Метаболическая система меди головного мозга крысы

• Автор: Повалихин, Роман Геннадьевич
• Шифр специальности: 03.00.04, 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Биологическая роль меди

1.2. Метаболическая система меди эукариот

1.3. Церулоплазмин.

1.3.1 Структурнофункциональная организация церулоплазмина

1.3.2. Основные функции церулоплазмина

1.3.3. Молекулярные формы церулоплазмина .

1.4. СТЮ.
1.4.1. Структурнофункциональная организация СТЯ1
1.4.2. Основные функции СПИ и регуляция его экспрессии у млекопитающих
1.5. Медьтранспортые АТФазы.
1.5.1. Структурнофункциональная организация АТФазы Менкеса
и АТФазы Вильсона
1.5.2. АТФаза Менкеса
1.5.3. АТФаза Вильсона
1.5.4. Внутриклеточная локализация медьтранспортых АГФаз
1.6. Метаболизм меди в мозгу
1.7. Морфофункциональная характеристика исследуемых
отделов головного мозга крысы
Гипофиз
Мозжечок
Миндалевидное тело
Сосудистое сплетение
Гиппокамп
Г ипоталамус
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Материалы, использованные в работе
Животные
Реактивы и биопрепараты
2.2. Методы, использованные в работе
Методы выделения и исследования белков
Получение антител
Методы выделения и исследования нуклеиновых кислот
Измерение концентрации меди
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Распределение меди в отделах мозга взрослых крыс
3.2. Экспрессия генов, участвующих в транспорте меди, в
отделах головного мозга крыс
3.2.1. Экспрессия гена церулоплазмина.
3.2.1.1. Выявление транскриптов гена церулоплазмина методом
полимеразной цепной реакции, сопряженной с обратной транскрипцией
3.2.1.2. Внутриклеточное распределение иммунореактивных
полипептидов церулоплазмина
3.2.1.3. Иммуногистохимическое выявление клеток, содержащих
иммунореактивные полипептиды церулоплазмина
3.2.1.4. Выявление полипептидов церулоплазмина в спинномозговой
жидкости
3.2.2. Экспрессия генов медьтранспортных АТФаз.
Выявление транскриптов генов АТФазы Менкеса и АТФазы Вильсона в отделах мозга крысы Внутриклеточное распределение иммунореактивных полипептидов АТФазы Менкеса и АТФазы Вильсона Иммуногистохимическое выявление клеток, содержащих иммунореактивные полипептиды АТФазы Менкеса и АТФазы Вильсона Экспрессия гена СТШ
Обзор регионспецифичных метаболических систем меди мозга крысы
Атлас распределения активности генов медьтранспортных белков в мозгу крысы
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В этой системе важную роль играют два семейства белков, участвующих в транспорте меди через мембраны родственные медьтранспортные АТФазы Р1 типа АТФаза Менкеса 7 и АТФаза Вильсона 7 Сох, , и белки семейства 1, включающие высокоафинные импортеры меди , . К неклеточным компонентам МСМ млекопитающих может быть отнесена секреторная форма церулоплазмина ЦП, медь содержащего гликопротеина сыворотки крови, которая, помимо транспорта меди, вместе с изоформой ЦП, связанной с клеточной мембраной через гликозил фосфатидил инозитоловый якорь ГФИЦП, участвует и в метаболизме железа . , . . У млекопитающих баланс меди поддерживается согласованной работой тканеспецифических МСМ, центральным звеном которых является МСМ печени. Общее число участников МСМ у млекопитающих увеличивается за счет паралогичных генов, и МСМ клеток различных органов отличаются друг от друга комбинацией белков, входящих в эту систему, уровнем экспрессии кодирующих их генов и хронологией активации в течение развития Пучкова, Платонова, . У человека мутации в генах МСМ являются причиной целого ряда тяжелых моногенных рецессивных наследственных заболеваний болезнь Вильсона, болезнь Менкеса, ацерулоплазминемия Сох, , . Более того, гетерозиготное носительство мутаций в этих генах играет существенную роль в развитии нейродегенеративных болезней пожилого возраста , . Также показано, что болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и прионовые болезни тесно связаны с нарушением метаболизма меди и зависимого от него транспорта железа , . К тому же даже незначительные нарушения метаболизма меди как экологичекого, так и наследственного характера, приводят к развитию нейродегенеративных заболеваний i , . Все это привлекает пристальное внимание к механизмам, обеспечивающим круговорот меди в мозгу, многие стороны которого остаются не понятыми. Это в первую очередь касается регионспецифических особенностей метаболизма меди в мозгу, общей организации автономной системы поддержания баланса меди за гематоэнцефалическим барьером и связи между статусом меди отдела мозга и возможными изменениями его физиологических функций вследствие нарушений гомеостаза меди в нем. Цель работы сравнительное изучение статуса меди и профиля экспрессии генов медьтранспортных белков в различных отделах головного мозга взрослых крыс. Определить статус меди в различных отделах мозга кора, гипофиз, мозжечок, миндалевидное тело, гипоталамус, гиппокамп и сосудистое сплетение взрослой крысы. РНК, кодирующих медьтранспортные белки МСМ ЦП, ГФИЦП, А1р7а, Ар7Ъ и Ог1. Установить внутриклеточную локализацию белковых продуктов генов Ср, Ара и Ар7Ь в этих отделах мозга. Определить тип клеток нейрональной ткани, в которых экспрессируются изучаемые гены МСМ. Метаболическая система меди мозга состоит из ряда регионспецифических МСМ. МСМ различных отделов мозга отличаются профилем экспрессии генов, поддерживающих в них гомеостаз меди. Внутриклеточная локализация медьтранспортных белков отличается в различных отделах мозга. Нейроны, клетки глии и эпендимы отличаются набором белков МСМ, синтезирующихся в них. Научная новизна полученных результатов. В работе показано, что отделы мозга крысы отличаются друг от друга по содержанию меди и баланс меди в них поддерживается регионспецифическими МСМ. На это указывает то, что 1 активность генов, участвующих в переносе меди, существенно отличается в разных отделах мозга 2 в нейронах, глиальных клетках и клетках эпендимы экспрессируются разные комбинации белков, транспортирующих медь. Отделы мозга, характеризующиеся глиальным индексом примерно 1. В этих отделах практически одинаковая концентрация меди и содержание ОгмРНК, ГФИЦПмРНК и А1р7амРНК. В тоже время в них очень низкий уровень Ар7ЬмРНК и не найдена ЦПмРНК. При этом в глиальных клетках экспрессируется ГФИЦПмРНК, а в нейронах Ар7амРНК. В эту группу входят кора, миндалевидное тело, мозжечок и гиппокамп. Отделы, характеризующиеся высокой концентрацией меди, выраженной активностью генов Ар7а и Ар7Ь, а также присутствием ЦПмРНК. В эту группу входят специализированные железы нейросекреции гипоталамус и гипофиз.