ОСБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИИ БЕЛКОВ СЕМЕЙСТВА BCL2 ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ

УДК 616-092.18
DOI: 10.22138/2500-0918-2026-23-2-198-215

Ю.Б. Кузнецова¹, А.А. Ноздричева¹, Э.В. Зинченко¹, М.В. Кощеева¹, В.В. Мелехин¹,²

¹ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России), Екатеринбург, Российская Федерация

²ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» (ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»), Екатеринбург, Российская Федерация

Резюме. Цель. Обобщение имеющихся современных научных данных о роли ключевых представителей белков семейства BCL2 в регуляции митохондриального пути апоптоза и анализ их влияния на патогенез нейродегенеративных заболеваний. Материалы и методы. Проведён анализ отечественной и зарубежной литературы, расположенной в базах PubMed, Google Scholar и CyberLeninka. Были изучены оригинальные экспериментальные исследования в клеточных культурах и животных моделях, а также систематические и нарративные обзоры. Основные темы изученных материалов – механизмы митохондриального апоптоза, патогенез нейродегенеративных заболеваний, особенности строения и основные функции белков семейства BCL2. Результаты. Установлена ключевая роль белков BCL2 в регуляции апоптоза, кальциевого обмена и синаптической функции нейронов. Выявлен специфический дисбаланс про- и антиапототических представителей семейства как общий патогенетический механизм нейродегенерации. Выводы. Определены перспективные мишени для селективной модуляции экспрессии белков семейства BCL2, ингибирования проапоптотических эффекторов, стабилизации комплекса BCL2-IP3R.

Ключевые слова: BCL2, апоптоз, нейродегенеративные заболевания, нервные клетки, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз

Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Кузнецова Юлия Борисовна
julia.kuz131324@yandex.ru
Дата поступления: 19 декабря 2025 г.

Образец цитирования: Кузнецова Ю.Б., Ноздричева А.А., Зинченко Э.В., Кощеева М.В., Мелехин В.В. Осбенности экспрессии белков семейства BCL2 при нейродегенеративных заболеваниях [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2026, Том 23, № 2, с. 198 – 215, DOI: 10.22138/2500-0918-2026-23-2-198-215

ЛИТЕРАТУРА
1. GBD 2019 Dementia Forecasting Collaborators. Estimation of the global prevalence of dementia in 2019 and forecasted prevalence in 2050: an analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. Lancet Public Health. 2022 Feb;7(2):e105-e125. doi: 10.1016/S2468-2667(21)00249-8. Epub 2022 Jan 6. PMID: 34998485; PMCID: PMC8810394.
2. Kwon HS, Koh SH. Neuroinflammation in neurodegenerative disorders: the roles of microglia and astrocytes. Transl Neurodegener. 2020 Nov 26;9(1):42. doi: 10.1186/s40035-020-00221-2. PMID: 33239064; PMCID: PMC7689983.
3. Lyn Xuan Tay, Siew Chin Ong, Lynn Jia Tay, Trecia Ng, Thaigarajan Parumasivam. (2024). Economic Burden of Alzheimer’s Disease: A Systematic Review. Value in Health Regional Issues. 40, 1-12.
4. Agnello L, Ciaccio M. Neurodegenerative Diseases: From Molecular Basis to Therapy. Int J Mol Sci. 2022 Oct 25;23(21):12854. doi: 10.3390/ijms232112854. PMID: 36361643; PMCID: PMC9654859.
5.Abdolmaleky HM, Zhou JR. Underlying Mechanisms of Brain Aging and Neurodegenerative Diseases as Potential Targets for Preventive or Therapeutic Strategies Using Phytochemicals. Nutrients. 2023 Aug 4;15(15):3456. doi: 10.3390/nu15153456. PMID: 37571393; PMCID: PMC10473240.
6. Moujalled D, Strasser A, Liddell JR. Molecular mechanisms of cell death in neurological diseases. Cell Death Differ. 2021 Jul;28(7):2029-2044. doi: 10.1038/s41418-021-00814-y. Epub 2021 Jun 7. PMID: 34099897; PMCID: PMC8257776.
7. Сеничкина В. В., Стрелецькая А. Ю., Животовский Б., Копейна Г. С. Таргетирование белков семейства Bcl-2: что, где, когда? Биохимия. — 2020. — Том 85, № 10. — С. 1421–1441. — DOI: 10.31857/S0320972520100097.
8. Shashank Dadsena, Louise E. King, Ana J. García-Sáez. Apoptosis regulation at the mitochondria membrane level. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Biomembranes. 2021. Vol. 1863, No. 12. Article 183716. ISSN 0005-2736. DOI: 10.1016/j.bbamem.2021.183716. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005273621001644
9. Czabotar, P. E. Control of apoptosis by the BCL-2 protein family: implications for physiology and therapy / P. E. Czabotar, G. Lessene, A. Strasser [et al.] Nature Reviews Molecular Cell Biology. – 2014. – Vol. 15, No. 1. – P. 49–63.
10. Li Y, Rasheed M, Liu J, Chen Z, Deng Y. Deciphering the Molecular Nexus: An In-Depth Review of Mitochondrial Pathways and Their Role in Cell Death Crosstalk. Cells. 2024 May 17;13(10):863. doi: 10.3390/cells13100863. PMID: 38786088; PMCID: PMC11119937.
11. Kale J, Osterlund EJ, Andrews DW. BCL-2 family proteins: changing partners in the dance towards death. Cell Death Differ. 2018 Jan;25(1):65-80. doi: 10.1038/cdd.2017.186. Epub 2017 Nov 17. PMID: 29149100; PMCID: PMC5729540.
12. Dadsena S, Jenner A, García-Sáez AJ. Mitochondrial outer membrane permeabilization at the single molecule level. Cell Mol Life Sci. 2021 Apr;78(8):3777-3790. doi: 10.1007/s00018-021-03771-4. Epub 2021 Feb 12. PMID: 33576840; PMCID: PMC8106609.
13. Czabotar P.E., Garcia-Saez A.J. Mechanisms of BCL-2 family proteins in mitochondrial apoptosis. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2023. Vol. 24, № 10. P. 732–748. DOI: 10.1038/s41580-023-00629-4.
14. Nguyen D, Osterlund E, Kale J, Andrews DW. The C-terminal sequences of Bcl-2 family proteins mediate interactions that regulate cell death. Biochem J. 2024 Jul 17;481(14):903-922. doi: 10.1042/BCJ20210352. PMID: 38985308; PMCID: PMC11346437.
15. Wolf P., Schoeniger A., Edlich F. Pro-apoptotic complexes of BAX and BAK on the outer mitochondrial membrane. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Molecular Cell Research. 2022. Vol. 1869, № 10. Article 119317. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2022.119317.
16. Westphal D., Dewson G., Czabotar P.E., Kluck R.M. Molecular biology of Bax and Bak activation and action. Cell Death & Differentiation. 2018;25(1):1-9. doi:10.1038/cdd.2017.186.
17. Gao P, Zhang Z, Wang R, Huang L, Wu H, Qiao Z, Wang X, Jin H, Peng J, Liu L, Chen Q, Lin J. Structure-destabilizing mutations unleash an intrinsic perforation activity of antiapoptotic Bcl-2 in the mitochondrial membrane enabling apoptotic cell death. Mitochondrial Commun. 2023;1:48-61. doi: 10.1016/j.mitoco.2023.08.001. Epub 2023 Aug 9. PMID: 39239250; PMCID: PMC11375749.
18. Pemberton JM, Pogmore JP, Andrews DW. Neuronal cell life, death, and axonal degeneration as regulated by the BCL-2 family proteins. Cell Death Differ. 2021 Jan;28(1):108-122. doi: 10.1038/s41418-020-00654-2. Epub 2020 Nov 8. PMID: 33162554; PMCID: PMC7852532.
19. Konig, H. G., Rehm, M., Gudorf, D., Krajewski, S., Gross, A., Ward, M. W., et al. (2007). Full length Bid is sufficient to induce apoptosis of cultured rat hippocampal neurons. BMC Cell Biol. 8:7. doi: 10.1186/1471-2121-8-7.
20. Steckley, D., Karajgikar, M., Dale, L. B., Fuerth, B., Swan, P., Drummond-Main, C., et al. (2007). Puma is a dominant regulator of oxidative stress induced Bax activation and neuronal apoptosis. J. Neurosci. 27, 12989–12999. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3400-07.2007.
21. Concannon, C. G., Tuffy, L. P., Weisova, P., Bonner, H. P., Davila, D., Bonner, C., et al. (2010). AMP kinase-mediated activation of the BH3-only protein Bim couples energy depletion to stress-induced apoptosis. J. Cell Biol. 189, 83–94. doi: 10.1083/jcb.200909166.
22. Vogler M, Braun Y, Smith VM, Westhoff MA, Pereira RS, Pieper NM, Anders M, Callens M, Vervliet T, Abbas M, Macip S, Schmid R, Bultynck G, Dyer MJ. The BCL2 family: from apoptosis mechanisms to new advances in targeted therapy. Signal Transduct Target Ther. 2025 Mar 21;10(1):91. doi: 10.1038/s41392-025-02176-0. PMID: 40113751; PMCID: PMC11926181.
23. Greenlund, L. J., Korsmeyer, S. J., and Johnson, E. M. Jr. (1995). Role of BCL-2 in the survival and function of developing and mature sympathetic neurons. Neuron 15, 649–661. doi: 10.1016/0896-6273(95)90153-1.
24. Kristiansen M, Ham J. Programmed cell death during neuronal development: the sympathetic neuron model. Cell Death Differ. 2014 Jul;21(7):1025-35. doi: 10.1038/cdd.2014.47. Epub 2014 Apr 25. PMID: 24769728; PMCID: PMC4207485.
25. Merry, D. E., Veis, D. J., Hickey, W. F., and Korsmeyer, S. J. (1994). bcl-2 protein expression is widespread in the developing nervous system and retained in the adult PNS. Development 120, 301–311.
26. Opferman JT, Kothari A. Anti-apoptotic BCL-2 family members in development. Cell Death Differ. 2018 Jan;25(1):37-45. doi: 10.1038/cdd.2017.170. Epub 2017 Nov 3. PMID: 29099482; PMCID: PMC5729530.
27. Abe-Dohmae, S., Harada, N., Yamada, K., and Tanaka, R. (1993). Bcl-2 gene is highly expressed during neurogenesis in the central nervous system. Biochem. Biophys. Res. Commun. 191, 915–921. doi: 10.1006/bbrc.1993.1304.
28. Dou Z, Lei H, Su W, Zhang T, Chen X, Yu B, Zhen X, Si J, Sun C, Zhang H, Di C. Modification of BCLX pre-mRNA splicing has antitumor efficacy alone or in combination with radiotherapy in human glioblastoma cells. Cell Death Dis. 2024 Feb 21;15(2):160. doi: 10.1038/s41419-024-06507-x. PMID: 38383492; PMCID: PMC10881996.
29. Motoyama N, Wang F, Roth KA, Sawa H, Nakayama K, Nakayama K, Negishi I, Senju S, Zhang Q, Fujii S, et al. Massive cell death of immature hematopoietic cells and neurons in Bcl-x-deficient mice. Science. 1995 Mar 10;267(5203):1506-10. doi: 10.1126/science.7878471. PMID: 7878471.
30. Roth KA, Kuan C, Haydar TF, D'Sa-Eipper C, Shindler KS, Zheng TS, Kuida K, Flavell RA, Rakic P. Epistatic and independent functions of caspase-3 and Bcl-X(L) in developmental programmed cell death. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000 Jan 4;97(1):466-71. doi: 10.1073/pnas.97.1.466. PMID: 10618441; PMCID: PMC26686.
31. Yin, W., Cao, G., Johnnides, M. J., Signore, A. P., Luo, Y., Hickey, R. W., et al. (2006). TAT-mediated delivery of Bcl-xL protein is neuroprotective against neonatal hypoxic-ischemic brain injury via inhibition of caspases and AIF. Neurobiol. Dis.21, 358–371. doi: 10.1016/j.nbd.2005.07.015.
32. Park HA, Jonas EA. ΔN-Bcl-xL, a therapeutic target for neuroprotection. Neural Regen Res. 2017 Nov;12(11):1791-1794. doi: 10.4103/1673-5374.219033. PMID: 29239317; PMCID: PMC5745825.
33. Anilkumar U, Prehn JH. Anti-apoptotic BCL-2 family proteins in acute neural injury. Front Cell Neurosci. 2014 Sep 30;8:281. doi: 10.3389/fncel.2014.00281. PMID: 25324720; PMCID: PMC4179715.
34. Miyawaki, T., Mashiko, T., Ofengeim, D., Flannery, R. J., Noh, K. M., Fujisawa,S., et al. (2008). Ischemic preconditioning blocks BAD translocation, BclxL cleavage, and large channel activity in mitochondria of postischemichippocampal neurons. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 4892–4897. doi:10.1073/pnas.0800628105.
35. Li, H., Chen, Y., Jones, A. F., Sanger, R. H., Collins, L. P., Flannery, R., et al. (2008). Bcl-xL induces Drp1-dependent synapse formation in cultured hippocampal neurons. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 2169–2174. doi: 10.1073/pnas.0711647105.
36. Middleton, G., Wyatt, S., Ninkina, N., and Davies, A. M. (2001). Reciprocal developmental changes in the roles of Bcl-w and Bcl-x(L) in regulating sensory neuron survival. Development 128, 447–457.
37. Yao M, Nguyen TV, Pike CJ. Beta-amyloid-induced neuronal apoptosis involves c-Jun N-terminal kinase-dependent downregulation of Bcl-w. J Neurosci. 2005 Feb 2;25(5):1149-58. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4736-04.2005. PMID: 15689551; PMCID: PMC6725978.
38. Hartman ML, Czyz M. BCL-w: apoptotic and non-apoptotic role in health and disease. Cell Death Dis. 2020 Apr 21;11(4):260. doi: 10.1038/s41419-020-2417-0. PMID: 32317622; PMCID: PMC7174325.
39. Wang H, Guo M, Wei H, Chen Y. Targeting MCL-1 in cancer: current status and perspectives. J Hematol Oncol. 2021 Apr 21;14(1):67. doi: 10.1186/s13045-021-01079-1. PMID: 33883020; PMCID: PMC8061042.
40. Anilkumar U, Khacho M, Cuillerier A, Harris R, Patten DA, Bilen M, Iqbal MA, Guo DY, Trudeau LE, Park DS, Harper ME, Burelle Y, Slack RS. MCL-1Matrix maintains neuronal survival by enhancing mitochondrial integrity and bioenergetic capacity under stress conditions. Cell Death Dis. 2020 May 5;11(5):321. doi: 10.1038/s41419-020-2498-9. PMID: 32371858; PMCID: PMC7200794.
41. Widden H, Placzek WJ. The multiple mechanisms of MCL1 in the regulation of cell fate. Commun Biol. 2021 Sep 2;4(1):1029. doi: 10.1038/s42003-021-02564-6. PMID: 34475520; PMCID: PMC8413315.
42. Chernyuk D, Callens M, Polozova M, Gordeev A, Chigriai M, Rakovskaya A, Ilina A, Pchitskaya E, Van den Haute C, Vervliet T, Bultynck G, Bezprozvanny I. Neuroprotective properties of anti-apoptotic BCL-2 proteins in 5xFAD mouse model of Alzheimer's disease. IBRO Neurosci Rep. 2023 Feb 23;14:273-283. doi: 10.1016/j.ibneur.2023.02.005. PMID: 36926591; PMCID: PMC10011438.
43. Callens, M., Kraskovskaya, N., Derevtsova, K., Annaert, W., Bultynck, G., Bezprozvanny, I., Vervliet, T. The role of Bcl-2 proteins in modulating neuronal Ca2+ signaling in health and in Alzheimer's disease. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Molecular Cell Research. – 2021. – Vol. 1868, Issue 6.
44. Ryan KC, Ashkavand Z, Norman KR. The Role of Mitochondrial Calcium Homeostasis in Alzheimer's and Related Diseases. Int J Mol Sci. 2020 Dec 1;21(23):9153. doi: 10.3390/ijms21239153. PMID: 33271784; PMCID: PMC7730848.
45. Zhang Y, Rao X, Wang J, Liu H, Wang Q, Wang X, Hua F, Guan X, Lin Y. Mitochondria-Associated Membranes: A Key Point of Neurodegenerative Diseases. CNS Neurosci Ther. 2025 May;31(5):e70378. doi: 10.1111/cns.70378. PMID: 40406921; PMCID: PMC12099310.
46. Moujalled D, Strasser A, Liddell JR. Molecular mechanisms of cell death in neurological diseases. Cell Death Differ. 2021 Jul;28(7):2029-2044. doi: 10.1038/s41418-021-00814-y. Epub 2021 Jun 7. PMID: 34099897; PMCID: PMC8257776.
47. Erekat, N. S. (2022). Apoptosis and its therapeutic implications in neurodegenerative diseases. Clinical Anatomy, 35(1), 65–78. https://doi.org/10.1002/ca.23792
48. Liu T, Kong X, Qiao J, Wei J. Decoding Parkinson's Disease: The interplay of cell death pathways, oxidative stress, and therapeutic innovations. Redox Biol. 2025 Sep;85:103787. doi: 10.1016/j.redox.2025.103787. Epub 2025 Jul 23. PMID: 40712453; PMCID: PMC12312120.

Авторы
Кузнецова Юлия Борисовна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
Студент педиатрического факультета УГМУ
julia.kuz131324@yandex.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Ноздричева Анна Александровна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
Студент педиатрического факультета УГМУ
anna.nozdricheva2006@gmail.com
Екатеринбург, Российская Федерация

Зинченко Эмилия Владимировна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
Студент педиатрического факультета УГМУ
emi.zinchenko@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Кощеева Мария Владимировна
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
Студент педиатрического факультета УГМУ
kmv.koscheeva2006@mail.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Мелехин Всеволод Викторович
ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
К.м.н., доцент кафедры биологии и биотехнологий УГМУ
ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»), научно-образовательный и инновационный центр химико-фармацевтических технологий химико-технологического института
Доцент, заведующий лаборатории первичного биоскрининга, клеточных и генных технологий НОиИЦ ХФТ ХТИ УрФУ
ORCID: 0000-0003-3107-8532
eLibrary SPIN: 6976-2140
v.v.melekhin@urfu.ru
Екатеринбург, Российская Федерация

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России), кафедра биологии и биотехнологий
620028 Россия, Екатеринбург, ул. Репина, 3.
usma@usma.ru
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» (ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»), научно-образовательный и инновационный центр химико-фармацевтических технологий химико-технологического института
620062 Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19.
contact@urfu.ru