Шпаков Александр Олегович

Должность: профессор
Ученая степень: доктор биологических наук

Кафедра физиологии

С 1989 года и по настоящее время: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Российской академии наук; заместитель директора по науке, руководитель отдела молекулярной фармакологии и биомедицины, заведующий лабораторией молекулярной эндокринологии и нейрохимии.

С 2022 года по настоящее время Санкт-Петербургский государственный университет, Медицинский институт: профессор.

WoS Researcher ID: R-6581−2016
Scopus Author ID: 35 231 150 500
ORCID: 0000−0002−4293−3162
SPIN: 6335−8311
РИНЦ: 87 662
Число публикаций: 699 (РИНЦ); 434 (Scopus)
Индекс Хирша: 27 (РИНЦ); 20 (Scopus)

Основные научные результаты за последние 5 лет

Разработаны новые низкомолекулярные аллостерические регуляторы рецептора лютеинизирующего гормона на основе тиенопиримидинов, продемонстрирована их способность стимулировать тестикулярный стероидогенез у самцов крыс, а также улучшать сперматогенез, в том числе в условиях андрогенной недостаточности, вызванной сахарным диабетом, метаболическим синдромом и при старении. Наиболее активные аналоги (TP03, TP04, TPX3) сопоставимы по активности с препаратами гонадотропинов, но не вызывают десенситизации рецепторов ЛГ в семенниках.

Разработаны новые низкомолекулярные регуляторы рецептора тиреотропного гормона (ТТГР) на основе тиенопиримидинов, взаимодействующие с трансмембранным аллостерическим сайтом рецептора и по результатам экспериментов in vitro и in vivo имеющие различный фармакологический профиль. Наиболее активные из них — соединение TPY3m с активностью ТТГР-агониста и соединения TPY1 и TPY5 с активностью ТТГР-антагонистов/инверсионных агонистов. Эти соединения являются хорошими кандидатами для создания препаратов, направленных на лечение патологии щитовидной железы, обусловленной изменением активности ТТГР.

Установлены и изучены центральные механизмы развития метаболических и гормональных нарушений при сахарном диабете 2 типа и метаболическом синдроме, которые включают изменения функциональной активности инсулиновой, лептиновой, меланокортиновой и моноаминергических систем в гипоталамусе, среднем мозге, гиппокампе. С помощью иммуногистохимических подходов оценены изменения плотности и распределения ключевых компонентов этих систем, которые специфичны как в отношении определенных отделов мозга, так и определяются характером метаболических расстройств.

Расшифрованы гипоталамические механизмы восстанавливающего эффекта антидиабетического препарата метформина при диета-индуцированном и генетически-обусловленном ожирении у грызунов на пищевое поведение, инсулиновую чувствительность и липидный обмен. Установлена роль в них гипоталамических каскадов, включающих Akt-киназу и АМФ-активируемую протеинкиназу, а также оценено влияние метформина на биогенез митохондрий, апоптотические процессы и окислительный стресс в гипоталамусе.

Установлена роль лептина и его каскадов в нарушении чувствительности семенников к стимулирующему действию гонадотропинов и в контроле сперматогенеза у грызунов в условиях экспериментального сахарного диабета, разработаны подходы для коррекции гипоталамического лептинового сигналинга с помощью С-концевого фрагмента лептина.

Доказана эффективность интраназального способа введения инсулина как в отдельности, так и в комбинациях с С-пептидом проинсулина, метформином, ганглиозидами и наделенным антиоксидантной активностью витамином Е для коррекции когнитивных функций и улучшения функционирования гипоталамо-гипофизарной системы у грызунов с экспериментальным диабетом и метаболическим синдромом.

Разработаны новые ингибиторы протеинфосфотирозинфосфатазы 1 В, изучены молекулярные механизмы их действия на лептиновую и инсулиновую сигнальные системы в гипоталамусе и на периферии, а также показана их способноть снижать аппетит и нормализовать инсулиновую и лептиновую чувствительность в условиях in vivo, в том числе в условиях метаболических расстройств.

Основные публикации за последние 5лет

1. Bakhtyukov A.A., Derkach K.V., Gureev M.A., Dar’in D.V., Sorokoumov V.N., Romanova I.V., Morina I.Yu., Stepochkina A.M., Shpakov A.O. Comparative study of the steroidogenic effect of human chorionic gonadotropin and thieno[2,3-d]pyrimidine-based allosteric agonist of luteinizing hormone receptor in young adult, aging and diabetic male rats // International Journal of Molecular Sciences. 2020. V. 21. № 20. E7493. doi: 10.3390/ijms21207493. PMID: 33 050 653. IF 6.208, Q1
2. Zakharova I.O., Bayunova L.V., Zorina I.I., Sokolova T.V., Shpakov A.O., Avrova N.F. Insulin and alpha-tocopherol enhance the protective effect of each other on brain cortical neurons under oxidative stress conditions and in rat two-vessel forebrain ischemia/reperfusion injury // International Journal of Molecular Sciences. 2021. V. 22. No. 21. E11768. https://doi.org/10.3390/ijms222111768. PMID: 34 769 198. IF 6.208, Q1
3. Shpakov A.O. Allosteric Modulators of G Protein-Coupled Receptors // International Journal of Molecular Sciences. 2022. V. 23. No. 6. E2934. https://doi.org/10.3390/ijms23062934. PMID: 35 328 355. WOS: 775 371 700 001. IF 6.208, Q1
4. Zakharova I.O., Sokolova T.V., Bayunova L.V., Zorina I.I., Rychkova M.P., Shpakov A.O., Avrova N.F. The Protective Effect of Insulin on Rat Cortical Neurons in Oxidative Stress and Its Dependence on the Modulation of Akt, GSK-3beta, ERK½, and AMPK Activities // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. № 15. pii: E3702. doi: 10.3390/ijms20153702. PMID: 31 362 343. PMCID: PMC6696072. IF 6.208, Q1
5. Bakhtyukov A.A., Derkach K.V., Sorokoumov V.N., Stepochkina A.M., Romanova I.V., Morina I.Yu., Zakharova I.O., Bayunova L.V., Shpakov A.O. The effects of separate and combined treatment of male rats with type 2 diabetes with metformin and orthosteric and allosteric agonists of luteinizing hormone receptor on steroidogenesis and spermatogenesis // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 23. № 1. 198. ijms-1 511 208. https://doi.org/10.3390/ijms23010198. PMID: 35 008 624. IF 6.208, Q1
6. Shpakov A.O. Improvement effect of metformin on female and male reproduction in endocrine pathologies and its mechanisms // Pharmaceuticals (Basel). 2021. V. 14. No 1. E42. doi: 10.3390/ph14010042. PMID: 33 429 918. IF 5.215, Q1
7. Kornyushin O.V., Sonin D.L., Polozov A.S., Masley V.V., Istomina M.S., Papayan G.V., Mukhametdinova D.V., Cheburkin Y.V., Toropova Y.G., Zelinskaya I.A., Neimark A.E., Derkach K.V., Shp[akov A.O., Galagudza M.M. Effects of three types of bariatric interventions on myocardial infarct size and vascular function in rats with type 2 diabetes mellitus // Life Sciences. 2021. V. 279. Article 119 676. doi: 10.1016/j.lfs.2021.119 676. PMID: 34 087 285. WOS:664 113 400 006. IF 6.78, Q1
8. Romanova I.V., Mikhailova E.V., Mikhrina A.L., Shpakov A.O. Type 1 melanocortin receptors in pro-opiomelanocortin-, vasopressin- and oxytocin-immunopositive neurons in different areas of mouse brain // The Anatomical Record (Hoboken). 2023. V. 306. № 9. P. 2388−2399. https://doi.org/10.1002/ar.24 934. PMID: 35 475 324.
9. Shpakov A.O., Zorina I.I., Derkach K.V. Hot spots for the use of intranasal insulin: cerebral ischemia, brain injury, diabetes mellitus, endocrine disorders and postoperative delirium // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 4. 3278. doi: 10.3390/ijms24043278. PMID: 36 834 685.
10. Derkach K.V., Gureev M.A., Babushkina A.A., Mikhaylov V.N., Zakharova I.O., Bakhtyukov A.A., Sorokoumov V.N., Novikov A.S., Krasavin M., Shpakov A.O., Balova I.A. Dual PTP1B/TC-PTP Inhibitors: Biological Evaluation of 3-(Hydroxymethyl) cinnoline-4(1H)-ones // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 5. 4498. doi: 10.3390/ijms24054498. PMID: 36 901 928.
11. Zorina I.I., Avrova N.F., Zakharova I.O., Shpakov A.O. Prospects for the Use of Intranasally Administered Insulin and Insulin-Like Growth Factor-1 in Cerebral Ischemia // Biochemistry (Moscow). 2023. V. 88. № 3. P. 374−391. doi: 10.1134/S0006297923030070. PMID: 37 076 284.
12. Shpakov A.O. Allosteric Regulation of G-Protein-Coupled Receptors: From Diversity of Molecular Mechanisms to Multiple Allosteric Sites and Their Ligands // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 7. 6187. https://doi.org/10.3390/ijms24076187. PMID: 37 047 169. WOS: 968 940 900 001.
13. Gusev K., Shalygin A., Kolesnikov D., Shuyskiy L., Makeenok S., Glushankova L., Sivak K., Yakovlev K., Orshanskaya Y., Wang G., Bakhtyukov A., Derkach K., Shpakov A., Kaznacheyeva E. Reorganization and suppression of store-operated calcium entry in podocytes of type 2 diabetic rats // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 8. 7259. https://doi.org/10.3390/ijms24087259. PMID: 37 108 424.
14. Shpakov A.O. Allosteric sites and allosteric regulators of G protein-coupled receptors — gray cardinals of signal transduction // J. Evol. Biochem. Physiol. 2023. V. 59. Suppl.1. P. S1-S106. doi: 10.1134/S0022093023070013.
15. Derkach K.V., Lebedev I.A., Morina I.Yu., Bakhtyukov A.A., Pechalnova A.S., Sorokoumov V.N., Kuznetsova V.S., Romanova I.V., Shpakov A.O. Comparison of steroidogenic and ovulation-inducing effects of orthosteric and allosteric agonists of luteinizing hormone/chorionic gonadotropin receptor in immature female rats // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 23. 16 618. https://doi.org/10.3390/ijms242316618. PMID: 38 068 943.

Опыт руководства научными проектами и участия в них за последние 5 лет

1. РФФИ и ДНТ 18−515−45 004 ИНД_а (2018−2019 гг.) "Изменения регуляторных эффектов апелина и лептина на стероидогенез и сперматогенез в семенниках грызунов с сахарным диабетом 2-го типа и разработка подходов для их коррекции" (Руководитель)
2. ПФНИ ГЗ № АААА-А18−118 012 290 427−7 (2018−2021 гг.) "Механизмы возникновения нервно-психических, метаболических и гормональных дисфункций при нервных и эндокринных заболеваниях и пути их коррекции" (Руководитель)
3. РНФ № 19−14−114 (2019−2021 гг.) "Молекулярные механизмы функционирования кальциевых каналов в эпителиальных клетках гломерулы в норме и при генетически-обусловленной и диабетической нефропатиях" (Исполнитель)
4. РНФ № 19−75−20−122 (2019−2025 гг.) "Разработка и изучение механизмов действия новых регуляторов репродуктивной и тиреоидной систем на основе тиенопиримидинов" (Руководитель)
5. ПФНИ ГЗ № 122 022 600 170−5 (2022−2024 гг.) "Молекулярные механизмы нарушений при эндокринных и нейродегенеративных заболеваниях и пути их коррекции" (Руководитель)
6. Соглашение № 075−15−2022−296 (2022−2024 гг.), Грант МинОбрНауки в форме субсидии на создание и развитие НЦМУ "Павловский центр "Интегративная физиология — медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости". Мероприятия 8,9 и 10 (Руководитель)

Участие в международных конференциях:

В 1987 г. Шпаков А. О. окончил химический факультет Ленинградского государственного университета (кафедра химии природных соединений). С 1987 по 1989 г. работал в лаборатории пептидного синтеза Института высокомолекулярных соединений АН СССР в должности стажера-исследователя. В течение 30 лет, с 1989 г. и по настоящее время работает в лаборатории молекулярной эндокринологии (ныне — лаборатории молекулярной эндокринологии и нейрохимии) Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Российской академии наук (ИЭФБ РАН), с 2009 г. — в должности заведующего лабораторией молекулярной эндокринологии и нейрохимии, с 2021 г. — руководитель отдела молекулярной фармакологии и биомедицины ИЭФБ РАН. С 2015 г. и по настоящее время является заместителем директора по науке ИЭФБ РАН. В 1996 г. защитил кандидатскую диссертацию «Теоретическое и экспериментальное исследование участия аденилатциклазной сигнальной системы в механизме действия инсулина и родственных пептидов» (специальность 03.00.04 — биохимия). В 2007 г. защитил докторскую диссертацию «Молекулярные механизмы сопряжения гормональных рецепторов с G-белками в аденилатциклазной сигнальной системе позвоночных и беспозвоночных» (специальность 03.00.04 — биохимия). В 1994—1995 гг. работал в Мэрилендском университете (США).

Шпаков А.О. является автором 10 монографий, посвященных вопросам функционирования и патологии эндокринной системы, 17 глав в международных тематических изданиях и более 1200 научных работ, из которых более 450 — это статьи и обзоры, индексированные в базах Scopus и WoS и опубликованные в ведущих отечественных и зарубежных изданиях. Результаты исследований представлены более чем на 180 конференциях, в том числе на 95 были представлены как пленарные и секционные доклады.

Шпаков А.О. является членом Ученого и Диссертационного Советов ИЭФБ РАН (с 2009 г.), членом Американской ассоциации диабета (с 2001 г.), членом Российского Биохимического общества и Физиологического общества им. И. П. Павлова. Дважды, в 2008 и 2009 гг. становился лауреатом конкурса, организованного Фондом содействия отечественной науке «Выдающиеся ученые. Кандидаты и доктора наук РАН». Под руководством Шпакова А. О. защищено 8 кандидатских диссертаций, более 20 бакалаврских и магистерских работ.

Женат, имеет троих взрослых детей и двух внуков.