Analysis of the electric field gradient in the perovskites SrTiO3 and BaTiO3: density functional and model calculations

We analyze recent measurements [R. Blinc, V. V. Laguta, B. Zalar, M. Itoh and H. Krakauer, J. Phys. : Cond. Mat., v.20, 085204 (2008)] of the electric field gradient on the oxygen site in the perovskites SrTiO3 and BaTiO3, which revealed, in agreement with calculations, a large difference in the EFG for these two compounds. In order to analyze the origin of this difference, we have performed density functional electronic structure calculations within the local-orbital scheme FPLO. Our analysis yields the counter-intuitive behavior that the EFG increases upon lattice expansion. Applying the standard model for perovskites, the effective two-level p-d Hamiltonian, can not explain the observed behavior. In order to describe the EFG dependence correctly, a model beyond this usually sufficient p-d Hamiltonian is needed. We demonstrate that the counter-intuitive increase of the EFG upon lattice expansion can be explained by a s-p-d model, containing the contribution of the oxygen 2s states to the crystal field on the Ti site. The proposed model extension is of general relevance for all related transition metal oxides with similar crystal structure.Comment: 10 pages, 4 figure

ВЛИЯНИЕ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ, VEGF И ПРОТЕИНАЗ НА прогрессирование РАКА ПОЧКИ

Introduction. The efficacy of anticancer treatment depends on biological factors of tumor.The aim of the study was to determine the activity of proteasomes and calpains and to  reveal their association with VEGF, HIF-1α and NF-κΒ expressions in normal, primary and metastatic renal cell carcinoma (RCC) tissues.Methods. Ninety-three patients with renal cell carcinoma were included into the study. The expression levels of transcription factor and VEGF were measured using ELISA kits. The  levels of proteasome subunits were measured by Western Blotting. Proteasome and calpain  activities were determined using specific fluorogenic  substrates.Results. We revealed inactivation of proteolysis in patients with kidney cancer. Disease advance was associated with a significant depression of cellular proteolysis and increase in  transcription and growth factor levels in primary kidney cancer tissues. The proteolysis  activation was found in metastatic tissues.Conclusions. Our results suggest that NF-κΒ, HIF-1α and VEGF transcription factors and intracellular proteolytic systems are involved in kidney cancer progression.Введение. Эффективность противоракового лечения зависит от биологических факторов опухоли.Цель исследования – определить активность протеасом и кальпаинов и выявить их связь с содержанием  VEGF, HIF-1α и NF-κΒ в опухолевых, неизмененных и метастатических тканях карциномы почек (RCC).Материал и методы. В исследование были включены 93 пациента с почечно-клеточным раком. Содержание  транскрипционных факторов и VEGF определяли методом ИФА. Количественный состав протеасом исследовали  методом Вестерн-блоттинг. Активность протеасомы и кальпаина определяли с использованием специфического флюорогенного субстрата.Результаты. Выявлена инактивация протеолиза у пациентов с раком почки. Прогрессирование заболевания  было связано со значительным снижением уровня клеточного протеолиза и ростом содержания  транскрипционных и ростовых факторов в тканях первичной опухоли. Активация протеолиза была обнаружена в метастатических тканях.Выводы. В результате проведенного исследования показано, что факторы транскрипции NF-κΒ, HIF-1α, VEGF и внутриклеточные протеолитические системы участвуют в прогрессировании рака почки

Cytokine profile in hospitalized patients with COVID-19 of different severity

Analysis of cytokine profile markers in conjunction with the clinical manifestations of coronavirus disease 2019 (COVID-19) can provide valuable information about the pathogenetic manifestations of the disease, and therefore, in the future, determine drugs that affect the cytokine storm and have an anti-inflammatory effect.Aim. To identify correlations between the parameters of the developed cytokine profile and the clinical course in hospitalized patients with COVID-19 of different severity.Material and methods. The study included 70 hospitalized patients with a confirmed diagnosis of COVID-19, with a mean age of 58 [50;69] years, including 40 men (57%) and 30 women (43%). The average lung involvement according to computed tomography (CT) at admission was CT-2 [1;3]. Peripheral venous blood was taken at admission, which averaged 7 [6; 8] days from the symptom onset. Standard biochemical parameters were studied, as well as 47 cytokines and chemokines using the Multiplex system (Merck KGaA, Darmstadt, Germany).Results. Correlations was found between the lung involvement degree and the level of IL-8 (r=0,31, p<0,05), IL-15 (r=0,35, p<0,05), IL-18 (r=0,31, p<0,05), MCP-1 (r=0,36, p<0,05), MIG (r=0,50, p<0,05), TNF-α (r=0,41, p<0,05). An inverse correlation was also found in the level of blood oxygen saturation with the same indicators as follows: IL-8 (r=-0,27, p<0,05), IL-15 (r=-0,34, p<0,05), IL-18 (r=-0,31, p<0,05), MCP-1 (r=-0,40, p<0,05), MIG (r=-0,56, p<0,05), TNF-α (r=-0,45, p<0,05). IL-6 levels were significantly elevated in patients with severe COVID-19 (CT3, CT4), while no increase in IL-6 was observed in patients with moderate disease (CT1, CT2). It is noteworthy that in patients with diabetes, the highest values of IL-12, IL-9 were recorded.Conclusion. Hyperinflammatory syndrome in severe COVID-19 is manifested by high levels of IL-6, MIG, MDC, MCP-1, M-CSF, TNF-α, β, IL-8, IL-18, IL-15. With the CT-1 and CT-2, an increase in only the level of IL-18, IL-8 is noted. The identified patterns prove and make it possible to explain a number of systemic inflammatory changes that occur with COVID-19

Роль убиквитин-протеасомной системы в развитии плоскоклеточного рака полости рта

 The ubiquitin-proteasome system (UPS) controls the activity, subcellular localization, and stability of many cellular proteins that affect cellular homeostasis by regulating multiple signaling cascades. The activity of this system is associated with the emergence and progression of oral squamous cell carcinoma, since specific proteolysis of most intracellular proteins involved in the pathogenesis of cancer is implemented by this system.The review article presents data on the characteristics of proteasomes and the process of substrate protein ubiquitination. The role of the ubiquitin-proteasome system in the pathogenesis of oral squamous cell carcinoma is shown, and the prospects of its use in precancerous diseases are described. The  literature search was carried out in the search engines Medline, eLIBRARY, Scopus, The Cochrane Library, and RSCI.  Убиквитин-протеасомная система контролирует активность, субклеточную локализацию и стабильность множества клеточных белков, которые влияют на клеточный гомеостаз посредством регуляции сигнальных каскадов. Активность данной системы связана с возникновением и  прогрессированием плоскоклеточного рака полости рта, так как специфический протеолиз большинства  внутриклеточных протеинов, участвующих в патогенезе рака, происходит с помощью вышеупомянутой системы.В обзорной статье представлены данные о характеристике  протеасом и процессе убиквинтирования белковсубстратов. Показана роль убиквитин-протеасомной системы в  патогенезе плоскоклеточного рака полости рта, приведены сведения о перспективах использования ее при предраке. Поиск литературы осуществлялся в поисковых системах Medline, Elibrary, Scopus, The Cochrane Library, РИНЦ.

ПРОТЕАСОМНАЯ И КАЛЬПАИНОВАЯ ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПОДТИПАХ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

The characteristics of calpain and proteasome systems in different molecular subtypes of breast cancer were studied. Tumor samples were obtained from 147 breast cancer patients, who were not previously treated with neoadjuvant therapy. Changes in the chymotrypsin-like proteasome activity and the correlation between proteasome and calpain activities were shown in different molecular subtypes of breast cancer. No changes in the calpain activity and proteasome subunits specific for various molecular subtypes of breast cancer were found. Our results show that the proteasome function undergoes changes depending on the receptor expression by tumor cells and this aspect should be further investigated.Изучены показатели кальпаиновой и протеасомной систем при различных молекулярных подтипах рака опухолей молочной железы (РМЖ). В исследование был включен операционный материал от 147 больных раком молочной железы T1–3N0–2M0 стадии, не получавших неоадъювантной терапии. Выявлены изменения химотрипсинподобной активности протеасом, а также различные корреляционные взаимосвязи между показателями протеасомной и кальпаиновой систем, характерные для различных молекулярных подтипов РМЖ. Не обнаружено ярко выраженных, специфических для различных молекулярных подтипов РМЖ изменений в активности кальпаинов и в содержании субъединиц протеасом. Полученные результаты показывают, что работа протеамсоной системы претерпевает изменения в зависимости от экспрессии рецепторов опухолевыми клетками, и этот аспект нуждается в дальнейшем исследовании.

Связь молекулярных маркеров с эффективностью и временем ответа на андрогендепривационную терапию у больных раком предстательной железы

The expected effect of androgen-deprivation therapy is one of the important criteria when choosing therapy in patients with prostate cancer. No less significant factor is the time of its implementation. The study showed that high expression of androgen receptors (AR) in the tumor tissue against the background of low estrogen receptor α (ERα) expression is characteristic of patients in whom the effect of androgen-deprivation therapy was observed for 12 months. A set of parameters has been identified that makes it possible to predict the duration of response to androgen-deprivation therapy in patients with prostate cancer, which include the patient’s age, testosterone level, prostate specific antigen, expression level of AR, ERα. These data allow us to consider these parameters as additional informative markers, to predict not only the expected effect, but also its duration.Ожидаемый эффект от андрогендепривационной терапии является одним из важных критериев при выборе тактики лечения пациентов с раком предстательной железы. Не менее значимый фактор – время его реализации. В исследовании показано, что высокая экспрессия в ткани опухоли андрогеновых рецепторов (AR) на фоне низкой экспрессии эстрогеновых рецепторов α (ERα) характерна для пациентов, у которых эффект от проводимой андрогендепривационной терапии отмечался в течение 12 мес. Выявлена совокупность параметров, позволяющих спрогнозировать продолжительность ответа на андрогендепривационную терапию у больных раком предстательной железы, к которым относят возраст пациента, уровни тестостерона, простатического специфического антигена, уровень экспрессии AR, ERα в опухоли. Эти данные позволяют рассматривать эти факторы в качестве дополнительных информативных маркеров для прогнозирования не только ожидаемого эффекта, но и его продолжительности

ТРАНСКРИПЦИОННЫЙ ФАКТОР BRN-3α И РАК ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ, СВЯЗЬ С ОСОБЕННОСТЯМИ ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕЦЕПЦИИ И С УРОВНЕМ АКТИВАЦИИ AKT/M-TOR СИГНАЛЬНОГО ПУТИ

Introduction. The transcription factor Brn-3α (product of the POU4F1) plays a significant role in carcinogenesis. The purpose of the study was to investigate Brn-3α, AR, ERα expressions in tissues of benign prostatic hyperplasia and prostate cancer as well as to determine their association with AKT/mTOR signaling pathway activation.Material and methods. The study included 30 patients with locally advanced prostate cancer and 15 patients with benign prostatic hyperplasia. The expression levels of Brn-3α, AR, ERα and the components of AKT/m-TOR signaling pathway were determined using RT-PCR assay.Results. Overexpression of Brn-3α in prostate cancer tissues was found to be associated with high level of ERα mRNA. High expression of AR was revealed in tissues of benign prostatic hyperplasia and prostate cancer. High expression levels of AKT, m-TOR and PTEN were observed in prostate cancer tissues. However, no significant changes in PTEN mRNA level were found in tissues of prostatic hyperplasia. Conclusion. Brn-3α transcription factor was associated with prostate cancer and accompanied with high expression levels of ERα, AKT and m-TOR.Введение. Транскрипционные факторы POU4F1 (нейрогенные факторы Brn-3α) играют значимую роль в развитии злокачественных новообразований. Цель исследования – изучение экспрессии транскрипционного фактора Brn-3α, андрогеновых (AR) и эстрогеновых рецепторов (ER) в ткани доброкачественной гиперплазии и рака предстательной железы и определении связи с уровнем активации AKT/mTOR сигнального пути.Материал и методы. В исследование было включено 30 больных местнораспространенным раком предстательной железы (РПЖ) T2–3N0M0, 15 пациентов с доброкачественной гиперплазией предстательной железы (ДГПЖ). Определение уровня экспрессии генов Brn-3α, AR, ERα, а также компонентов AKT/m-TOR сигнального пути проводилось методом ПЦР в реальном времени.Результаты. Показано, что увеличение экспрессии гена ядерного белка Brn-3α сопровождалось ростом уровня мРНК ERα в ткани рака предстательной железы. Экспрессия AR была высока в обеих группах больных. Выявлена активация AKT/m-TOR сигнального каскада: отмечены высокие уровни экспрессии AKT, а также m-TOR в трансформированных клетках. Однако отмечено отсутствие изменений фосфатазы PTEN при развитии патологических процессов предстательной железы.Заключение. Транскрипционный фактор Brn-3α связан с развитием РПЖ, что сопровождается повышением экспрессии ERα, протеинкиназы AKT и m-TOR

РОЛЬ РОСТОВЫХ И ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕОАДЪЮВАНТНОЙ ХИМИОТЕРАПИИ У БОЛЬНЫХ МЫШЕЧНО-ИНВАЗИВНЫМ РАКОМ МОЧЕВОГО ПУЗЫРЯ

The study was undertaken to analyse molecular markers associated with clinical response to preoperative chemotherapy in patients with muscle-invasive bladder cancer. the purpose of the study was to determine the relationship between the expression of transcription factors, vascular endothelial growth factor (VEGF), activity of proteasomes and calpaines in tumors and the response to neoadjuvant chemotherapy of patients with muscle-invasive bladder cancer. material and methods. The study included 50 patients with histologically verified transitional cell carcinoma of the bladder T2a–3bN0M0 (G2-G3). The levels of transcription and growth factors were determined by an immunoenzymatic assay. Proteasome activity was measured using the fluorometric method. results. Patients who achieved partial tumor regression demonstrated higher levels of VEGF and transcription factors (NF-κB and HIF-1), but lower levels of the 26S proteasome compared to those observed in patients with stable disease. Conclusion. Additional molecular markers that can be considered as predictors of response to neoadjuvant chemotherapy for bladder cancer were identified.Проведен анализ молекулярных маркеров, ассоциированных с эффективностью предоперационной химиотерапии у больных с мышечно-инвазивным раком мочевого пузыря. Цель исследования изучение связи уровня экспрессии транскрипционных факторов, сосудистого эндотелиального фактора роста, активности протеасом и кальпаинов в опухоли с эффективностью неоадъювантной химиотерапии больных мышечно-инвазивным раком мочевого пузыря. Материал и методы. В исследование включены 50 больных с переходно-клеточным раком мочевого пузыря Т2а-3bN0М0(G2-G3) стадии. Содержание транскрипционных и ростовых факторов изучено методом ИФА, активность протеасом-флюорометрическим методом. Результаты. Достижение частичной регрессии новообразований после цитостатической терапии сопряжено с высокой активностью ростовых VЕGF) и транскрипционных (NF-кВ, НIР-1) факторов в ткани опухоли. На фоне высокой активности ростовых и транскрипционных факторов отмечается низкая активность 26S протеасомного комплекса по отношению к пациентам со стабилизацией опухолевого процесса. Заключение. Выявлены дополнительные молекулярные критерии, которые могут рассматриваться в качестве предикторов неоадъювантной химиотерапии рака мочевого пузыря