Диссертация (1174189), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Это представление согласуетсяс общей концепцией о выраженной гетерогенности астроцитов в ЦНС, атакже с данными о гетерогенности популяции реактивных астроцитов. Так, вработе Liddelow S. et al. [2017] при ишемии головного мозга былиобнаружены два разных типа реактивных астроцитов (A1 и A2).
При этомастроциты типа A1 экспрессируют ряд белков, негативно влияющих наструктуры синапсов в спинном мозге. Напротив, астроциты типа A2экспрессируютнейротрофическиефакторы,стимулирующиенейрорегенерацию.На 30 сутки космического полѐта нами выявлено достоверноеувеличение количества S100B+-клеток в белом (VF и CST) и сером (CC)веществе спинного мозга.
При этом в белом веществе увеличение данногопоказателя менее выражено. В DREZ показано увеличение флуоресцентнойплотности белка S100B, что коррелирует с увеличением этого показателя дляGFAP в этой же зоне. При этом стоит отметить, что белок S100Bэкспрессируется не только в астроглие, но также в различной степени вдифференцированныхолигодендроцитах,предшественникахнервныхклеток, питуицитах, эпендимоцитах и др. [Sofroniew et al., 2014]. С помощьюдвойной иммунофлуоресцентной реакции нами выделено как минимум двепопуляции астроцитов в спинном мозге мыши, такие как GFAP+/S100B- и75GFAP+/S100B+-клетки. При этом количество GFAP+/S100B+-астроцитовзначительно меньше, чем GFAP-/S100B+-клеток (не астроцитов) и составляетпримерно половину количества S100B+-клеток.
Количество GFAP+/S100B-астроцитов снизилось в большей мере, чем количество GFAP+/S100B+астроцитов. Это свидетельствует о том, что значительный прирост S100B+клеток в условиях космического полѐта приходится на неастроцитарнуюглию. при ОРЗК количество S100B+-клеток снижается, а в условияхкосмического полѐта в тех же зонах, наоборот, повышается.Белок S100B, как Са2+-связывающий белок группы EF-hand, можетвыполнять разнообразные функции во внутриклеточных связях [Donato et al.,2013].
Он вызывает быструю перестройку цитоскелета, изменение формыклеток и их способность к миграции, что опосредуется через Src киназу истимулирование PI3K/Akt и PI3K/RhoA сигнальные пути [Brozzi et al., 2009].С другой стороны, снижение при ОРЗК экспрессии белка S100B в астроцитахможет отражать изменения их морфофункционального состояния, в томчисле и характер взаимодействия с нейронами. Белок S100B поддерживаетвыживание аксотомированных мотонейронов и рассматривается в качественейротрофического фактора в спинном мозге [Iwasaki et al., 1997].
Этотвзгляд согласуется с устоявшимся представлением о том, что членысемействаS100участвуютврегуляциифосфорилированиябелков,активности ферментов, экспрессии белков цитоскелета, транскрипционныхфакторов, пролиферации и дифференцировки клеток [Donato et al., 2013]. Вэтом отношении наиболее значимым представляется участие белка S100B врегуляции Ca2+-гомеостаза в нейронах и глие.
Модулирующее действие белкаS100B на кальциевый гомеостаз реализуется путѐм влияния на активностьCa2+-зависимых молекул, таких как кальмодулин, протеинкиназа С, кальпаини др. [Donato et al., 2009; 2013], и через повышение Ca2+-проницаемостимембраны и высвобождение Ca2+ из внутриклеточных депо [Barger, VanEldik, 1995].76Конкретные представители семейства S100 способны секретироватьсяв межклеточное пространство и влиять на жизнеспособность нейронов,пролиферацию и дифференцировку астроцитов. Белок S100B при низкихконцентрациях в межклеточном пространстве, действуя через рецепторыRAGE(receptorforadvancedglycationend-products),оказываетподдерживающее влияние на нейроны и снижает реактивность микроглии[Sorci et al., 2013].Такимобразом,входеисследованияобнаруженоснижениеколичества GFAP+- астроцитов в большинстве зон серого и белого вещества.Однако значительное увеличение этих клеток в DREZ свидетельствует обгетерогенностипопуляцииастроцитоввспинноммозгемыши,и,соответственно, различному ответу на воздействие микрогравитации вусловиях космического полѐта и ОРЗК.Изменения фенотипа миелинобразующих клеток в ЦНС являютсяодними из ведущих составляющих в патогенезе хронической травмыспинного мозга, нейропатии, нейродегенеративных и других заболеванийнервной системы.
Выполненное нами исследование показало снижениеэкспрессии ряда маркеров миелинобразующих клеток в поясничном отделеспинного мозга при ОРЗК и космическом полѐте. Миелинизация в ЦНСконтролируется транскрипционными факторами, основные из которых – этобелки Olig1, Olig2 [Mei et al, 2013]. Маркером состояния миелина в ЦНСявляется белок OSP, основная функция которого заключается во влиянии напроницаемость между слоями миелиновых оболочек [Morita et al., 1999].Снижение экспрессии OSP в спинном мозге свидетельствует о нарушениипроцесса миелинизации [Furuse, Tsukita, 2002]. Согласно нашим данным,Olig2+-клетки неравномерно распределены в спинном мозге, с высокойплотностью в зонах VH и СST как в норме, так и в условияхмикрогравитации.
При этом в условиях космического полѐта наблюдаетсяснижение численности данной популяции клеток. Только в DREZ былозарегистрировано одновременное увеличение количества Olig2 +-клеток и77микроглии, наряду с упомянутыми для этой локализации астроцитами. ПриОРЗК во всех зонах морфометрии выявлено увеличение количества Olig2+клеток, что свидетельствует об их активации.Транскрипционный фактор Olig2, принадлежащий семейству basic helixloop-helix (bHLH), играет ключевую роль в каскадах регуляции транскрипциив ходе генеза мотонейронов и олигодендроцитов в пределах вентральнойчасти спинного мозга. В спинном мозге взрослых мышей Olig2 можетподдерживатьсостояниепредположениямиелиновойсвидетельствуютоболочки.данные,Впользуполученныенаэтогомоделидемиелинизации у мышей, согласно которым Olig2 в неделящихсяпредшественникахолигодендроцитовобразуеткомплекссдругимтранскрипционным фактором из Wnt сигнального пути [Fu et al., 2002].
Olig2,как и другие helix-loop-helix транскрипционные факторы, такие как MyoD иNeuroD2, не имея трансдукционного домена белка (protein transductiondomain, PTD), тем не менее, обладает способностью проникать черезклеточные мембраны [Mie et al., 2012]. Это означает, что выделенный вмежклеточноепространствотранскрипционныйфакторможетинтернализоваться во многих клетках в микроокружении и стимулировать ихдифференцировку. Такое действие Olig2 на олигодендроциты и ихпредшественники в условиях нарушения структуры миелина при ОРЗКможет иметь позитивное приспособительное значение.Увеличение количества Olig2+-клеток может осуществляться за счѐтих пополнения из пула предшественников, к которым в частности, относятNG2-клетки [Trotter et al., 2010]. Повышение пролиферативной активностиNG2глииможетпредставлятьсобойреакциюнаповрежденияолигодендроцитов.УменьшениеколичестваOlig2+-клетоквCSTиснижениеинтенсивности флуоресценции белка OSP в VF также свидетельствует впользу того, что при космическом полѐте в олигодендроцитах белоговещества развиваются деструктивные изменения.
Снижение количества78миелинобразующих клеток в спинном мозге свидетельствует о ролиизменений этих клеток в патогенезе гипогравитационного двигательногосиндрома.Нами обнаружено также уменьшение количества миелинобразующихклеток, экспрессирующих Krox24 и P0 при ОРЗК и в условиях космическогополѐта. Транскрипционный фактор Krox24 относится к белкам раннегоответа, участвует в регуляции клеточного цикла и дифференцировкимиелинобразующих клеток и индуцируется влияниями со стороны нейронов[Bisler et al., 2002].
Можно полагать, что снижение экспрессии этого белкаявляется следствием нарушения взаимоотношений между нейронами иглией, о чем свидетельствуют фенотипические изменения в состоянии всехтипов клеток макроглии, выявленные на модели ОРЗК.Белок Р0 (myelin protein zero, MPZ) экспрессируется шванновскимиклетками принимает участие в формировании и поддержании компактнойструктуры миелина благодаря уплотнению прилегающих компонентов навнеклеточной поверхности плазматической мембраны в ходе миелиногенеза.Мутации гена этого белка у человека приводят к различным периферическимнейропатиям.Нокаутныепоэтомубелку,мышиявляютсяэкспериментальными моделями болезней Дежерина-Сотта (MPZ -/-) иШарко-Мари-Тута (MPZ +/-) [Sidoli et al., 2016].В нашем исследовании вспинном мозге мышей, как у интактных, так и в группах микрогравитации исимуляции еѐ на Земле, были выявлены клетки, экспрессирующие белок Р0.Эти наблюдения свидетельствуют об облигатном присутствии Р0+-клеток вЦНС мыши.
Экспериментально установлено, что белок Р0 взаимодействует сбелкомпериферическогомиелинаРМР22,обнаруженнымметодомгибридизации in situ в олигодендроцитах, что имеет отношение к патогенезуряда заболеваний ЦНС [Ohsawa et al., 2006]. В подобных расстройствахморфологическим проявлением на более ранних стадиях представляет собойнарушение формирование миелина, которое в итоге приводит к деструкции идезинтеграции аксонов [Li et al., 2006].79Полученные данные полностью согласуются с данными исследованийТяпкиной и др.
[2013]. В этих работах на модели ОРЗК методом электронноймикроскопии показано нарушение баланса между процессами поддержаниянормальной структуры и деградации миелина в спинном мозге. Этимиисследователями также установлено, что при ОРЗК уменьшается экспрессиябелка OSP и мРНК, кодирующих белки миелиновых оболочек (P0, Pmp2,Pmp22, Cldn19, Cd9, Prx (транскрипционный вариант 1 и 2)) и участвующих вобразовании структуры миелина. Результаты этих наблюдений проясняютпатологическое снижение скорости проведения возбуждения по аксонам.Изменение экспрессии белков миелина вполне может сказаться не только наструктуре миелина, но и на структуре аксонов нервных клеток. Это связано свероятным нарушением аксон-глиальных взаимодействий [Möbius et al.,2008].Объектом нашего внимания были белки не только миелина, но имежклеточной коммуникации.
Нами была обнаружена экспрессия белка Cx47в клетках серого и белого вещества спинного мозга мыши. В условияхкосмического полѐта и ОРЗК выявлено увеличение количества Cx47 +-клеток.Белок Cx47 экспрессируется преимущественно в олигодендроцитах в серомвеществе и в популяции S100B+-астроцитов в белом веществе [Odermatt et al.,2003]. В исследовании Menichella et al. [2003] на трансгенных мышах,мутантных по гену cx47 (Cx47-null), показано, что продукт данного гена невлияет на миелинизацию в спинном мозге, но участвует во взаимодействиимежду олигодендроцитами и астроцитами. Увеличение коммуникационныхконтактов с участием коннексинов Cx47 и Cx43 между олигодендроцитами иастроцитами стимулирует пролиферативную активность предшественниковолигодендроцитов [Liu et al., 2017].
Получены доказательства тому, чтоастроцитыстимулируютпролиферациюолигодендроцитовзасчѐтэкспрессии рецепторов пролиферации (S1pR3) и последующего переносамолекулы в клетки-предшественники олигодендроцитов через межклеточныйконтакт Cx47 [Xu et al., 2017].80Наше исследование миелинобразующих клеток показало, что вспинном мозге мыши существует несколько популяций клеток, функциямикоторых является синтез молекул миелиновой оболочки. Пребывание мышейв течение 30 суток в условиях ОРЗК и космического полѐта приводит кснижению экспрессии маркеров миелинобразующих клеток, что можетдополнятьпатогенетическуюкартинуразвитиягипогравитационногодвигательного синдрома.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
