МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория фармакологической регуляции клеточной резистентности

О лаборатории

Наименование проекта Разработка препаратов адресного воздействия на митохондриальные поры и каналы для лечения заболеваний сердца, печени и терапии рака

Ссылка на сайт лаборатории

№ договора:
14.Z50.31.0028

Наименование ВУЗа:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН)

Области научных исследований:
медицинские биотехнологии

Цель проекта:

Создание современной передовой научной лаборатории мирового уровня для исследования дисфункций митохондрий и механизмов проницаемости митохондриальных мембран, а также для разработки на основе результатов фундаментальных исследований новых медицинских технологий и препаратов адресного воздействия для лечения социально значимых заболеваний.

 

Ведущий учёный

lemasters 

ФИО: Лемастерс Джон Джей

 

Ученые степень и звание:
Доктор наук, доктор медицинских наук, профессор

Занимаемая должность:

Директор Центра клеточной гибели, повреждения и регенерации Медицинского Университета Южной Каролины (США),
Почетный профессор, Руководитель Кафедры Центра передовых клеточных технологий фармацевтической компании GLAXOSMITHKLINE: UNITED STATES (Северная Каролина, США)

Области научных интересов:

Исследование митохондриальной (пато)физиологии, роли митохондриальной дисфункции в развитии и течении различных социально значимых заболеваний.
Изучение механизмов проницаемости внешней мембраны митохондрий, реорганизации митохондрий и влияния этих процессов на гибель митохондрий и/или клеток.
Определение способов повышения устойчивости клеток сердца в условиях ишемии-реперфузии, а также клеток печени к различным токсическим воздействиям. В настоящее время данное направление является одним из самых перспективных в мировой биомедицине.

Научные достижения

Предложил и развил представление о митофагии как механизме элиминации митохондрий, который может активироваться в клетках при патологических состояниях организма.
Внес значительный вклад в исследование роли потенциал-зависимого анионного канала (ПЗАК/VDAC) внешней мембраны митохондрий.
Проницаемость канала играет важную роль, в частности, в инициации апоптотической гибели клеток.
Выполнил важные исследования эффекта Варбурга (влияния низкого содержания клеточного кислорода) и стабильности митохондрий в малигнизированных (раковых)
клетках.

Научное признание:

Крупнейшая фармкомпания GlaxoSmithKline (UK) неоднократноназначала Лемастерса почетным профессором и руководителем кафедры Центра передовых клеточных
технологий.

Награды:

Wolfson Research Merit Award Лондонского королевского общества за исследования неравенств Либа — Тирринга (2007 г.).

Liu Q, H Rehman, Y Krishnasamy, RG Schnellmann, JJ Lemasters and Z Zhong. (2015) Improvement of liver injury and survival by JNK2 and iNOS deficiency in liver transplants from cardiac death mice. J Hepatol 63:68-74.

Kholmukhamedov A, C Czerny, J Hu, J Schwartz, Z Zhong and JJ Lemasters. (2014) Minocycline and doxycycline, but not tetracycline, mitigate liver and kidney injury after hemorrhagic shock/resuscitation. Shock 42:256-263. PMCID: PMC4134396.

Lemasters JJ. (2014) Variants of mitochondrial autophagy: Types 1 and 2 mitophagy and micromitophagy (Type 3). Redox Biology 2:749–754. PMCID: PMC4085350.

Maldonado EN and JJ Lemasters. (2014) ATP/ADP ratio, the missed connection between mitochondria and the Warburg effect. Mitochondrion 19(Pt. A):78-84. PMCID: PMC4254332.

Zhong Z, VK Ramshesh, H Rehman, Q Liu, TP Theruvath and JJ Lemasters. (2014) Acute ethanol causes hepatic mitochondrial depolarization in mice: role of ethanol metabolism. PLoS One 9:e91308. PMCID: PMC3950152.

Hung H-I, JM Schwartz, EN Maldonado, JJ Lemasters and A-L Nieminen. (2013) Mitoferrin-2-dependent mitochondrial iron uptake sensitizes human head and neck squamous carcinoma cells to photodynamic therapy. J Biol Chem 288:677-686. PMCID: PMC3537066.

Lemasters JJ. (2013) Hepatotoxicity due to mitochondrial injury. In: Drug-Induced Liver Disease, 3rd Ed, N Kaplowitz and L DeLeve (Eds), Elsevier, Amsterdam, pp.85-100.

Maldonado EN, KL Sheldon, DN DeHart, J Patnaik, Y Manevich, DM Townsend, SM Bezrukov, TK Rostovtseva and JJ Lemasters. (2013) Voltage dependent anion channels modulate mitochondrial metabolism in cancer cells: regulation by free tubulin and erastin. J Biol Chem 288:11920-11929. PMCID: PMC3636879.

Zhang X, and JJ Lemasters. (2013) Translocation of iron from lysosomes to mitochondria during ischemia predisposes to injury after reperfusion in rat hepatocytes. Free Rad Biol Med 63:243–253. PMCID: PMC3932485.

Holmuhamedov EL, C Czerny, CC Beeson and JJ Lemasters. (2012) Ethanol suppresses ureagenesis in rat hepatocytes: role of acetaldehyde. J Biol Chem 287:7692-76700. PMCID: PMC3293599.

Kon K, J-S Kim, A Uchiyama, H Jaeschke and JJ Lemasters. (2010) Lysosomal iron mobilization and induction of the mitochondrial permeability transition in acetaminophen-induced toxicity to mouse hepatocytes. Toxicol Sci 117:101-108. PMCID: PMC2923283.

Maldonado EN, J Patnaik, MR Mullins and JJ Lemasters. (2010) Free tubulin modulates mitochondrial membrane potential in cancer cells. Cancer Res 70:10192-10201. PMCID: PMC3010233.

Результаты исследований

Публикации


Насакина Е.О., Баикин А.С., Сергиенко К.В., Севостьянов М.А., Колмаков А.Г., Гончаренко Б.А., Заболотный В.Т., Фадеев Р.С., Фадеева И.C., Гудков С.В., Солнцев К.А. Биосовместимость наноструктурного нитинола с поверхностными композиционными слоями из титана или тантала, сформированными методом магнетронного напыления.// ДАН,- , 2015, - 461(1), C.:49–52
Mironova G.D., Saris N.-E.L., Belosludtseva N.V., Agafonov A.V., Elantsev A.B., Belosludtsev K.N. Involvement of palmitate/Ca2+(Sr2+)-induced pores in the cycling of ions across the mitochondrial membrane// Biochimica et Biophysica Acta,- , 2015, - 1848(2), C.:488-495
Фадеев Р.С., Соловьева М.Е., Слядовский Д.А., Захаров С.Г., Фадеева И.С., Сенотов А.С., Долгих Н.В., Голенков А.К., Акатов В.С. Клеточная агрегация повышает лекарственную устойчивость клеток острого миелоидного лейкоза// Биологические мембраны,- , 2015, - 32(2), C.:125-134
Поцелуева М.М., Наумов А.А., Куприянова Е.С. Динамика метаболитов оксида азота в плазме и асцитической жидкости при развитии гепатомы зайделя in vivo// Цитология,- , 2015, - 57(6), C.:436–442
Krestinina O., Azarashvili T., Baburina Y., Galvita A., Grachev D., Stricker R., Reiser G. In aging, the vulnerability of rat brain mitochondria is enhanced due to reduced level of 2',3'-cyclic nucleotide-3'-phosphodiesterase (CNP) and subsequently increased permeability transition in brain mitochondria in old animals.// Neurochemistry International,- , 2015, - 80 C.:41-50
Belosludtsev K.N., Belosludtseva N.V., Agafonov A.V., Penkov N.V., Samartsev V.N., Lemasters J.J., Mironova G.D. Effect of surface-potential modulators on the opening of lipid pores in liposomal and mitochondrial inner membranes induced by palmitate and calcium ions// Biochimica et Biophysica Acta,- , 2015, - 1848(10 (Pt A)), C.:2200-2206
Ольхов А.А., Склянчук Е.Д., Аббасов Т.А., Акатов В.С., Фадеева И.С., Фадеев Р.С., Фесенко Н.И., Староверова О.В., Гумаргалиева К.З., Филатов Ю.Н., Иорданский А.Л., Гурьев В.В. Регенерационный потенциал нановолоконного сухожильного имплантата из полигидроксибутирата.// Технологии живых систем,- , 2015, - 12(2), C.:3-11
Фадеев P.C., Cоловьева М.Е., Cлядовcкий Д.А., Заxаpов C.Г., Фадеева И.C., Cенотов А.C., Голенков А.К., Акатов В.C. Ингибиpование активации NF-kB cнижает уcтойчивоcть клеток оcтpого миелоидного лейкоза к TRAIL-индуциpованному апоптозу в многоклеточныx агpегатаx.// Биофизика. 2015. Т. 60. № 6. С. 1146-1150.,- , 2015, - 60(6), C.:1146-1150
Azarashvili Т., Krestinina O., Baburina Yu., Odinokova I., Grachev D., Papadopoulos V., Akatov V., Lemasters J.J., Reiser G. Combined effect of G3139 and TSPO ligands on Ca2+-induced permeability transi-tion in rat brain mitochondria// Archives of Biochemistry and Biophysics,- , 2015, - 587 C.:70-77
Фадеева И.С., Фадеев Р.С., Сенотов А.С., Фесенко Н.И., Акатов В.С. Биоскрининг материалов, препаратов и перспективных субстанций in vivo. (под ред. Акатова В.С.)// учебное пособие,- Пущино: «Fix-Print», ., , 2015, C.:78 c
Baburina Y., Azarashvili T., Grachev D., Krestinina O., Galvita A., Stricker R., Reiser G. Mitochondrial 2', 3'-cyclic nucleotide 3'-phosphodiesterase (CNP) interacts with mPTP modulators and functional complexes (I-V) coupled with release of apoptotic factors// Neurochemistry International,- : Elsevier, , 2015, - 90 C.:46-55
Abdullaev S.A., Minkabirova G.M., Bezlepkin V.G., Gaziev A.I. Cell-free DNA in the urine of rats exposed to ionizing radiation// Radiation and Environmental Biophysics,- : Springer, , 2015, - 54 C.:297–304

Krishnasamy Y., Ramshesh V.K., Gooz M., Schnellmann R.G., Lemasters J.J., Zhong Z. Ethanol and High Cholesterol Diet Causes Severe Steatohepatitis and Early Liver Fibrosis in Mice. PLoS One, 2016, 11(9):e0163342. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0163342.
Maldonado E.N., DeHart D.N., Patnaik J., Klatt S.C., Gooz M.B., Lemasters J.J. ATP/ADP Turnover and Import of Glycolytic ATP into Mitochondria in Cancer Cells Is Independent of the Adenine Nucleotide Translocator. J. Biol. Chem., 2016, 291(37):19642-19650. https://doi.org/10.1074/jbc.M116.734814.
Hu J., Kholmukhamedov A., Lindsey C.C., Beeson C.C., Jaeschke H., Lemasters J.J. Translocation of iron from lysosomes to mitochondria during acetaminophen-induced hepatocellular injury: Protection by starch-desferal and minocycline. Free Radic. Biol. Med., 2016, 97, 418-426. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.06.024.
Rehman H., Liu Q., Krishnasamy Y., Shi Z., Ramshesh V.K., Haque K., Schnellmann R.G., Murphy M.P., Lemasters J.J., Rockey D.C., Zhong Z. The mitochondria-targeted antioxidant MitoQ attenuates liver fibrosis in mice. Int. J. Physiol. Pathophysiol. Pharmacol., 2016, 8(1), 14-27. PMID: 27186319
Hu J., Ramshesh V.K., McGill M.R., Jaeschke H., Lemasters J.J. Low Dose Acetaminophen Induces Reversible Mitochondrial Dysfunction Associated with Transient c-Jun N-Terminal Kinase Activation in Mouse Liver. Toxicol. Sci., 2016, 150(1), 204-215. https://doi.org/10.1093/toxsci/kfv319.
Dubinin M.V., Astashev M.E., Penkov N.V., Gudkov S.V., Dyachenko I.A., Samartsev V.N., Belosludtsev K.N.et al., 2016. Effects of Phospholipase A2 Inhibitors on Bilayer Lipid Membranes. J. Membr Biol. 2016; 249(3):339-47. https://doi.org/10.1007/s00232-016-9872-7.
Bobylev AG, Galzitskaya OV, Fadeev RS, Bobyleva LG, Yurshenas DA, Molochkov NV, Dovidchenko NV, Selivanova OM, Penkov NV, Podlubnaya ZA, Vikhlyantsev IM. Smooth muscle titin forms in vitro amyloid aggregates. Bioscience Reports. 2016 May 20;36(3). pii: e00334. https://doi.org/10.1042/BSR20160066.
Azarashvili T., Krestinina O., Baburina Yu., Odinokova I., Akatov V., Beletsky I., Lemasters J., Papadopoulos V. Effect of the CRAC Peptide, VLNYYVW, on mPTP Opening in Rat Brain and Liver Mitochondria. Int. J. Mol. Sci. 2016, 17, 2096. https://doi.org/10.3390/ijms17122096.
Mukherjee R., Mareninova O.A., Odinokova I.V., Huang W., Murphy J., Chvanov M., Javed M.A., Wen L., Booth D.M., Cane M.C., Awais M., Gavillet B., Pruss R.M., Schaller S., Molkentin J.D., Tepikin A.V., Petersen O.H., Pandol S.J., Gukovsky I. et al. Mechanism of mitochondrial permeability transition pore induction and damage in the pancreas: inhibition prevents acute pancreatitis by protecting production of ATP.Gut, 2016, 65, 1333-1346. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2014-308553.
Xмиль Н.В., Гоpбачёва О.C., Cтpутинcкий P.Б., Коpобейникова М.О., Белоcлудцева Н.В., Мурзаева C.В., Миpонова Г.Д.. Изучение влияния флокалина на дыxание и калиевый тpанcпоpт митоxондpий cеpдца и печени кpыc. Биофизика. 2016. 61(5): 884-888. https://elibrary.ru/item.asp?id=27327338.
Таланов Е. Ю., Павлик Л. Л., Михеева И. Б., Мурзаева С. В., Иванов А. Н., Миронова Г. Д. Ультраструктурная локализация калиевого канала ROMK в печени и сердце крыс. Биологические мембраны. 2016. 33(2):119-123. https://doi.org/10.7868/S0233475516020110.
Гончаренко М.С., Ткаченко А.И., Хмиль Н.В., Мурзаева С.М., Коробейникова М.О., Лежнев Э.И., Коломыткин О.В., Миронова Г.Д. Влияние марганца на выход калия из эритроцитов и на дыхание митохондрий клеток печени крыс. Биологические мембраны. 2016. 33(5):374-380. https://doi.org/10.7868/S0233475516050030.
Кобякова М.И., Фадеев Р.С., Соловьёва М.Е., Акатов В.С. Лекарственная устойчивость клеток острого миелоидного лейкоза в многоклеточных структурах. Роль транскрипционного фактора NF-kB // Медицинский академический журнал. 2016. Т. 16. № 4. С. 214-215. https://elibrary.ru/item.asp?id=28361510.

Публикации за 2017 год

Lemasters J.J., Ramshesh V.K., Lovelace G.L., Lim J., Wright G.D., Harland D., Dawson T.L. Jr. Compartmentation of Mitochondrial and Oxidative Metabolism in Growing Hair Follicles: A Ring of Fire. J. Invest. Dermatol., 2017, 137(7), 1434-1444. https://doi.org/10.1016/j.jid.2017.02.983.
DeHart D.N., Lemasters J.J., Maldonado E.N. Erastin-Like Anti-Warburg Agents Prevent Mitochondrial Depolarization Induced by Free Tubulin and Decrease Lactate Formation in Cancer Cells. SLAS Discov., 2017, 1:2472555217731556. https://doi.org/10.1177/2472555217731556.
Liu Q., Rehman H., Krishnasamy Y., Lemasters J.J., Zhong Z. 8-pCPT-cGMP prevents mitochondrial depolarization and improves the outcome of steatotic partial liver transplantation. Int. J. Physiol. Pathophysiol. Pharmacol. 2017, 15;9(3), 69-83. PMID: 28694919
Teplova V.V., Kruglov A.G., Kovalyov L.I., Nikiforova A.B., Fedotcheva N.I., Lemasters J.J. Glutamate contributes to alcohol hepatotoxicity by enhancing oxidative stress in mitochondria. J Bioenerg Biomembr., 2017, 49(3), 253-264. https://doi.org/10.1007/s10863-017-9713-0.
Teplova V.V., Belosludtsev K.N., Kruglov A.G. Mechanism of triclosan toxicity: Mitochondrial dysfunction including complex II inhibition, superoxide release and uncoupling of oxidative phosphorylation. Toxicol. Lett., 2017, 275, 108-117. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2017.05.004.
Fedotcheva NI, Litvinova EG, Zakharchenko MV, Khunderyakova NV, Fadeev RS, Teplova VV, Fedotcheva TA, Beloborodova NV, Kondrashova MN. Substrate- specific Reduction of Tetrazolium Salts by Isolated Mitochondria, Tissues, and Leukocytes. Biochemistry (Mosc), 2017, 82(2), 192-204. https://doi.org/10.1134/S0006297917020110.
Baburina Y, Odinokova I, Azarashvili T, Akatov V, Lemasters JJ, Krestinina O. 2′,3′-Cyclic nucleotide 3′-phosphodiesterase as a messenger of protection of the mitochondrial function during melatonin treatment in aging. Biochimica et Biophysica Acta, 2017, 1859, 94–103. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2016.11.003.
Belosludtsev K.N., Belosludtseva N.V., Tenkov K.S., Penkov N.V., Agafonov A.V., Pavlik L.L., Yashin V.A., Samartsev V.N., Dubinin M.V. Study of the mechanism of permeabilization of lecithin liposomes and rat liver mitochondria by the antimicrobial drug triclosan. Biochim Biophys Acta, 2017, pii: S0005-2736(17)30300-0. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2017.09.018.
Venediktova N.I., Gorbacheva O.S., Belosludtseva N.V., Fedotova I.B., Surina N.M., Poletaeva I.I., Kolomytkin O.V., Mironova G.D. Energetic, and ionic oxidative exchange in rat brain and liver mitochondria at experimental audiogenic epilepsy (Krushinsky–Molodkina model). Journal of Bioenergetics and Biomembranes, 2017, 49, 149-158. https://doi.org/10.1007/s10863-016-9693-5.
Chulkina M., Negmadjanov U., Lebedeva E., Pichugin A., Mazurov D., Ataullakhanov R., Holmuhamedov E. The synthetic peptide TEKKRRETVEREKE from the hinge region of ezrin induces differentiation of NIH/3T3 mouse fibroblasts. Eur J Pharmacol., 2017, pii: S0014-2999(17), 30441-7. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2017.06.033.
Tarahovsky Y.S., Fadeeva I.S., Komelina N.P., Khrenov M.O., Zakharova N.M. Antipsychotic inductors of brain hypothermia and torpor-like states: perspectives of application. Psychopharmacology (Berl), 2017, 234(2), 173-184. DOI: 10.1007/s00213-016-4496-2.
Крестинина О.В., Мякишева С.Н., Бабурина Ю.Л., Фадеев Р.С., Азарашвили Т.С., Акатов В.С. Влияние карбоксиамид изохинолина и мелатонина на дифференцировку клеток мышиной нейробластомы N1Е-115 (клон С-1300) и на экспрессию в них транслокаторного белка TSPO и 2’,3’-циклонуклеотид-3’-фосфодиэстеразы, Нейрохимия, 2017, т34, №1, стр.41-48. https://doi.org/10.7868/S1027813317010046.
Крестинина О.В., Одинокова И.В., Бабурина Ю.Л., Азарашвили Т.С. Выявление белков-мишеней сигнальных протеинкиназ А и С в митохондриях мозга крыс. Биологические мембраны, 2017, том 34, № 5, с. 42–47.
Павлик Л.Л., Михеева И.Б., Аль-Мугхраби Я.М., Берест В.П., Кирова Ю.И., Германова Э.Л., Лукьянова Л.Д., Миронова Г.Д. Особенности срочных ультраструктурных изменений в митохондриях мозга крыс с различной толерантностью к гипоксии при разных режимах гипоксических воздействий. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017. №9. С.361-366. https://elibrary.ru/item.asp?id=29981579
Долгих Н.В., Чеканов А.В., Фадеев Р.С., Акатов В.С. Различия в активации сигнальных путей опухолевых клеток А431 при конфлюэнт-зависимой и конфлюэнт-независимой TRAIL-резистентности. Биологические мембраны, 2017, Т.34, №6, с. 124–136.
Чулкина М.М., Лебедева Е.Л., Холмухамедов Э.Л., Атауллаханов Р.И. Гомолог шарнирной области эзрина тетрадекапептид TEKKRRETVEREKE активирует дифференцировку фибробластов линии NIH/3T3. Иммунология, 2017, Т.38, №1, С.4-11. https://elibrary.ru/item.asp?id=28879538

 

Back to top