Диссертация (1174189), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В группе ОРЗКколичество Cx47+-клеток увеличивается в DREZ и CC в 1,5–2 раза. На7 сутки реадаптации на Земле после космического полѐта изменения вчисленности Cx47+-клеток зарегистрированы только в DREZ.Пребывание мышей в течение 30 суток в условиях ОРЗК икосмическогополѐтаприводиткснижениюэкспрессиимаркеровмиелинобразующих клеток в шейном утолщении спинного мозга, чтодополняеткартинупатогенезагипогравитационногодвигательногосиндрома. Увеличение количества Cx47+-клеток соответствует сдвигам,происходящим в популяции астроцитов и олигодендроцитов. Представляетсявесьма вероятным, что возрастание экспрессии Cx47 отражает процессусиления межклеточной коммуникации в глие.
Увеличение экспрессиимаркеров миелинобразующих клеток на 7 сутки реадаптации на Земле послекосмического полѐта свидетельствует о восстановлении отклоняющихсяпоказателей,подтверждаетдостоверностьизмененийиммуноцитохимических параметров миелинобразующих клеток в ходесобственно космического полѐта и указывает на потенциальную возможностьдостаточнобыстройнормализациипатологическихотклонениймиелиновых волокнах при гипогравитационном двигательном синдроме.68вМикроглияВ группе ОРЗК, полѐтной и восстановленной полѐтной группах Iba1 +клетки в шейном утолщении спинного мозга мыши имеют как округлуюформу без отростков, так и неправильную отростчатую (рис. 18).
Всоответствующих контрольных группах выявлены в основном клеткиокруглой формы. Различие в морфологии клеток микроглии спинного мозгасвидетельствует об их реакции на гипогравитацию.В полѐтной группе количество Iba1+-клеток увеличивается во всехзонах подсчѐта. В белом веществе их количество возрастает в 2–3 раза посравнению с контрольной полѐтной группой. В сером веществе наибольшийприрост наблюдается в зоне СС, где количество Iba1+-клеток увеличивается в9,2 раза.В группе ОРЗК наблюдается достоверное увеличение числа Iba1 +клеток как в зонах серого (DREZ и СС), так и белого (VF и CST) вещества.Клетки по зонам подсчѐта распределены неравномерно с преобладанием вVF, наименьшее количество Iba1+-клеток обнаружено в DREZ.
Присравнении групп ОРЗК и космического полѐта выявлено достоверноеувеличение числа Iba1+-клеток в полѐтной группе во всех зонах подсчѐта,кроме VF. В среднем в полѐтной группе количество Iba1+-клеток в 2,5 разабольше, чем в группе ОРЗК. При этом количество клеток с неправильнойотростчатой формой преобладает в полѐтной группе.Достоверные различия между восстановленной и контрольнойвосстановленной группами зарегистрированы только в зоне CC. Здесь ввосстановленной полѐтной группе количество Iba1+-клеток в 2 разапревышает их количество в контрольной восстановленной группе.
Востальных зонах подсчѐта достоверных изменений в количестве Iba1+-клетокне выявлено.Особыймикроглии,интереспредставляетпроисходящихизоднакостногоизмозгасубпопуляцийиклетокэкспрессирующихгомеобоксный ген hoxb8 [Chen et al., 2010]. У мутантных по этому гену69мышей имеются дефекты чувствительности, в первую очередь ноцицепции, инарушениеповеденческихреакций,которыесвязываютсклеткамимикроглии именно этой субпопуляции [Holstege et al., 2008; Schlegelmilch etal., 2011]. Не исключено, что подобные нарушения функции могутнаблюдаться в условиях невесомости.В спинном мозге животных контрольных и экспериментальных группHoxB8+-клетки были выявлены только в дорсальной части серого вещества вобласти CC и DREZ (рис. 19). В полѐтной группе количество HoxB8+-клетокувеличивается в 3,4 и 1,6 раз в DREZ и СС, соответственно.
Сдвиги в ОРЗК иполѐтной группах однонаправлены и наиболее выражены в полѐтной группе.Достоверные различия по этому показателю между восстановленной иконтрольной восстановленной группами не выявлены, количество HoxB8+клеток соответствует значениям в аналогичных зонах спинного мозга уинтактных мышей и животных контрольной полѐтной группы. У мышейгруппы ОРЗК количество HoxB8+-клеток возрастает в 3–4 раза по сравнениюс интактными животными. Изменение характера подвижности животного всочетаниисзначительноговоздействиемстрессаувеличенияколичестваприОРЗКклетокявляютсямикроглиипричинойвшейномутолщении спинного мозга.Микроглияможетактивироватьсяпристрессе,воздействииперегрузки, радиации, невесомости и т.п. У полѐтных мышей значительноеувеличение количества Iba1+-клеток может быть связано с синергическимдействием этих факторов в условиях космического полѐта.
Результатыподсчѐта клеток микроглии в восстановленной группе свидетельствуют овосстановлении данного показателя в условиях реадаптации животных наЗемле.Таким образом, активация микроглии при ОРЗК и при космическомполѐте является одним из факторов патогенеза гипогравитационногодвигательного синдрома.70Рис. 18. Экспрессия белка Iba1 (красный) в шейном утолщении спинногомозга на 30 сутки от начала опорной разгрузки задних конечностей (ОРЗК) висследуемых зонах: вентральные канатики (VF), кортикоспинальный тракт вдорсальных канатиках (CST), зона вхождения дорсальных корешков (DREZ),вентральные рога (VH), центральный канал (CC). Ядра визуализированы сDAPI (синий).
Масштаб 100 мкм.71Рис. 19. Экспрессия белка HoxB8 (красный) на 30 сутки от начала опорнойразгрузки задних конечностей (ОРЗК) в исследуемых зонах: вентральныеканатики (VF), кортикоспинальный тракт в дорсальных канатиках (CST),зона вхождения дорсальных корешков (DREZ), вентральные рога (VH),центральный канал (CC). Ядра визуализированы с DAPI (синий). Масштаб100 мкм.725. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВПроведенное нами исследование было направлено на изучение глии вв сером и белом веществе спинного мозга мыши на 30 сутки космическогополѐта на биоспутнике БИОН-М1 и при ОРЗК. В условиях невесомости исимуляции еѐ на Земле в различных зонах спинного мозга выявлена высокаяизменчивость глиальных клеток.Астроцитыспецифическимобразомреагируютнадействиеповреждающего фактора. При этом увеличиваются размеры их перикарионаи отростков [Wilhelmsson et al., 2006], активируется синтез ряда белков, такихкак белок S100B [do Carmo Cunha et al., 2007], белков цитоскелета GFAP, атакже виментина и нестина, характерных для предшественников астроцитов[Sakakibara et al., 2002; Sofroniew, 2005].
Нами показано, что распределениеастроцитов неоднородно в различных областях спинного мозга, с высокойплотностью этих клеток в сером веществе. Полученные нами данныеполостью согласуются с представлением о различии в экспрессии белкаS100B в сером и белом веществе интактного мозга и о гетерогенностиастроцитов по экспрессии GFAP и S100B и по их форме в различных отделахмозга [Emsley, Macklis, 2006].В нашем исследовании было определено уменьшение количестваGFAP+-клеток в VH и CC на 30 сутки космического полѐта.
Данная картинавыявлена также при анализе аналогичного показателя в группе ОРЗК. Этоможет свидетельствовать, во-первых, об однонаправленных реакцияхастроцитов в сером веществе в зоне локализации мотонейронов (VH) и внейрогенной зоне спинного мозга (CC), во-вторых, об одинаковыхизменениях при космическом полѐте и ОРЗК.Причины уменьшения экспрессии GFAP в поясничном утолщенииспинного мозга в условиях ОРЗК и космического полѐта остаются неясными.Из них основной, по-видимому, является апоптоз астроцитов в результатекумулятивного эффекта многих негативных факторов.
К таким факторамможно отнести стресс-реакцию, активацию микроглии и изменение73пенетрабильностиклетоквмозг,очемвнашемисследованиисвидетельствует увеличение количества Hoxb8+-макрофагов. Негативноевлияние гравитации на цитоскелет астроцитов, в том числе и на GFAP, былопоказано в опытах in vitro и in vivo [Nguon et al., 2004; Uva et al., 2002]. Принейродегенертивных заболеваниях изменения в поведении астроцитовсопровождают гибель нейронов в ЦНС.
Так, при боковом амиотрофическомсклерозе показана умеренная гибель нейронов в связи с активациейастроцитов [Tripathi et al., 2017]. Реактивные астроциты вызывают апоптознейронов в условиях совместного культивирования in vitro [Phatnani et al.,2013]. Однако при ОРЗК нейроны не гибнут [Islamov et al., 2011], поэтомупредположение о том, что снижение экспрессии белков астроцитов попричине уменьшения количества астроцитов, кажется маловероятным.Также, вероятно, снижение белка GFAP может быть связано с уменьшениемэкспрессии этого белка в клетках.Значительное уменьшение объѐма ткани в пояснично-крестцовомутолщении спинного мозга [Тяпкина и др., 2013], особенно в VH, можеттакже быть следствием уменьшения количества в этой области астроцитов.Кром е того, в условиях микрогравитации уменьшение объѐма ткани можетбыть результатом угнетения синтеза компонентов внеклеточного матрикса ипоследующего уменьшения количества присутствующей в нем связаннойводы.В патогенезе гипогравитационного двигательного синдрома следуетучитывать и эффект активации астроцитов.
На фоне уменьшения количестваGFAP+-клеток в поясничном утолщении спинного мозга мыши послекосмического полѐта и ОРЗК представляется интересным фактихзначительной активации в DREZ. GFAP+-клетки в этой зоне имеютизменѐнную форму, увеличенный объѐм с выраженными отростками, посравнению с аналогичными показателями у интактных животных и мышейконтрольной полѐтной группы. Нами проведѐн анализ флуоресцентнойплотности белка GFAP в DREZ, данные которого коррелируют с результатом74подсчѐта количества GFAP+-клеток.
Увеличение флуоресцентной плотностибелка GFAP и количества GFAP+-клеток свидетельствует о реактивномастроглиозе в этой зоне. Такое изменение со стороны GFAP+-астроцитов вDREZ можно было бы объяснить специфичностью этой зоны, котораяявляется границей между центральной и периферической нервнымисистемами и представляет собой путь, через который афференты входят вЦНС. Угрызунов в постанатальном периоде в DREZ обнаружен особенныйфенотип астроцитов, экспрессирующих тенасцин-С и хондроитин 6-сульфатсодержащие протеогликаны [Yang et al., 2016]. Можно предположить, что вразных морфологических зонах спинного мозга астроциты по-разномуреагируют на воздействие микрогравитации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
