Диссертация (1174327), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Гранулированная мРНК не может присоединиться к40S рибосоме и тем самым трансляция белков останавливается.На последней стадии ишемического каскада возникают "отдаленные"последствия – реакции местного воспаления, микроваскулярные нарушения,повреждение гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Сразу после ишемии мозгацелостность ГЭБ нарушается – повреждаются эндотелиальные клетки, астроциты,перициты и внеклеточный матрикс [52]. Однако наиболее выраженныминарушения становятся через несколько часов, что приводит к развитиюаутоиммунных реакций на нейроспецифические белки, попавшие в кровь.19Аутоантитела способствуют повреждению нервной ткани и ГЭБ, что приводит кактивации вторичной аутоиммунной реакции.1.1.2 Генетические факторы исследования ишемииУже давно проводятся исследования различных аспектов гипоксии-ишемиив том числе и генетических.
Например, с помощью моделирования ишемии наживотных или клеточных культурах изучаются генетические факторы развитияданной патологии и восстановления организма после повреждения [131]. Висследованиях на больных с инсультом проводится поиск более доступныхдиагностическихмаркёровзаболевания,атакжеизучаютсяфакторыпредрасположенности, которые влияют на развитие ишемического инсульта учеловека [66]. Все эти работы в перспективе дадут возможность диагностировать ипрогнозировать заболевание с использованием новых более точных генетическихбиомаркёров [128], а также использовать их для лечения [21].Ранее проводились исследования по поиску генетических факторов рискатрех основных синдрома ишемического инсульта (болезни малых и крупныхсосудов, а также кардиоэмболического инсульта).
Была обнаружена взаимосвязьвариантов в ряде генов с этими синдромами. Так варианты в гене HDAC9 связан сболезньюкрупныхсосудов,авариантывгенахPITX2иZFHX3скардиоэмболическим инсультом [138]. В ряде исследований также былапоказывана взаимосвязь генетических вариантов с инсультом не зависимо отсиндрома, но с меньшей значимостью [83]. На сегодняшний день кажетсяочевидным, что ишемический инсульт не вызван одним общим патогенетическимфактором, однако, по-видимому, существует значительная взаимосвязь междуразличными подтипами ишемического инсульта в отношении таких факторовриска, как, например, гипертония.
Так показано, что оценка риска, учитывающаянесколько генетических вариаций, связанных с риском ишемического инсульта,связана с ишемическим инсультом в целом [96].20На сегодняшний день, благодаря исследованиям на нокаутных мышах былавыявлена роль некоторых генов в патогенезе ишемии, в частности, генов семействаBcl-2.Bcl-2 – это протоонкогенное семейство, состоящее из генов регуляцииапоптоза, которые кодируют порядка 25 различных белков [106]. У всех этихбелков есть один константный BН-домен (домен гомологичный b-клеточнойлимфоме).
Некоторые белки этого семейства (Bcl-2, Bcl-x, Mcl-1 и др.) имеют всечетыре домена – BН1-BН4. Гены, кодирующие эти пептиды являются антиапоптотическими. Про-апоптотические гены чаще всего кодируют белки, которыеимеют три домена BН1-BН3 (Bax и Bak) или только BН3 домен (Bad, Bid, Bim, Bik,Noxa и Puma). Bcl-x и Bax имеют альфа-цепи, которые создают каналы или порыдля переноса факторов апоптоза.
В первые 24 часа ишемического повреждения генBax усиленно экспрессируется, тогда как анти-апоптотические гены этогосемейства не меняют свой профиль экспрессии. Увеличение Bax в клеткепредшествует активации апоптотических механизмов эксайтотоксичности. Длянеонатальных крыс (для взрослых это доказано не было) было показно, что Baxингибиторы наряду с увеличением экспрессии Bcl2l1 (ген, кодирующий белок Bclx) являются хорошими нейропротекторами [144]. Была также выявлена роль белкаBad в патогенезе ишемического повреждения. Его проапоптотическая активностьрегулируется фосфорилированием [148].БелкисемействаBcl-2контролируютвнутренний,опосредованныймитохондриями, путь гибели клетки. Они высвобождают цитохром С измитохондрий, который посредством белка Apaf-1 осуществляет последовательнуюактивацию каспазы 9 и 3.
Каспазы – это семейство цистеиновых протеаз,расщепляющие белки по остаткам аспартата. Многие из этих молекул участвуют впроцессе запрограммированной клеточной гибели. При моделировании ишемиистепень активации каспазы 3 варьируется. Было выявлено, что чем взрослее крыса,подвергшаяся ишемии, тем менее выражен профиль экспрессии гена Casp3 [147].В другом эксперименте было показано, что при лечении ишемизированных крыснеселективными ингибиторами каспаз 8 и 9 уменьшается потеря ткани мозга на 30-2150% по сравнению с контрольными животными [43].
Но при этом, специфическоеингибирование каспазы 3 ухудшает прогноз ишемического повреждения. Этоможно объяснить тем, что, с одной стороны, угнетаются неапоптотическиефункции каспазы 3 (она участвует в миграции нейронов, модуляции синтетическойпластичности), а с другой стороны, на смену каспаз-зависимому пути активируетсякаспаз-независимый путь апоптоза. [147]Клеточнаягибельможетинициироватьсянетольковнутреннимимеханизмами, но и поверхностным рецепторным семейством TNF (фактор некрозаопухолей). Сигнал клеточной гибели инициируется агрегацией домена смерти (онсодержит рецепторы семейства TNF) со специфическим лигандом на поверхностиклетки.
Присоединение лиганда к поверхности клетки привлекаетFas-ассоциированный домен смерти (FADD). Это цитоплазматическая молекула, однаиз функций которой состоит в активации каспазы 8-Bid пути клеточной гибели.Было показано, что блокирование Fas-рецептора на уровне его трансляции илиактивации оказывает нейропротекторное действие [45].Апоптоз может запускаться также в результате поломки ДНК и привлечениябелка p53.
Активируясь, p53 связывается с промоторами генов, ответственных законтроль роста клетки и апоптоз (Bcl2, Bax, Bcl2l1, Fas), и ускоряет ихтранскрипцию.Наряду с гибелью клеток идет параллельный процесс их восстановления.Первыми включаются гены раннего реагирования, такие как прото-онкогены C-Fosи C-Jun. Сразу после реперфузии увеличивается экспрессия генов, кодирующихбелки теплового шока [148].
Далее, вероятнее всего, включается сигнальный путьNotch, который ответственен за ангиогенез в зоне ишемии [92], и пролиферация идифференциацию нервных клеток-предшественников в субвентрикулярнуюобласть [88]. Функции этого сигнального пути в патогенезе ишемии до концанеизвестны. Однако установлено, что блокировка Notch сигналинга оказываетнейропротективное действие после инсульта.
Более того, Notch может вызыватьклеточную гибель через p53-зависимый путь, тем самым инициировать апоптозклеток предшественников нейронов [107]. Пролиферацию клеток, миграцию их в22зону поражения и дифференциацию новых нейронов также осуществляет Sox9(транскрипционный фактор) и нейротрофический фактор головного мозга (BDNF)[133].Иммунные и воспалительные реакции играют важную роль в патогенезеишемии головного мозга. Они вносят существенный вклад в повреждениенейронов. При воспалительной реакции происходит увеличение содрежаниялейкоцитов. После ишемии и следующей за ней реперфузии они накапливаются вткани головного мозга. На модели MCAO было показано, что максимальнаяконцентрации лейкоцитов в мозге устанавливается через 24-48 часов послепоражения [53].
При активации лейкоцитов – посредством высвобождения протеаз,активных форм кислорода и других медиаторов воспаления – снижаетсяпроницаемость сосудов, а присущая им агрегирующая и адгезивная активностьможет приводить к обструкции микроциркуляторного русла в очаге ишемии иснижению тканевого кровотока [47]. Взаимодействие лейкоцитов с эндотелиемопосредуется различными факторами, в том числе молекулами адгезии. Вбольшинствах работ, посвященных изучению генетических факторов привоспалении после ишемии, была рассмотрена экспрессия только специфичныхгенов мишеней, например, цитокинов, хемокинов и молекул клеточной адгезии.Было показано, что в течение 4–24 часов после ишемического воздействияувеличивается экспрессия мРНК медиаторов воспаления: IL1, IL6, TNF, ICAM1 иELAM1 [93].
При этом, максимальное значение экспрессии этих генов совпадает слейкоцитарной инфильтрацией, образованием отека и прогрессирующей гибельюнейронов.Другими диагностическими маркерами, которые активно изучаются нетолько при инсульте, но и при других патологических состояниях (рак [3],сердечно-сосудистыми заболевания [85], ожирение [95]), являются микроРНК(мкРНК). Они осуществляют эпигенетическую регуляцию экспрессии множествагенов на трансляционном и пост-трансляционном уровнях. Литературные данныеуказывают на то, что мкРНК стабильно экспрессируются и циркулируют в кровидовольно длительное время, устойчивы к расщеплению нуклеазами [24].23На сегодняшний день точно не определено какие мкРНК, циркулирующие вкрови, секретируются поврежденными клетками мозга, отражая процессы,индуцированные ишемией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
