Роль активных форм кислорода и редокс-сигналинга в функционировании гемато-энцефалического барьера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шувалова Маргарита Львовна

• Шувалова Маргарита Львовна
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Шувалова Маргарита Львовна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Гемато-энцефалический барьер

1.1.1 Гемато-энцефалический интерфейс

1.1.2 Клеточные компоненты гемато-энцефалического барьера

1.2 Активные формы кислорода, редокс-сигналинг и окислительный стресс

1.2.1. Виды активных форм кислорода

1.2.2. Редокс-сигналинг и окислительный стресс

1.2.3. Мишени активных форм кислорода в клеточных компонентах гемато-энцефалического барьера

1.2.4. Роль астроцитов и перицитов в редокс-регуляции гемато-энцефалического барьера

1.2.5. Роль активных форм кислорода в патогенезе неврологических заболеваний, связанных с дисфункцией гемато-энцефалического барьера

1.2.6. Роль активных форм кислорода в метастазировании опухолей в мозг

1.3. Генерация и детекция активных форм кислорода с помощью генетически кодируемых инструментов

1.3.1. Хемогенетический генератор пероксида водорода - оксидаза D-аминокислот

1.3.2. Флуоресцентный генетически кодируемый сенсор пероксида водорода -HyPer7

1.4. Моделирование гемато-энцефалического барьера in vitro

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Создание генно-инженерных конструкций

2.2. Культивирование иммортализованных клеточных линий

2.3. Получение первичной культуры астроцитов мыши

2.4. Получение адено-ассоциированных вирусных векторов

2.5. Получение лентивирусных векторов

2.6. Получение клеточных линий, стабильно экспрессирующих Hyper7-DAAO

2.7. Тест на жизнеспособность клеток

2.10. Модель гемато-энцефалического барьера на основе сфероидов (ГЭБоиды)

2.11. Иммунофлуоресцентное окрашивание

2.12. Обработка флуоресцентного сигнала от сенсора HyPer7

2.14. Обработка данных по морфологии клеток

2.15. Анализ миграции клеток через модель гемато-энцефалического барьера

2.16. Проточная цитофлуориметрия

2.17. Статистическая обработка результатов

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Получение генно-инженерных конструктов с DAAO и HyPer7 для генерации и детекции пероксида водорода в клеточных компонентах гемато-энцефалического барьера

3.2. Калибровка сигнала от HyPer7 в различных типах клеток

3.3. Влияние пероксида водорода на проницаемость гемато-энцефалического барьера в моделях in vitro

3.4. Вещества, которые увеличивают проницаемость гемато-энцефалического барьера, вызывают генерацию H2O2 в церебральных эндотелиоцитах

3.7. Влияние пероксида водорода на проницаемость гемато-энцефалического барьера для опухолевых клеток

3.8. Передача активных форм кислорода между клеточными компонентами гемато-энцефалического барьера

3.9. Разработка новой модели гемато-энцефалического барьера на основе сфероидов

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

5. ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Список источников

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль активных форм кислорода и редокс-сигналинга в функционировании гемато-энцефалического барьера»

Актуальность исследования

Гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) - это структура, которая ограничивает поступление в центральную нервную систему (ЦНС) потенциально опасных агентов, патогенов и клеток и обеспечивает транспорт веществ между кровью и нервной тканью. Нарушение функций ГЭБ связано с рядом широко распространенных заболеваний ЦНС, включая рассеянный склероз, которым в мире страдает около 2-2,5 млн. человек, а количество пациентов с этой болезнью в России - около 200 тысяч. При этом не существует способов терапии, которые обеспечили бы полное выздоровление. Также нарушения функций ГЭБ ассоциировано с инсультом, травмами, эпилепсией и шизофренией. Известно, что по крайней мере некоторые из перечисленных заболеваний связаны с повышением уровня активных форм кислорода (АФК) в тканях, однако роль АФК в функционировании ГЭБ до сих пор остается слабо изученной. Это связано с одной стороны с тем, что ГЭБ является сложной структурой, состоящей из многих типов клеток, что затрудняет его изучение in vivo. С другой стороны, редокс-активные молекулы нестабильны, их прямое измерение в образцах, полученных из живых организмов, представляет существенные трудности. При этом АФК могут вызывать с окислительный стресс и нарушения функций клеток, но также являются сигнальными молекулами, участвующими в нормальных физиологических процессах. Понимание роли АФК может привести к созданию методов, направленных на восстановление или поддержание функций ГЭБ при различных нарушениях.

Развитие генетических инструментов позволяет изучать роль АФК в физиологии различных клеток, тканей и органов. При данном подходе гены хемогенетического генератора и флуоресцентного сенсора АФК доставляются в исследуемые клетки. Хемогенетический генератор - это фермент, который производит АФК, а флуоресцентный сенсор - это белок, который меняет параметры флуоресценции в ответ на изменение концентрации АФК. Генерация АФК с помощью хемогенетических генераторов позволяет довольно точно воспроизводить события сигналинга с участием АФК, а флуоресцентные сенсоры позволяют детектировать их генерацию в режиме реального времени. Эти инструменты имеют большой потенциал в исследованиях влияния АФК на различные структуры организма, в том числе ГЭБ.

Цель и задачи исследования

Целью работы является изучить роль активных форм кислорода и редокс-сигналинга в функционировании гемато-энцефалического барьера с использованием in vitro моделей.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. создать генетические векторы для доставки в клетки моделей ГЭБ генов генератора и сенсора АФК

2. изучить механизмы влияние АФК на барьерные свойства ГЭБ с использованием in vitro моделей

3. изучить динамику передачи АФК между клеточными компонентами ГЭБ с использованием in vitro моделей

4. изучить эффект антиоксидантов на барьерные свойства ГЭБ в присутствии АФК

5. изучить эффект АФК на трансмиграцию раковых клеток через ГЭБ

6. разработать in vitro модель ГЭБ на основе сфероидов

Научная новизна работы

Классическими методами изучения функций АФК являются добавление экзогенных АФК к клеткам и их детекция с использованием специальных красителей. Это не позволяет точно воспроизводить события сигналинга с участием АФК и наблюдать за генерацией АФК в режиме реального времени. Для генерации и детекции АФК предложено использовать генетически кодируемые инструменты, которые лишены этих недостатков. В данной работе впервые применили хемогенетический генератор оксидазу D-аминокислот (DAAO) и генетически кодируемый сенсор HyPer7 для выяснения функций АФК в функционировании ГЭБ. С использованием этих генетических инструментов измерили в режиме реального времени генерацию H2O2 в ответ на ряд веществ, которые увеличивают проницаемость ГЭБ. Было показано, что внутриклеточная генерация H2O2 повышает проницаемость ГЭБ, а также выяснено, что ремоделировании цитоскелета эндотелиоцитов и нарушении целостности эндотелиального монослоя может быть механизмом увеличения проницаемости ГЭБ в ответ на H2O2. Полученные данные о роли H2O2 в функционировании ГЭБ могут лечь в основу новых методов терапии его нарушений, которое может заключаться в блокировании систем, которые генерируют H2O2 в клетке.

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретическая значимость работы заключается в расширении знаний о влиянии АФК на функционирование структур организма, в частности ГЭБ. В работе показано, что H2O2 является важным регулятором проницаемости ГЭБ, и редокс-сигналинг с его участием может быть ключевым механизмом в регуляции функционирования ГЭБ в норме и при патологиях. Таким образом, данная работа дополняет знания о процессах, которые влияют на функционирование ГЭБ.

Практическая значимость состоит в исследовании роли АФК в развитии заболеваний ЦНС и возможности применения антиоксидантной терапии для их лечения и профилактики. Практическая значимость работы также включает в себя возможность применять разработанной in vitro модели ГЭБ на основе сфероидов для тестирования проницаемости ГЭБ для различных соединений, например терапевтических агентов.

Степень достоверности результатов проведенных исследований

Результаты, представленные в настоящей работе, были получены с использованием широкого набора современных методов. К основным методам относились: молекулярное клонирование, культивирования иммортализованных клеточных линий, выделения и культивирования первичных культур клеток, флуоресцентная микроскопия. Минимальное количество независимых измерений для большинства тестов составляло 3 повторности, при этом использованное оборудование обеспечивало достаточный уровень сходимости.

При обработке флуоресцентного сигнала от сенсора HyPer7 минимальное количество исследуемых клеток в каждой повторности составляло 20. В целом, подобные объемы выборок являются общепринятыми в данной сфере.

При тестировании проницаемости in vitro моделей ГЭБ минимальное количество используемых моделей в каждой повторности составляло не менее 3 штук.

Результаты исследований были обработаны c использованием известных статистических критериев в соответствии с числом сравниваемых параметров. Материал, представленный в работе, опубликован в рецензируемых научных журналах.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Гемато-энцефалический барьер

1.1.1 Гемато-энцефалический интерфейс

Ограничение входа потенциально опасных соединений и клеток, а также доставка питательных веществ в ЦНС и удаление из нее продуктов обмена веществ обеспечивает комплекс структур, который называется «гематоэнцефалический интерфейс» (от др.-греч. афто — «кровь» и еуквфаХо^ — «головной мозг») (рис.1). Гематоэнцефалический интерфейс состоит из следующих компонентов [1]:

• гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) включает большинство капилляров головного мозга [1];

• гемато-цереброспинальный барьер включает большинство капилляров спинного мозга [2];

• барьер между кровью и церебральной жидкостью включает сосудистые сплетения желудочков мозга, отвечает за образование цереброспинальной жидкости [3];

• арахноидальный барьер состоит из эпителиальных клеток паутинной (арахноидальной) оболочки мозга, барьер между кровью и церебральной жидкостью, циркулирующей под мозговыми оболочками [4];

• гемато-опухолевый барьер — появляется в ЦНС только в случае развития опухоли. Измененные опухолью капилляры мозга, через которые затруднено прохождение лекарственных веществ для терапии этой опухоли [5].

Компоненты гемато-энцефалического интерфейса отличаются локализацией в ЦНС, набором присутствующих клеточных типов, а также имеют различную проницаемость. Общей чертой является наличие барьерного слоя клеток (эндотелиального или эпителиального типа), которые выполняют барьерную функцию, обеспечивая селективный транспорт веществ между разделяемыми компартментами.

Рисунок 1. Компоненты гемато-энцефалического интерфейса.

Наибольшим по площади и лучше всего изученным компонентом гемато-энцефалического интерфейса является ГЭБ. Анатомической основой ГЭБ являются микрососуды (капилляры и, по последним данным, артериолы и венулы), которые окружены выростами астроцитов. Эндотелиоциты образуют слой клеток, которые выстилают стенку сосуда; эти клетки непосредственно ответственны за барьерные свойства. Вокруг эндотелиоцитов, окруженные базальной мембраной, лежат перициты - клетки, которые регулируют диаметр просвета сосуда и его проницаемость. Со стороны мозга к эндотелиоцитам и перицитам подступают выросты астроцитов. Пространство между сосудом и астроцитами называется периваскулярное пространство. В районе капилляров периваскулярное пространство практически исчезает, астроциты, перициты и эндотелиоциты лежат вплотную друг к другу. На

уровне артериол и венул это пространство расширяется и в него могут заходить иммунные клетки [6].

1.1.2 Клеточные компоненты гемато-энцефалического барьера

Эндотелиоциты располагаются на базальной мембране и служат главным барьером, не пропускающим вещества как из крови в мозг, так и в обратном направлении [7]. Они экспрессируют маркеры, общие для всех эндотелиев, такие как CD31, фактор Фон Виллебранта, ангиотензин-конвертирующий фермент и другие. Однако эндотелиоциты ГЭБ характеризуются многими особенностями, которые отличают их от переферических эндотелиев и обеспечивают барьерные функции, что позволяет говорить об их "барьерном фенотипе". В отличие от эндотелиев периферических капилляров, молекулы адгезии лимфоцитов (LAM) экспрессируются в эпителиоцитах ГЭБ на очень низком уровне. Это объясняет очень низкий уровень миграции лимфоцитов в мозг по сравнению с большинством других органов [8].

В отличие от периферических капилляров, эндотелий ГЭБ не фенестрирован, эндотелиоциты формируют сплошную зону плотных контактов, что обеспечивает физический барьер для гидрофильных соединений [9]. Плотные контакты локализованы ближе к апикальной стороне мембраны и состоят из окклудина и клаудинов -1, -3, -5, -12, которые ограничивают межклеточный ток жидкости. Белки Zonula occludens (ZO)-1, -2 и -3 связываются с внутриклеточными доменами клаудина и окклудина и взаимодействуют с актиновым цитоскелетом [10] [11]. Белки триселлюлин и ангулин обеспечивают формирование плотных контактов в месте соприкосновения трех клеток [12]. Присутствие функциональных плотных контактов - одна из важнейших характеристик функционального ГЭБ.

Эндотелиоциты формируют не только «физический», но и «биохимический» барьер. На поверхности эндотелиоцитов со стороны просвета сосуда находятся ферменты, которые расщепляют нейромедиаторы и другие соединения и не дают им попасть из крови в мозг. Так, например моноамины, циркулирующие в крови, расщепляются под действием моноаминооксидаз эндотелиоцитов [13]. Также нужно отметить наличие специальных транспортеров, например, гликопротеина Р. Это транспортер, встроенный в мембрану эндотелиоцитов, осуществляет обратный транспорт веществ, попавших в клетку. Из-за наличия этого транспортера многие соединения, в том числе терапевтические препараты, не могут эффективно достигать ткани мозга [14].

Транцитозная активность церебральных эндотелиоцитов значительно ниже по сравнению с периферическими эндотелиальными клетками [15]. Это связано со специальным липидным составом мембран, обогащённых лизофосфатидилхолином, который ингибирует сборку каволиновых эндоцитозных везикул. Этот состав липидов обеспечивается транспортером липидов Mfsd2a, экспрессия которого на церебральных эндотелиоцитах в несколько раз выше, чем на других эндотелиальных клетках [16].

Астроциты - клетки, доминирующие по количеству среди всех остальных типов нейроглии - играют решающую роль в регуляции ГЭБ. Астроциты покрывают 99% капилляров ГЭБ, регулируют ангиогенез и обуславливают "барьерный" фенотип эндотелиоцитов, хотя у млекопитающих ни in vivo, ни in vitro не демонстрируют барьерных свойств и плотных контактов не образуют [17]. Среди факторов, которые секретируют астроциты - sonic hedgehog (Shh), глиальный нейротрофический фактор, васкулярный эндотелиальный фактор роста (VEGF), ангиопоэтин и другие, влияющие на пролиферацию и дифференцировку клеток эндотелия [18]. Доказательства важности факторов, секретируемых астроцитами, были получены в исследованиях на культурах эндотелиоцитов с астроцитами или при добавлении к эндотелиоцитам среды, на которой культивировались астроциты. В этих условиях эндотелиальные клетки, которые теряют барьерный фенотип при культивировании в одиночку, увеличивают уровень экспрессии белков плотных контактов и демонстрируют более высокие барьерные свойства [19].

Что касается перицитов ГЭБ, то их значительно больше, чем в периферических сосудах. Они покрывают до 99% поверхности эндотелиоцитов, в то время как в периферических сосудах - всего 1-10% [6]. Точно неизвестно, зачем в ГЭБ нужно так много перицитов. Возможно, они служат дополнительной преградой на пути иммунных клеток в мозг, так как известно, что в периферических сосудах иммунные клетки преодолевают стенку сосуда именно там, где перициты отсутствуют [6].

1.2 Активные формы кислорода, редокс-сигналинг и окислительный стресс

1.2.1. Виды активных форм кислорода

АФК - это высокореактивные химические соединения, чью реакционную способность обуславливает кислород. К числу АФК относят супероксид анион-радикал (О2-), гидроксильный радикал (ОН), пероксид водорода (H2O2), синглетный кислород и другие.

Супероксид-анион-радикал (О2* ) является предшественником других АФК и после образования в клетке быстро дисмутирует до пероксида водорода (Н202). Основным источником эндогенного О2* являются НАДФН-оксидазы. Эти многокомпонентные белковые комплексы используют в качестве восстановительного эквивалента молекулу НАДФН и полученный от нее электрон переносят через мембрану на молекулярный кислород, обеспечивая его одноэлектронное восстановление. Кроме того, к генерации О2 • приводит утечка электронов на разных уровнях электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) митохондрий [20], а также активность некоторых других ферментов, например, ксантиноксидазы и цитохрома Р-450 [21] [22]. Тем не менее наиболее физиологически значимым источником О2 • остаются НАДФН-оксидазы, поскольку их активность является регулируемой и может изменяться под действием различных стимулов, например, ростовых факторов и цитокинов [23]. Несмотря на обилие источников О2 • , спектр его мишеней ограничен из-за низкой стабильности и малого радиуса диффузии.

Гидроксильный радикал (*ОН), образующийся при взаимодействии О2* с переходными металлами, а также при реакции пероксида водорода с ионами Fe2+, обладает гораздо большей реакционной активностью. После образования он сразу вступает в реакцию с окружающими молекулами, радиус его диффузии составляет около 1-5 нм [24]. Таким образом, действие *ОН неспецифично и мишени определяются местом его генерации.

Наибольшей устойчивостью среди АФК отличается пероксид водорода (Н202). Несмотря на то, что Н202 термодинамически является сильным двух-электронным окислителем, его реакционную способность ограничивает высокий энергетический барьер [25]. Реакции с участием Н202 протекают гораздо медленнее, чем с радикальными АФК [26]. По некоторым оценкам, Н202 может диффундировать в клетке на дистанцию порядка одного микрометра [27], а во внеклеточном пространстве преодолевать расстояние до 100 микрометров [28]. Считается, что время полужизни Н202 в клетках лежит в диапазоне от 10-5 до 10-3 секунд [29] [24]. Важно учитывать, что эти оценки приблизительны и реальная скорость распада и объем диффузии Н202 зависят от клеточного компартмента, где происходит его образование, типа клеток, активности антиоксидантных систем. За счет действия антиоксидантов подъем концентрации Н202 ограничен как по времени, так и в пространстве. Тем не менее, существуют данные об объемном проведении сигнала Н202 за счет его диффузии во

внеклеточном пространстве [28], что позволяет предположить роль Н202 в передаче сигнала не только внутри клетки, но и между клетками.

1.2.2. Редокс-сигналинг и окислительный стресс

Несмотря на необходимость в более точной оценке внутриклеточной и внеклеточной динамики Н202, к настоящему моменту накоплен значительный объем данных, свидетельствующих о сигнальной роли Н202 [30]. Отличающие его от радикальных АФК низкая реактивность и высокая устойчивость позволяют Н202 специфически воздействовать на молекулы-мишени. В высоких концентрациях АФК вызывают окислительный стресс, который выражается в необратимом повреждении различных макромолекул (белков, липидов, нуклеиновых кислот) и нарушении клеточных функций. Однако при генерации Н202 в ответ на связывание сигнальных веществ с их рецепторами, его уровень не выходит из физиологического диапазона 1-500 нМ [31]. Важно, что в этом случае воздействие АФК является обратимым и не приводит к развитию окислительного стресса.

Основной характеристикой редокс-сигналинга является

окислительно-восстановительные реакции белка-мишени. Для редокс-сигналинга характерны окислительно-восстановительные реакции особых редокс-чувствительных аминокислот, в то время как при окислительном стрессе окисление носит менее избирательный характер [32]. Реакции при редокс-сигналинге могут заключаться в окислении остатков цистеина, тирозина, а также в образовании S-аддуктов с глутатионом или с другими белками [33] [34] [35] (рис.2). Остатки цистеина являются наиболее часто встречающимися редокс-чувствительными сайтами. Большинство цистеиновых остатков имеют значения рКа более 8,0, что делает их тиоловые группы преимущественно протонированными и слабо реакционноспособными при внутриклеточном рН [36]. Тиоловые группы редокс-чувствительных цистеинов, с другой стороны, имеют рКа от -3,5 до 5,6 поэтому в физиологических условиях рН эти тиолы присутствуют в виде депротонированных, высокореактивных тиолатных анионов [37]. Тиолат-ионы, стабилизированные своим аминокислотным окружением, являются мишенью для широкого спектра окислительных модификаций [38]. Данные модификации изменяют активность белков, локализацию или взаимодействие с их партнерами, что приводит к биологическому эффекту. Необратимые реакции окисления, такие как образование сульфиновой и сульфоновой кислот, обычно не относятся к редокс-сигналингу, а характерны для окислительного стресса [32].

а;

внутримолекулярный дисульфидный мостик

межмолекулярныи дисульфидный мостик

5М0 Б-нитрозилирование -550 глутатионилирование

э-с;

ск

Б-ацетилирование

•а

ББСоА Б

КоАилирование сульфенамид ЗОН сульфеновая кислота

необратимые модификации

-$02Н сульфиновая кислота

-ЗО И сульфоновая кислота

Сигнал баланс . АФК редокс-пар /

Редокс-модификация (Су^уБН^ ^(С^-БХ

Биологический эффект /1\ активность V связывание локализация

Рисунок 2. Модификации мишеней и эффекты, оказываемые на них в ходе редокс-сигналинга. Редокс-чувствительные участки в белках представляют собой специфические остатки аминокислот, чаще всего цистеина, которые подвергаются обратимым или необратимым модификациям в ответ на изменения окислительно-восстановительного статуса клетки.

Важной чертой обмена метаболизма АФК является присутствие цитоплазматических и внеклеточных антиоксидантных систем, которые включают как энзиматические (глутатионпероксидаза, супероксиддисмутаза, каталаза и т.д.), так и неэнзиматические (глутатион, тиоредоксин, мелатонин) системы нейтрализации АФК. Быстрая нейтрализация АФК и восстановление мишеней его воздействия контролирует протекание редокс-сигналинга как внутри клетки, так и в межклеточном пространстве [34] [35]. Таким образом, АФК служат важным участником в аутокринной и паракринной регуляции, а антиоксидантные системы контролируют их уровень.

Важным аспектом редокс-сигналинга является концентрационная зависимость (рис.3). В зависимости от концентраций АФК эффект на физиологию клетки может быть противоположным. Характерные концентрации АФК (в частности, H2O2) в ходе редокс-сигналинга лежат в наномолярном диапазоне, в то время как в ходе оксидативного стресса могут достигать микромолей [34] [35]. Так, например, известно, что в наномолярных концентрациях H2O2 стимулируют полимеризацию актина и способствует активации акто-миозинового комплекса, в то время как микромолярные концентрации имеют противоположный эффект [39]. Таким образом, АФК в низких

концентрациях служит вторичным мессенджером во внутриклеточном сигналинге без разрушительного влияния на внутриклеточные компоненты [34] [35].

Рисунок 3. Эффект различных концентраций экзогенного Н202 на эндотелий ГЭБ. Разные мишени имеют разную чувствительность к Н202, причем эффект может быть противоположным в зависимости от концентрации [40].

1.2.3. Мишени активных форм кислорода в клеточных компонентах гемато-энцефалического барьера

На данный момент в клетке идентифицировано большое количество мишеней редокс-регуляции. В ранних исследованиях была продемонстрирована генерация АФК в ответ на сигнальные пептиды, такие как тромбоцитарный и эпидермальный факторы роста (PDGF и EGF соответственно) [41] [42]. В настоящее время, известен ряд ростовых факторов, гормонов и других биологически активных соединений, которые участвуют в редокс-сигналинге. Число этих соединений продолжает расти благодаря использованию современных инструментов для детекции АФК в клетке [43]. Н202 может изменять активность редокс-чувствительных транскрипционных факторов,

опосредующими пролиферацию, дифференцировку, подвижность, метаболические адаптации, антиоксидантную защиту, клеточную гибель [44]. Среди этих мишеней такие важнейшие регуляторы, как фосфолипаза С, киназы семейства Src, Р13-киназы, Rho киназы и другие [45] [46] [47] [48].

Известны многочисленные белки, участвующие в обеспечении барьерных функций ГЭБ, которые имеют редокс-чувствительные сайты [49]. АФК напрямую влияет на функции ГЭБ путем воздействия на белки, которые обеспечивают барьерные функции, например на белки плотных контактов, которые ограничивают ток жидкости между клетками [11]. Например, показано, что связывание провоспалительного цитокина ГЬ-17А со своими рецепторами на эндотелиоцитах ведет к генерации в клетках пероксида водорода, изменению формы эндотелиоцитов и ремоделированию межклеточных контактов, что, в итоге, ведет к повышению проницаемости ГЭБ [50]. Также известно, что оксидативный стресс повышает уровень фосфорилирования клаудина-5, окклудина и ZO-1, снижая уровень их экспрессии, а в случае ZO-1 еще и приводит к транспорту в ядро [51] [52]. При оксидативном стрессе, вызванном гипоксией, клаудин-5 упаковывается в кавеолы, состоящие из кавеолина 1, эндоцитируется в цитоплазму и в конечном счете деградирует в аутофагосомах и аутолизосомах [53].

Окклудин опосредует ремоделирование плотных контактов в ответ на низкие концентрации АФК [54] [55]. Окклудин формирует гомодимерный комплекс в мембране благодаря цитоплазматическом С-концевому домену, который содержит цистеин [56]. Формирование дисульфидных связей между двумя окклудинами важно для их димеризации [57]. Это подтверждается тем фактом, что димеризация окклудина зависит от концентрации восстановленного глутатиона и нарушается при замене цистеина в 409 положении (у человека) на серин [58]. Оксидативный стресс при воспалении или гипоксии/реоксигенации уменьшает способность окклудина к димеризации [59] [54]. Как результат оксидативного стресса, регуляторная функция окклудина и его взаимодействие с другими белками плотных контактов нарушается [60].

Триселлюлин, гомолог окклудина, локализован в местах контакта трех клеток, также является мишенью АФК в плотных контактах. Окислительный стресс ведет к его перераспределению из трехклеточных в двуклеточные контакты [61]. Считается, что триселлюлин содержит редокс-чувствительные сайты, подобные окклудину [61].

Клаудины, которые в первую очередь ответственны за барьерные функции ГЭБ, демонстрирует довольно низкую чувствительность к АФК по сравнению с другими

белками плотных контактов [62]. Клаудин-5 играет главную роль в поддержании функций ГЭБ [63]. Клаудины имеют несколько гипотетических редокс-чувствительных сайтов. На первой внеклеточной петле находится консервативный мотив [Gly-Leu-Trp-x-x-Cys-(8-10aa)-Cys], в котором цистеины формируют дисульфидную связь, стабилизирующие эту петлю и обеспечивающие образование контактов между двумя соседними клетками [64] [65]. Неясно, формируются ли дисульфидные связи только внутримолекулярно, или же они могут образовываться между клаудинами на мембране одной клетки или же между клаудинами на соседних клетках [65].

Гликопротеин Р транспортирует вещества против градиента концентрации с использованием энергии АТФ [66]. Он имеет широкий спектр субстратов и предотвращает вход потенциально опасных соединений в мозг. Однако, он также играет роль в множественной лекарственной устойчивости и не дает многим лекарственным соединениям попасть в мозг [67]. Умеренный уровень АФК увеличивает экспрессию гликопротеина Р, что позволяет поддерживать функции ГЭБ при окислительном стрессе [68] [69]. Однако высокий уровень АФК наоборот уменьшает его экспрессию [70].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шувалова Маргарита Львовна, 2026 год

Список источников

1. Barichello T. et al. An Overview of the Blood-Brain Barrier // Blood-Brain Barrier / ed. Barichello T. New York, NY: Springer New York, 2019. P. 1-8.

2. Bartanusz V. et al. The blood-spinal cord barrier: morphology and clinical implications // Ann. Neurol. Wiley, 2011. Vol. 70, № 2. P. 194-206.

3. Laterra J. et al. Blood—Cerebrospinal Fluid Barrier. Lippincott-Raven, 1999.

4. Derk J. et al. Formation and function of the meningeal arachnoid barrier around the developing mouse brain // Dev. Cell. Elsevier BV, 2023. Vol. 58, № 8. P. 635-644.e4.

5. Arvanitis C.D., Ferraro G.B., Jain R.K. The blood-brain barrier and blood-tumour barrier in brain tumours and metastases // Nat. Rev. Cancer. Springer Science and Business Media LLC, 2020. Vol. 20, № 1. P. 26-41.

6. Daneman R., Prat A. The blood-brain barrier // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2015. Vol. 7, № 1. P. a020412.

7. Calabria A.R., Shusta E.V. A genomic comparison of in vivo and in vitro brain microvascular endothelial cells // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2008. Vol. 28, № 1. P. 135-148.

8. Goncharov N.V. et al. Markers and Biomarkers of Endothelium: When Something Is Rotten in the State // Oxid. Med. Cell. Longev. 2017. Vol. 2017. P. 9759735.

9. Harhaj N.S., Antonetti D.A. Regulation of tight junctions and loss of barrier function in pathophysiology // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2004. Vol. 36, № 7. P. 1206-1237.

10. Stamatovic S.M., Keep R.F., Andjelkovic A.V. Brain endothelial cell-cell junctions: how to "open" the blood brain barrier // Curr. Neuropharmacol. 2008. Vol. 6, № 3. P. 179-192.

11. Luissint A.-C. et al. Tight junctions at the blood brain barrier: physiological architecture and disease-associated dysregulation // Fluids Barriers CNS. 2012. Vol. 9, № 1. P. 23.

12. Iwamoto N., Higashi T., Furuse M. Localization of angulin-1/LSR and tricellulin at tricellular contacts of brain and retinal endothelial cells in vivo // Cell Struct. Funct. 2014. Vol. 39, № 1. P. 1-8.

13. Hardebo J.E., Owman C. Barrier mechanisms for neurotransmitter monoamines and their precursors at the blood-brain interface // Ann. Neurol. Wiley, 1980. Vol. 8, № 1. P. 1-31.

14. Schinkel A.H. P-Glycoprotein, a gatekeeper in the blood-brain barrier // Adv. Drug Deliv. Rev. Elsevier BV, 1999. Vol. 36, № 2-3. P. 179-194.

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

Tuma P.L., Hubbard A.L. Transcytosis: crossing cellular barriers // Physiol. Rev. 2003. Vol. 83, № 3. P. 871-932.

Cui Y. et al. Brain endothelial PTEN/AKT/NEDD4-2/MFSD2A axis regulates blood-brain barrier permeability // Cell Rep. Elsevier BV, 2021. Vol. 36, № 1. P. 109327. Cabezas R. et al. Astrocytic modulation of blood brain barrier: perspectives on Parkinson's disease // Front. Cell. Neurosci. 2014. Vol. 8. P. 211. Igarashi Y. et al. Glial cell line-derived neurotrophic factor induces barrier function of endothelial cells forming the blood-brain barrier // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1999. Vol. 261, № 1. P. 108-112.

Tao-Cheng J.H., Nagy Z., Brightman M.W. Tight junctions of brain endothelium in vitro are enhanced by astroglia // J. Neurosci. 1987. Vol. 7, № 10. P. 3293-3299. Zhao R.-Z. et al. Mitochondrial electron transport chain, ROS generation and uncoupling (Review) // Int. J. Mol. Med. Spandidos Publications, 2019. Vol. 44, № 1. P. 3-15. Bae Y.S. et al. Regulation of reactive oxygen species generation in cell signaling // Mol. Cells. Elsevier BV, 2011. Vol. 32, № 6. P. 491-509.

Trujillo M., Alvarez B., Radi R. One- and two-electron oxidation of thiols: mechanisms, kinetics and biological fates // Free Radic. Res. Informa UK Limited, 2016. Vol. 50, № 2. P. 150-171.

Brandes R.P., Kreuzer J. Vascular NADPH oxidases: molecular mechanisms of activation // Cardiovasc. Res. Oxford University Press (OUP), 2005. Vol. 65, № 1. P. 16-27.

Parvez S. et al. Correction to redox signaling by reactive electrophiles and oxidants // Chem. Rev. American Chemical Society (ACS), 2019. Vol. 119, № 6. P. 4464-4469. Winterbourn C.C. Biological production, detection, and fate of hydrogen peroxide // Antioxid. Redox Signal. 2018. Vol. 29, № 6. P. 541-551.

Winterbourn C.C. Reconciling the chemistry and biology of reactive oxygen species // Nat. Chem. Biol. Springer Science and Business Media LLC, 2008. Vol. 4, № 5. P. 278-286.

Lim J.B. et al. Analysis of the lifetime and spatial localization of hydrogen peroxide generated in the cytosol using a reduced kinetic model // Free Radic. Biol. Med. Elsevier BV, 2015. Vol. 89. P. 47-53.

Ledo A. et al. In vivo hydrogen peroxide diffusivity in brain tissue supports volume signaling activity // Redox Biol. Elsevier BV, 2022. Vol. 50, № 102250. P. 102250. Giorgio M. et al. Hydrogen peroxide: a metabolic by-product or a common mediator of

ageing signals? // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. Springer Science and Business Media LLC, 2007. Vol. 8, № 9. P. 722-728.

30. Sies H. et al. Defining roles of specific reactive oxygen species (ROS) in cell biology and physiology // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. Springer Science and Business Media LLC, 2022. Vol. 23, № 7. P. 499-515.

31. Stone J.R., Yang S. Hydrogen peroxide: a signaling messenger // Antioxid. Redox Signal. Mary Ann Liebert Inc, 2006. Vol. 8, № 3-4. P. 243-270.

32. Sun W. et al. Monitoring structural modulation of redox-sensitive proteins in cells with MS-CETSA // Redox Biol. Elsevier BV, 2019. Vol. 24, № 101168. P. 101168.

33. Forman H.J., Ursini F., Maiorino M. An overview of mechanisms of redox signaling // J. Mol. Cell. Cardiol. 2014. Vol. 73. P. 2-9.

34. Sies H., Jones D.P. Reactive oxygen species (ROS) as pleiotropic physiological signalling agents // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2020. Vol. 21, № 7. P. 363-383.

35. Flohe L. Looking Back at the Early Stages of Redox Biology // Antioxidants (Basel). 2020. Vol. 9, № 12.

36. Giles G.I., Tasker K.M., Jacob C. Hypothesis: the role of reactive sulfur species in oxidative stress // Free Radic. Biol. Med. Elsevier BV, 2001. Vol. 31, № 10. P. 1279-1283.

37. Brandes N., Schmitt S., Jakob U. Thiol-based redox switches in eukaryotic proteins // Antioxid. Redox Signal. Mary Ann Liebert Inc, 2009. Vol. 11, № 5. P. 997-1014.

38. Rhee S.G. et al. Hydrogen peroxide: a key messenger that modulates protein phosphorylation through cysteine oxidation // Sci. STKE. American Association for the Advancement of Science (AAAS), 2000. Vol. 2000, № 53. P. e1.

39. Shaji A. et al. The Tri-phasic Role of Hydrogen Peroxide in Blood-Brain Barrier Endothelial cells.

40. THE ROLE OF ACTIVE OXYGEN SPECIES IN THE FUNCTIONING OF THE BLOOD-BRAIN BARRIER [Electronic resource] // Google Docs. URL: https://docs.google.com/document/d/1sE_ujA7J0XoTcfRXStHYYVLf9gLgO1V0BnUR wsmjd44/edit (accessed: 23.11.2023).

41. Sundaresan M. et al. Requirement for generation of H2O2 for platelet-derived growth factor signal transduction // Science. 1995. Vol. 270, № 5234. P. 296-299.

42. Bae Y.S. et al. Epidermal growth factor (EGF)-induced generation of hydrogen peroxide. Role in EGF receptor-mediated tyrosine phosphorylation // J. Biol. Chem. 1997. Vol. 272, № 1. P. 217-221.

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

Pak V.V. et al. Ultrasensitive Genetically Encoded Indicator for Hydrogen Peroxide Identifies Roles for the Oxidant in Cell Migration and Mitochondrial Function // Cell Metab. 2020. Vol. 31, № 3. P. 642-653.e6.

Lennicke C. et al. Hydrogen peroxide - production, fate and role in redox signaling of tumor cells // Cell Commun. Signal. Springer Science and Business Media LLC, 2015. Vol. 13, № 1. P. 39.

Wang X.-T. et al. Oxidative Stress-induced Phospholipase C-y1 Activation Enhances

Cell Survival* // J. Biol. Chem. 2001. Vol. 276, № 30. P. 28364-28371.

Weis S. et al. Src blockade stabilizes a Flk/cadherin complex, reducing edema and tissue

injury following myocardial infarction // J. Clin. Invest. 2004. Vol. 113, № 6. P.

885-894.

Kma L., Baruah T.J. The interplay of ROS and the PI3K/Akt pathway in autophagy

regulation // Biotechnol. Appl. Biochem. 2022. Vol. 69, № 1. P. 248-264.

Jin L., Ying Z., Webb R.C. Activation of Rho/Rho kinase signaling pathway by reactive

oxygen species in rat aorta // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2004. Vol. 287, № 4. P.

H1495-H1500.

Anasooya Shaji C. et al. The Tri-phasic Role of Hydrogen Peroxide in Blood-Brain Barrier Endothelial cells // Sci. Rep. 2019. Vol. 9, № 1. P. 133.

Huppert J. et al. Cellular mechanisms of IL-17-induced blood-brain barrier disruption // FASEB J. 2010. Vol. 24, № 4. P. 1023-1034.

Haorah J. et al. Alcohol-induced oxidative stress in brain endothelial cells causes blood-brain barrier dysfunction // J. Leukoc. Biol. 2005. Vol. 78, № 6. P. 1223-1232. Carrino D. et al. Alcohol-Induced Blood-Brain Barrier Impairment: An In Vitro Study // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021. Vol. 18, № 5.

Yu P. et al. Claudin-5 Affects Endothelial Autophagy in Response to Early Hypoxia // Front. Physiol. 2021. Vol. 12. P. 737474.

Lochhead J.J. et al. Oxidative stress increases blood-brain barrier permeability and induces alterations in occludin during hypoxia-reoxygenation // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2010. Vol. 30, № 9. P. 1625-1636.

Blasig I.E. et al. Occludin protein family: oxidative stress and reducing conditions // Antioxid. Redox Signal. 2011. Vol. 15, № 5. P. 1195-1219.

McCaffrey G. et al. Tight junctions contain oligomeric protein assembly critical for maintaining blood-brain barrier integrity in vivo // J. Neurochem. Wiley, 2007. Vol. 103, № 6. P. 2540-2555.

57. Blasig I.E. et al. On the self-association potential of transmembrane tight junction proteins // Cell. Mol. Life Sci. 2006. Vol. 63, № 4. P. 505-514.

58. Walter J.K. et al. Redox-sensitivity of the dimerization of occludin // Cell. Mol. Life Sci. 2009. Vol. 66, № 22. P. 3655-3662.

59. McCaffrey G. et al. Occludin oligomeric assembly at tight junctions of the blood-brain barrier is disrupted by peripheral inflammatory hyperalgesia // J. Neurochem. 2008. Vol. 106, № 6. P. 2395-2409.

60. Furuse M. et al. Direct association of occludin with ZO-1 and its possible involvement in the localization of occludin at tight junctions // J. Cell Biol. 1994. Vol. 127, № 6 Pt 1. P. 1617-1626.

61. Cording J. et al. Redox Regulation of Cell Contacts by Tricellulin and Occludin: Redox-Sensitive Cysteine Sites in Tricellulin Regulate Both Tri- and Bicellular Junctions in Tissue Barriers as Shown in Hypoxia and Ischemia // Antioxid. Redox Signal. 2015. Vol. 23, № 13. P. 1035-1049.

62. Gonzalez J.E. et al. Remodeling of the tight junction during recovery from exposure to hydrogen peroxide in kidney epithelial cells // Free Radic. Biol. Med. 2009. Vol. 47, № 11. P. 1561-1569.

63. Greene C., Hanley N., Campbell M. Claudin-5: gatekeeper of neurological function // Fluids Barriers CNS. 2019. Vol. 16, № 1. P. 3.

64. Koval M. Claudins--key pieces in the tight junction puzzle // Cell Commun. Adhes. 2006. Vol. 13, № 3. P. 127-138.

65. Wen H. et al. Selective decrease in paracellular conductance of tight junctions: role of the first extracellular domain of claudin-5 // Mol. Cell. Biol. 2004. Vol. 24, № 19. P. 8408-8417.

66. Battels A.L. Blood-brain barrier P-glycoprotein function in neurodegenerative disease // Curr. Pharm. Des. 2011. Vol. 17, № 26. P. 2771-2777.

67. Davis T.P., Sanchez-Covarubias L., Tome M.E. P-glycoprotein trafficking as a therapeutic target to optimize CNS drug delivery // Adv. Pharmacol. 2014. Vol. 71. P. 25-44.

68. Voirin A.-C., Perek N., Roche F. Inflammatory stress induced by a combination of cytokines (IL-6, IL-17, TNF-a) leads to a loss of integrity on bEnd.3 endothelial cells in vitro BBB model // Brain Res. 2020. Vol. 1730. P. 146647.

69. Zhou Y. et al. Increase in P-glycoprotein levels in the blood-brain barrier of partial portal vein ligation /chronic hyperammonemia rats is medicated by ammonia/reactive oxygen

species/ERK1/2 activation: In vitro and in vivo studies // Eur. J. Pharmacol. 2019. Vol. 846. P. 119-127.

70. Shchulkin A.V. et al. The Role of P-Glycoprotein in Decreasing Cell Membranes Permeability during Oxidative Stress // Biochemistry . 2021. Vol. 86, № 2. P. 197-206.

71. Baeten K.M., Akassoglou K. Extracellular matrix and matrix receptors in blood-brain barrier formation and stroke // Dev. Neurobiol. 2011. Vol. 71, № 11. P. 1018-1039.

72. Springman E.B. et al. Multiple modes of activation of latent human fibroblast collagenase: evidence for the role of a Cys73 active-site zinc complex in latency and a "cysteine switch" mechanism for activation // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1990. Vol. 87, № 1. P. 364-368.

73. Kar S. et al. Redox-control of matrix metalloproteinase-1: a critical link between free radicals, matrix remodeling and degenerative disease // Respir. Physiol. Neurobiol. 2010. Vol. 174, № 3. P. 299-306.

74. Candelario-Jalil E., Yang Y., Rosenberg G.A. Diverse roles of matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in neuroinflammation and cerebral ischemia // Neuroscience. 2009. Vol. 158, № 3. P. 983-994.

75. Chen X. et al. Role of Reactive Oxygen Species in Tumor Necrosis Factor-alpha Induced Endothelial Dysfunction // Curr. Hypertens. Rev. 2008. Vol. 4, № 4. P. 245-255.

76. Fontani F. et al. Tumor Necrosis Factor-Alpha Up-Regulates ICAM-1 Expression and Release in Intestinal Myofibroblasts by Redox-Dependent and -Independent Mechanisms // J. Cell. Biochem. 2016. Vol. 117, № 2. P. 370-381.

77. Zhao W. et al. Danshenol A inhibits TNF-a-induced expression of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) mediated by NOX4 in endothelial cells // Sci. Rep. 2017. Vol. 7, № 1. P. 12953.

78. Inyoo S., Suttitheptumrong A., Pattanakitsakul S.-N. Synergistic Effect of TNF-a and Dengue Virus Infection on Adhesion Molecule Reorganization in Human Endothelial Cells // Jpn. J. Infect. Dis. 2017. Vol. 70, № 2. P. 186-191.

79. Peng J. et al. Protein kinase C-a signals P115RhoGEF phosphorylation and RhoA activation in TNF-a-induced mouse brain microvascular endothelial cell barrier dysfunction // J. Neuroinflammation. 2011. Vol. 8. P. 28.

80. Rochfort K.D. et al. Downregulation of blood-brain barrier phenotype by proinflammatory cytokines involves NADPH oxidase-dependent ROS generation: consequences for interendothelial adherens and tight junctions // PLoS One. 2014. Vol. 9, № 7. P. e101815.

81. Rochfort K.D. et al. Tumour necrosis factor-a-mediated disruption of cerebrovascular endothelial barrier integrity in vitro involves the production of proinflammatory interleukin-6 // J. Neurochem. 2016. Vol. 136, № 3. P. 564-572.

82. Matsumoto J. et al. Tumor necrosis factor-a-stimulated brain pericytes possess a unique cytokine and chemokine release profile and enhance microglial activation // Neurosci. Lett. 2014. Vol. 578. P. 133-138.

83. Matsumoto J. et al. TNF-a-sensitive brain pericytes activate microglia by releasing IL-6 through cooperation between IkB-NFkB and JAK-STAT3 pathways // Brain Res. 2018. Vol. 1692. P. 34-44.

84. Matsumura F., Yamakita Y., Yamashiro S. Myosin light chain kinases and phosphatase in mitosis and cytokinesis // Arch. Biochem. Biophys. 2011. Vol. 510, № 2. P. 76-82.

85. Aghajanian A. et al. Direct activation of RhoA by reactive oxygen species requires a redox-sensitive motif // PLoS One. 2009. Vol. 4, № 11. P. e8045.

86. Banning A., Brigelius-Flohe R. NF-kappaB, Nrf2, and HO-1 interplay in redox-regulated VCAM-1 expression // Antioxid. Redox Signal. 2005. Vol. 7, № 7-8. P. 889-899.

87. He F., Ru X., Wen T. NRF2, a Transcription Factor for Stress Response and Beyond // Int. J. Mol. Sci. 2020. Vol. 21, № 13.

88. Yamamoto M., Kensler T.W., Motohashi H. The KEAP1-NRF2 system: A thiol-based sensor-effector apparatus for maintaining redox homeostasis // Physiol. Rev. American Physiological Society, 2018. Vol. 98, № 3. P. 1169-1203.

89. Pachter J.S., de Vries H.E., Fabry Z. The blood-brain barrier and its role in immune privilege in the central nervous system // J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2003. Vol. 62, № 6. P. 593-604.

90. Medawar P.B. Immunity to homologous grafted skin; the fate of skin homografts transplanted to the brain, to subcutaneous tissue, and to the anterior chamber of the eye // Br. J. Exp. Pathol. 1948. Vol. 29, № 1. P. 58-69.

91. Basta G. et al. At least 2 distinct pathways generating reactive oxygen species mediate vascular cell adhesion molecule-1 induction by advanced glycation end products // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2005. Vol. 25, № 7. P. 1401-1407.

92. Roebuck K.A. Oxidant stress regulation of IL-8 and ICAM-1 gene expression: differential activation and binding of the transcription factors AP-1 and NF-kappaB (Review) // Int. J. Mol. Med. 1999. Vol. 4, № 3. P. 223-230.

93. Rahman A. et al. E-selectin expression in human endothelial cells by TNF-alpha-induced

oxidant generation and NF-kappaB activation // Am. J. Physiol. 1998. Vol. 275, № 3. P. L533-L544.

94. Yue Y., Stone S., Lin W. Role of nuclear factor kB in multiple sclerosis and experimental autoimmune encephalomyelitis // Neural Regeneration Res. 2018. Vol. 13, № 9. P. 1507-1515.

95. Morita-Fujimura Y. et al. Overexpression of copper and zinc superoxide dismutase in transgenic mice prevents the induction and activation of matrix metalloproteinases after cold injury-induced brain trauma // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2000. Vol. 20, № 1. P. 130-138.

96. Almeida A., Jimenez-Blasco D., Bolanos J.P. Cross-talk between energy and redox metabolism in astrocyte-neuron functional cooperation // Essays Biochem. 2023. Vol. 67, № 1. P. 17-26.

97. Dringen R., Pfeiffer B., Hamprecht B. Synthesis of the antioxidant glutathione in neurons: supply by astrocytes of CysGly as precursor for neuronal glutathione // J. Neurosci. 1999. Vol. 19, № 2. P. 562-569.

98. Watts L.T. et al. Astrocytes protect neurons from ethanol-induced oxidative stress and apoptotic death // J. Neurosci. Res. 2005. Vol. 80, № 5. P. 655-666.

99. Bresgen N. et al. Oxidative stress in cultured cerebral endothelial cells induces chromosomal aberrations, micronuclei, and apoptosis // J. Neurosci. Res. 2003. Vol. 72, № 3. P. 327-333.

100. Jiang H. et al. Angiopoietin-1 ameliorates inflammation-induced vascular leakage and improves functional impairment in a rat model of acute experimental autoimmune encephalomyelitis // Exp. Neurol. 2014. Vol. 261. P. 245-257.

101. Xing G. et al. Astrocytic Sonic Hedgehog Alleviates Intracerebral Hemorrhagic Brain Injury via Modulation of Blood-Brain Barrier Integrity // Front. Cell. Neurosci. 2020. Vol. 14. P. 575690.

102. Mizee M.R. et al. Astrocyte-derived retinoic acid: a novel regulator of blood-brain barrier function in multiple sclerosis // Acta Neuropathol. 2014. Vol. 128, № 5. P. 691-703.

103. Nowrangi D.S. et al. rhIGF-1 reduces the permeability of the blood-brain barrier following intracerebral hemorrhage in mice // Exp. Neurol. 2019. Vol. 312. P. 72-81.

104. Nishitsuji K. et al. Apolipoprotein E regulates the integrity of tight junctions in an isoform-dependent manner in an in vitro blood-brain barrier model // J. Biol. Chem. 2011. Vol. 286, № 20. P. 17536-17542.

105

106

107

108

109

110

111.

112.

113.

114.

115

116

117

118

Harfouche R. et al. Roles of reactive oxygen species in angiopoietin-1/tie-2 receptor signaling // FASEB J. 2005. Vol. 19, № 12. P. 1728-1730.

Ismail N.S. et al. Angiopoietin-1 reduces H(2)O(2)-induced increases in reactive oxygen species and oxidative damage to skin cells // J. Invest. Dermatol. 2010. Vol. 130, № 5. P. 1307-1317.

Sukhanov S. et al. IGF-1 reduces inflammatory responses, suppresses oxidative stress, and decreases atherosclerosis progression in ApoE-deficient mice // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2007. Vol. 27, № 12. P. 2684-2690.

Chen Y. et al. The role of astrocytes in oxidative stress of central nervous system: A mixed blessing // Cell Prolif. 2020. Vol. 53, № 3. P. e12781.

Wang C.-C. et al. Reactive oxygen species-induced cell death of rat primary astrocytes through mitochondria-mediated mechanism // J. Cell. Biochem. Wiley, 2009. Vol. 107, № 5. P. 933-943.

Cabezas R. et al. Mitochondrial functions in astrocytes: neuroprotective implications from oxidative damage by rotenone // Neurosci. Res. 2012. Vol. 74, № 2. P. 80-90. Sofroniew M.V., Vinters H.V. Astrocytes: biology and pathology // Acta Neuropathol. 2010. Vol. 119, № 1. P. 7-35.

Armulik A. et al. Pericytes regulate the blood-brain barrier // Nature. 2010. Vol. 468, № 7323. P. 557-561.

Bandopadhyay R. et al. Contractile proteins in pericytes at the blood-brain and blood-retinal barriers // J. Neurocytol. 2001. Vol. 30, № 1. P. 35-44. Shojaee N. et al. Myosin translocation in retinal pericytes during free-radical induced apoptosis // J. Cell. Biochem. 1999. Vol. 75, № 1. P. 118-129.

Dehouck M.P. et al. Endothelin-1 as a mediator of endothelial cell-pericyte interactions in bovine brain capillaries // J. Cereb. Blood Flow Metab. 1997. Vol. 17, № 4. P. 464-469.

Matsuo J. et al. Involvement of NADPH oxidase and protein kinase C in endothelin-1-induced superoxide production in retinal microvessels // Exp. Eye Res. 2009. Vol. 89, № 5. P. 693-699.

Yemisci M. et al. Pericyte contraction induced by oxidative-nitrative stress impairs capillary reflow despite successful opening of an occluded cerebral artery // Nat. Med. 2009. Vol. 15, № 9. P. 1031-1037.

Mohamed R. Effect Of Oxidative Stress On Human Brain Vascular Pericytes. Aggie Digital Collections and Scholarship, 2013.

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

Makihara N. et al. Involvement of platelet-derived growth factor receptor p in fibrosis through extracellular matrix protein production after ischemic stroke // Exp. Neurol. 2015. Vol. 264. P. 127-134.

Nakamura K. et al. Possible involvement of basic FGF in the upregulation of PDGFRp in pericytes after ischemic stroke // Brain Res. 2016. Vol. 1630. P. 98-108. Shen J. et al. PDGFR-P restores blood-brain barrier functions in a mouse model of focal cerebral ischemia // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2019. Vol. 39, № 8. P. 1501-1515. Hirunpattarasilp C. Regulation of pericyte contractility in health and disease. UCL (University College London), 2021.

Rosenberg G.A. Neurological Diseases in Relation to the Blood-Brain Barrier // J. Cereb. Blood Flow Metab. SAGE Publications Ltd STM, 2012. Vol. 32, № 7. P. 1139-1151.

Sweeney M.D., Sagare A.P., Zlokovic B.V. Blood-brain barrier breakdown in Alzheimer disease and other neurodegenerative disorders // Nat. Rev. Neurol. 2018. Vol. 14, № 3. P. 133-150.

Nation D.A. et al. Blood-brain barrier breakdown is an early biomarker of human cognitive dysfunction // Nat. Med. 2019. Vol. 25, № 2. P. 270-276. GBD 2019 Stroke Collaborators. Global, regional, and national burden of stroke and its risk factors, 1990-2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019 // Lancet Neurol. 2021. Vol. 20, № 10. P. 795-820.

Yang J. et al. Reactive Oxygen Species Play a Biphasic Role in Brain Ischemia // J. Invest. Surg. 2019. Vol. 32, № 2. P. 97-102.

Niizuma K. et al. Mitochondrial and apoptotic neuronal death signaling pathways in cerebral ischemia // Biochim. Biophys. Acta. 2010. Vol. 1802, № 1. P. 92-99. Howard E.F. et al. NF-kappa B is activated and ICAM-1 gene expression is upregulated during reoxygenation of human brain endothelial cells // Neurosci. Lett. 1998. Vol. 248, № 3. P. 199-203.

Sadeghian N. et al. Calcitriol protects the Blood-Brain Barrier integrity against ischemic stroke and reduces vasogenic brain edema via antioxidant and antiapoptotic actions in rats // Brain Res. Bull. 2019. Vol. 150. P. 281-289.

Yingze Y. et al. NOX2-mediated reactive oxygen species are double-edged swords in focal cerebral ischemia in mice // J. Neuroinflammation. 2022. Vol. 19, № 1. P. 184. Doria J.W., Forgacs P.B. Incidence, Implications, and Management of Seizures Following Ischemic and Hemorrhagic Stroke // Curr. Neurol. Neurosci. Rep. 2019. Vol.

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

19, № 7. P. 37.

Delcourt C. et al. Intracerebral hemorrhage location and outcome among INTERACT2 participants // Neurology. 2017. Vol. 88, № 15. P. 1408-1414.

Wu T.Y. et al. Natural History of Perihematomal Edema and Impact on Outcome After Intracerebral Hemorrhage // Stroke. 2017. Vol. 48, № 4. P. 873-879. Pan F. et al. Elucidating the progress and impact of ferroptosis in hemorrhagic stroke // Front. Cell. Neurosci. 2022. Vol. 16. P. 1067570.

Aronowski J., Zhao X. Molecular pathophysiology of cerebral hemorrhage: secondary brain injury // Stroke. 2011. Vol. 42, № 6. P. 1781-1786.

DeGregorio-Rocasolano N., Martí-Sistac O., Gasull T. Deciphering the Iron Side of Stroke: Neurodegeneration at the Crossroads Between Iron Dyshomeostasis, Excitotoxicity, and Ferroptosis // Front. Neurosci. 2019. Vol. 13. P. 85. Millan M. et al. Increased body iron stores are associated with poor outcome after thrombolytic treatment in acute stroke // Stroke. 2007. Vol. 38, № 1. P. 90-95. Valko M., Morris H., Cronin M.T.D. Metals, toxicity and oxidative stress // Curr. Med. Chem. 2005. Vol. 12, № 10. P. 1161-1208.

Zhao X., Aronowski J. Nrf2 to pre-condition the brain against injury caused by products

of hemolysis after ICH // Transl. Stroke Res. 2013. Vol. 4, № 1. P. 71-75.

Maas A.I.R. et al. Traumatic brain injury: progress and challenges in prevention, clinical

care, and research // Lancet Neurol. 2022. Vol. 21, № 11. P. 1004-1060.

Khatri N. et al. Oxidative Stress: Major Threat in Traumatic Brain Injury // CNS Neurol.

Disord. Drug Targets. 2018. Vol. 17, № 9. P. 689-695.

Hergenroeder G.W. et al. Biomarkers in the clinical diagnosis and management of traumatic brain injury // Mol. Diagn. Ther. 2008. Vol. 12, № 6. P. 345-358. Zhang H. et al. Transforming growth factor-P1 induces matrix metalloproteinase-9 expression in rat vascular smooth muscle cells via ROS-dependent ERK-NF-kB pathways // Mol. Cell. Biochem. 2013. Vol. 375, № 1-2. P. 11-21. Hernandez-Ontiveros D.G. et al. Microglia activation as a biomarker for traumatic brain injury // Front. Neurol. 2013. Vol. 4. P. 30.

McKeating E.G., Andrews P.J., Mascia L. Leukocyte adhesion molecule profiles and outcome after traumatic brain injury // Acta Neurochir. Suppl. 1998. Vol. 71. P. 200-202. Alam A. et al. Cellular infiltration in traumatic brain injury // J. Neuroinflammation. 2020. Vol. 17, № 1. P. 328.

Bhowmick S. et al. Impairment of pericyte-endothelium crosstalk leads to blood-brain

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

barrier dysfunction following traumatic brain injury // Exp. Neurol. 2019. Vol. 317. P. 260-270.

Lutton E.M. et al. Acute administration of catalase targeted to ICAM-1 attenuates neuropathology in experimental traumatic brain injury // Sci. Rep. 2017. Vol. 7, № 1. P. 3846.

Davis C.K., Vemuganti R. Antioxidant therapies in traumatic brain injury // Neurochem. Int. 2022. Vol. 152. P. 105255.

Scheltens P. et al. Alzheimer's disease // Lancet. 2021. Vol. 397, № 10284. P. 1577-1590.

Nisbet R.M., Götz J. Amyloid-ß and Tau in Alzheimer's Disease: Novel Pathomechanisms and Non-Pharmacological Treatment Strategies // J. Alzheimers. Dis. 2018. Vol. 64, № s1. P. S517-S527.

Zhao Y., Zhao B. Oxidative stress and the pathogenesis of Alzheimer's disease // Oxid. Med. Cell. Longev. 2013. Vol. 2013. P. 316523.

Wang X. et al. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction in Alzheimer's disease //

Biochim. Biophys. Acta. 2014. Vol. 1842, № 8. P. 1240-1247.

Picone P. et al. Mitochondrial dysfunction: different routes to Alzheimer's disease

therapy // Oxid. Med. Cell. Longev. 2014. Vol. 2014. P. 780179.

Schulz K.L. et al. A new link to mitochondrial impairment in tauopathies // Mol.

Neurobiol. 2012. Vol. 46, № 1. P. 205-216.

Tobore T.O. On the central role of mitochondria dysfunction and oxidative stress in Alzheimer's disease // Neurol. Sci. 2019. Vol. 40, № 8. P. 1527-1540. Zenaro E., Piacentino G., Constantin G. The blood-brain barrier in Alzheimer's disease // Neurobiol. Dis. 2017. Vol. 107. P. 41-56.

Park L. et al. NADPH-oxidase-derived reactive oxygen species mediate the cerebrovascular dysfunction induced by the amyloid beta peptide // J. Neurosci. 2005. Vol. 25, № 7. P. 1769-1777.

Tripathy D. et al. Thrombin, a mediator of cerebrovascular inflammation in AD and hypoxia // Front. Aging Neurosci. 2013. Vol. 5. P. 19.

Grammas P., Martinez J., Miller B. Cerebral microvascular endothelium and the pathogenesis of neurodegenerative diseases // Expert Rev. Mol. Med. 2011. Vol. 13. P. e19.

Kebir H. et al. Human TH17 lymphocytes promote blood-brain barrier disruption and central nervous system inflammation // Nat. Med. 2007. Vol. 13, № 10. P. 1173-1175.

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

Zenaro E. et al. Neutrophils promote Alzheimer's disease-like pathology and cognitive decline via LFA-1 integrin // Nat. Med. 2015. Vol. 21, № 8. P. 880-886. Jenner P., Olanow C.W. The pathogenesis of cell death in Parkinson's disease // Neurology. 2006. Vol. 66, № 10 Suppl 4. P. S24-S36.

Choi D.-H. et al. Matrix metalloproteinase-3 causes dopaminergic neuronal death through Nox1-regenerated oxidative stress // PLoS One. 2014. Vol. 9, № 12. P. e115954. Choi D.-H. et al. DJ-1 cleavage by matrix metalloproteinase 3 mediates oxidative stress-induced dopaminergic cell death // Antioxid. Redox Signal. 2011. Vol. 14, № 11. P. 2137-2150.

Desai Bradaric B. et al. Evidence for angiogenesis in Parkinson's disease, incidental Lewy body disease, and progressive supranuclear palsy // J. Neural Transm. 2012. Vol. 119, № 1. P. 59-71.

Ferretti G. et al. Increased levels of lipid hydroperoxides in plasma of patients with multiple sclerosis: a relationship with paraoxonase activity // Mult. Scler. 2005. Vol. 11, № 6. P. 677-682.

Greco A. et al. Cerebrospinal fluid isoprostane shows oxidative stress in patients with multiple sclerosis // Neurology. 1999. Vol. 53, № 8. P. 1876-1879. Gray E. et al. Elevated myeloperoxidase activity in white matter in multiple sclerosis // Neurosci. Lett. 2008. Vol. 444, № 2. P. 195-198.

van der Goes A. et al. Reactive oxygen species are required for the phagocytosis of myelin by macrophages // J. Neuroimmunol. 1998. Vol. 92, № 1-2. P. 67-75. Van der Goes A. et al. Reactive oxygen species enhance the migration of monocytes across the blood-brain barrier in vitro // FASEB J. 2001. Vol. 15, № 10. P. 1852-1854. van Horssen J. et al. Severe oxidative damage in multiple sclerosis lesions coincides with enhanced antioxidant enzyme expression // Free Radic. Biol. Med. 2008. Vol. 45, № 12. P. 1729-1737.

Sheikh M.H. et al. Immuno-metabolic impact of the multiple sclerosis patients' sera on endothelial cells of the blood-brain barrier // J. Neuroinflammation. 2020. Vol. 17, № 1. P. 153.

Hendriks J.J.A. et al. Flavonoids Influence Monocytic GTPase Activity and Are Protective in Experimental Allergic Encephalitis // J. Exp. Med. The Rockefeller University Press, 2004. Vol. 200, № 12. P. 1667-1672.

Garcia A.R., Brito M.A. Breast cancer cells extravasation across the blood-brain barrier: From basic to translational research // Breast Cancer Pathophysiology: An

Interdisciplinary Approach. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023. P. 45-78.

177. Miles F.L. et al. Stepping out of the flow: capillary extravasation in cancer metastasis // Clin. Exp. Metastasis. Springer Science and Business Media LLC, 2008. Vol. 25, № 4. P. 305-324.

178. Phillips K.G. et al. Quantification of cellular volume and sub-cellular density fluctuations: comparison of normal peripheral blood cells and circulating tumor cells identified in a breast cancer patient // Front. Oncol. Frontiers Media SA, 2012. Vol. 2. P. 96.

179. Salminen A.V. V. et al // In vitro Studies of Transendothelial Migration for Biological and Drug Discovery.

180. TruongVo T.N. et al. Microfluidic channel for characterizing normal and breast cancer cells // J. Micromech. Microeng. IOP Publishing, 2017. Vol. 27, № 3. P. 035017.

181. Marchetti L. et al. ACKR1 favors transcellular over paracellular T-cell diapedesis across the blood-brain barrier in neuroinflammation in vitro // Eur. J. Immunol. Wiley, 2022. Vol. 52, № 1. P. 161-177.

182. Paget S. The distribution of secondary growths in cancer of the breast // Lancet. Elsevier BV, 1889. Vol. 133, № 3421. P. 571-573.

183. Kienast Y. et al. Real-time imaging reveals the single steps of brain metastasis formation // Nat. Med. Springer Science and Business Media LLC, 2010. Vol. 16, № 1. P. 116-122.

184. Steinbauer M. et al. GFP-transfected tumor cells are useful in examining early metastasis in vivo, but immune reaction precludes long-term tumor development studies in immunocompetent mice // Clin. Exp. Metastasis. 2003. Vol. 20, № 2. P. 135-141.

185. Weis S. et al. Endothelial barrier disruption by VEGF-mediated Src activity potentiates tumor cell extravasation and metastasis // J. Cell Biol. Rockefeller University Press, 2004. Vol. 167, № 2. P. 223-229.

186. Glinskii O.V. et al. Mechanical entrapment is insufficient and intercellular adhesion is essential for metastatic cell arrest in distant organs // Neoplasia. Elsevier BV, 2005. Vol. 7, № 5. P. 522-527.

187. Schlüter K. et al. Organ-specific metastatic tumor cell adhesion and extravasation of colon carcinoma cells with different metastatic potential // Am. J. Pathol. Elsevier BV, 2006. Vol. 169, № 3. P. 1064-1073.

188. Sipkins D.A. et al. In vivo imaging of specialized bone marrow endothelial microdomains for tumour engraftment // Nature. Springer Science and Business Media LLC, 2005. Vol. 435, № 7044. P. 969-973.

189. Song J.W. et al. Microfluidic endothelium for studying the intravascular adhesion of metastatic breast cancer cells // PLoS One. Public Library of Science (PLoS), 2009. Vol. 4, № 6. P. e5756.

190. Taraboletti G. et al. Endothelial cell migration and invasiveness are induced by a soluble factor produced by murine endothelioma cells transformed by polyoma virus middle T oncogene // Cancer Res. 1993. Vol. 53, № 16. P. 3812-3816.

191. Shirure V.S., Reynolds N.M., Burdick M.M. Mac-2 binding protein is a novel E-selectin ligand expressed by breast cancer cells // PLoS One. Public Library of Science (PLoS), 2012. Vol. 7, № 9. P. e44529.

192. Soto M.S. et al. Functional role of endothelial adhesion molecules in the early stages of brain metastasis // Neuro. Oncol. Oxford University Press (OUP), 2014. Vol. 16, № 4. P. 540-551.

193. Myung J.H. et al. Direct measurements on CD24-mediated rolling of human breast cancer MCF-7 cells on E-selectin // Anal. Chem. American Chemical Society (ACS), 2011. Vol. 83, № 3. P. 1078-1083.

194. Javanmardi Y. et al. Endothelium and subendothelial matrix mechanics modulate cancer cell transendothelial migration // Adv. Sci. (Weinh.). Wiley, 2023. Vol. 10, № 16. P. e2206554.

195. Leong H.S. et al. Invadopodia are required for cancer cell extravasation and are a therapeutic target for metastasis // Cell Rep. Elsevier BV, 2014. Vol. 8, № 5. P. 1558-1570.

196. Stoletov K. et al. Visualizing extravasation dynamics of metastatic tumor cells // J. Cell Sci. The Company of Biologists, 2010. Vol. 123, № Pt 13. P. 2332-2341.

197. Abadier M. et al. Cell surface levels of endothelial ICAM-1 influence the transcellular or paracellular T-cell diapedesis across the blood-brain barrier // Eur. J. Immunol. Wiley, 2015. Vol. 45, № 4. P. 1043-1058.

198. Bapu D. et al. N-acetylgalactosamine glycans function in cancer cell adhesion to endothelial cells: A role for truncated O-glycans in metastatic mechanisms // Cancer Lett. Elsevier BV, 2016. Vol. 375, № 2. P. 367-374.

199. Lorger M. Felding-Habermann B. Capturing changes in the brain microenvironment during initial steps of breast cancer brain metastasis.

200. Geng Y. et al. Three to tango: MUC1 as a ligand for both E-selectin and ICAM-1 in the breast cancer metastatic cascade // Front. Oncol. Frontiers Media SA, 2012. Vol. 2. P. 76.

201. Hamester F. et al. Key role of hyaluronan metabolism for the development of brain

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211.

212

213

214

215

metastases in triple-negative breast cancer // Cells. MDPI AG, 2022. Vol. 11, № 20. P. 3275.

Kang S.-A. et al. Blocking the adhesion cascade at the premetastatic niche for prevention of breast cancer metastasis // Mol. Ther. Elsevier BV, 2015. Vol. 23, № 6. P. 1044-1054. Sökeland G., Schumacher U. The functional role of integrins during intra- and extravasation within the metastatic cascade // Mol. Cancer. 2019. Vol. 18, № 1. P. 12. Shenoy A.K., Lu J. Cancer cells remodel themselves and vasculature to overcome the endothelial barrier // Cancer Lett. Elsevier BV, 2016. Vol. 380, № 2. P. 534-544. Al-Mehdi A.B. et al. Intravascular origin of metastasis from the proliferation of endothelium-attached tumor cells: a new model for metastasis // Nat. Med. Springer Science and Business Media LLC, 2000. Vol. 6, № 1. P. 100-102. Jeon J.S. et al. In vitro model of tumor cell extravasation // PLoS One. Public Library of Science (PLoS), 2013. Vol. 8, № 2. P. e56910.

Brandt B. et al. 3D-extravasation model -- selection of highly motile and metastatic cancer cells // Semin. Cancer Biol. Elsevier BV, 2005. Vol. 15, № 5. P. 387-395. Strilic B. et al. Tumour-cell-induced endothelial cell necroptosis via death receptor 6 promotes metastasis // Nature. Springer Science and Business Media LLC, 2016. Vol. 536, № 7615. P. 215-218.

Fidler I.J. et al. The seed and soil hypothesis: vascularisation and brain metastases // Lancet Oncol. Elsevier BV, 2002. Vol. 3, № 1. P. 53-57.

Herman H. et al. Paracellular and transcellular migration of metastatic cells through the cerebral endothelium // J. Cell. Mol. Med. Wiley, 2019. Vol. 23, № 4. P. 2619-2631. Saltarin F. et al. Compromised blood-brain barrier junctions enhance melanoma cell intercalation and extravasation // Cancers (Basel). MDPI AG, 2023. Vol. 15, № 20. P. 5071.

Khuon S. et al. Myosin light chain kinase mediates transcellular intravasation of breast cancer cells through the underlying endothelial cells: a three-dimensional FRET study // J. Cell Sci. The Company of Biologists, 2010. Vol. 123, № Pt 3. P. 431-440. Alsabbagh R. et al. Insights into the molecular mechanisms mediating extravasation in brain metastasis of breast cancer, melanoma, and lung cancer // Cancers (Basel). 2023. Vol. 15, № 8.

Das A. et al. Nuclear softening is essential for protease-independent migration // Matrix Biol. Elsevier BV, 2019. Vol. 82. P. 4-19.

Fu Y. et al. Nuclear deformation during breast cancer cell transmigration // Lab Chip.

Royal Society of Chemistry (RSC), 2012. Vol. 12, № 19. P. 3774-3778.

216. Hess K.R. et al. Metastatic patterns in adenocarcinoma // Cancer. Wiley, 2006. Vol. 106, № 7. P. 1624-1633.

217. Wang Y. et al. Breast cancer brain metastasis: insight into molecular mechanisms and therapeutic strategies // Br. J. Cancer. Springer Science and Business Media LLC, 2021. Vol. 125, № 8. P. 1056-1067.

218. Molnar J. et al. Transmigration characteristics of breast cancer and melanoma cells through the brain endothelium: Role of Rac and PI3K // Cell Adh. Migr. Informa UK Limited, 2016. Vol. 10, № 3. P. 269-281.

219. Kumari S. et al. Reactive oxygen species: A key constituent in cancer survival // Biomark. Insights. SAGE Publications, 2018. Vol. 13. P. 1177271918755391.

220. Cichon M.A., Radisky D.C. ROS-induced epithelial-mesenchymal transition in mammary epithelial cells is mediated by NF-kB-dependent activation of Snail // Oncotarget. Impact Journals, LLC, 2014. Vol. 5, № 9. P. 2827-2838.

221. Smith B.N. et al. Snail promotes epithelial mesenchymal transition in breast cancer cells in part via activation of nuclear ERK2 // PLoS One. Public Library of Science (PLoS), 2014. Vol. 9, № 8. P. e104987.

222. Cannito S. et al. Redox mechanisms switch on hypoxia-dependent epithelial-mesenchymal transition in cancer cells // Carcinogenesis. Oxford University Press (OUP), 2008. Vol. 29, № 12. P. 2267-2278.

223. Li J. et al. JNK1/ß-catenin axis regulates H2O2-induced epithelial-to-mesenchymal transition in human lens epithelial cells // Biochem. Biophys. Res. Commun. Elsevier BV, 2019. Vol. 511, № 2. P. 336-342.

224. Altieri D.C. Mitochondrial dynamics and metastasis // Cell. Mol. Life Sci. Springer Science and Business Media LLC, 2019. Vol. 76, № 5. P. 827-835.

225. Scheid A.D., Beadnell T.C., Welch D.R. Roles of mitochondria in the hallmarks of metastasis // Br. J. Cancer. Springer Science and Business Media LLC, 2021. Vol. 124, № 1. P. 124-135.

226. Basuroy S. et al. Hydrogen peroxide activates focal adhesion kinase and c-Src by a phosphatidylinositol 3 kinase-dependent mechanism and promotes cell migration in Caco-2 cell monolayers // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. American Physiological Society, 2010. Vol. 299, № 1. P. G186-G195.

227. Logue J.S., Cartagena-Rivera A.X., Chadwick R.S. c-Src activity is differentially required by cancer cell motility modes // Oncogene. Springer Science and Business

Media LLC, 2018. Vol. 37, № 16. P. 2104-2121.

228. Liu Y. et al. Deferoxamine promotes MDA-MB-231 cell migration and invasion through increased ROS-dependent HIF-1a accumulation // Cell. Physiol. Biochem. S. Karger AG, 2014. Vol. 33, № 4. P. 1036-1046.

229. Meitzler J.L., Konate M.M., Doroshow J.H. Hydrogen peroxide-producing NADPH oxidases and the promotion of migratory phenotypes in cancer // Arch. Biochem. Biophys. Elsevier BV, 2019. Vol. 675, № 108076. P. 108076.

230. Satooka H., Hara-Chikuma M. Aquaporin-3 controls breast cancer cell migration by regulating hydrogen peroxide transport and its downstream cell signaling // Mol. Cell. Biol. Informa UK Limited, 2016. Vol. 36, № 7. P. 1206-1218.

231. Heo J., Campbell S.L. Mechanism of redox-mediated guanine nucleotide exchange on redox-active Rho GTPases // J. Biol. Chem. Elsevier BV, 2005. Vol. 280, № 35. P. 31003-31010.

232. Shinohara M. et al. Nox1 redox signaling mediates oncogenic Ras-induced disruption of stress fibers and focal adhesions by down-regulating Rho // J. Biol. Chem. Elsevier BV, 2007. Vol. 282, № 24. P. 17640-17648.

233. Xu Q. et al. Redox regulation of the actin cytoskeleton and its role in the vascular system // Free Radic. Biol. Med. 2017. Vol. 109. P. 84-107.

234. Balta E., Kramer J., Samstag Y. Samstag Y // Redox Regulation of the Actin Cytoskeleton in Cell Migration and Adhesion.

235. Fiaschi T., Cozzi G., Chiarugi P. Redox Regulation of Nonmuscle Myosin Heavy Chain during Integrin Engagement // J. Signal Transduct. 2012. Vol. 2012. P. 754964.

236. Cameron J.M. et al. Polarized cell motility induces hydrogen peroxide to inhibit cofilin via cysteine oxidation // Curr. Biol. Elsevier BV, 2015. Vol. 25, № 11. P. 1520-1525.

237. Hurd T.R., DeGennaro M., Lehmann R. Redox regulation of cell migration and adhesion // Trends Cell Biol. Elsevier BV, 2012. Vol. 22, № 2. P. 107-115.

238. Okorafor C.C. et al. Mechanisms of triple-negative breast cancer extravasation: Impact of the physical environment and endothelial glycocalyx // FASEB J. Wiley, 2024. Vol. 38, № 13. P. e23785.

239. Follain G. et al. Fluids and their mechanics in tumour transit: shaping metastasis // Nat. Rev. Cancer. Springer Science and Business Media LLC, 2020. Vol. 20, № 2. P. 107-124.

240. Lee T.-H. et al. Vascular endothelial growth factor modulates the transendothelial migration of MDA-MB-231 breast cancer cells through regulation of brain

microvascular endothelial cell permeability // J. Biol. Chem. Elsevier BV, 2003. Vol. 278, № 7. P. 5277-5284.

241. Zaher A. et al. Balanced duality: H2O2-based therapy in cancer and its protective effects on non-malignant tissues // Int. J. Mol. Sci. MDPI AG, 2024. Vol. 25, № 16. P. 8885.

242. Blazquez R. et al. LEF1 supports metastatic brain colonization by regulating glutathione metabolism and increasing ROS resistance in breast cancer // Int. J. Cancer. Wiley, 2020. Vol. 146, № 11. P. 3170-3183.

243. Vilema-Enriquez G. et al. Molecular and cellular effects of hydrogen peroxide on human lung cancer cells: Potential therapeutic implications // Oxid. Med. Cell. Longev. Wiley, 2016. Vol. 2016, № 1. P. 1908164.

244. Assi M. The differential role of reactive oxygen species in early and late stages of cancer // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. American Physiological Society, 2017. Vol. 313, № 6. P. R646-R653.

245. Bagati A. et al. KLF9-dependent ROS regulate melanoma progression in stage-specific manner // Oncogene. Springer Science and Business Media LLC, 2019. Vol. 38, № 19. P. 3585-3597.

246. Piskounova E. et al. Abstract IA08: Oxidative stress inhibits distant metastasis by human melanoma cells // Mol. Cancer Res. American Association for Cancer Research (AACR), 2016. Vol. 14, № 4_Supplement. P. IA08-IA08.

247. Goh J. et al. Mitochondrial targeted catalase suppresses invasive breast cancer in mice // BMC Cancer. Springer Science and Business Media LLC, 2011. Vol. 11, № 1. P. 191.

248. Ma S. et al. Hemodynamic shear stress stimulates migration and extravasation of tumor cells by elevating cellular oxidative level // Cancer Lett. Elsevier BV, 2017. Vol. 388. P. 239-248.

249. Cheung E.C. et al. Dynamic ROS control by TIGAR regulates the initiation and progression of pancreatic cancer // Cancer Cell. Elsevier BV, 2020. Vol. 37, № 2. P. 168-182.e4.

250. Matlashov M.E., Belousov V.V., Enikolopov G. How much H(2)O(2) is produced by recombinant D-amino acid oxidase in mammalian cells? // Antioxid. Redox Signal. 2014. Vol. 20, № 7. P. 1039-1044.

251. Alonso J. et al. D-amino-acid oxidase gene from Rhodotorula gracilis (Rhodosporidium toruloides) ATCC 26217 // Microbiology. Microbiology Society, 1998. Vol. 144 ( Pt 4), № 4. P. 1095-1101.

252. Pollegioni L. et al. Yeast D-amino acid oxidase: structural basis of its catalytic properties

// J. Mol. Biol. Elsevier BV, 2002. Vol. 324, № 3. P. 535-546.

253. Ohide H. et al. D-Amino acid metabolism in mammals: biosynthesis, degradation and analytical aspects of the metabolic study // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. Elsevier BV, 2011. Vol. 879, № 29. P. 3162-3168.

254. Belousov V.V. et al. Genetically encoded fluorescent indicator for intracellular hydrogen peroxide // Nat. Methods. Springer Science and Business Media LLC, 2006. Vol. 3, № 4. P. 281-286.

255. Bilan D.S., Belousov V.V. HyPer family probes: State of the art // Antioxid. Redox Signal. Mary Ann Liebert Inc, 2016. Vol. 24, № 13. P. 731-751.

256. Sivandzade F., Cucullo L. In-vitro blood-brain barrier modeling: A review of modern and fast-advancing technologies // J. Cereb. Blood Flow Metab. SAGE Publications Ltd STM, 2018. Vol. 38, № 10. P. 1667-1681.

257. Chen H.-C. Boyden chamber assay // Methods Mol. Biol. 2005. Vol. 294. P. 15-22.

258. Rahman N.A. et al. Immortalized endothelial cell lines for in vitro blood-brain barrier models: A systematic review // Brain Res. 2016. Vol. 1642. P. 532-545.

259. Veszelka S. et al. Comparison of a Rat Primary Cell-Based Blood-Brain Barrier Model With Epithelial and Brain Endothelial Cell Lines: Gene Expression and Drug Transport // Front. Mol. Neurosci. 2018. Vol. 11. P. 166.

260. Peng Y. et al. Neuroinflammatory In Vitro Cell Culture Models and the Potential Applications for Neurological Disorders // Front. Pharmacol. 2021. Vol. 12. P. 671734.

261. Helms H.C. et al. In vitro models of the blood-brain barrier: An overview of commonly used brain endothelial cell culture models and guidelines for their use // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2016. Vol. 36, № 5. P. 862-890.

262. Nakagawa S. et al. A new blood-brain barrier model using primary rat brain endothelial cells, pericytes and astrocytes // Neurochem. Int. 2009. Vol. 54, № 3-4. P. 253-263.

263. Leopold B. et al. Outgrowth, proliferation, viability, angiogenesis and phenotype of primary human endothelial cells in different purchasable endothelial culture media: feed wisely // Histochem. Cell Biol. 2019. Vol. 152, № 5. P. 377-390.

264. Wang Y.I., Abaci H.E., Shuler M.L. Microfluidic blood-brain barrier model provides in vivo-like barrier properties for drug permeability screening // Biotechnol. Bioeng. 2017. Vol. 114, № 1. P. 184-194.

265. Song Y. et al. Comparison of blood-brain barrier models for in vitro biological analysis: One cell type vs three cell types // ACS Appl. Bio Mater. American Chemical Society (ACS), 2019. Vol. 2, № 3. P. 1050-1055.

266

267

268

269

270

271

272

273

274

275

276

277

278

279

Schmuck G. et al. Oxidative stress in rat cortical neurons and astrocytes induced by paraquatin vitro // Neurotox. Res. 2002. Vol. 4, № 1. P. 1-13.

Twentyman P.R., Luscombe M. A study of some variables in a tetrazolium dye (MTT) based assay for cell growth and chemosensitivity // Br. J. Cancer. 1987. Vol. 56, № 3. P. 279-285.

Forster S. et al. Characterization of rhodamine-123 as a tracer dye for use in in vitro drug transport assays // PLoS One. Public Library of Science (PLoS), 2012. Vol. 7, № 3. P. e33253.

Li G. et al. Permeability of endothelial and astrocyte cocultures: in vitro blood-brain barrier models for drug delivery studies // Ann. Biomed. Eng. 2010. Vol. 38, № 8. P. 2499-2511.

Zhao W. et al. Lucifer Yellow - A Robust Paracellular Permeability Marker in a Cell Model of the Human Blood-brain Barrier // J. Vis. Exp. 2019. № 150. Barry D.J. et al. Open source software for quantification of cell migration, protrusions, and fluorescence intensities // J. Cell Biol. 2015. Vol. 209, № 1. P. 163-180. Bagchi S. et al. In-vitro blood-brain barrier models for drug screening and permeation studies: an overview // Drug Des. Devel. Ther. 2019. Vol. 13. P. 3591-3605. Williams-Medina A., Deblock M., Janigro D. In vitro Models of the Blood-Brain Barrier: Tools in Translational Medicine // Front Med Technol. 2020. Vol. 2. P. 623950. (PDF) A set of monomelic near-infrared fluorescent proteins for multicolor imaging across scales [Electronic resource] // ResearchGate. URL:

https://www.researchgate.net/publication/338552379_A_set_of_monomeric_near-infrare d_fluorescent_proteins_for_multicolor_imaging_across_scales (accessed: 04.06.2025). Kalinichenko A.L. et al. Chemogenetic emulation of intraneuronal oxidative stress affects synaptic plasticity // Redox Biol. Elsevier BV, 2023. Vol. 60, № 102604. P. 102604.

Molla G. et al. Role of arginine 285 in the active site of Rhodotorula gracilis d-amino acid oxidase // J. Biol. Chem. Elsevier BV, 2000. Vol. 275, № 32. P. 24715-24721. Tan E. et al. HEK293 cell line as a platform to produce recombinant proteins and viral vectors // Front. Bioeng. Biotechnol. Frontiers Media SA, 2021. Vol. 9. P. 796991. Dai C., McAninch R.E., Sutton R.E. Identification of synthetic endothelial cell-specific promoters by use of a high-throughput screen // J. Virol. 2004. Vol. 78, № 12. P. 6209-6221.

Issa S.S. et al. Various AAV serotypes and their applications in gene therapy: An

overview // Cells. 2023. Vol. 12, № 5.

280. Mao Y. et al. Single point mutation in adeno-associated viral vectors -DJ capsid leads to improvement for gene delivery in vivo // BMC Biotechnol. Springer Science and Business Media LLC, 2016. Vol. 16, № 1. P. 1.

281. Hara-Chikuma M. et al. Aquaporin-3-mediated hydrogen peroxide transport is required for NF-kB signalling in keratinocytes and development of psoriasis // Nat. Commun. Springer Science and Business Media LLC, 2015. Vol. 6, № 1. P. 7454.

282. van Soest D.M.K. et al. Mitochondrial H2O2 release does not directly cause damage to chromosomal DNA // Nat. Commun. Nature Publishing Group, 2024. Vol. 15, № 1. P. 2725.

283. Williams R.L., Courtneidge S.A., Wagner E.F. Embryonic lethalities and endothelial tumors in chimeric mice expressing polyoma virus middle T oncogene // Cell. Elsevier BV, 1988. Vol. 52, № 1. P. 121-131.

284. Yuan W. et al. Effect of surface charge of immortalized mouse cerebral endothelial cell monolayer on transport of charged solutes // Ann. Biomed. Eng. Springer Science and Business Media LLC, 2010. Vol. 38, № 4. P. 1463-1472.

285. Comporti M. et al. Ethanol-induced oxidative stress: basic knowledge // Genes Nutr. Springer Science and Business Media LLC, 2010. Vol. 5, № 2. P. 101-109.