Роль метаботропных глутаматных рецепторов I группы в формировании толерантности нейронов мозга к гипоксии

• Автор: Беляков, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1. Гипоксия и реоксигенация

1. 1. 1. Экспериментальные модели

1. 1.2. Клеточные реакции, вызываемые гипоксией

1. 1.3. Способы и молекулярные мишени нейропротективного

воздействия

1. 2. Гипоксическое прекондиционирование

1.2. 1. Общие представления
1. 2. 2. Роль Са2+ сигналинга цитоплазмы
1. 2. 3. Роль Са2+ сигналинга эндоплазматического ретикулума
1. 2. 4. Роль Са2+-зависимого/независимого сигналинга митохондрий
1. 2. 5. Са2+- опосредованная регуляция транскрипционной активности
1. 2. 6. Участие глутаматных рецепторов в формировании
гипоксической толерантности
1. 3. Гипобарическая гипоксия и ее применение в прекондиционировании
1. 4. Глутаматные рецепторы мозга
1.4. 1. Ионотропные глутаматные рецепторы
1. 4. 2. Метаботропные глутаматные рецепторы
1. 4. 3. Локализация ImGluRs
1. 4. 4. Сигнальные механизмы ImGluRs
1. 4. 5. Нейротоксичность ImGluR в гипоксии/ишемии
1. 4. 6. Участие ImGluR в формировании антигипоксической протекции
2. Материал и методы
2. 1. Животные
2. 2. Гипобарическая гипоксия in vivo
2. 3. Исследования на переживающимх срезах пириформпой коры мозга крыс
2. 3. 1. Приготовление и инкубация переживающих срезов мозга
2. 3. 2. Определение динамики флуоресценции связанного внутриклеточного Са2+
2. 3. 3. Определение динамики флуоресценции свободного внутриклеточного Са2+
2. 3. 4. Аноксия in vitro
2. 4. Применение агонистов и антагонистов глутаматных рецепторов
2. 5. Иммуноблоттинг
2. 6. Иммуноцитохимия
2. 7. Математическая обработка данных
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Воздействие гипоксии на Са2+-опосредуемую сигнальную трансдукцию глутаматных рецепторов
3. 1. 1. Конститутивная активность глутаматных рецепторов
переживающих срезов коры мозга крысы
3. 1.2. Модификация активности глутаматных рецепторов после
ТГГ и эффект гипоксического прекондиционирования
3. 1. 3. Модификация активности глутаматных рецепторов после УГГ
3. 2. Выявление участия ImGluRs в формировании кратковременной толерантности in vitro с помощью антагонистов
3. 2. 1. Влияние селективных антагонистов ImGluRs на уровен
внутриклеточного Са2+
3. 2. 2. Влияние антагонизма ImGluRs на развитие Са2+ перегрузки,
вызываемой тяжелым гипоксическим воздействием in vitro
3. 2. 3. Влияние антагонизма ImGluRs на развитие быстрых механизмов гипоксической толерантности нейронов,
индуцируемых прекондиционирующей аноксией in vitro
3. 2. 4. Влияние антагонизма ImGluRs на развитие медленных механизмов гипоксической толерантности нейронов,
индуцируемых УГГ
3. 3. Выявление участия ImGluRs в экспрессии долговременной
толерантности
3. 3. 1. Влияние УГГ на экспрессию белков ImGluRs
(определение методом иммуноблоттинга)
3.3.2. Влияние УГГ на экспрессию и транслокацию белков ImGluRs (определение иммуноцитохимическими методами)

3. 3. 3. Влияние У ГГ на экспрессию белков РЬСр
(определение методом иммуноблоттинга)
4. ОБЩЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ
4. 1. Глутаматные рецепторы при физиологических условиях
4. 2. Роль глутаматных рецепторов в реализации постгипоксической патологии и нейропротективные эффекты гипоксического
прекондиционирования
4. 3. Глутаматные рецепторы в реализации программы долговременной
толерантности. Прямая и опосредованная 1тСг1и11з модуляция Са2+ ответов
4. 4. ЬпИиВв в быстрых патологических и адаптивных ответах
4. 5.1т01иЕв в индукции долговременной толерантности
4. 6.1т01и11з в экспрессии долговременной толерантности. Результаты
иммуноблотинга и иммуноцитохимического анализа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Впоследствии «промежуточная высота» «высокорного климата» была принята в нашей лаборатории в качестве прекондиционирующего стимула, формирующего у животного фенотип устойчивости. Настоящая работа является частью единого блока исследований, проводящихся в последние годы в Лаборатории Регуляции функций нейронов мозга Института физиологии им. И. П. Павлова РАН. Важной особенностью проводимых исследований является то, что эффекты ТГГ и прекондиционирования с помощью УГГ исследуются нами на различных уровнях - морфологическом, биохимическом и поведенческом - в одной и той же стандартной экспериментальной модели.
Следует отметить, что избранный способ прекондиционирования существенно снижает смертность животных во время тяжелого воздействия. В то время как выживаемость непрекондиционированных животных составляет в среднем 50%, у прекондиционированных она повышается до 85%. У непрекондиционированных животных через 3 суток после тяжелой гипоксии в гиппокампе и неокортсксе выявлялось большое количество поврежденных нейронов, преимущественно, по так называемому темному типу, свидетельствующему, очевидно, о развитии апоптоза клеток. У прекондиционированных крыс количество таких нейронов было значительно меньше. На 7-е сутки после тяжелой гипоксии у непрекондиционированных животных уменьшалось количество нейронов примерно на 30% в области СА1 гиппокампа. У прекондиционированных — количество их было близко к контролю (Рыбникова и др., 2004).
Защитные эффекты гипобарического прекондиционирования отмечались на поведенческом уровне. Прекондиционирование практически полностью снимало вызываемую ТГГ ретроградную амнезию и восстанавливало нарушаемую гипоксией способность к обучению (Ватаева и др., 2004, Rybnikovaet al., 2005b). После УГГ тревожность, определяемая в экспериментальных моделях открытого поля и приподнятого крестообразного лабиринта, оказалась заметно ниже контрольной, в то время как непрекондиционированная ТГГ несколько повышала ее (Vataeva et al., 2004). Прекондиционирование существенно изменяет характер экспрессии ранних генов и их белковых продуктов, наблюдаемый обычно после ТГГ (Samoilov et al., 2001; Rybnikova et al., 2002; Рыбникова и др., 2004; Самойлов и др., 2003). Так экспрессия продукта раннего гена NGFI-A после ТГГ заметно снижается у непрекондиционированных, но повышается у прекондиционированных животных. Вместе с тем, ТГГ не изменяет экспрессию белка c-Fos у непрекондиционированных, но существенно повышает ее у