ЭФФЕКТЫ ПРОЛИН-БОГАТОГО ПЕПТИДА СИСТЕМЫ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА – CHBAC3.4 НА ОПУХОЛЕВЫЕ КЛЕТКИ ЧЕЛОВЕКА

executed on device BioSpec 70/30 (“Bruker”, Germany) with an induction 
of a magnetic field 7 Tl and gradiente system of 105 ¼Ô½/m. The 
morphometric analysis of MRT-images was spent in program ImageJ 1.38. 
(National Institutes of Health, USA). The severity of TBI was estimated 
on the serial stained histologic sections by light microscopy. Data 
were analyzed statistically using the computer program Statistica 6.0 
(Statsoft, USA). Intragroup comparisons were made using the MannWhitney U test. Statistical differences in infarct volume was accessed 
using Student's t-test.
Results of research.
Before operation all experimental animals have 

typed 14 points in the “Limb placing test”. Animals of the first 
(control) group have repeated the test for 9-day for 14 points. The 
animals of the 2nd group have typed 11,6±0,3 points (P<0,05), the 3rd

group –
10,45±0,3 points (Р<0,05); the 4th
group –
9,1±0,4 points 

(Р<0,01). A histologic study of the brain slices revealed, that the 
properties of necrotic areas in the center of traumatic damage depends 
on the height from which the weight was falled. At the height of 10 sm, 
the depth of necrotic damage was limited by IV-V (internal granular and 
ganglionary) layers, and in subcortical structures, first of all in 
hippocampus, a perivascular oedema was observed. At the height of 15 
sm, a necrosis on all cortical depth was defined, and in hippocampus 
and striatum f perivascular and  pericellular oedema was revealed. At 
the height of 20 sm, besides the deep necrosis in damaged hemisphere 
the displacement of subcortical structures caused by a significant 
brain oedema was marked. It should be noted the appearance of exofocal 
sites with the damaged ischemic neurons in the contralateral (intact) 
hemisphere formed, probably,
owing to posttraumatic oedema of brain 

matter. MRT-research of a brain showed that the average volume of 
damage also depends on the height from which the weight was falled. At 
the height of 15 cm the volume was 81,5±3,4 mm3, and at the height of 10 
cm it was 35,83±2,3 mm3.
Thus, functional disturbances were confirmed by MRT as well as 
morphological 
and 
histologic 
studies. 
The 
comparison 
of 
these 

parameters will contribute to  prognosis of rehabilitation potential at 
different severity of TBI in experiment.
References:
1.Feeney D.M. et al. Responses to cortical  injury: Methodology and  
local effects of contusions in the rat.//  Brain Res.1981; 211: 67-77.
2.Paxinos G., Watson C. Atlas of anatomy of rat brain// In: The Rat 
Brain in Stereotaxic Coordinates. 3nd San Diego, Calif. Academic Press 
Inc; 1997.
DOI:10.12737/12487

ЭФФЕКТЫ ПРОЛИН-БОГАТОГО ПЕПТИДА СИСТЕМЫ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА

– CHBAC3.4 НА ОПУХОЛЕВЫЕ КЛЕТКИ ЧЕЛОВЕКА

Шамова О.В.*, **,, Пазина T.Ю.*, Жаркова М.С.*, Артамонов А.Ю.*, Юхнев

В.А.*, Гринчук Т.М.***, Орлов Д.С.*,
**

* – ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины», отдел общей патологии и 

патофизиологии (рук. – д.б.н. Шамова О.В.); ** – Санкт-Петербургский 
государственный университет, кафедра биохимии (зав. – к.б.н. Стефанов 

В.Е.); *** – ФГБУН Институт цитологии РАН, группа генетических механизмов 

дифференцировки и малигнизации клеток (зав. группой – к.б.н. Гринчук 

Т.М.)

oshamova@yandex.ru

Ключевые слова: противоопухолевое действие, пролин-богатый пептид, 
ChBac3.4.
Антимикробные 
пептиды 
(АМП) 
врожденного 
иммунитета 
известны 
как 

соединения, обладающие антибактериальной активностью, некоторые пептиды 
проявляют и противо-опухолевое действие, ряд АМП обладает свойствами 
биорегуляторов. 
Благодаря 
наличию 
перечисленных 
свойств 
АМП 

рассматриваются, как прототипы различных лекарственных препаратов, в том 
числе 
противоопухолевых, 
поэтому 
детальное 
изучение 
биологической 

активности пептидов различной структуры является актуальной задачей 
экспериментальной медицины. Поиск новых противоопухолевых препаратов 
становится особенно важным, учитывая проблему множественной лекарственной 
устойчивости опухолей. Обогащенные пролином АМП составляют особую группу 
пептидов, 
имеющих 
высокую 
антибактериальную 
активность 
и 
низкую 

токсичность для клеток макроорганизма [1]. Из лейкоцитов домашней козы 
нами был выделен пролин-богатый пептид ChBac3.4 [5], относящийся к 
структурному классу бактенецинов и обладающий необычными для этой группы 
пептидов свойствами –
цитотоксической активностью в отношении клеток 

млекопитающих, связанной преимущественно с инициацией процесса апоптоза в 
клетках-мишенях. Целью настоящей работы являлось изучение цитотоксической 
активности ChBac3.4 в отношении нормальных и опухолевых клеток человека 
in vitro, в том числе клеток, устойчивых к доксорубицину.
Методика исследования. Цитотоксическое действие пептида в отношении 
культивируемых клеток оценивали с помощью стандартного МТТ теста [2], 
используя схему эксперимента, описанную ранее [4]. Долю клеток, в которых 
был инициирован процесс апоптоза, определяли с помощью набора Annexin VCy3 Apoptosis Detection kit (Sigma).
Результаты 
исследования. 
Проведено 
сравнительное 
изучение 
эффектов 

пептида ChBac3.4 на нормальные и опухолевые клетки человека in
vitro, 

показано его цитотоксическое действие в отношении ряда культивируемых 
опухолевых клеток, в том числе клеток эритромиелоидной лейкемии (К-562), 
промиелоцитарной лейкемии (HL-60) и гистиоцитарной лимфомы человека (U937); 50% эффективные концентрации пептида (ЭК50) для этих клеток 
составляли 5-9 мкМ. Пептид не оказывал токсического действия на 
нормальные фибробласты кожи человека (ЭК50 > 30 мкМ), не вызывал гемолиз 
эритроцитов человека в исследованном диапазоне концентраций (1-100 мкМ), 
но 
проявлял 
некоторую 
цитотоксическую 
активность 
в 
отношении 

мононуклеаров и нейтрофилов периферической крови человека (ЭК50
16.-20 

мкМ). Известно, что цитотоксические свойства многих соединений, в том 
числе АМП, снижаются в присутствии белков плазмы крови. Нами показано, 
что при добавлении в инкубационную среду 10% фетальной бычьей сыворотки 
токсичность пептида для опухолевых клеток снижалась, но не отменялась 
(ЭК50 10-20 мкМ), в то время как его активность в отношении мононуклеарных 
клеток и нейтрофилов блокировалась (ЭК50 > 30 мкМ). Присутствие сыворотки 

не меняло соотношение клеток, гибнущих по пути апоптоза и по пути 
некроза. 
Снижение цитотоксической активности ряда АМП в присутствии сыворотки 
крови, описанное в литературе, в ряде случаев обусловлено их связыванием 
с белками семейства ингибиторов сериновых протеиназ (серпинов) [3]. При 
инкубации клеток U-937 с ChBac3.4 в присутствии серпина –
альфа1
антитрипсина (ААТ) активность пептида снижалась при значительно более 
высоких концентрациях ААТ (примерно в 4 раза выше), чем необходимы для 
ингибирования цитотоксической активности других АМП, в частности, 
дефенсинов [3] и протегринов [4], что позволяет предположить, что 
бактенецин, возможно, связывается, преимущественно не с серпинами, а с 
другими белками плазмы крови.
ChBac3.4 проявлял активность в отношении клеток К-562 с выработанной 
устойчивостью к доксорубицину (ДР). Так, для чувствительной к ДР линии К562 ЭК50
пептида составляла 9.2+2.7 мкМ (для ДР 0.4+0.18 мкМ) и 

практически не отличалась от его активности в отношении устойчивой к ДР 
линии – ЭК50 = 13.4+2.6 мкМ (для ДР > 100 мкМ). 
Таким 
образом, 
показано, 
что 
бактенецин 
ChBac3.4 
проявляет 

цитотоксическую активность в отношении исследованных опухолевых клеток, в 
том числе устойчивых к доксорубицину, демонстрирует относительную 
селективность в отношении опухолевых клеток по сравнению с нормальными, 
причем селективность повышается в присутствии сыворотки крови. Полученные 
результаты 
свидетельствуют 
о 
перспективности 
дальнейшего 
изучения 

цитотоксического 
действия 
бактенецина 
ChBac3.4 
и 
его 
структурных 

модификаций для разработки новых противоопухолевых препаратов.
Поддержано грантом ФЦП (соглашение № 14.604.21.0104); RFMEFI60414X0104.
Список литературы:
1. Gennaro R., Zanetti M., Benincasa M., et al. // 2002. Curr. Pharm. 
Des. Vol. 8: P. 763-778. 
2. Mosmann T. // J. Immunol. Methods. - 1983.  Vol.  65. P. 55–63.
3. Panyutich A., Hiemstra P. et al., // Am J Respir Cell Mol Biol. 
1995. Vol. 12, N. 3. P. 351-357.
4. Shamova O., Sakuta G., Orlov D. et al. // Cell and Tissue Biology. 
2007. Vol. 1, N 6. P. 524-533.
5.Shamova O., Orlov D., Stegemann C. et al. // Int. J. Pept .Res. Ther. 
2009. Vol. 15 – P. 31-42.

EFFECTS OF A PROLINE-RICH PEPTIDE OF THE INNATE IMMUNE SYSTEM 

– CHBAC3.4 ON HUMAN TUMOR CELLS

Shamova O.V *,  **., Pazina T.Yu.*, Zharkova M.S.*, Artamonov AYu.*, 

Yukhnev V.A.*, Grinchuk T.M.***, Orlov D.S.*,  **

*- Institute for Eхperimental medicine, Dept. of General Pathology and 
Pathophysiology, St-Petersburg; ** – Saint Petersburg State University, 

Dept. of Biochemistry; *** - Institute of Cytology of the Russian 

Academy of Science, Group of genetic mechanisms of cell differentiation 

and malignancy, St-Petersburg, Russia.

oshamova@yandex.ru

Resume: We have studied cytotoxic effects of a cationic proline-rich 
peptide ChBac3.4 - towards a set of normal and malignant human cells 

in vitro including doxorubicin-resistant cells. An influence of blood 
serum and its components, in particular a protein of a serpin 
superfamily, on the cytotoxicity of the peptide has been investigated.
Key words: antitumor action, proline-rich peptide, bactenecin ChBac3.4.
Antimicrobial peptides (AMPs) of the innate immune system are known as 
substances with a potent antibacterial activity; some peptides exert 
antitumor effects, while others act as bioregulatory molecules. Due to 
a presence of these features AMPs are considering as promising 
templates for a development of an array of novel therapeutic drugs, 
therefore a comprehensive study of their biological activity is an 
important direction of the experimental medicine. A search of new 
antitumor therapeutics is of particular significance taking into 
account a problem of multidrug-resistant tumors. Proline-rich peptides 
comprise a special group of AMPs with a marked antibacterial activity 
and a low toxicity towards host cells [1]. We have isolated a prolinerich peptide ChBac3.4 from the domestic goat leukocytes [5]. This 
peptide was referred to a group of bactenecins, but demonstrated an 
unusual for this group of AMPs characteristic the distinct 

cytotoxicity 
for 
mammalian 
cells 
associated 
mainly 
with 
its 

proapoptotic activity. The present study is aimed at the exploration of 
the cytotoxic activity of ChBac3.4 toward normal and tumor human cells 
in vitro
including those resistant to a common anticancer drug –

doxorubicin.
Methods. The cytotoxic activity of the peptide for cultured cells was 
examined by using a standard MTT-test [2] setting up the experiments as 
was described before [4]. A ratio of apoptotic to necrotic cells after 
the peptide treatment was evaluated by means of Annexin V-Cy3 Apoptosis 
Detection kit (Sigma).
Results. A comparative study of ChBac3.4 effects on human untransformed 
and malignant cells in vitro was carried out; the peptide demonstrated 
the 
cytotoxic 
action 
toward 
human 
erythroleukemia 
(K-562), 

promyelocytic leukemia (HL60) and hystiocytic lymphoma (U937) cells 
with 50% effective concentrations (EC50) in a range of 5-9 μM. On the 
other hand, ChBac3.4 has a lack of toxicity for normal human skin 
fibroblasts (ЭК50 > 30 µM); it was not hemolytic for human erythrocytes up 
to 100 μM, but exerted some cytotoxic effects toward human peripheral 
blood mononuclear cells (PBMC) and neutrophils (EC50 16-20 μM). It is well 
known that the cytotoxic activity of varied substances, including AMPs, 
gets decreased in a presence of blood plasma proteins. We showed that the 
toxicity of ChBac3.4 for the studied malignant cells was somewhat lower 
in the presence of 10% of fetal calf serum (FCS) but not completely 
abolished (EC50 10-20 μM), while its activity toward PBMC or neutrophils 
had been blocked (EC50 > 30 μM). The presence of FCS has not affected a 
ratio of apoptotic/necrotic cells after their treatment with the peptide.
The decline of AMPs activity after an addition of blood serum could be 
explained in some cases by their specific binding with proteins of serine 
protease 
inhibitors 
(serpins) 
family, 
leading 
to 
the
peptides 

inactivation [3]. Upon incubation of U-937 cells with ChaBac3.4 in the 
presence of a classic serpin – α1-antitrypsin (AAT) the cytotoxicity of 

the peptide was significantly decreased only if a relatively high 
concentration of AAT was applied – about 4 times higher than needed for 
inhibiting of the activity of human defensins [5] or porcine protegrins 
[4]. We may suppose that the studied bactenecin may bind to other plasma 
protein but not predominantly to serpins.
ChBac3.4 exerted a distinct citotoxicity toward doxorubicin-resistant 
K-562 cells in vitro. Its EC50 for a doxorubicin (DR)-sensitive K-562 
cell line was 9.2+2.7 μM (EC50 for DR - 0.4+0.18 μM) and was practically 
equal to its activity for DR-resistant cells: EC50 =  13.4+2.6 μM (while 
EC50 for DR exceeded 100 μM).
Thus, we have shown that ChBac3.4 possess the cytotoxic activity toward 
the studied tumor cells including the doxorubicin-resistant cell line, 
with a relative selectivity for malignant cells in comparison with the 
normal human cells, and its selectivity was more pronounced in the 
presence of blood serum. The obtained results point to the prospects of 
the further investigation of the antineoplastic activity of ChBac3.4 
and its structural variants directed to the development of new 
antitumor drugs. 
This work was supported by a grant from the Federal Target Program 
“Research and Development on Priority Directions of ScientificTechnological 
Complex 
of 
Russia 
for 
2014–2020” 
(agreement 

#14.604.21.0104). Unique identifier for Applied Scientific Research 
(project) FMEFI60414X0104.
References:
1. Gennaro R., Zanetti M., Benincasa M., et al. // 2002. Curr. Pharm. 
Des. Vol. 8: P. 763-778. 
2. Mosmann T. // J. Immunol. Methods. - 1983.  Vol.  65. P. 55–63.
3. Panyutich A., Hiemstra P. et al., // Am J Respir Cell Mol Biol. 
1995. Vol. 12, N. 3. P. 351-357.
4. Shamova O., Sakuta G., Orlov D. et al. // Cell and Tissue Biology. 
2007. Vol. 1, N 6. P. 524-533.
5.Shamova O., Orlov D., Stegemann C. et al. // Int. J. Pept .Res. Ther. 
2009. Vol. 15 – P. 31-42.
DOI:10.12737/12488

РОЛЬ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ФАКТОРА В АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЯХ КИСЛОРОДНОГО 

ГОМЕОСТАЗА ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

В. Г. Шамратова, А.З. Даутова, Г.С. Тупиневич*

ГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», Уфа, РФ; *ГБОУ ВПО 

«Башкирский государственный  медицинский университет», Уфа, РФ

Способность человека переносить физические нагрузки в значительной мере 
зависит от индивидуальных  особенностей физиологической реактивности, 
обусловленной наследственной предрасположенностью  к 
развитию и 

проявлению различных физических качеств. К числу генов, ассоциированных 
с 
производительностью 
сердечно-сосудистой 
системы
и 
типом 

энергетического 
обеспечения 
мышечной 
деятельности, 
относится 
ген 

ангиотензин-превращающего 
фермента 
(ACE). 
В 
соответствии 
с