nnpNeurology, Neuropsychiatry, PsychosomaticsНеврология, нейропсихиатрия, психосоматика2074-27112310-1342"IMA-Press", LLC10.14412/2074-2711-2020-5-130-137nnp-1458Research ArticleEXPERIMENTAL STUDIESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯChemotranscriptome analysis of the ethylmethylhydroxypyridine succinate molecule in the context of postgenomic pharmacologyХемотранскриптомный анализ молекулы этилметилгидроксипиридина сукцината в контексте постгеномной фармакологииГромоваО. А.GromovaO. A.

Ольга Алексеевна Громова

119333, Москва, ул. Вавилова, 44, корп. 2,

119234, Москва, Ленинские горы, 1

 

Olga A. Gromova

44, Vavilov St., Build. 2, Moscow 119333,

1, Leninskie Gory, Moscow 119234

unesco.gromova@gmail.comТоршинИ. Ю.TorshinI. Yu.

119333, Москва, ул. Вавилова, 44, корп. 2,

119234, Москва, Ленинские горы, 1

44, Vavilov St., Build. 2, Moscow 119333,

1, Leninskie Gory, Moscow 119234

СорокинА. И.SorokinA. I.

119234, Москва, Ленинские горы, 1

1, Leninskie Gory, Moscow 119234

СеменовВ. А.SemenovV. A.

650056, Кемерово, ул. Ворошилова, 22а

22a, Voroshilov St., Kemerovo 650056

СтаховскаяЛ. В.StakhovskayaL. V.

117997, Москва, ул. Островитянова, 1

Ostrovityanov St., Moscow 117997

Институт фармакоинформатики Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук; Центр хранения и анализа больших данных Национального центра цифровой экономики ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»РоссияInstitute of Pharmacoinformatics, Federal Research Center «Informatics and Management», Russian Academy of Sciences; Center for Big Data Storage and Analysis, National Center for Digital Economy, M.V. Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationЦентр хранения и анализа больших данных Национального центра цифровой экономики ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»РоссияCenter for Big Data Storage and Analysis, National Center for Digital Economy, M.V. Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияKemerovo State Medical University, Ministry of Health of RussiaRussian FederationНИИ цереброваскулярной патологии и инсульта при ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава РоссииРоссияResearch Institute of Cerebrovascular Pathology and Stroke, N.I. Pirogov Russian National Research Medical University, Ministry of Health of RussiaRussian Federation202025102020125130137Copyright © Gromova O.A., Torshin I.Y., Sorokin A.I., Semenov V.A., Stakhovskaya L.V., 20202020Громова О.А., Торшин И.Ю., Сорокин А.И., Семенов В.А., Стаховская Л.В.Gromova O.A., Torshin I.Y., Sorokin A.I., Semenov V.A., Stakhovskaya L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nnp.ima-press.net/nnp/article/view/1458

Postgenomic pharmacology deals with the desirable and undesirable effects of drugs in relation to the genome, transcriptome, proteome, and reactome. The transcriptomic activity of ethylmethylhydroxypyridine succinate (EMHPS) has not been previously characterized.

Objective

Objective: to investigate the dose-dependent effects of EMHPS on the transcription of 12,700 annotated human genes in the neural progenitor cells (NPC.TAK cell line).

Material and methods

Material and methods. The paper presents the results of chemotranscriptome analysis of the EMHPS molecule from the point of view of its impact on transcription of the human genome in the NPC.TAK line cells during 24-hour incubation of cells with EMHPS.

Results and discussion

Results and discussion. The significant dose-dependent effects of EMHPS on transcription (on average, ≥10% transcription changes for each 1 μmol/L of EMHPS) were evaluated for 2,400 of the 12,700 annotated human genes. EMHPS reduced the transcription of groups of the genes that were involved in cell division (n = 226), those in gene expression processes (n = 122), and those in protein synthesis, degradation, and secretion (n = 123). EMHPS increased the transcription of the genes encoding proteins involved in neurotransmission (n = 103) and those in exerting neuroprotective and neurotrophic effects (n = 49).

Conclusion

Conclusion. The efficacy of EMHPS may be related to its effect on the transcription of the genes that are involved in neurotransmission and in the showing of neuroprotective and neurotrophic effects.

В постгеномной фармакологии желательные и нежелательные эффекты лекарств рассматриваются по отношению к геному, транскриптому, протеому и реактому. Характеризация транскриптомной активности этилметилгидроксипиридина сукцината (ЭМПГС) ранее не проведилась.

Цель исследования – изучение дозозависимых эффектов воздействия ЭМПГС на транскрипцию 12 700 аннотированных генов человека в клетках-предшественниках нейронов (клеточная линия NPC.TAK).

Материал и методы

Материал и методы. Представлены результаты хемотранскриптомного анализа молекулы ЭМПГС с точки зрения влияния на транскрипцию генома человека в клетках линии NPC.TAK при инкубации клеток с ЭМГПС в течение 24 ч.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Достоверные дозозависимые эффекты влияния ЭМГПС на транскрипцию (в среднем ≥10% изменения транскрипции на каждый 1 мкмоль/л ЭМПГС) были оценены для 2400 из 12 700 аннотированных генов человека. ЭМПГС снижает транскрипцию групп генов, вовлеченных в деление клетки (226 генов), в процессы экспрессии генов (122 гена), а также в синтез, деградацию и секрецию белков (123 гена). ЭМПГС повышает транскрипцию генов, кодирующих белки, участвующие в нейротрансмиссии (103 гена) и в осуществлении нейропротекторных и нейротрофических эффектов (49 генов).

Заключение

Заключение. Эффективность ЭМПГС может быть связана с его влиянием на транскрипцию генов, которые участвуют в нейротрансмиссии, в осуществлении нейропротекторных и нейротрофических эффектов.

хемотранскриптомикаэтилметилгидроксипиридина сукцинатинтеллектуальный анализ данныхмолекулярная фармакологиянейронысверхбольшие данныеchemotranscriptomicsethylmethylhydroxypyridine succinatedata miningmolecular pharmacologyneuronsbig dataИсследование выполнено при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований № 18-07-00944 и 19-07-00356The investigation has been conducted under Russian Foundation for Basic Research Grants No. 18-07-00944 and No. 19-07-00356ReferencesTorshin IYu. Sensing the change from molecular genetics to personalized medicine. In: Bioinformatics in the Post-Genomic Era series. NY, USA: Nova Biomedical Books; 2009. ISBN 1-60692-217-0.Torshin IYu. Sensing the change from molecular genetics to personalized medicine. In: Bioinformatics in the Post-Genomic Era series. NY, USA: Nova Biomedical Books; 2009. ISBN 1-60692-217-0.Torshin IYu, Rudakov KV. On the application of the combinatorial theory of solvability to the analysis of chemographs. Part 1: fundamentals of modern chemical bonding theory and the concept of the chemograph. Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications. 2014;24(1):11-23.Torshin IYu, Rudakov KV. On the application of the combinatorial theory of solvability to the analysis of chemographs. Part 1: fundamentals of modern chemical bonding theory and the concept of the chemograph. Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications. 2014;24(1):11-23.Torshin IYu, Rudakov KV. Combinatorial analysis of the solvability properties of the problems of recognition and completeness of algorithmic models. Part 1: factorization approach. Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications. 2017;27(1):16-28.Torshin IYu, Rudakov KV. Combinatorial analysis of the solvability properties of the problems of recognition and completeness of algorithmic models. Part 1: factorization approach. Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications. 2017;27(1):16-28.Воронина ТА, Иванова ЕА. Комбинированное применение мексидола с известными лекарственными средствами. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019;119(4):115-24. doi: 10.17116/jnevro2019119041115Voronina TA, Ivanova EA. Combined administration of mexidol with known medicines. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2019;119(4):115-24. doi: 10.17116/jnevro2019119041115 (In Russ.).Торшин ИЮ, Громова ОА, Сардарян ИС, Федотова ЛЭ. Сравнительный хемореактомный анализ мексидола. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2017;117(1-2):75-83. doi: 10.17116/jnevro20171171275-84Torshin IYu, Gromova OA, Sardaryan IS, Fedotova LE. A comparative chemoreactome analysis of mexidol. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2017;117(1-2):75-83. doi: 10.17116/jnevro20171171275-84 (In Russ.).Guipponi M, Chentouf A, Webling KE, et al. Galanin pathogenic mutations in temporal lobe epilepsy. Hum Mol Genet. 2015 Jun 1;24(11):3082-91. doi: 10.1093/hmg/ddv060. Epub 2015 Feb 17.Guipponi M, Chentouf A, Webling KE, et al. Galanin pathogenic mutations in temporal lobe epilepsy. Hum Mol Genet. 2015 Jun 1;24(11):3082-91. doi: 10.1093/hmg/ddv060. Epub 2015 Feb 17.Wynick D, Thompson SW, McMahon SB. The role of galanin as a multi-functional neuropeptide in the nervous system. Curr Opin Pharmacol. 2001 Feb;1(1):73-7. doi: 10.1016/s1471-4892(01)00006-6Wynick D, Thompson SW, McMahon SB. The role of galanin as a multi-functional neuropeptide in the nervous system. Curr Opin Pharmacol. 2001 Feb;1(1):73-7. doi: 10.1016/s1471-4892(01)00006-6Suarez V, Guntinas-Lichius O, Streppel M, et al. The axotomy-induced neuropeptides galanin and pituitary adenylate cyclase-activating peptide promote axonal sprouting of primary afferent and cranial motor neurones. Eur J Neurosci. 2006;24(6):1555-64 doi: 10.1111/j.1460-9568.2006.05029.xSuarez V, Guntinas-Lichius O, Streppel M, et al. The axotomy-induced neuropeptides galanin and pituitary adenylate cyclase-activating peptide promote axonal sprouting of primary afferent and cranial motor neurones. Eur J Neurosci. 2006;24(6):1555-64 doi: 10.1111/j.1460-9568.2006.05029.xStoica GE, Kuo A, Aigner A, et al. Identification of anaplastic lymphoma kinase as a receptor for the growth factor pleiotrophin. J Biol Chem. 2001 May 18;276(20):16772-9. doi: 10.1074/jbc.M010660200. Epub 2001 Feb 8.Stoica GE, Kuo A, Aigner A, et al. Identification of anaplastic lymphoma kinase as a receptor for the growth factor pleiotrophin. J Biol Chem. 2001 May 18;276(20):16772-9. doi: 10.1074/jbc.M010660200. Epub 2001 Feb 8.Brezillon S, Lannoy V, Franssen JD, et al. Identification of natural ligands for the orphan G protein-coupled receptors GPR7 and GPR8. J Biol Chem. 2003;278(2):776-83 doi: 10.1074/jbc.M206396200Brezillon S, Lannoy V, Franssen JD, et al. Identification of natural ligands for the orphan G protein-coupled receptors GPR7 and GPR8. J Biol Chem. 2003;278(2):776-83 doi: 10.1074/jbc.M206396200Gendron L, Perron A, Payet MD. Low-affinity neurotensin receptor (NTS2) signaling: internalization-dependent activation of extracellular signal-regulated kinases 1/2. Mol Pharmacol. 2004;66(6):1421-30. doi: 10.1124/mol.104.002303Gendron L, Perron A, Payet MD. Low-affinity neurotensin receptor (NTS2) signaling: internalization-dependent activation of extracellular signal-regulated kinases 1/2. Mol Pharmacol. 2004;66(6):1421-30. doi: 10.1124/mol.104.002303Громова ОА, Торшин ИЮ, Федотова ЛЭ. Геронтоинформационный анализ свойств молекулы ЭМГПС. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2017;9(4):46-54. doi: 10.14412/2074-2711-2017-4-46-54Gromova OA, Torshin IYu, Fedotova LE. Geriatric information analysis of the molecular properties of mexidole. Nevrologiya, neiropsikhiatriya, psikhosomatika = Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. 2017;9(4):46-54. doi: 10.14412/2074-2711-2017-4-46-54 (In Russ.).Polymeropoulos MH, Lavedan C, Leroy E, et al. Mutation in the alpha-synuclein gene identified in families with Parkinson's disease. Science. 1997 Jun 27;276(5321):2045-7. doi: 10.1126/science.276.5321.2045Polymeropoulos MH, Lavedan C, Leroy E, et al. Mutation in the alpha-synuclein gene identified in families with Parkinson's disease. Science. 1997 Jun 27;276(5321):2045-7. doi: 10.1126/science.276.5321.2045Mueller KL, Hoon MA, Erlenbach I, et al. The receptors and coding logic for bitter taste. Nature. 2005 Mar 10;434(7030):225-9. doi: 10.1038/nature03352Mueller KL, Hoon MA, Erlenbach I, et al. The receptors and coding logic for bitter taste. Nature. 2005 Mar 10;434(7030):225-9. doi: 10.1038/nature03352

The authors declare that there are no conflicts of interest present.