МОНОСИАЛОГАНГЛИОЗИД GM1: СТРУКТУРА,АНТИАПОПТОТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И НЕЙРОПРОТЕКЦИЯ

Начиная с 1963 года было опубликовано множество статей, посвященных строению, функции и участию моносиалового ганглиозида GM1 как компонента клеточной мембраны. Особый интерес к данному сфинголипиду появился после открытия холерного токсина, когда было доказано, что патогенез холеры индуцируется после взаимодействия с мембранным рецептором GM1. Структура ганглиозида GM1 была установлена в 1963 году, а в 1980-х Ларсом Свеннерхольмом была предложена классификация сфинголипидов. Опыты in vitro доказали, что GM1 способствует восстановлению и выживаемости нейронов при различных поражениях головного мозга путем потенциации трофических факторов, таких как NGF, bFGF, EGF, BNDF, а в случае его экзогенного введения способствует имитации нейротрофического действия и предотвращению гибели нейронов. Несмотря на то, что применение экзогенного GM1 на людях ограничено, во многих клинических испытаниях он показал хороший антиапоптотический эффект как самостоятельное средство, так и в сочетании с другими нейропротекторами.

GM1, моносиаловый ганглиозид, апоптоз, нейропротекция, антиапоптотическое действие, нейрогенез, GM1 ганглиозид, сфинголипид, патогенез холеры, GM1, monosialoganglioside, apoptosis, neuroprotection, antiapoptotic effect, neurogenesis, GM1 ganglioside, sphingolipid, cholera pathogenesis

1. Bian L., Yang J., Sun Y. Isolation and purification of monosialotetrahexosylgangliosides from pig brain by extraction and liquid chromatography. Biomed. Chromatog. 2015; 29(10): 1604-11. doi: 10.1002/bmc.3467

2. Bisel B., Pavone F.S., Calamai M. GM1 and GM2 gangliosides: recent developments. Biomol. Concepts. 2014; 5(1): 87-93. doi: 10.1515/bmc-2013-0039

3. Bisel B., Pavone F.S., Calamai M. GM1 and GM2 gangliosides: Recent developments. Biomol. Concepts. 2014; 5: 87-93. doi: 10.1515/bmc-2013-0039

4. Boutry M., Branchu J., Lustremant C. [et. al.]. Inhibition of Lysosome Membrane Recycling Causes Accumulation of Gangliosides that Contribute to Neurodegeneration. Cell Rep. 2018; 23(13): 3813-26. doi: 10.1016/j.celrep.2018.05.098

5. Cervin J., Wands A.M., Cesselbrant A. [et. al.]. GM1 ganglioside-independent intoxication by Cholera toxin. PLoS Pathog. 2018; 14(2): 1-30. doi: 10.1371/journal.ppat.1006862

6. Chiricozzi E., Pome D.Y., Maggioni M. [et. al.]. Role of the GM1 ganglioside oligosaccharide portion in the TrkA-dependent neurite sprouting in neuroblastoma cells. J. Neurochem. 2017; 143(6): 645-59. doi: 10.1111/jnc.14146

7. Chester, M.A. IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN). Nomenclature of glycolipids-recommendations 1997. Eur. J. Biochem. 1998; 257(2): 293-98. doi:10.1046/j.1432-1327.1998.2570293.x

8. Das S., Angsantikul P., Le C. [et. al.]. Neutralization of cholera toxin with nanoparticle decoys for treatment of cholera. PLoS Negl. Trop. Dis. 2018; 12(2): 1-17. doi: 10.1371/journal.pntd.0006266. (In English)

9. Hadaczeck P., Wu G., Sharma N. [et. al.]. GDNF signaling implemented by GM1 ganglioside; failure in Parkinson's disease and GM1- deficient murine model. Exp. Neurol. 2015; 263: 177-89. doi: 10.1016/j.expneurol.2014.10.010

10. Forsayeth J., Hadaczek P. Ganglioside Metabolism and Parkinson's Disease. Front Neurosci. 2018; 12(45): 1-8. doi: 10.3389/fnins.2018.00045

11. Ferrari G., Batistatou A., Greene L. A. Gangliosides rescue neuronal cells from death after trophic factor deprivation. J. of the Auton. Nerv. Sys. 1993; 43:75-76. doi:10.1016/0165-1838(93)90206-a

12. Ferrari G., Batistatou A., Greene L. A. Gangliosides rescue neuronal cells from death after trophic factor deprivation. J. of the Auton. Nerv. Sys. 1993; 43:75-76. doi:10.1016/0165-1838(93)90206-a

13. Fukuda Y., Fukui T., Hikichi C. [et. al.]. Neurotropin promotes NGF signaling through interaction of GM1ganglioside with Trk neurotrophin receptor in PC12 cells. Brain Res. 2018; 1596: 13-21. doi: 10.1016/j.brainres.2014.11.041

14. Haan, L.de., Hirst T.R. Cholera toxin: a paradigm for multi-functional engagement of cellular mechanisms (Review). Mol. Memb. Biol. 2004; 21(2):77-92. doi:10.1080/09687680410001663267

15. Itokazu Y., Wang J., Yu R.K. Gangliosides in Nerve Cell Specification. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 2018; 156: 241-63. doi: 10.1016/bs.pmbts.2017.12.008

16. Ferrari G., Fabris M., Gorio A. Gangliosides enhance neurite outgrowth in PC12 cells. Devel. Brain Res. 1983; 8(2-3):215-221. doi:10.1016/0165-3806(83)90006-8

17. Kim C.S., Heo H.R., Seo J.H. [et. al.]. On-chip biosynthesis of GM1 pentasaccharide-related complex glycans. Chem. Commun. (Camb.). 2018; 55(1): 71-74. doi: 10.1039/c8cc06526h

18. Kolter T. Ganglioside biochemistry. ISRN Biochem. 2012; 5:1-36. doi:10.5402/2012/506160

19. Ledeen R.W., Wu G., Canella M.S. [et. al.]. Gangliosides as neurotrophic agents: studies on the mechanism of action. Acta Neurobiol. Exp. 1990; 50(4-5):439-49

20. Ledeen W.G., Wu G. The multi-tasked life of GM1 ganglioside, a true factotum of nature. Trends Biochem. Sci. 2015; 40(7): 407-18. doi: 10.1016/j.tibs.2015.04.005

21. Pruett S.M., Bushnev A., Hagedorn K. [et. al.]. Biodiversity of sphingoid bases (“sphingosines”) and related amino alcohols. J. Lipid research. 2008; 49(8):1621-1639. doi: 10.1194/jlr.R800012-JLR200

22. Roberts J., Hoeg J., Maral Mouradian M. [et al.]. Iatrogenic hyperlipidaemia with GM1 ganglioside. Lancet. 1993;342(8863):115. doi:10.1016/0140-6736(93)91316-e

23. Kowabara S., Yuki N. Axonal Guillain-Barré syndrome: concepts and controversies. Lancet Neurol. 2013; 12(12): 1180-8. doi: 10.1016/S1474-4422(13)70215-1

24. Pedavally S., Hermandes Z.M., Zeidman L.A. Fisher-Pharyngeal-Cervical-Brachial Overlap Syndrome With Novel Ganglioside Antibodies. J. Clin. Neuromuscul. Dis. 2018; 19(4): 224-27. doi: 10.1097/CND.0000000000000205

25. Roberts J., Hoeg J., Maral Mouradian M. [et al.]. Iatrogenic hyperlipidaemia with GM1 ganglioside. Lancet. 1993;342(8863):115. doi:10.1016/0140-6736(93)91316-e

26. Svennerholm, L. Chromatographic separation of human brain gangliosides. J. Neurochem. 1963; 10:613-23

27. Saito M., Saito M. Involvement of Sphingolipids in Ethanol Neurotoxicity in the Developing Brain. Brain Sci. 2013; 3(2): 670-703. doi: 10.3390/brainsci3020670. (In English).chneider J.S., Gollomp S.M., Sendek S. [et. al.] A randomized, controlled, delayed start trial of GM1 ganglioside in treated Parkinson's disease patients. J. Neurol. Sci. 2013; 1(324):140-148. doi:10.1016/j.jns.2012.10.024

28. Schneider J.S., Gollomp S.M., Sendek S. [et. al.] A randomized, controlled, delayed start trial of GM1 ganglioside in treated Parkinson's disease patients. J. Neurol. Sci. 2013; 1(324):140-148. doi:10.1016/j.jns.2012.10.024

29. Sonnino S., Chiricozzi E., Grassi S. [et. al.]. Gangliosides in Membrane Organization. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 2018; 156: 83-120. doi: 10.1016/bs.pmbts.2017.12.007

30. Sokolova T.V., Rychkova M.P., Avrova N.F. Protective effect of GM1 ganglioside against toxic action of glutamate on cerebellar granule cells. Zh. Evol. Biokhim. Fiziol. 2014; 50(5): 399-401

31. Tuteja M., Bitchol A.M., Girisha K.M [et. al.]. White matter changes in GM1 gangliosidosis. Indian Pediatr. 2015; 52(2): 155-6

32. Thudichum, J. L. W. A treatise on the chemical constitution of the brain : based throughout upon original researches - London: Royal College of Physicians of London. 1884; Pages: 342

33. Wang Q., Song Y.H., Tang Z. [et. al.]. Effects of ganglioside GM1 and neural growth factor on neural stem cell proliferation and differentiation. Genet. Mol. Res. 2016; 15(3): 1-10. doi: 10.4238/gmr.15038376

34. Wang Z., Qie D., Zhou H. [et. al.]. Acute myelitis of children with positive anti-GM1 antibody: Case series and literature review. Medicine (Baltimore). 2018; 97(20): 1-5. doi: 10.1097/MD.0000000000010796

35. Willis C.J., Rezazadeh S.M., Lal H. GM1 ganglioside reduces ethanol intoxication and the development of ethanol dependence. Alcohol. 1995; 12(6): 573-80

36. Kreutz F., Scherer E.B. Ferreira A.G. [et. al.]. Alterations on Na ⁺-A,KT⁺Pase and acetylcholinesterase activities induced by amyloid-β peptide in rat brain and GM1 ganglioside neuroprotective action. Neurochem. Res. 2013; 38(11): 2342-50. doi: 10.1007/s11064-013- 1145-6 Wijdicks E.F., Klein C.J. Guillain-Barré Syndrome. Mayo Clin. Proc. 2017; 92(3): 467-79. doi: 10.1016/j.mayocp.2016.12.002