Роль реактивной глии в модуляции нейро- и синаптогенеза in vitro


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Активация глиальных клеток липополисахаридом (ЛПС) приводит к выделению провоспалительных цитокинов и развитию нейровоспаления, что, в свою очередь, влияет на процессы нейро- и сипнаптогенеза. Однако конкретные механизмы нейроглиальных и астроцит-микроглиальных взаимодействий в этих процессах остаются предметом дискуссии. Цель исследования. Изучение роли микроглии в приобретении астроцитами реактивного фенотипа in vitro, а также влияния ЛПС и астроцит-кондиционированной среды на нейро- и синаптогенез гиппокампальных нейронов in vitro методами иммуноцитохимии. Методы. Исследование проводили на глиальных и нейрональных культурах клеток гиппокампа крысы. ЛПС добавляли к чистой культуре астроцитов и смешанной глиальной культуре в концентрации 1 и 10мкг/мл на 6,12 и 24 ч. После этого клетки фиксировали, окрашивали глиальные культуры на астроцитарный маркер GFAP. К культуре нейронов гиппокампа добавляли ЛПС в концентрации 10мкг/мл на 6 и 12 ч, а также астроцит-кондиционированную среду, затем клетки фиксировали и окрашивали на маркер пролиферации клеток Ki67, пресинаптический (Syn1) и постсинаптические (PSD95) белки. Результаты. Количество GFAP увеличилось в смешанной глиальной культуре через 6 и 12 ч инкубации с ЛПС, в культуре астроцитов экспрессия GFAP, напротив, снижается. Добавление к нейронам ЛПС и астроцит-кондиционированной среды привело к снижению пролиферации клеток и увеличению количества постсинаптического белка PSD95, в то время как количество Syn1 изменилось только в случае добавления ЛПС непосредственно к нейронам. Заключение. В нашем исследовании показано, что астроциты in vitro приобретают характерный реактивный фенотип только в присутствии микроглиальных клеток, о чем свидетельствует увеличение количества GFAP. Астроциты, инкубированные с ЛПС, способны модулировать пролиферацию нейронов и процессы синаптогенеза in vitro.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Анна Вячеславовна Виноградова

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта»

Email: anna.vinogradova.97@yandex.ru
магистрант Института живых систем

Оксана Павловна Тучина

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта»

Email: otuchina@kantiana.ru
зав. лабораторией синтетической биологии Института живых систем, кандидат биологических наук, доцент

Список литературы

  1. Ben Haim L., Rowitch D.H. Functional diversity of astrocytes in neural circuit regulation. Nature Reviews Neuroscience. 2016; 18 (1): 31-41. https://doi.org/10.1038/nrn.2016.159.
  2. Тучина О.П., Адамовская С.С. Региональная гетерогенность астроцитов в отношении экспрессии глиального фибриллярного кислого белка и синтетазы глутамина in vitro. Современные проблемы науки и образования. 2020; 2: 158-62. https://doi.org/10.17513/spno.29751
  3. Franco R., Fernandez-Suarez D. Alternatively activated microglia and macrophages in the central nervous system. Progress in Neurobiology 2015; 131: 65-86. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2015.05.003.
  4. Тучина О.П. Нейро-иммунные взаимодействия в холинергическом противовоспалительном пути. Гены и клетки. 2020; XV (1): 23-8. https://doi.org/10.23868/202003003
  5. Banks W.A., Robinson S.M. Minimal penetration of lipopolysaccharide across the murine blood-brain barrier. Brain Behav Immun. 2009; 24 (1): 102-9. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2009.09.001.
  6. Патлай Н.И., Сотников Е.Б., Курилова Е.А., Тучина О.П. Ранние изменения реактивного профиля глиальных клеток гиппокампа мыши в ответ на липополисахарид. Современные проблемы науки и образования. 2020; 6: 136-9. https://doi.org/10.17513/spno.30310
  7. Сотников Е.Б., Патлай Н.И., Николаева А.Ю., Тучина О.П. Экспрессия глиальных маркеров, цитокинов и маркеров нейрогенеза в гиппокампе мыши при старении и в ответ на липополисахарид. Молекулярная медицина. 2021; 19 (3): 38-43. https://doi.org/10.29296/24999490-2021-03-06
  8. Патлай Н.И., Сотников Е.Б., Тучина О.П. Роль микроглиальных цитокинов в модуляции нейрогенеза во взрослом мозге. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020; 5: 15-23. https://doi.org/10.17513/mjpfi.13062
  9. Liddelow S.A., Guttenplan K.A., Clarke L.E., Bennett F.C., Bohlen C.J., Schirmer L., Bennett M.L., Munch A.E., Chung W.-S., Peterson T.C., Wilton D.K., Frouin A., Napier B.A., Panicker N., Kumar M., Buckwalter M.S., Rowitch D.H., Dawson V.L., Dawson T.M., Stevens B., Barres B.A. Neurotoxic reactive astrocytes are induced by activated microglia. Nature. 2017; 541: 481-7. https://doi.org/10.1038/nature21029.
  10. You L.-H., Yan C.-Z., Zheng B.-J., Ci Y.-Z., Chang S.-Y, Yu P., Gao G.-F, Li H.-Y, Dong T.-Y., Chang Y-Z. Astrocyte hepcidin is a key factor in LPS-induced neuronal apoptosis. Cell Death Dis. 2017; 8: e2676. https://doi.org/10.1038/cddis.2017.93.
  11. Tamashiro T.T., Dalgard C.L., Byrnes K.R. Primary microglia isolation from mixed glial cell cultures of neonatal rat brain tissue. J. Vis Exp. 2012; 2: e3814. https://doi.org/10.3791/3814.
  12. Beaudoin G.M.J., Lee S.-H., Singh D., Yuan Y, Ng Y-G., Reichardt L.F, Arikkath J. Culturing pyramidal neurons from the early postnatal mouse hippocampus and cortex. Nat Protoc. 2012; 7: 1741-54. https://doi.org/10.1038/nprot.2012.099
  13. Middeldorp J., Hol E.M. GFAP in health and disease. Progress in Neurobiology 2011; 421-43. https://doi.org/10.1016/j.pneuro-bio.2011.01.005
  14. Leow-Dyke S., Allen C., Denes A., Nilsson O., Maysami S., Bowie A.G., Rothwell N.J., Pinteaux E. Neuronal Toll-like receptor 4 signaling induces brain endothelial activation and neutrophil transmigration in vitro. J. Neuroinflammation. 2012; 9: 230-5. https://doi.org/10.1186/1742-2094-9-230

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах