  12. Kato K., Hirai K., Nishiyama K., Uchikawa O., Fukatsu K., Ohkawa S., Kawamata Y., Hinuma S., Miyamoto M. Neurochemical properties of ramelteon (TAK-375), a selective MT1/MT2 receptor agonist. Neuropharmacology, 2005, Vol. 48, no. 2, pp. 301–310. doi: 10.1016/j.neuropharm.2004.09.007
  13. Kim E.-J., Young-Gun Y., Woo-Kyeom Y., Young-Soun L., Tae-Young N., In-Kyu L., Mi-Ock L. Transcriptional activation of HIF-1 by RORalpha and its role in hypoxia signaling. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2008, Vol. 28, no. 10, pp. 1796-802. doi: 10.1161/ATVBAHA.108.171546
  14. Lardone P.J., Guerrero J.M., Fernández-Santos J.M., Rubio A., Martín-Lacave I., Carrillo-Vico A. Melatonin synthesized by T lymphocytes as a ligand of the retinoic acid-related orphan receptor. J. Pineal Res., 2011, Vol. 51, pp. 454–462. doi: 10.1111/j.1600-079X.2011.00909.x
  15. Lechtken A., Hörnig M., Werz O., Corvey N., Zündorf I., Dingermann T., Brandes R., Steinhilber D. Extracellular signal-regulated kinase-2 phosphorylates RORα4 in vitro. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2007, Vol. 358, no. 3, pp. 890–896. doi: 10.1016/j.bbrc.2007.05.016
  16. Liu J., Zhou H., Fan W., Dong W., Fu S., He H., Huang F. Melatonin influences proliferation and differentiation of rat dental papilla cells in vitro and dentine formation in vivo by altering mitochondrial activity. J. Pineal Res., 2013, Vol. 54, pp. 170–178. doi: 10.1111/jpi.12002
  17. Peliciari-Garcia R.A., Zanquetta M.M., Andrade-Silva J., Gomes D.A., Barreto-Chaves M.L., Cipolla-Neto J. Expression of circadian clock and melatonin receptors within cultured rat cardiomyocytes. Chronobiol. Int., 2011, Vol. 28, no. 1, pp. 21-30. doi: 10.3109/07420528.2010.525675
  18. Rafii-El-Idrissi M., Calvo J.R., Harmouch A., Garcia-Maurino S., Guerrero J.M. Specific binding of melatonin by purified cell nuclei from spleen and thymus of the rat. J. Neuroimmunol., 1998, Vol. 86, pp. 190-197. doi: 10.1016/s0165-5728(98)00048-4
  19. Sato T.K., Panda S., Miraglia L.J., Reyes T.M., Rudic R.D., McNamara P., Naik K.A., FitzGerald G.A., Kay S.A., Hogenesch J.B. A functional genomics strategy reveals rora as a component of the mammalian circadian clock. Neuron, 2004, Vol. 43, pp. 527–537. doi: 10.1016/j.neuron.2004.07.018
  20. Shah S.A., Khan M., Jo M.H., Jo M.G., Amin F.U., Kim M.O. Melatonin stimulates the SIRT1/Nrf2 signaling pathway counteracting lipopolysaccharide (LPS)-induced oxidative stress to rescue postnatal rat brain. CNS Neurosci. Ther., 2017, Vol. 23, pp. 33–44. doi: 10.1111/cns.12588
  21. Slominski A.T., Kim T.K., Takeda Y., Janjetovic Z., Brozyna A.A., Skobowiat C., Wang J., Postlethwaite A., Li W., Tuckey R.C. RORα and ROR γ are expressed in human skin and serve as receptors for endogenously produced noncalcemic 20-hydroxy- and 20,23-dihydroxyvitamin D. FASEB J., 2014, Vol. 28, pp. 2775–2789. doi: 10.1096/fj.13-242040
  22. Solt L.A., Griffin P.R., Burris T.P. Ligand regulation of retinoic acid receptor-related orphan receptors: Implications for development of novel therapeutics. Curr. Opin. Lipidol., 2010, Vol. 21, pp. 204–211. doi: 10.1097/MOL.0b013e328338ca18
  23. Talevi A. Computer-Aided Drug Design: An Overview. Methods Mol. Biol., 2018, Vol. 1762, pp. 1-19. doi: 10.1007/978-1-4939-7756-7_1
  24. Wiesenberg I., Missbach M., Kahlen J.P., Schräder M., Carlberg C. Transcriptional activation of the nuclear receptor RZR alpha by the pineal gland hormone melatonin and identification of CGP 52608 as a synthetic ligand. Nucleic Acids Res., 1995, Vol. 23, pp. 327–333. doi: 10.1093/nar/23.3.327
  25. Yang X.O., Pappu B.P., Nurieva R., Akimzhanov A., Kang H.S., Chung Y., Ma L., Shah B., Panopoulos A.D., Schluns K.S., Watowich S.S., Tian Q., Jetten A.M., Dong C. T helper 17 lineage differentiation is programmed by orphan nuclear receptors ROR alpha and ROR gamma. Immunity, 2008, Vol. 28, pp. 29–39. doi: 10.1016/j.immuni.2007.11.016
  26. Zang M., Zhao Y., Gao L., Zhong F., Qin Z., Tong R., Ai L., Petersen L., Yan Y., Gao Y. The circadian nuclear receptor RORα negatively regulates cerebral ischemia–reperfusion injury and mediates the neuroprotective effects of melatonin. BBA Mol. Basis Dis., 2020, Vol. 1866, 165890. doi: 10.1016/j.bbadis.2020.165890
  27. Zhao L., A. R., Yang Y., Yang X., Liu H., Yue L., Li X., Lin Y., Reiter R.J., Qu Y. Melatonin alleviates brain injury in mice subjected to cecal ligation and puncture via attenuating inflammation, apoptosis, and oxidative stress: The role of SIRT1 signaling. J. Pineal Res., 2015, Vol. 59, pp. 230–239. doi: 10.1111/jpi.12254
  28. Zhao Y., Xu L., Ding S., Lin N., Ji Q., Gao L., Su Y., He B., Pu J. Novel protective role of the circadian nuclear receptor retinoic acid-related orphan receptor-α in diabetic cardiomyopathy. J. Pineal Res., 2017, Vol. 62, no. 3, e12378. doi: 10.1111/jpi.12378

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Куклина Е.М.,

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.


Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах