Автореферат (1145746)
Текст из файла
На правах рукописиВЕТРОВОЙОлег ВасильевичРОЛЬ HIF1-ЗАВИСИМОЙ РЕГУЛЯЦИИ ПЕНТОЗОФОСФАТНОГОПУТИ В ОБЕСПЕЧЕНИИ РЕАКЦИЙ МОЗГА НА ГИПОКСИЮ03.01.04 – БиохимияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукСанкт-Петербург20182Работа выполнена на кафедре биохимии Биологического факультетаФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»Научный руководитель:Официальные оппоненты:Ещенко Наталья Дмитриевнадоктор биологических наук, профессоркафедры биохимии Биологического факультетаФГБОУ ВО «Санкт-Петербургскийгосударственный университет», г. Санкт-ПетербургКирова Юлия Игоревнадоктор биологических наук, ведущий научныйсотрудник лаборатории биоэнергетикии проблем гипоксии ФГБНУ НИИ общейпатологии и патофизиологии РАН, г.
МоскваЖуравин Игорь Александровичдоктор биологических наук, профессор,заведующий лабораторией сравнительнойфизиологии и патологии ЦНС, ФГБУН Институтэволюционной физиологии и биохимииим. И.М. Сеченова РАН, г. Санкт-ПетербургВедущая организация: ФГБНУ «Томский национальный исследовательскиймедицинский центр РАН», г. Томск.Защита состоится 26 апреля 2018 г.
в 16:00 часов на заседании Диссертационногосовета Д.212.232.10 по защите докторских и кандидатских диссертаций на базеФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет» по адресу:199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9, ауд. 90.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. А.М. ГорькогоФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет» по адресу:199034, Санкт-Петербург, Университетская наб.
д. 7/9, а также на сайте СанктПетербургскогогосударственногоуниверситетапоадресу:https://disser.spbu.ru/files/disser2/disser/8t2dZr6WnD.pdfe-mail: n.alekseev@spbu.ruтел.: +7 (812) 328-95-74Автореферат разослан 26 февраля 2018 г.Учёный секретарьДиссертационного совета 212.232.10,доктор биологических наук, профессорН.П. Алексеев3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. Нарушение кислородного снабжениямозга рассматривается в настоящее время как ключевой фактор в развитиимножества неврологических заболеваний. Тяжелые формы гипоксического стресса,такие как ишемический инсульт, представляют собой одну из самыхраспространенных причин смерти и снижения качества жизни. Поэтому поиск путейповышения устойчивости мозга к гипоксии/ишемии представляет собой одну изважнейших задач современной биологии и медицины.
Основные подходы длярешения этой задачи включают не только разработку новых лекарственных средств,но и использование немедикаментозных методов мобилизации эндогенныхзащитных механизмов (Самойлов и др., 2012). Особого внимания среди такихнемедикаментозных методов заслуживает посткондиционирование (ПостК) предъявление экстремальных воздействий умеренной интенсивности особям,пережившим тяжелое повреждающее воздействие (Zhao et al., 2003), с цельюмобилизации эндогенных адаптивных и регенеративных механизмов.Настоящееисследованиенаправленонаизучениемеханизмовнейропротективного действия гипоксического посткондиционирования, а также нарасширение представлений о метаболических перестройках мозга, лежащих воснове патологических и адаптивных реакций на гипоксию и реоксигенацию. Вфокусе нашего внимания была роль гипоксия-индуцируемого фактора-1 (HIF1) врегуляции пентозофосфатного пути (ПФП) метаболизма глюкозы – основногоисточника НАДФН в мозге.
В связи с тем, что без НАДФН невозможновосстановление таких антиоксидантов как тиоредоксины и глутатион, ПФПпредставляет собой ключевой регулятор эффективности антиоксидантных системмозга. Поскольку опосредованная гипоксией гибель нейронов осуществляется сучастием активных форм кислорода (АФК), изучение вопроса о возможнойвзаимосвязи между гипоксией/реоксигенацией в различных режимах, ключевымрегулятором клеточного ответа на гипоксию, HIF1, пентозофосфатным путем иопосредованными им функциями является крайне важным как для пониманияэндогенных механизмов адаптации мозга, так и для разработки подходов ктаргетной терапии постгипоксических состояний.Степень разработанности темы исследования. Ранее в лабораториирегуляции функций нейронов мозга Института физиологии им.
И.П.Павлова РАНбыл разработан неинвазивный способ коррекции последствий тяжелойповреждающей гипоксии мозга сеансами умеренной гипобарической гипоксии(УГГ) - воздействия на организм пониженным атмосферным давлением,приводящим к ослаблению кислородного снабжения (патент РФ №2437164). Вмоделях на крысах показано, что посткондиционирование (ПостК) трехкратной УГГэффективно предотвращает индуцируемую тяжелой гипоксией гибель нейроновгиппокампа и неокортекса, способствует функциональной реабилитации послетяжелой гипобарической гипоксии (ТГ) или психоэмоциональных стрессов,нормализуя активность гипоталамо-гипофизарно адренокортикальной системы иповедение у крыс (Rybnikova et al., 2012).
При этом, в отличие от ишемическихмоделей (Gao et al., 2008), нейропротекция наблюдается даже в тех случаях, когда4ПостК производится в отдаленный период после повреждающего воздействия (1-3дня). Однако, помимо описательных данных, информации о конкретных механизмахреализации протективного действия ПостК УГГ на сегодняшний день недостаточно.Роль ключевого регулятора адаптации к гипоксии отводится гипоксияиндуцируемому фактору-1 (HIF1), в связи с чем в мировой литературе активнообсуждается возможность фармакологической активации HIF1 с целью терапии, вчастности, постинсультных состояний.
Однако, патогенез относительнонепродолжительных острых форм гипоксии/ишемии в первую очередь реализуется впериод реоксигенации (Nita et al., 2001), когда неконтролируемая активация данногофактора транскрипции на фоне дефицита активности киназ, ответственных заобеспечение правильного патттерна пост-трансляционных модификаций HIF1 (Chenet al., 2003, Vetrovoy et al., 2015), потенциально способна оказывать дезадаптивныйэффект, что может вносить неблагоприятный вклад в формированиепостгипоксических патологий (Sun Y. et al., 2017). Поэтому вопрос о конкретнойроли HIF1 в реализации эффектов тяжелых форм гипоксии также остаетсяоткрытым.Цель исследования. Изучить молекулярные механизмы, лежащие в основенейропротективного действия гипоксического посткондиционирования прикомпенсации последствий тяжелой гипоксии мозга крыс, и оценить роль HIF1 вреализации эффектов тяжелой гипоксии.Задачи.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:1. Исследовать влияние гипоксического посткондиционирования на развитиепроцессов клеточной гибели в гиппокампе и неокортексе крыс, пережившихтяжелую гипоксию.2. Провести сравнительный анализ содержания нейропротективных белков Bcl-2и BDNF в гиппокампе и неокортексе крыс, переживших тяжелую гипоксию итяжелую гипоксию в сочетании с гипоксическим посткондиционированием.3. Сравнитьэффектытяжелойгипоксииигипоксическогопосткондиционирования на активность пентозофосфатного пути и связанные сним процессы регуляции окислительно-восстановительного статуса исвободнорадикального окисления в гиппокампе и неокортексе крыс.4. Изучить роль HIF1 в реализации процессов клеточной гибели в гиппокампекрыс, переживших тяжелую гипоксию.5.
Определить влияние HIF1 на активность пентозофосфатного пути и связанныес ПФП процессы регуляции окислительно-восстановительного статуса исвободнорадикального окисления в гиппокампе крыс, переживших тяжелуюгипоксию.6. В модели трехкратной умеренной гипобарической гипоксии проанализироватьвзаимосвязь между активностью HIF1 и транскрипцией ключевого ферментапентозофосфатного пути, глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы.Научная новизна. В результате проведенных исследований с применениеммодели умеренной гипобарической гипоксии (УГГ) in vivo в гиппокампе крысвпервые выявлена обратная связь между активностью HIF1 и транскрипцией Г6ФДГ5– первого скорость-лимитирующего фермента ПФП. Впервые установлено, чтотяжелая гипоксия (ТГ) и последующая реоксигенация, вызывающие краткосрочнуюгиперэкспрессию регуляторной альфа субъединицы HIF1 (HIF1a) в СА1 полегиппокампа, индуцируют снижение количества и активности Г6ФДГ, а такжеколичества НАДФН, что сопровождается окислительным стрессом и запускомпроцессов апоптотической клеточной гибели.
Приоритетными являются результаты,доказывающие, что воздействие на крыс, переживших ТГ, УГГ в режиме ПостКлибо инъекция ингибитора HIF1 топотекана непосредственно перед ТГпредотвращают отсроченное уменьшение количества и активности Г6ФДГ,увеличивая уровень НАДФН. Это сопровождается нормализацией окислительновосстановительного статуса и снижением свободнорадикального окисления, а такжепредотвращением апоптотических процессов в гиппокампе.Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты работырасширяют современные представления о молекулярно-биологических процессах,приводящих к развитию постгипоксических патологий, и способствуют пониманиюмеханизмов антиапоптотического и антиоксидантного действия гипоксическогопосткондиционирования.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
