Исследование влияния различных режимов гипобарической гипоксии на экспрессию транскрипционных факторов и про-адаптивных белков в мозге крыс

• Автор: Чурилова, Анна Викторовна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Гипоксия мозга: феноменология и базисные механизмы
1.2. Гипоксическое прекондиционирование - эффективный способ повышения толерантности мозга к гипокси
1.2.1. Режимы прекондиционирования
1.2.2. Виды прекондиционирования
1.2.3. Гипоксическое прекондиционирование
1.3. Молекулярно-клеточные механизмы формирования толерантности мозга, активируемые гипоксическим прекондиционированием
1.3.1. Роль внутриклеточных сигнальных каскадов
1.3.2. Отсроченные геном-зависимые механизмы
1.4. Роль транскрипционных факторов — ключевых регуляторов экспрессии генома клеток — в развитии фазы экспрессии толерантности
1.4.1. Структура, классификация и регуляция транскрипционных факторов
1.4.2. Индуцибельные транскрипционные факторы
1.4.3. Активационные транскрипционные факторы: рСЛЕВ и семейство Е'Г-карраВ
1.4.3.ГСЯЕ В
1.4.3.2. ЫБ-карраВ
рецепторы
5.1. Про-адаптивные белки ВБОТ и Вс
5.1.1 Нейротрофический фактор ВБШ
5.1.2 Анти-апоптогический фактор Вс
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Модель гипобарической гипоксии
2.1.1. Режим тяжелой повреждающей гипоксии
2.1.2. Режим прекондиционирования
2.2. Гистологическая обработка ткани и изготовление парафиновых срезов мозга
2.3. Гистологические методы исследования
2.3.1 Окраска по методу Ниссля
2.3.2 Иммуноцитохимический метод
2.4. Количественная обработка результатов иммуноцитохимических исследований с использованием системы компьютерного анализа изображения
2.5. Методы математической статистики
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Морфологические исследования
3.2. Иммуноцитохимические исследования

3.2.1. Влияние различных режимов гипобарической гипоксии на уровень экспрессии активационных транскрипционных факторов рСЛЕВ и №-карраВ
3.2.1.1. Влияние тяжелой гипоксии на уровень экспрессии рСЛЕВ в нейронах неокортскса и гиппокампа не-, однократно или трехкратно прекондиционированных крыс
3.2.1.2. Особенности экспрессии рСІІЕВ при действии одного или трех сеансов умеренной гипобарической гипкосии
3.2.1.3. Влияние тяжелой гипоксии на уровень экспрессии субъединиц транскрипционных факторов №-карраВ р65 и с-ЛеІ в нейронах неокортскса и гиппокампа не-, однократно или трехкратно прекондиционированных крыс
3.2.1.4. Особенности экспрессии субъединиц транскрипционных факторов ОТ-карраВ р65 и с-11е
при действии одного или трех сеансов умеренной гипобарической гипоксии
3.2.2.Лиганд-зависимые транскрипционные факторы глюко- и инералокортикоидные рецепторы
3.2.2.1. Влияние тяжелой гипкосии на уровень экспрессии глюкокортикоидных рецепторов в нейронах неокортекса и гиппокампа не-, однократно или трехкратно прекондиционированных крыс
3.2.2.2. Особенности экспрессии глюкокортикоидных рецепторов при действии одного или трех сеансов умеренной гипобарической гипоксии
3.2.2.3. Влияние тяжелой гипоксии на уровень экспрессии минералокортикоидных рецепторов в нейронах неокортекса и гиппокампа не-, однократно или трехкратно прекондиционированных крыс
3.2.2.4. Особенности экспрессии минералокортикоидных рецепторов при действии одного или
трех сеансов умеренной гипобарической гипоксии
3.2.3. Про-адаптивные белки Вс1-2 и ВЭЖ
3.2.3.1. Влияние тяжелой гипоксии на уровень экспрессии ВОЖ' в нейронах неокортекса и гиппокампа не-, одно- или трехкратно преконицнонированных крыс
3.2.3.2. Особенности экспрессии ВО№ при действии одного или трех сеансов умеренной гипобарической гипоксии
3.2.3.3. Влияние тяжелой гипоксии на уровень экспрессии Вс1-2 в нейронах неокортекса и гиппокампа не-, одно или трехкратно прекондиционированных крыс
3.2.3.4. Особенности экспрессии Вс1-2 при действии одного или трех сеансов умеренной
гипобарической гипоксии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Нейроны переднего отдела головного мозга являются наиболее чувствительными клетками организма к различным повреждающим воздействиям, в частности гипоксии/ишемии. Тяжелые формы гипоксии вызывают целый ряд морфофункциональных повреждений, обратимых и необратимых, что зависит от интенсивности и длительности воздействия. Тяжелая ишемия приводит к смерти нейронов по типу некроза или апоптоза (Fujimura et al., 2000). Гипоксия является важным компонентом патогенеза многих заболеваний, в том числе ишемической болезни сердца и инсульта головного мозга. Поэтому способы предотвращения или снижения влияния патогенного гипоксического фактора представляет собой актуальную задачу нейробиологии и медицины.
Одним из направлений решения данной проблемы является разработка новых фармакологических препаратов целенаправленного действия. Однако недостатком такого подхода является то, что действие какого-либо препарата направлено, как правило, на одно из звеньев гипоксического каскада, тогда как при гипоксии происходит генерализованный клеточный ответ. К тому же часть препаратов вызывает негативное побочное действие, аллергические реакции или со временем может вызывать привыкание организма и становиться менее эффективными. Другим перспективным способом является повышение устойчивости нейронов мозга к действию неблагоприятных факторов за счет активации эволюционно сложенных генетически детерминированных эндогенных механизмов резистентности нейронов (Самойлов, 1999; Самойлов, Рыбникова, 2012). Способ основан на использовании более мягких (по сравнению с повреждающими) физиологических воздействий, которые значительно повышают адаптационные возможности нервной системы и организма в целом. Применение таких мягких подпороговых воздействий вызывает быстрое и существенное повышение неспецифической резистентности организма за счет мобилизации активности его защитных механизмов (Гаркави, 1990; Гаркави, Квакина, 1995; Меерсон, 1993). Именно на этой реакции организма основан феномен прекондиционирования (ПК). Первые работы по использованию гипоксического/ишемического ПК мозга появились в начале 90х годов прошлого столетия (Kitagawa et al., 1990; Kirino 1991; Самойлов и др., 1994). ПК представляет собой процедуру, в ходе которой на ткань in vitro или орган или организм в целом in vivo воздействуют достаточно сильным подпороговым стимулом, не вызывающим структурно-функциональных повреждений. Вслед за ПК-воздействием в клетках формируются механизмы толерантности к аналогичному стимулу или стимулу другой природы надпороговой интенсивности.
Существует много способов ПК, в том числе с использованием фармакологических/химических препаратов, гипер- или гипотермии, ишемии, гипоксии (нормобарической, гнпербарической, гипобарической). Многие из вышеперечисленных

Mattson, Meffert, 2006).

protein

nuclear
envelope
RE target gene

membrane
Рис. 2. Механизм действия NF-kappaB (Gilmore, 2006).
Существует по крайней мере два, основных пути, ведущих к активации NF-kappaB: канонический (классический) и неканонический (альтернативный). Классический путь активации NF-kappaB чаще встречается в нервной системе, в то время как альтернативный путь более характерен для активации комплексов plOO/RelB в созревающих В- и Т-лимфоцитах (Scheidereit, 2006;). Кроме того, известны также и другие способы активации NF-kappaB (Gilmore, 2006). Общим для обоих путей активации шагом является активация IkB киназы (IKK), которая состоит из каталитических субъединиц (IKKa и IKKß) и регуляторной субъединицы NEMO (NF-kappaB essential modulator) или IKKy. В классическом пути активации IKK фосфорилирует IkB по двум сериновым остаткам (Ser32 и Ser36 у 1кВа человека), после чего молекула ингибитора отсоединяется от димеров NF-kappaB. модифицируется путем убиквитинирования и подвергается деградации в протеасомах (Karin, Ben-Neriah, 2000). Активированные димеры NF-kappaB транслоцируются в ядро и в присутствии других ко-активаторов связываются со специфическими участками ДНК, индуцируя экспрессию генов-мишеней (рис. 2). Кроме того, NF-kappaB регулирует экспрессию гена собственного ингибитора IkB, что приводит вновь к ингибированию NF-kappaB, осуществляя, таким образом, ауторегуляцию (Nelson et al., 2004).