УДК: 577.112.383:612.87
ББК: Е70*334.6*725.111.3
Тасакова О.С., Голубцова Н.Н., Гунин А.Г.
Биологическая роль тиоредоксин-опосредованной внутриклеточной сигнализации при физиологическом старении (обзор литературы)
Ключевые слова: тиоредоксин, тиоредоксин-редуктаза, тиоредоксин-связывающий протеин, кожа, старение
Тиоредоксин представляет собой низкомолекулярный белок, присутствующий во всех организмах. Он связан с регуляцией множества клеточных процессов, таких как экспрессия генов, антиоксидантный ответ, апоптоз и пролиферация. У человека тиоредоксин представлен двумя функционально различными формами – Trx1 и Trx2. В обзоре собраны результаты исследований, посвященных вопросам биологической роли тиоредоксина, особое внимание уделено его роли в регуляции процесса физиологического старения. Цель – изучить доступные литературные источники, публикующие материалы о биологической роли тиоредоксина, уделив особое внимание его значению в регуляции процесса физиологического старения. Материалы и методы. Использованы методы анализа, обобщения, сравнения и систематизации данных публикаций отечественных и зарубежных авторов. Результаты. Основной функцией тиоредоксин-зависимой системы является антиоксидантная активность. Trx и глутатион (GSH) играют центральную роль в противодействии окислительному стрессу. В дополнение к своим антиоксидантным свойствам Trx в отличие от других антиоксидантных ферментов играет важную роль в поддержании окислительно-восстановительного состояния клеток и в регуляции передачи окислительно-восстановительных сигналов. В литературе имеется много подтверждений, которые показывают стимулирующее влияние тиоредоксина на пролиферацию тканей. Предполагается, что система Trx способствует развитию и распространению рака с помощью различных механизмов, включая ингибирование апоптоза, стимулирование роста клеток и поддержание ангиогенеза. Также имеются данные о важной роли системы тиоредоксина в старении. Выводы. Таким образом, имеются данные об участии системы тиоредоксина в процессах старения, канцерогенеза, регуляции пролиферации и апоптоза. Однако роль тиоредоксина в возрастных изменениях органов изучена недостаточно, поэтому необходимы дополнительные исследования.
Литература
- Тиоредоксин в фибробластах дермы человека в процессе старения / А.Г. Гунин, Н.Н. Голубцова, В.Ю. Емельянов и др. // Успехи геронтологии. 2022. № 3. С. 341–350.
- Bradshaw P.C. Cytoplasmic and Mitochondrial NADPH-Coupled Redox Systems in the Regulation of Aging. , 2019, vol.11, no. 3, p. 504. DOI: 10.3390/nu11030504.
- Dodson M., Castro-Portuguez R., Zhang D.D. NRF2 plays a critical role in mitigating lipid peroxidation and ferroptosis. Redox Biol., 2019, vol. 23, p. 101107. DOI: 10.1016/j.redox.2019.101107.
- Hasan, A., Kalinina E., Tatarskiy V., Shtil A. Thioredoxin System of Mammalian Cells and Its Modulators. Biomedicines, 2022, vol.10, no. 7, p. DOI: 10.3390/biomedicines10071757.
- Hayes J.D., Dinkova-Kostova A.T., Tew K.D. Oxidative Stress in Cancer. Cancer Cell, 2020, vol. 38, no. 2, pp. 167–197. DOI: 10.1016/j.ccell.2020.06.001.
- Ikeno Y. Thioredoxin-a magic bullet or a double-edged sword for mammalian aging? Aging Pathobiol. Ther., 2021; vol. 3, no. 2, pp.17–19. DOI: 10.31491/APT.2021.06.056.
- Jastrząb A., Skrzydlewska E. Thioredoxin-dependent system. Application of inhibitors. J Enzyme Inhib Med Chem., 2021, vol. 36, no. 1, pp. 362–371. DOI: 10.1080/14756366.2020.1867121.
- Jia J.J., Geng W.S., Wang Z.Q., Chen L., Zeng X.S. The role of thioredoxin system in cancer: Strategy for cancer therapy. Cancer Chemother. Pharmacol., 2019, vol. 84, pp. 453–470. DOI: 10.1007/s00280-019-03869-4.
- Jiang N., Liu J., Guan C., Ma C., An J., Tang X. Thioredoxin-interacting protein: A new therapeutic target in bone metabolism disorders? Front Immunol. 2022, vol.13, 955128. DOI: 10.3389/fimmu.2022.955128.
- Kalın Ş.N., Altay A., Budak H. Diffractaic acid, a novel TrxR1 inhibitor, induces cytotoxicity, apoptosis, and antimigration in human breast cancer cells. Chem Biol Interact., 2022, vol.361, 109984. DOI: 10.1016/j.cbi.2022.109984.
- Karlenius T.C., Tonissen K.F. Thioredoxin and cancer: a role for thioredoxin in all states of tumor oxygenation. Cancers, 2010, vol. 2, no. 2, pp. 209–232. DOI: 10.3390/cancers2020209.
- Lisa C. Flores, Madeline G.R., Geneva M.C. et al. Continuous overexpression of thioredoxin 1 enhances cancer development and does not extend maximum lifespan in male C57BL/6. Pathobiology of Aging & Age-related Diseases, 2018, vol. 8, no. 1, 1533754. DOI: 10.1080/20010001.2018.1533754.
- Liu R.X., Tang W., Zheng B.Y. et al. YAP/miR-524-5p axis negatively regulates TXNIP expression to promote chondrosarcoma cell growth. Biophys. Res. Commun., 2022, vol. 590, pp. 20–26. DOI:10.1016/j.bbrc.2021.12.052.
- Lu T., Zong M., Fan S., Lu Y., Yu S., Fan L. Thioredoxin 1 is associated with the proliferation and apoptosis of rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes. Clin Rheumatol., 2018, vol. 37, no. 1, pp. 117–125. DOI: 10.1007/s10067-017-3832-1.
- Lu J., Holmgren A. The thioredoxin antioxidant system. Free Radic Biol Med., 2014, vol. 66, pp. 75–87. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2013.07.036.
- Masutani H., Hirota K., Sasada T. et al. Transactivation of an inducible anti-oxidative stress protein, human thioredoxin by HTLV-I Tax. Lett., 1996, vol. 54, pp. 67–71. DOI: 10.1016/s0165-2478(96)02651-x.
- Matsui M., Oshima M., Oshima H. et al. Early embryonic lethality caused by targeted disruption of the mouse thioredoxin gene. Dev Biol., 1996, vol. 178, no. 1, pp. 179–185. DOI: 10.1006/dbio.1996.0208.
- Matthews J.R., Wakasugi N., Virelizier J.L., Yodoi J., Hay R.T. Thioredoxin regulates the DNA binding activity of NF-kappa B by reduction of a disulphide bond involving cysteine 62. Nucleic Acids Res., 1992, vol. 20, no. 15, pp. 3821–3830. DOI: 10.1093/nar/20.15.3821.
- Mitchell D.A., Morton S.U., Fernhoff N.B., Marletta M.A. Thioredoxin is required for S-nitrosation of procaspase-3 and the inhibition of apoptosis in Jurkat cells. Natl. Acad. Sci., 2007, vol. 104, pp. 11609–11614. DOI: 10.1073/pnas.0704898104.
- Nadeau P.J., Charette S.J., Toledano M.B., Landry J. Disulfide bond-mediated multimerization of Ask1 and its reduction by thioredoxin-1 regulate H2O2-induced c-Jun NH2-terminal kinase activation and apoptosis. Mol. Biol. Cell, 2007, vol.18, pp. 3903–3913. DOI: 10.1091/mbc.e07-05-0491.
- Ningfei A.N., Kang Y. Thioredoxin and hematologic malignancies. Cancer Res., 2014, vol. 122, pp. 245–279. DOI: 10.1016/B978-0-12-420117-0.00007-4.
- Nonn L., Williams R.R., Erickson R.P., et al. The absence of mitochondrial thioredoxin 2 causes massive apoptosis, exencephaly, and embryonic lethality in homozygous mice. Mol Cell Biol., 2003, vol. 23, no. 3, pp. 916–922. DOI: 10.1128/MCB.23.3.916-922.2003.
- Redza-Dutordoir M., Averill-Bates D.A. Activation of apoptosis signalling pathways by reactive oxygen species. Biophys. Acta, 2016, vol. 1863, pp. 2977 2992. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2016.09.012.
- Ren X., Zou L., Zhang X., Branco V., Wang J., Carvalho C., Holmgren A., Lu J. Redox Signaling Mediated by Thioredoxin and Glutathione Systems in the Central Nervous System. Antioxid Redox Signal., 2017, vol. 27, no. 13, pp. 989–1010. DOI: 10.1089/ars.2016.6925.
- Rossler O.G, Thiel G. Specificity of stress-responsive transcription factors Nrf2, ATF4, and AP-1. Cell. Biochem., 2017, vol. 118, no. 1, pp. 127–140. DOI: 10.1002/jcb.25619.
- Sakurai K., Teruki Dainichi T., Matsumoto R. et al. Topical thioredoxin inhibits IL-6 and IL-1beta production from keratinocytes and is effective for psoriasis-like dermatitis in mice. Journal of Dermatological Science, 2016, vol. 84, e15. DOI: 10.1016/j.jdermsci.2016.08.053.
- Yodoi J., Matsuo Y., Tian H., Masutani H., Inamoto T. Anti-Inflammatory Thioredoxin Family Proteins for Medicare, Healthcare and Aging Care. Nutrients, 2017, vol. 9, no. 10. DOI: 10.3390/nu9101081.
- Zhang J., Li X., Han X., Liu R., Fang J. Targeting the Thioredoxin System for Cancer Therapy. Trends Pharmacol. Sci., 2017, vol. 38, no. 9, pp. 79–-808. DOI: 10.1016/j.tips.2017.06.001.
- Zhang X., Selvaraju K., Saei A.A. et al. Repurposing of auranofin: Thioredoxin reductase remains a primary target of the drug. Biochimie, 2019, vol. 162, pp. 46–54. DOI: 10.1016/j.biochi.2019.03.015.
Сведения об авторах
- Тасакова Ольга Сергеевна
- ординатор 1-го года обучения по специальности 31.08.49 «Терапия», Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (olya.tasakova@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2089-2205)
- Голубцова Наталья Николаевна
- доктор биологических наук, доцент, заведующая кафедрой общей и клинической морфологии и судебной медицины, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (golubnata@list.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5436-1333)
- Гунин Андрей Германович
- доктор медицинских наук, профессор кафедры акушерства и гинекологии имени Г.М. Воронцовой, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (drgunin@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1519-2319)
Ссылка на статью
Тасакова О.С., Голубцова Н.Н., Гунин А.Г. Биологическая роль тиоредоксин-опосредованной внутриклеточной сигнализации при физиологическом старении (обзор литературы) [Электронный ресурс] // Acta medica Eurasica. – 2023. – №1. – С. 139-146. – URL: https://acta-medica-eurasica.ru/single/2023/1/16/. DOI: 10.47026/2413-4864-2023-1-139-146.