Кіріспе

Цитохалазин B, атауы грек тіліндегі cytos (жасуша) және chalasis (босаңсу) сөздерінен шыққан, жасуша қабығынан өте алатын микотоксин. Цитохалазин B (CB) субстехиометриялық концентрацияда актин талшықтарының желісін қалыптастыруды күшті түрде тежейтіні анықталды. Осы себепті ол цитологиялық зерттеулерде жиі қолданылады. Ол жиынтық бөлінуді тоқтатып, жиырылғыш микрофиламенттердің қалыптасуын бөгеу арқылы жүзеге асырады. Жасушалардың қозғалысын тежейді және ядроның сыртқа шығуына себеп болады. Цитохалазин B полимерлердің тез өсетін ұшында мономерлердің қосылуын тежей отырып, актин талшықтарын қысқартады. Цитохалазин B глюкоза тасымалын және тромбоциттердің бірігуін тежейді. Ол HL 60 лейкемиялық жасушаларында эндогендік АДФ рибосиляциясының белсендірілуіне әсер етпей, аденозинмен шақырылған апоптоздық денелердің пайда болуын тоқтатады. Ол сондай-ақ ядролық трансфер арқылы клондауда қолданылады. Бұл жағдайда, қабылдаушы жасушалар цитохалазин B-мен өңделеді. Цитохалазин B ооциттердің цитоплазмасын сұйықтандырып, ооциттің ядролық геномын плазмалық мембрананың кішкентай көпіршігіндегі микроинеге соруға мүмкіндік береді. Осылайша, плазмалық мембрананың жарылуын болдырмай, ооцит геномы ооциттен алынып тасталады. Бұл алкалоид Helminthosporium dematioideum саңырауқұлағынан бөлінеді.

1960 жылдар

Цитохалазин B алғаш рет 1967 жылы сипатталды, оны доктор В. Б. Тернер саңырауқұлақтардан бөліп алған. Smith және авторлар тобы CB клеткаларда көп ядролылық тудыратынын және клеткалық қозғалғыштыққа елеулі әсер ететінін анықтады. Көп ядролы жасушалар, әдетте, митоздық бақылаудың бұзылуынан пайда болады, нәтижесінде интерфазалық ядролардың мөлшері мен пішіні әртүрлі болады.

1970 жылдар

1970 жылдары полинуклеарлы жасушалардың митозы бойынша зерттеулер жүргізілді. Осы жасушалар ядролық бөлінудің орнына, ядролардың біртіндеп қосылуы арқылы пайда болатыны анықталды. Бұл процеске псевдомитоз деп аталады, ол синхронды митоз болып, нәтижесінде тек бір ядро бөлінеді. Бұл жасушалардағы жас бездердің пайда болуына, ал басқа жасушаларда жаңа бездердің қалыптасуына да әсер етеді. Тағы бір топ CB-нің HeLa жасушаларының цитокинез жүргізу қабілетін, жиырылғыш сақинаның ыдырауы арқылы тежейтінін анықтады. 1971 жылғы зерттеулер CB-нің тиреоглобулинден алынған йодтың бөлінуіне кедергі келтіріп, коллоидты эндоцитозды тоқтататынын көрсетті. Сонымен қатар, CB-нің адам бауыр жасушаларының өзгертілген штаммында сахароза 3H сіңіруге тежегіш әсері бар екені анықталды, CB-мен емделген жасушаларда микрофиламенттердің түрі мен орналасуы өзгерген. Бұдан бөлек, CB меланоциттердегі меланин гранулаларының қозғалысын қайтымды түрде тежейтіні анықталды. Бір жыл өткен соң, цитохалазин В-нің хлоропластарға тигізетін әсері зерттелді. Цитохалазин В хлоропластардың жарыққа бағытталған қозғалысын қайтымды түрде тежейді. 1973 жылы цитохалазин В глюкоза тасымалының күшті бәсекеге қабілетсіз тежегіші екені анықталды. Эритроциттердің цитохалазин В-мен байланысу орны, эритроцит мембранасының электрофореттік анықталатын маңызды ақуыздарының бірі болуы мүмкін.

1980 жылдан бастап

Келесі жылдары цитохалазин B туралы білім кеңейді. Жалпы білім нақтыланғаннан кейін, әсер ету механизмі сияқты мәселелерге қатысты егжей-тегжейлі талдау жасалды.

Өндіріс

Цитохалазиндерді олар табиғи түрде кездесетін саңырауқұлақтардан бөліп алуға болады. Алғаш рет олар Helminthosporium dematioideum-нан бөліп алынған. Басқа да өндірушілерге Phoma spp., Hormiscium spp. және Curvularia lunata жатады. Сонымен қатар, оны зертханада синтездеуге де болады. Мұны жасаудың бірнеше тәсілі бар. Біріншіден, изоиндолон ядросының алты мүшелі сақинасы мен үлкен макроциклді сақинаны соңғы сатыдағы молекулаішілік Дильс-Альдер циклдеуі арқылы бірдей қалыптастыруға болады. Екіншіден, ең алдымен изоиндолон ядросын молекулааралық Дильс-Альдер реакциясында қалыптастырып, екінші кезеңде макроциклді сатылап қосуға болады.

Қасиеттері

Цитохалазин B құрамында бірнеше жоғары полярлы кето және гидроксилдік топтар, сондай-ақ бір шеткі липофильді бензил тобы бар.

Метаболизм

Цитохалазин В-нің in vitro ыдырауы үшін он мүмкін орын бар. Осы орындардың in vivo жағдайында ыдырау үшін қолданылатынына қатысты әлі ешқандай дәлел жоқ, бірақ in vitro орындары расталған. Ыдырау 14 және 21-көміртектік атомдарда жүретін периодтық ыдырау арқылы басталады. Нәтижесінде көмір қышқылы (A), формальдегид (B), 5 метилгексан 1,1,6 триол (C) және үлкен қалдық молекула (D) бөлінеді. Содан кейін C және D молекулалары Кун-Рот реакциясы арқылы тотығады, нәтижесінде 7 гидроксигептанал (F), сірке қышқылы (G) және бензой қышқылы (I) пайда болады. Тағы да үлкен молекула (J) қалады. F, G және I, егер алкоголь дегидрогеназасы (ADH) арқылы қышқылдық ыдырауға ұшырамаса, метиламин мен көмірқышқыл газына (H) айналуы мүмкін. 7 гидроксигептан 3 метилгептандиой қышқылына (K) тотығады. Бұдан әрі метаболизм нәтижесінде аминдер (M), көмірқышқыл газы (N) және сірке қышқылы (O) сияқты бірнеше кіші органикалық молекулалар пайда болады. Соңғысы қайтадан ADH арқылы метиламин мен көмірқышқыл газына (Q) метаболизмге ұшырайды. J молекуласы сірке қышқылы (L), метиламин және көмірқышқыл газы (P) және метилденген кіші молекулалардың тізбегі сияқты бірнеше кіші қосылыстарға ыдырайды. Цитохалазин В 3T3 сияқты ісіктік жасушаларды өзгерте алмайды, бірақ полиома вирусының жасуша түрлену жиілігін 840 есеге арттырады. Сонымен қатар, CB конканавалин А-ның әсерінен амеба протеуста туындайтын пиноцитозды күшейтеді. Цитохалазин В бидайдың колеоптиль сегменттерінде және жүгері тамырларында кездесетін ауксин индол 3-ацетат қышқылымен де өзара әрекеттесе алады. Бұл өзара әрекеттесу везикула тасымалын және жасуша қабырғасы компоненттерінің секрециясын тежейді, соның салдарынан ұзару мен өсуді тоқтатады.

Тиімділік

In vitro зерттеулер цитохалазин B 30 мкм концентрациясы 20 мкм қалыпты актин жіпшесінің ерітіндісінің салыстырмалы тұтқырлығын айтарлықтай төмендетіп, сондай-ақ 20 мкм глутатионил актин жіпшесінің ерітіндісінде де төмендеткенін көрсетті. In vivo тиімді концентрация тіпті төмен. Тірі жасушаларда актин полимерленуіне өлшенетін әсер ету үшін 2 мкм концентрация жеткілікті болып көрінді. Жаңару фазасы бақылау тобына қарағанда 2-4 есе ұзаққа созылды. Ұзарту кезінде әсері минимал болды, ал қайта құрылымдауда (аннеалингте) байқауға келмейтін.

Жасушаның бөлінуін тежейді

Цитохалазин B заттардың генотоксикалық әсерін тексеру үшін қолданылады. Осы мақсатта, адам лимфоциттерін пайдаланып цитокинездік тоқтату микроядролық сынағы (CBMN сынағы) жүргізіледі. Бұл сынақ in vitro жағдайында жүзеге асырылады. Митоз немесе мейоздың анафаза кезінде микроядроларды анықтауға болады. Бұл – жасуша бөліну кезінде жасуша полюсіне жетпеген, бір хромосома немесе хромосоманың бөлігін қамтитын кішкентай ядролар. CBMN сынағының негізі – тек бөлінетін жасушалар ғана микроядроларды көрсетуге қабілетті, демек хромосомалық зақымдануды тек осы жасушаларда ғана анықтау мүмкін.

Жасушалардың қозғалысын тежейді

Цитохалазин В Йошида саркомасы жасушаларына қосылғанда, қозғалмалы жасушалардың санын азайтады. Ол жасушалардың қозғалуын да төмендетеді және дозаға байланысты олардың өсуін тежейді. Цитохалазин В жасушаларға теңсіз енгендіктен, миозин арқылы бұзылған қабықшалық актин талшық желісінің ошақты жиырылуын күшейтеді. Бұл белсенді жиырылуды талап ететін және де белсенді энергия метаболизмін қажет ететін айқын шоғырлануға (супер-төгілуге) әкеледі. Дұрыс емес қабықшалық жиырылулар жасушалардың қозғалысына қатысатын псевдоподиялардың құралуын бұзады.

Ядролық экструзияны тудырады

Цитохалазин B шақырылған ядролық экструзия ядроның плазмалық мембранаға жылжуымен басталады, одан кейін мембранада дөңгелек пайда болады. Содан кейін ядро мембрананың сыртына жылжып, бірақ цитоплазмалық көпір сияқты жіп арқылы жасушамен байланысын сақтайды. Егер жасушалар цитохалазин B бар ортада бірнеше сағат сақталса, бұл процесс қайтымсыз болады. Экструзия плазмалық мембрананың CB әсерінен әлсіреуімен жеңілдеуі мүмкін.

Глюкоза тасымалын тежейді

Цитохалазин В ультракүлгін сәулеленген кезде сүтқоректілердің глюкоза тасымалдаушы ақуыздарына ковалентті байланысатыны көрсетілген. Ол AraE және GalP-ге олардың әдеттегі субстраттарына қарағанда күштірек байланысады. Цитохалазин В GLUT1, 2, 3 және 4-ті тежейтіні дәлелденді. GLUT1-ге байланысу цитохалазин В-нің глюкозаның шығуын бәсекелестік ингибитор ретінде тежеуі арқылы ішкі жағынан жүзеге асады. Қосымша дәлелдер фотомаркеттеу зерттеулерінен алынған, онда тазартылған ақуыздың ТМ10 және ТМ11 мембраналық домендеріндегі Trp388 және Trp412 белгіленген цитохалазин В әсерінен белгіленеді. Trp388 және Trp412 мутацияланғаннан кейін GLUT1-дің тежелуі толыққанды түрде азаймайды, сондықтан CB байланысына басқа да орындар қатысады деп есептеледі.

Терапиялық қолданыстар

Терапевтік мақсаттарда цитохалазин B зерттеулері жүргізілуде. Осы мақсатта, цитохалазин B-нің BCG (Bacillus Calmette Guerin) белсендірілген макрофагтар арқылы ісік жасушаларына тигізетін әсері зерттелді. Нәтижелер цитохалазин B-нің 10−7 M концентрациясында белсендірілген макрофагтардың ісік жасушаларын жоюын (лизисін) және тоқтатуын (стазисін) күшейтетінін көрсетті. Цитохалазин B макрофагтардың өзіне әсер етпейді, бірақ оның әсері негізінен ісік жасушаларына бағытталған. Мұның себебі, цитохалазин B белсендірілген макрофагтардың ісік жасушаларын жою үшін маңызды болуы мүмкін актин талшықтарының түзілуін тежеуі болуы мүмкін.

Қосымша әсерлері

Цитохалазин B қалқанша безі гормонының және өсу гормонының секрециясына әсер етеді. Ол фосфоэтаноламиннің цитидиндифосфат этаноламинге түрленуін тежеу арқылы осы әсерді тигізеді. Бұл механизм жасуша ішіндегі кальций иондарының өзгеруімен байланысты деген болжам бар. Цитохалазин B бактерияларға да әсер етеді. Мысалы, E. histolytica-ның өсуі мен дифференциациясы тежеледі. [56] Бұдан әрі, цитохалазин B ұзаққа соқпайтын және/немесе күшті иммунодепрессивті әсер тудырмастан, ісік жасушаларының өсуін тежеуге қабілетті екені көрсетілді.

Табиғи контекст

Табиғатта цитохалазин B саңырауқұлақтың зияндылығына, тағамның шіруіне және иесі мен симбионт арасындағы өзара қарым-қатынастың сақталуына қатысады.