1.     Основное направление фундаментальных и фундаментально-ориентированных исследований

В секторе молекулярной физиологии клетки проводятся исследования молекулярных механизмов, участвующих в трансдукции гормональных сигналов и регуляции клеточного объема.

Поддержание водно-солевого гомеостаза клетки млекопитающих, регуляция клеточного объема необходимо для обеспечения жизнеспособности клетки. Актуальность исследования этих механизмов обусловлена тем, что многим патологическим состояниям сопутствуют нарушения водно-солевого обмена на уровне клеток, что ведет к нарушению функций тканей и органов, отекам и/или некрозам. Наиболее опасны для клеток гипотонические воздействия, поскольку  в результате возрастания клеточного объема может произойти разрушение плазматической мембраны, нарушение целостности клетки. 

2.     Задачи, решаемые в настоящее время в рамках базового бюджетного проекта

В настоящее время в рамках базового бюджетного проекта: «VI 53.2.3. генетико-физиологические и молекулярные механизмы нейроэндокринной регуляции висцеральных функций и поведения обеспечивающих гомеостаз», № гос.регистрации 01201280323,  проводятся исследования:

• регуляции вазопрессином концентрации ионов натрия в главных клетках собирательных трубок наружного мозгового вещества
• регуляции водных каналов в базолатеральной плазматической мембране главных клеток собирательных трубок наружного мозгового вещества почки;
• транспорта воды и натрия через  плазматическую мембрану  главной клетки эпителия собирательной трубки почки крысы с применением математического моделирования процессов.
• роль транспортеров органических анионов в регуляции клеточного объема главных клеток собирательных трубок наружного мозгового вещества почки

3.     Прикладные разработки

Полученные результаты носят фундаментальный характер, разработанные методы могут быть использованы для массового анализа действующих веществ для новых лекарственных препаратов. 

4.     Иллюстрированное описание лучших результатов, полученных подразделением за последние 5 лет 

Создан комплекс для исследований физиологических функций клетки методами молекулярно биологическими и биофизическими методами.

Экспериментальная установка представляет собой микроканальную проточную камеру и собрана на базе флуоресцентного микроскопа. Основные характеристики проточной камеры: объем около 20 мкл, скорость протекания раствора до 5.0 мл/мин, смена омывающего раствора в течение 100 мсек, поддерживаемая температура 36.8 ± 0.2^o C, объектив водно-иммерсионный (х60) с термостабилизацией. Интенсивность флуоресценции с помощью фотоприемника на основе ФЭУ-71, оборудованного полевой диафрагмой, и аналого-цифрового преобразователя PCL-818HG (Advantech), регистрируется на ПЭВМ. Установка позволяет работать с культурами клеток теплокровных животных и применять молекулярные зонды, созданные на основе монохромных флуоресцентных красителей.  

Рисунок 1. Схема и внешний вид установки для исследования клеточных функций в микрофлуидной системе. 

Рисунок 2. Оптическая микроканальная камера (А). Объемная реконструкция фрагмента собирательной трубки почки крысы (Б). 

Для анализа результатов измерений производимых в экспериментах с использованием специфических флуоресцентных красителей, создана  математическая модель потоков ионов через плазматическую мембрану главных клеток собирательных трубок (OMCD) почки, позволяющая рассчитывать величины потоков основных ионных осмолитов клетки и изменения клеточного объема в зависимости от осмолярности и ионного состава внеклеточной среды (Iliaskin et al., 2011).

5.     Задачи, планируемые на перспективу

Исследование состава и механизмов регуляции молекулярных транспортеров, участвующих в поддержании водно-электролитного баланса клетки, регуляции клеточного объема, транспорте органических веществ. Результаты фундаментальных исследований в данных областях необходимы для повышения эффективности терапии нарушений водно-солевого обмена при многих патологических состояниях человека, для повышения эффективности химио-терапии при онкологических заболеваниях.  

Бывшие сотрудники

Публикации

2016	Влияние вазопрессина на экспрессию генов, кодирующих ключевые ферменты метаболизма гиалуронана интерстициальной ткани, и на концентрирующую функцию почки крыс WAG Л.Н. Иванова, А.В. Бабина, Г.С. Батурина, Л.Е. Каткова Vavilov journal of genetics and breeding, 2016, 20(2):234-242 DOI 10.18699/VJ16.138
	Fast Nongenomic Effect of Aldosterone on the Volume of Principal Cells in Collecting Tube and Genetic Heterogeneity of Epithelial Sodium Channel in the Postnatal Ontogenesis of Rat Kidney. Logvinenko NS, Gerbek YE, Solenov EI, Ivanova LN. B EXP BIOL MED+, 2016, 2016 Mar;160(5):691-4. doi: 10.1007/s10517-016-3251-3. Epub 2016 Mar 29. PMID: 27021081
2015	Regulation of V2 receptor by vasopressin is different in Brattleboro rats compared with Wistar. Katkova LE, Baturina GS, Solenov EI, Ivanova LN. Doklady Biochemistry and Biophysics, 2015, Dokl Biochem Biophys. 2015 Jul;463(1):247-50. doi: 10.1134/S1607672915040158. Epub 2015 Sep 3.
	Computational genomic analysis of PARK7 interactome reveals high BBS1 gene expression as a prognostic factor favoring survival in malignant pleural mesothelioma. Vavougios GD1, Solenov EI2, Hatzoglou C3, Baturina GS4, Katkova LE4, Molyvdas PA5, Gourgoulianis KI1, Zarogiannis SG6. AM J PHYSIOL-LUNG C, 2015, Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2015 Oct 1;309(7):L677-86. doi: 10.1152/ajplung.00051.2015. Epub 2015 Aug 7.
	Transcriptional over-expression of chloride intracellular channels 3 and 4 in malignant pleural mesothelioma. Tasiopoulou V, Magouliotis D, Solenov EI, Vavougios G, Molyvdas PA, Gourgoulianis KI, Hatzoglou C, Zarogiannis SG. Computational Bioljgy and Chemistry, 2015, 2015 Sep 28;59(Pt A):111-116. doi: 10.1016/j.
	Быстрый негеномный эффект альдостерона на объем главных клеток собирательной трубки и генетическая гетерогенность эпителиального натриевого канала в постнатальном онтогенезе почки крысы Логвиненко Н.С., Гербек Ю.Э., Соленов Е.И., Иванова Л.Н. B EXP BIOL MED+, 2015, №11, T. 158, C. 644-647
	Physiology of pericardial fluid production and drainage K. Vogiatzidis, S. G. Zarogiannis, I. Aidonidis, E. I. Solenov, P-A. Molyvdas, K. I. Gourgoulianis and C. Hatzoglou Frontiers in Psysiology, 2015, Front. Physiol., 18 March 2015 | doi: 10.3389/fphys.2015.00062
2014	Quantitative estimation of transmembrane ion transport in rat renal collecting duct principal cells. Ilyaskin AV, Karpov DI, Medvedev DA, Ershov AP, Baturina GS, Katkova LE, Solenov EI. GEN PHYSIOL BIOPHYS, 2014, Volume: 33 Issue: 1 Pages: 13-28 Published: 2014
	The Water Permeability Reduction After Successive Hypo-Osmotic Shocks in Kidney Principal Cells is Apically Regulated Katkova L.E., · Baturina G.S., · Ilyaskin A.V., · Zarogiannis S.G., · Solenov E.I. CELL PHYSIOL BIOCHEM, 2014, Cell Physiol Biochem 2014;34:1802-1811 (DOI:10.1159/000366380)
2013	КЛАТРИН ЗАВИСИМЫЙ ЭНДОЦИТОЗ В МЕХАНИЗМЕ АНТИДИУРЕТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ВАЗОПРЕССИНА Иляскин Александр Владимирович Батурина Галина Сергеевна Каткова Любовь Евгеньевна Соленов Евгений Иванович BIOLOGICHESKIE MEMBRANY, 2013, том 30, № 1, с. 3–13
	Regulatory volume decrease of rat kidney principal cells after successive hypo-osmotic shocks Zarogiannis SG, Ilyaskin AV, Baturina GS, Katkova LE, Medvedev DA, Karpov DI, Ershov AP, Solenov EI. MATH BIOSCI, 2013, Math Biosci. 2013 May 31. pii: S0025-5564(13)00142-9.
	Влияние гипоосмотического шока на объем клеток эпителия собирательных трубок почки крыс Браттлборо с наследственным дефектом синтеза вазопрессина. Батурина Г. С., Каткова Л. Е., Иляскин А. В.,Соленов Е. И., Иванова Л. Н. Doklady Akademii Nauk, 2013, том 449, № 5, с. 598–600
	Gene expression profile of aquaporin 1 and associated interactors in malignant pleural mesothelioma Jagirdar R, Solenov EI, Hatzoglou C, Molyvdas PA, Gourgoulianis KI, Zarogiannis SG. GENE, 2013, 2013 Mar 15;517(1):99-105
	Effect of vasopressin on the expression of genes for key enzymes of hyaluronan turnover in WAG and Brattleboro rat kidneys. Ivanova LN, Babina AV, Baturina GS, Katkova LE. EXP PHYSIOL, 2013, Exp Physiol. 2013 Nov;98(11):1608-19. doi: 10.1113/expphysiol.2013.073163. Epub 2013 Aug 16.
	Role of Epithelial Sodium Channel in the Realization of Homeostatic Effects of Aldosterone on the Volume of Principal Cells of Cortical Collecting Ducts in Rats after Hypoosmotic Stress N. S. Logvinenko, E. I. Solenov, and L. N. Ivanova B EXP BIOL MED+, 2013, Vol. 155, No. 5, pp. 562-564, May, 2013
	Влияние повышенного потребления NaCl на транспорт ионов Na+ и K+ через плазматичекую мембрану главных клеток эпителия собирательных трубок почки крысы Иляскин А.В. Батурина.Г.С. Каткова Л.Е. Соленов Е.И. Иванова Л.Н. Doklady Akademii Nauk, 2013, 453(№ 1), с. 102–105.
2011	Регуляция объема клеток эпителия собирательных трубок почки крысы в гипотонической среде Соленов Е.И., Батурина Г.С., Иляскин А.В., Каткова Л.Е., академик Иванова Л.Н Doklady Akademii Nauk, 2011, том 436, № 1, с. 13–15
	A Mathematical Model of the Cell Volume Regulation in a Hypotonic Medium E. I. Solenov, A. V. Ilyaskin, G. S. Baturina, D. A. Medvedev, A. P. Ershov, D. I. Karpov Doklady Biological Sciences, 2011, Mar-Apr;437:79-81
	Иccледование pеакции главныx клеток cобиpательныx тpубок почки на гипотоничеcкий шок. Экcпеpимент и математичеcкое моделиpование. А.В. Иляcкин, Г.C. Батуpина, Д.А. Медведев, А.П. Еpшов, Е.И. Cоленов. BIOPHYSICS, 2011, том 56, вып. 3, c. 550–560
2006	Роль Са2+ и аквапорина-2 в регуляции водной проницаемости базолатеральной мембраны собирательной трубки почки крысы Соленов Е.И., Каткова Л.Е., Нестеров В.В., Иванова Л.Н. , 2006, Т. 92. №11 1358-1364

Конференции

2016	IT analysis of cornea endothelium transport ability in corneal transplants after hypothermic conservation. A.A. Konev, I.G. Palchikova, I.A. Iskakov, L.E. Katkova, G.S. Baturina, E.I. Solenov BGRS/SB’2016, Novosibirsk
2015	Hypertonicity increases apparent water permeability in benign mesothelial cells but differentially regulates it in epithelioid mesothelioma cells depending on the osmotic agent. Evgeniy Solenov, Lubov Katkova, Galina Baturina, Vassiliki Peppa, Chrissi Hatzoglou, Konstantinos Gourgoulianis and Sotirios Zarogiannis. European Respiratory Society 2015 International Congress
2013	Water transmembrane movement in the renal tubular epithelium and its regulation by vasopressin Ivanova L.N., Solenov E.I. 38th FEBS Congress
	The use of fluorescent indicators to study the water and ion transport across plasma membrane of renal collecting duct principal cells Alexander Ilyaskin1, Galina Baturina1, Liubov Katkova1, Denis Karpov2, Dmitriy Medvedev2, Alexander Ershov2, Evgeniy Solenov1 38th FEBS Congress
	Role of transmembrane ion and water transport in outer medullary Collecting duct principal cells volume regulation in the diuretic state Galina Baturina, Aleksandr Ilyaskin, Liubov Katkova and Evgeniy Solenov 38th FEBS Congress
	Role of PKC in antidiuretic action of vasopressin Katkova LE, Baturina GS, Ilyaskin AV,Solenov EI 38th FEBS Congress
	Computational transcriptomic analysis reveals a significant role for PARK7 and for ESC/E(Z), Sin-3, NuRD and PcG protein complexes in malignant pleural mesothelioma. Georgios Vavougiosa, Rajesh Jagirdarb, Evgeniy I. Solenovc,d, Chrissi Hatzogloua,e, Paschalis-Adam Molyvdase, Konstantinos I. Gourgoulianisa, Sotirios G. Zarogiannis 38th FEBS Congress
	Role of transmembrane ion and water transport in outer medullary collecting duct principal cells volume regulation in the diuretic state Baturina G., Ilyaskin A., Katkova L., Solenov E. FEBS Congress
	Role of PKC in antidiuretic action of vasopressin Katkova L., Baturina G., Ilyaskin A., Solenov E. FEBS Congress
	The use of fluorescent indicators to study the water and ion transport across plasma membrane of renal collecting duct principal cells Ilyaskin A., Baturina G., Katkova L., Karpov D., Medvedev A., Ershov A., Solenov E. FEBS Congress
2012	Регуляция клеточного объема главных клеток собирательных трубок почки в гипоосмотической среде. Соленов Е.И.*, Иляскин А.В., Батурина Г.С., Каткова Л.Е. VII Сибирский съезд физиологов.
	Количественный анализ трансмембранных ионных потоков в главных клетках собирательных трубок почки А.В. Иляскин, Д.И. Карпов, А.П. Ершов, Д.А. Медведев, Е.И. Соленов VII Сибирский съезд физиологов
	Применение математического моделирования для анализа экспериментальных данных по водно-электролитному обмену клетки. Иляскин А.В., Карпов Д.И., Ершов А.П., Медведев Д.А., Соленов Е.И. IV Съезд биофизиков России
2011	Mathematical model of the regulatory cell volume decrease. A.V. Ilyaskin, D.A. Medvedev, A.P. Ershov, G.S. Baturina, E.I. Solenov. 55th Annual Meeting of Biophysical Society, Baltimore, 5-9 March 2011, USA.
	Исследование транспорта осмолитов через мембрану клетки с помощью математического моделирования. Иляскин А.В., Каткова Л.Е., Батурина Г.С., Медведев Д.А., Ершов А.П., Карпов Д.И., Соленов Е.И. Международная конференция, посвященная 100-летию А.А. Ляпунова «Современные проблемы математики, информатики и биоинформатики», Новосибирск, 11-14 октября 2011. С.54-55.
	Влияние РКС на регуляцию водной проницаемости эпителия собирательных трубок почки крысы Каткова Л.Е., Батурина Г.С., Соленов Е.И., Иванова Л.Н. III Съезда Физиологов СНГ

Гранты

2014	Исследование механизма регуляции водной проницаемости эпителия собирательных трубок почки вазопрессином у крыс с наследственным несахарным диабетом. РФФИ, номер гранта 14-04-31258
2012	Разработка метода для количественного анализа экспериментальных данных по водно-электролитному балансу клетки РФФИ, номер гранта 12-04-31298 мол_а
	Роль трансмембранного транспорта ионов в механизме поддержания объема главных клеток собирательных трубок почки в условиях водного диуреза РФФИ, номер гранта 12-04-00369
	Исследование регуляции вазопрессином функции водных каналов главных клеток эпителия собирательных трубок почки млекопитающих РФФИ, номер гранта 12-04-00370

Научное руководство

2012	Экспериментальное и математическое моделирование регуляции клеточного объема Иляскин Александр Владимирович , 2012-12-12