Биологический факультет СПбГУ

Лаборатория физиологии клетки


Заведующий лабораторией: д.б.н., профессор Александр Георгиевич Марков.

Лаборатория была создана в январе 2010 года. 

Приоритетным научным направлением лаборатории физиологии клетки является изучение физиологической роли молекулярного разнообразия функциональных белков и их межмолекулярных взаимодействий на примере белков межклеточного взаимодействия – клаудинов и окклюдина. Исследования в этой области позволяет исследовать молекулярные основы функций эпителия и эпителиальных тканей внутренних органов, а также их нарушения. Исследования ведутся с привлечением электрофизиологических, электронно-микроскопических, биохимических, иммунноцитохимических, молекулярно-биологических методов.

Белки плотных контактов: вклад в межклеточное взаимодействие и межклеточный транспорт.

Транспорт веществ через одну из важнейших тканей – эпителий – является ключевым компонентом, обеспечивающим жизнеспособность организма. Эпителий, являясь пограничной тканью, должен с одной стороны создавать барьер, препятствующий проникновению веществ в организм, а с другой – обеспечивать избирательный транспорт молекул, ионов и воды. Регулируемый транспорт веществ через эпителий может осуществляться двумя путями: трансцеллюлярно (сквозь клетки) и парацеллюлярно (по межклеточным пространствам). Считается, что плотные контакты являются полупроницаемым парацеллюлярным барьером, который делает возможным избирательное движение ионов и веществ, обеспечивая, таким образом, селективную межклеточную диффузию. Cвойства эпителия зависят, в том числе, от состава белков, которые формируют плотные контакты. Специфические функции плотных контактов обеспечиваются в первую очередь белками семейства клаудинов (более двадцати белков). Отдельные клаудины или их ансамбли экспрессируются мозаично, обеспечивая тканеспецифичную функцию плотных контактов. Клаудины активируют сигнальные белки, контролирующие клеточную пролиферацию, дифференциацию и полярность, образуя многофункциональный сигнальный комплекс. В составе их экстраклеточных цепей обнаружены сайты связывания вирусов, некоторых бактерий, бактериальных токсинов. Изучение особенностей распределения клаудинов в различных типах эпителия и регуляции их экспрессии эндогенными модуляторами остается актуальной задачей при исследовании механизмов межклеточного транспорта, а также выяснения сигнальной роли структурных белков плазматической мембраны.

Основные направления исследований: изучение экспрессии клаудинов в эпителиальных клетках различных органов.

Выяснение функциональной роли отдельных клаудинов или их сочетаний в осуществлении межклеточного транспорта можно проводить при сравнении распределения этих белков в различных типах эпителия. В данном проекте прдполагается изучить экспрессию клаудинов в эндотелии сосудов головного мозга, хороидальном эпителии и эпендиме желудочков головного мозга (формирование гематоэнцефалического барьера), в мезотелии висцеральной и париетальной плевры (образование плевральной жидкости), в фолликул-ассоциированном эпителии Пейеровых бляшек (распознование антигенной структуры пищевого комка), в проницаемом и непроницаемом эпителии различных отделов кишки, в секреторном эпителии молочной железы. В работе будет использоваться обратимое подавление экспрессии исследуемого белка путем системной гидродинамической трансфекции малых интерферирующих РНК (миРНК, siRNA), количественная оценка эффективности РНК-интерференции в ткани головного мозга и сосудистых сплетениях желудочков методом ПЦР в реальном времени, определение экспрессии белков методом Вестерн-блот и их локализации при использовании иммунофлуоресценции и ее изучении на конфокальном лазерном микроскопе.

Конкретные направления научных исследований:

1. Исследование механизмов межклеточного транспорта процессов в эпителии различных отделов кишки. Проводятся исследования по изучению экспрессии данных белков в различных отделах кишки и их локализации в эпителиоцитах. Изучение характера экспрессии белков плотных контактов при действии альдостерона, холерного токсина, а также проницаемости и строения стенки кишки, позволит выяснить вклад различных представителей данного семейства белков в проблему селективной межклеточной диффузии.

2. Изучение роли белков плотных контактов (клаудина-16) транспорте ионов кальция в молочной железе и кишке. Цель исследования – определение механизмов наследственной гипомагнезиемии и гиперкальциурии с нефрокальцинозом, вызванные нарушением реабсорбции ионов кальция.

3. Определение экспрессия белков плотных контактов в трансгенных мышах линии НЕR (ген рака молочной железы) при онкогенезе и старении. Цель исследования – исследование вклада межклеточного взаимодействия на процессы метастазирования.

4. Исследование механизмов регуляции состава плевральной жидкости и выяснение роли белков плотных контактов мезотелия плевры в развитии плевритов.

5. Создание алгоритмов по восстановлению нативных транспортных свойств эпителия различных органов. Цель данного исследования заключается в изучении молекулярных механизмов стабилизирующего действия протамина и простагландинов на проницаемость эпителия кишки при различных заболеваниях (язвенный колит, болезнь Крона).

6. Влияние интерлейкина-1 на процесс регенерации кожи при полномасштабной ране

7. Изучение репродуктивного здоровье женщин: факторы развития и коррекции дисфункций лактации. Изучение влияния веществ, применяемых в акушерской практике, на лактационную функцию, а также в поиск физиологических механизмов, повышающих лактацию. Цель – исследование влияния простагландина  и тиролиберина на лактационное поведение, характеристики лактационной функции у родильниц, а также на морфо-функциональное состояние секреторных клеток молочной железы.



© Биологический факультет СПбГУ, 2006-2011