Размер шрифта

A
A

Межстрочный интервал

A
A

Цвет

A
A

Нейробиологи ЮФУ ищут способ ограничить распространение инфаркта в пенумбре

09.03.2016

Группа учёных Лаборатории молекулярной нейробиологии Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ под руководством Анатолия Узденского занимаются исследованием внутриклеточных сигнальных процессов, контролирующих нейродегенерацию и нейропротекцию в пенумбре после локального фототромботического инфаркта в коре мозга крысы.

Инсульт – третья причина смертности и ведущая причина инвалидности людей. Нарушение кровотока в результате закупорки сосудов вызывает локальный инфаркт (отмирание) нервной ткани. В ядре инфаркта очень быстро, за минуты развивается некроз клеток, что исключает лечение, так как диагностика и первичное скоропомощное лечение требует много времени. Это повреждение распространяется на соседние области и вызывает в переходной зоне (пенумбре) клеточную смерть. Этот процесс происходит медленнее, в течение нескольких часов, что дает время для защиты нервной ткани пенумбры и ограничения зоны поражения. Основная проблема – поиск нейропротекторов, способных ограничить распространение очага повреждения. Но, несмотря на громадные усилия медиков, биологов и фармакологов, пока не удалось найти надежный препарат для лечения последствий инсульта. Для этого нужно больше знать о белках, участвующих в реакциях нервной ткани на повреждение.

В работе учёных проведено исследование изменений более 400 сигнальных и нейроспецифических белков в пенумбре в коре мозга крысы через разное время после фокального фототромботического инфаркта (ФТИ). Эта модель инсульта, в которой локальное повреждение нервной ткани индуцируется локальным 3-мм лазерным облучением коры мозга крысы, которой вводили специальный краситель, вызывающий закупорку сосудов при облучении. Было выявлено 26 белков и 76 белков, чей уровень повышался через 1 и 4 часа после воздействия, соответственно, а также 46 и 40 белков, чей уровень понижался.

Оказалось, что в пенумбре одновременно протекали и нейродегенеративные, и нейропротекторные процессы, выражающиеся в повышении или понижении экспрессии различных сигнальных и нейроспецифических белков. Эти белки относились к группам белков, регулирующих программированную клеточную смерть (апоптоз) и защищающих от нее. Также повышался или понижался уровень ряда сигнальных белков, регулирующих целый набор клеточных функций от метаболизма, белкового синтеза и деления клеток до апоптоза. Деструкция и перестройки ткани были связаны с снижением уровня разных элементов цитоскелета – промежуточных волокон, микротрубочек и актиновых нитей. Но также повышалась экспрессия белков, функционально связанных с клеточным цитоскелетом. Это могло быть отражением восстановительных и репарационных процессов.

На процессы, связанные с выживаемостью клеток и восстановлением ткани пенумбры, указывает повышение уровня нескольких белков, осуществляющих межклеточную адгезию и интеграцию клеток в ткани. Также повышался уровень навигационных белков, которые направляют рост аксонов, что могло быть связано с восстановлением нервных связей.

В пенумбре наблюдались разнонаправленные изменения транспортных процессов: подавлялся импорт цитоплазматических белков в ядро и нарушался везикулярный транспорт между внутриклеточными органеллами и клеточной мембраной, разрушались синаптические пузырьки, прекращалась синаптическая передача. Аналогично, в пенумбре наблюдались разнонаправленные изменения экспрессии белков, участвующих в метаболизме нейромедиаторов. дофамина, серотонина и других. Наблюдаемое повышение уровня белков PINK1 и Паркин осуществляющих контроль качества митохондрий и вызывающих митофагию. Эти изменения начинались уже через 1 час после ФТИ, но были более выраженными через 4 часа. Многие из выявленных белков являются новыми и малоизученными. Их роль в нейродегенерации и защитных процессах предстоит изучить подробнее.

На основе этих данные исследователи предполагают построить схему регуляторных процессов в нервной ткани, участвующих в нейродегенерации и нейропротекции в зоне пенумбры и выявить потенциальные молекулярные мишени, фармакологическое воздействие на которые может ограничить распространение инфаркта в пенумбре.