ХОЛИНЕРГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КАК МИШЕНЬ ДЕЙСТВИЯ НЕМАТОЦИДОВ

Авторы

  • Т.Б. Калинникова
  • А.Ф. Яхина
  • А.В. Егорова
  • М.Х. Гайнутдинов

Ключевые слова:

нематоциды, холинергическая система, никотиновые рецепторы ацетилхолина

Аннотация

В обзоре представлены результаты современных исследований механизмов действия нематоцидов, мишенью действия которых является холинергическая система паразитических нематод. Многие из этих исследований проводились с использованием в качестве модели организма свободноживущей почвенной нематоды Caenorhabditis elegans, обладающего большим сходством с организмами паразитических нематод. Анализ результатов этих исследований показал, что в ходе эволюции появились различия в молекулярной организации никотиновых рецепторов ацетилхолина у организмов теплокровных животных и нематод. Эти различия позволяют использовать в качестве нематоцидов в медицине и ветеринарии агонисты никотиновых рецепторов, которые нарушают функции холинергической системы у нематод, но не у человека и теплокровных животных. Приведены результаты экспериментальных исследований, свидетельствующих о том, что чувствительность никотиновых рецепторов ацетилхолина нематод, определяющая эффективность действия нематоцидов-агонистов этих рецепторов, не жестко детерминирована, а модулируется октопамином, являющимся у нематод основным катехоламином, и активацией мускариновых рецепторов ацетилхолина. Результаты этих исследований позволяют предложить использование в медицине и ветеринарии в качестве нематоцидов композиций из агонистов никотиновых и мускариновых рецепторов ацетилхолина.

Библиографические ссылки

Гайнутдинов М.Х., Белова Е.Б., Калинникова Т.Б., Колсанова Р.Р., Шагидуллин Р.Р. Сенситизация никотиновых рецепторов ацетилхолина почвенной нематоды Caenorhabditis elegans активацией мускариновых рецепторов ареколином // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2015. Т. 51, № 4. С. 305–307.

Калинникова Т.Б., Белова Е.Б., Яхина А.Ф., Колсанова Р.Р., Гайнутдинов М.Х. Сенситизация никотиновых рецепторов ацетилхолина почвенной нематоды Caenorhabditis elegans октопамином // Естественные и математические науки в современном мире / Сборник статей по материалам XLI международной научно-практической конференции. Новосибирск, 2016. С. 72–79.

A global brief on vector-borne diseases // World Health organization. 2014. 56 p.

Albuquerque E.X., Pereira E.F., Alkondon M., Rogers S.W. Mammalian nicotinic acetylcholine receptors: from structure to function // Physiol. Rev. 2009. V. 89. P. 73–120.

Alkema M.J., Hunter-Ensor M., Ringstad N., Horvitz H.R. Tyramine functions independently of octopamine in the Caenorhabditis elegans nervous system // Neuron. 2005. V. 46. P. 247–260.

Chan J.P., Hu Zh., Sierburth D. Recruitment of sphingosine kinase to presynaptic terminals by a conserved muscarinic signaling pathway promotes neurotransmitter release // Genes & Development. 2012. V. 26. P. 1070–1085.

Changeux J.P., Edelstein S.J. Allosteric receptors after 30 years // Neuron. 1998. V. 21. P. 959–980.

Chatzigeorgiou M., Yoo S., Watson J.D., Lee W.-H., Spencer W.C.., Kindt K.S., Hwang S.W., Miller D.M., Treinin M., Driscoll M., Schafer W.R. Specific roles for DEG/ENaC and TRP channels in touch and thermosensation in C.elegans nociceptors // Nat. Neurosci. 2010. V. 13. P. 861–868.

Dent J.A. What can Caenorhabditis elegans tell us about nematocides and parasites? // Biotechnol. Bioprocess Eng. 2001. V. 6. P. 252–263.

Dittman J.S., Kaplan J.M. Behavioral impact of neurotransmitter-activated GPCRs: muscarinic and GABAb receptors regulate C. elegans locomotion // J. Neurosci. 2008. V. 28. P. 7104–7112.

Fleming J.T., Squire M.D., Barnes T.M., Tornoe C., Matsuda K., Ahnn J., Fire A., Sulston J.E., Barnard E.A., Sattelle D.B., Lewis J.A. Caenorhabditis elegans levamisole resistance genes lev-1, unc-29 and unc-38 encode functional nicotinic acetylcholine receptor subunits // J. Neurosci. 1997. V. 17. P. 5843–5857.

Gottschalk A., Almedom R.B., Schedletzky T., Anderson S.D., Yates J.R. III, Schafer W.R. Identification and characterization of novel nicotinic receptor associated proteins in Caenorhabditis elegans // The EMBO J. 2005. V. 24. P. 2566–2578.

Hardaker L.A., Singer E., Kerr R., Zhou G., Schafer W. Serotonin modulates locomotory behavior and coordinates egg-laying and movement in Caenorhabditis elegans // J. Neurobiol. 2001. V. 49. P. 303–313.

Holden-Dye L., Walker R.J. Anthelmintic drugs and nematicides: studies in Caenorhabditis elegans // Wormbook, ed. The C. elegans Research Community. 2014. Режим доступа: http://www.wormbook.org, свободный.

Horvitz H.R., Chalfie M., Trent C., Sulston J.E., Evans P.D. Serotonin and octopamine in the nematode Caenorhabditis elegans // Science. 1982. V. 216. P. 1012–1014.

Jospin M., Qi Y.B., Stawicki .M., Boulin T., Schuske K.R., Horvitz H.R., Bessereau J.-L., Jorgensen E.M., Jin Y. A neuronal acetylcholine receptor regulates the balance of muscle excitation and inhibition in Caenorhabditis elegans // PLoS Biology. 2009. V. 7. e1000265.

Kaminsky R., Gauvry N., Weber S.S., Skripsky T., Bouvier J., Wenger A., Schroeder F., Desaules Y., Hotz R., Goebel T., Hosking B.C., Pautrat F., Wieland-Berghausen S., Ducray P. Identification of the amino-acetonitrile derivative monepantel (AAD 1566) as a new anthelmintic drug development candidate // Parasitol. Res. 2008a. V. 103. P. 931–939.

Kaminsky R., Ducray P., Jung M., Clover R., Rufener L., Bouvier J., S.S. Weber, Wenger A., Wieland-Berghausen S., Goebel T., Gauvry N., Pautrat F., Skripsky T., Froelich O., Komoin-Oka C., Westlund B., Sluder A., Mäser P. A new class of anthelmintics effective against drug-resistant nematodes // Nature. 2008b. V. 452. P. 176–180.

Kim J., Poole D.S., Waggoner L.E., Kempf A., Ramirez D.S., Treschow P.A., Schafer W.R. Genes affecting the activity of nicotinic receptors involved in Caenorhabditis elegans egg-laying behavior // Genetics. 2001. V. 157. P. 1599–1610.

Kim S., Shin Y., Shin Y., Park Y-S., Cho N.J. Regulation of ERK1/2 by the C.elegans muscarinic acetylcholine receptors GAR-3 in Chinese hamster ovary cells // Molecules and Cells. 2008. V. 25. P. 504–509.

Liu Y., LeBoeuf B., Garcia L.R. Gαq-coupled muscarinic acetylcholine receptors enhance nicotinic acetylcholine receptor signaling in Caenorhabditis elegans mating behavior // J. Neurosci. 2007. V. 27. P. 1411–1421.

Liu S., Schulze E., Baumeister R. Temperature- and touch-sensitive neurons couple CNG and TRPV channel activities to control heat avoidance in Caenorhabditis elegans // PLoS ONE. 2012. V. 7. P. e32360.

Millar N.S., Gotti C. Diversity of vertebrate nicotinic acetylcholine receptors // Neuropharmacol. 2009. V. 56. P. 237–246.

Noble T., Stieglitz J., Srinivasan S. An integrated serotonin and octopamine neuronal circuit directs the release of an endocrine signal to control C. elegans body fat // Cell Metabolism. 2013. V. 18. P. 672–684.

Nurrish S., Ségalat L., Kaplan J.M. Serotonin inhibition of synaptic transmission: Gα0 decreases the abundance of UNC-13 at release sites // Neuron. 1999. V. 24. P. 231–242.

Qian H., Martin R.J., Robertson A.P. Pharmacology of N-, L-, and B-subtypes of nematode nAChR resolved at the single-channel level in Ascaris suum // FASEB J. 2006. V. 20. P. 2606–2608.

Roeder T., Seifert M., Kahler C., Gewecke M. Tyramine and octopamine: antagonistic modulators of behavior and metabolism // Arch. Insect Biochem. Physiol. 2003. V. 54. P. 1–13.

Satelle D.B. Invertebrate nicotinic acetylcholine receptors – targets for chemicals and drugs important in agriculture, veterinary medicine and human health // J. Pestic. Sci. 2009. V. 34. P. 233–240.

Sleigh J.N. Functional analysis of nematode nicotinic receptors // Biosci. Horizons. 2010. V. 3. P. 29–39.

Stawicki T.M., Takayanagi-Kiya S., Zhou K., Jin Y. Neuropeptides function in a homeostatic manner to modulate excitation-inhibition balance in C. elegans // PLoS Genetics. 2013. V. 9. P. e1003472.

Steger K., Avery, L. The GAR-3 muscarinic receptor cooperates with calcium signals to regulate muscle contraction in the Caenorhabditis elegans pharynx // Genetics. 2004. V. 167. P. 633–643.

Загрузки

Опубликован

2016-12-15

Как цитировать

Калинникова, Т., Яхина, А., Егорова, А., & Гайнутдинов, М. (2016). ХОЛИНЕРГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КАК МИШЕНЬ ДЕЙСТВИЯ НЕМАТОЦИДОВ. Российский журнал прикладной экологии, (4), 39–46. извлечено от https://rjae.ru/index.php/rjae/article/view/182

Выпуск

Раздел

Статьи

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)