Механизмы нейровоспаления и тромбовоспаления при цереброваскулярной патологии и сосудистых когнитивных нарушениях


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В последние годы исследователи и клиницисты все большее внимание уделяют изучению концепции тромбовоспаления, т.е. дисрегуляции физиологического баланса тромбоза и воспаления с переходом организма к протромботическому и провоспалительному фенотипу. Особенно важной видится роль тромбовоспаления в развитии и прогрессировании цереброваскулярных заболеваний. В случаях острого и хронического ишемического повреждения вещества головного мозга запускается ряд патофизиологических процессов, приводящих к гибели всех пулов церебральных клеток и необратимому повреждению проводящих путей, что клинически проявляется не только развитием очаговой неврологической симптоматики, но и когнитивными нарушениями. К таким тесно взаимосвязанным и взаимозависимым процессам относятся нейровоспаление, окислительный стресс, повреждение ГЭБ с разобщением метаболических связей между структурами нейрососудистой единицы, запуск прямого или опосредованного апоптоза. В представленном обзоре рассматриваются взаимосвязи процессов нейровоспаления и тромбоза в рамках концепции тромбовоспаления.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Иван Алексеевич Кольцов

ФГБУ «Федеральный центр мозга и нейротехнологий» ФМБА России; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: koltsov_ia@rsmu.ru
к.м.н., старший научный сотрудник отдела нейроиммунологии; старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории сосудистых заболеваний головного мозга, ассистент кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики лечебного факультета 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1

Иван Александрович Щукин

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России; ФГБУ «Федеральный центр мозга и нейротехнологий» ФМБА России

Email: ivashchukin@gmail.com
к.м.н., доцент кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики лечебного факультета; старший научный сотрудник отдела нейроиммунологии 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1

Владимир Иванович Чубыкин

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: chub_vova@list.ru
ассистент кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики лечебного факультета, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории сосудистых заболеваний головного мозга 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1

Михаил Сергеевич Фидлер

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: rbmi@mail.ru
ассистент кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики лечебного факультета 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1

Список литературы

  1. Engelmann B., Massberg S. Thrombosis as an intravascular effector of innate immunity. Nat Rev Immunol. 2013; 13(1): 34-45. https ://dx.doi.org/10.1038/nri3345.
  2. Stark K., Massberg S.Interplay between inflammation and thrombosis in cardiovascular pathology. Nat Rev Cardiol. 2021; 18(9): 666-82. https://dx.doi.org/10.1038/s41569-021-00552-1
  3. Skrobot O.A., Black S.E., Chen C. et al. Progress toward standardized diagnosis of vascular cognitive impairment: Guidelines from the Vascular Impairment of Cognition Classification Consensus Study. Alzheimers Dement J Alzheimers Assoc. 2018; 14(3): 280-92. https://dx.doi.org/10.1016/j.jalz.2017.09.007.
  4. Anrather J., ladecola C. Inflammation and stroke: An overview. Neurother J Am Soc Exp Neurother. 2016; 13(4): 661-70. https://dx.doi.org/10.1007/s13311-016-0483-x.
  5. Nalivaeva N.N., Rybnikova E.A. Editorial: Brain hypoxia and ischemia: New insights into neurodegeneration and neuroprotection. Front Neurosci. 2019; 13: 770. https://dx.doi.org/10.3389/fnins.2019.00770.
  6. Engelhart M.J., Geerlings M.I., Meijer J. et al. Inflammatory proteins in plasma and the risk of dementia: The Rotterdam study. Arch Neurol. 2004; 61(5): 668-72. https://dx.doi.org/10.1001/archneur.61.5.668.
  7. Gervois P., Lambrichts I. The emerging role of triggering receptor expressed on myeloid cells 2 as a target for immunomodulation in ischemic stroke. Front Immunol. 2019; 10: 1668. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2019.01668.
  8. Belarbi K., Cuvelier E., Bonte M.-A. et al. Glycosphingolipids and neuroinflammation in Parkinson's disease. Mol Neurodegener. 2020; 15(1): 59. https://dx.doi.org/10.1186/s13024-020-00408-1.
  9. DiSabato D.J., Quan N., Godbout J.P. Neuroinflammation: The devil is in the details. J Neurochem. 2016; 139 Suppl 2: 136-53. https://dx.doi.org/10.1111/jnc.13607.
  10. Lin L., Wang X., Yu Z. Ischemia-reperfusion injury in the brain: Mechanisms and potential therapeutic strategies. Biochem Pharmacol Open Access. 2016; 5(4): 213. https://dx.doi.org/10.4172/2167-0501.1000213.
  11. Imtiyaz H.Z., Simon M.C. Hypoxia-inducible factors as essential regulators of inflammation. Curr Top Microbiol Immunol. 2010; 345: 105-20. https://dx.doi.org/10.1007/82_2010_74.
  12. Davies A.L., Desai R.A., Bloomfield P.S. et al. Neurological deficits caused by tissue hypoxia in neuroinflammatory disease. Ann Neurol. 2013; 74(6): 815-25. https://dx.doi.org/10.1002/ana.24006.
  13. Khoshnam S.E., Winlow W., Farzaneh M. The interplay of MicroRNAs in the inflammatory mechanisms following ischemic stroke. J Neuropathol Exp Neurol. 2017; 76(7): 548-61. https://dx.doi.org/10.1093/jnen/nlx036
  14. Zhang S.-Z., Wang Q.-Q., Yang Q.-Q. et al. NG2 glia regulate brain innate immunity via TGF-B2/TGFBR2 axis. BMC Med. 2019; 17(1): 204. https://dx.doi.org/10.1186/s12916-019-1439-x
  15. Nishiyama A. Polydendrocytes: NG2 cells with many roles in development and repair of the CNS. Neurosci Rev J Bringing Neurobiol Neurol Psychiatry. 2007; 13(1): 62-76. https://dx.doi.org/10.1177/1073858406295586
  16. Xu X., Zhang B., Lu K. et al. Prevention of hippocampal neuronal damage and cognitive function deficits in vascular dementia by dextromethorphan. Mol Neurobiol. 2016; 53(5): 3494-502. https://dx.doi.org/10.1007/s12035-016-9786-5
  17. Farkas E., Luiten P.G.M., Bari F. Permanent, bilateral common carotid artery occlusion in the rat: a model for chronic cerebral hypoperfusion-related neurodegenerative diseases. Brain Res Rev. 2007; 54(1): 162-80. https://dx.doi.org/10.1016/j.brainresrev.2007.01.003
  18. Garaschuk O., Verkhratsky A. Physiology of microglia. Methods Mol Biol. 2019; 2034: 27-40. https://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-9658-2_3.
  19. Hanisch U.-K., Kettenmann H. Microglia: Active sensor and versatile effector cells in the normal and pathologic brain. Nat Neurosci. 2007; 10(11): 1387-94. https://dx.doi.org/10.1038/nn1997
  20. Fernando M.S., Simpson J.E., Matthews F. et al. White matter lesions in an unselected cohort of the elderly: molecular pathology suggests origin from chronic hypoperfusion injury. Stroke. 2006; 37(6): 1391-98. https://dx.doi.org/10.1161/01.STR.0000221308.94473.14
  21. Zhang L.-Y., Pan J., Mamtilahun M. et al. Microglia exacerbate white matter injury via complement C3/C3aR pathway after hypoperfusion. Theranostics. 2020; 10(1): 74-90. https://dx.doi.org/10.7150/thno.35841
  22. Ma Y., Wang J., Wang Y., Yang G.-Y. The biphasic function of microglia in ischemic stroke. Prog Neurobiol. 2017; 157: 247-72. https://dx.doi.org/10.1016/j.pneurobio.2016.01.005
  23. Bjerke M., Zetterberg H., Edman A. et al. Cerebrospinal fluid matrix metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinases in combination with subcortical and cortical biomarkers in vascular dementia and Alzheimer's disease. J Alzheimers Dis JAD. 2011; 27(3): 665-76. https://dx.doi.org/10.3233/JAD-2011-110566
  24. Price B.R., Norris C.M., Sompol P., Wilcock D.M. An emerging role of astrocytes in vascular contributions to cognitive impairment and dementia. J Neurochem. 2018; 144(5): 644-50. https://dx.doi.org/10.1111/jnc.14273
  25. Michaluk P., Kolodziej L., Mioduszewska B. et al. Beta-dystroglycan as a target for MMP-9, in response to enhanced neuronal activity. J Biol Chem. 2007; 282(22): 16036-41. https://dx.doi.org/10.1074/jbc.M700641200
  26. Dean J.M., van de Looij Y., Sizonenko S.V. et al. Delayed cortical impairment following lipopolysaccharide exposure in preterm fetal sheep. Ann Neurol. 2011; 70(5): 846-56. https://dx.doi.org/10.1002/ana.22480
  27. Fu X., Zhang J., Guo L. et al. Protective role of luteolin against cognitive dysfunction induced by chronic cerebral hypoperfusion in rats. Pharmacol Biochem Behav. 2014; 126: 122-30. https://dx.doi.org/10.1016/j.pbb.2014.09.005
  28. De Meyer S.F., Denorme F., Langhauser F. et al. Thromboinflammation in stroke brain damage. Stroke. 2016; 47(4): 1165-72. https://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.115.011238
  29. Rauch A., Wohner N., Christophe O.D. et al. On the versatility of von Willebrand factor. Mediterr J Hematol Infect Dis. 2013; 5(1): e2013046. https://dx.doi.org/10.4084/MJHID.2013.046
  30. Sadler J.E. Biochemistry and genetics of von Willebrand factor. Annu Rev Biochem. 1998; 67: 395-424. https://dx.doi.org/10.1146/annurev.biochem.67.1.395
  31. Inoue O., Suzuki-Inoue K., Ozaki Y. Redundant mechanism of platelet adhesion to laminin and collagen under flow - Involvement of von Willebrand factor and glycoprotein Ib-IX-V. J Biol Chem. 2008; 283(24): 16279-82. https://dx.doi.org/10.1074/jbc.C700241200
  32. Nieswandt B., Watson S.P. Platelet-collagen interaction: Is GPVI the central receptor? Blood. 2003; 102(2): 449-61. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2002-12-3882
  33. Rumbaut R.E., Thiagarajan P. Platelet-vessel wall interactions in hemostasis and thrombosis. Morgan & Claypool Life Sciences. 2010. Accessed October 19, 2016. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53450/ (date of access - 01.11.2022)
  34. Michaux G., Pullen T.J., Haberichter S.L., Cutler D.F. P-selectin binds to the D'-D3 domains of von Willebrand factor in Weibel-Palade bodies. Blood. 2006; 107(10): 3922-24. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2005-09-3635
  35. Rondaij M.G., Bierings R., Kragt A. et al. Dynamics and plasticity of Weibel-Palade bodies in endothelial cells. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2006; 26(5): 1002-7. https://dx.doi.org/10.1161/01.ATV.0000209501.56852.6c
  36. Bernardo A., Ball C., Nolasco L. et al. Effects of inflammatory cytokines on the release and cleavage of the endothelial cell-derived ultralarge von Willebrand factor multimers under flow. Blood. 2004; 104(1): 100-6. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2004-01-0107.
  37. Gragnano F., Sperlongano S., Golia E. et al. The role of von Willebrand factor in vascular inflammation: From pathogenesis to targeted therapy. Mediators Inflamm. 2017; 2017: 5620314. https://dx.doi.org/10.1155/2017/5620314.
  38. Pendu R., Terraube V., Christophe O.D. et al. P-selectin glycoprotein ligand 1 and beta 2-integrins cooperate in the adhesion of leukocytes to von Willebrand factor. Blood. 2006; 108(12): 3746-52. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2006-03-010322.
  39. Turner N.A., Moake J. Assembly and activation of alternative complement components on endothelial cell-anchored ultra-large von Willebrand factor links complement and hemostasis-thrombosis. Plos One. 2013; 8(3): e59372. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0059372.
  40. Schartz N.D., Tenner A.J. The good, the bad, and the opportunities of the complement system in neurodegenerative disease. J Neuroinflammation. 2020; 17(1): 354. https://dx.doi.org/10.1186/s12974-020-02024-8.
  41. Loures C.M.G., Duarte R.C.F., Silva M.V.F. et al. Hemostatic abnormalities in dementia: A systematic review and meta-analysis. Semin Thromb Hemost. 2019; 45(5): 514-22. https://dx.doi.org/10.1055/s-0039-1688444.
  42. Lv J.-X., Kong Q., Ma X. Current advances in circulating inflammatory biomarkers in atherosclerosis and related cardio-cerebrovascular diseases. Chronic Dis Transl Med. 2017; 3(4): 207-12. https://dx.doi.org/10.1016/j.cdtm.2017.09.002.
  43. Gros A., Syvannarath V., Lamrani L. et al. Single platelets seal neutrophil-induced vascular breaches via GPVI during immune-complex-mediated inflammation in mice. Blood. 2015; 126(8): 1017-26. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2014-12-617159.
  44. Duerschmied D., Bode C., Ahrens I. Immune functions of platelets. Thromb Haemost. 2014; 112(4): 678-91. https://dx.doi.org/10.1160/TH14-02-0146.
  45. Thornton P., McColl B.W., Greenhalgh A. et al. Platelet interleukin-1alpha drives cerebrovascular inflammation. Blood. 2010; 115(17): 3632-39. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2009-11-252643.
  46. Ishikawa M., Vowinkel T., Stokes K.Y. et al. CD40/CD40 ligand signaling in mouse cerebral microvasculature after focal ischemia/ reperfusion. Circulation. 2005; 111(13): 1690-96. https://dx.doi.org/10.1161/01.CIR.0000160349.42665.0C.
  47. Stellos K., Katsiki N., Tatsidou P. et al. Association of platelet activation with vascular cognitive impairment: implications in dementia development? Curr Vasc Pharmacol. 2014; 12(1): 152-54. https://dx.doi.org/10.2174/157016111201140327164641.
  48. Wu Y. Contact pathway of coagulation and inflammation. Thromb J. 2015; 13: 17. https://dx.doi.org//10.1186/s12959-015-0048-y.
  49. Verhoef J.J.F., Barendrecht A.D., Nickel K.F. et al. Polyphosphate nanoparticles on the platelet surface trigger contact system activation. Blood. 2017; 129(12): 1707-17. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2016-08-734988.
  50. Austinat M., Braeuninger S., Pesquero J.B. et al. Blockade of bradykinin receptor B1 but not bradykinin receptor B2 provides protection from cerebral infarction and brain edema. Stroke. 2009; 40(1): 285-93. https://dx.doi.org/10.1161/STROKEAHA.108.526673.
  51. Langhauser F., Gob E., Kraft P. et al. Kininogen deficiency protects from ischemic neurodegeneration in mice by reducing thrombosis, blood-brain barrier damage, and inflammation. Blood. 2012; 120(19): 4082-92. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2012-06-440057.
  52. Ashby E.L., Love S., Kehoe P.G. Assessment of activation of the plasma kallikrein-kinin system in frontal and temporal cortex in Alzheimer's disease and vascular dementia. Neurobiol Aging. 2012; 33(7): 1345-55. https://dx.doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2010.09.024.
  53. Sun Y., Langer H.F. Platelets, thromboinflammation and neurovascular disease. Front Immunol. 2022; 13: 843404. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2022.843404.
  54. Darbousset R., Thomas G.M., Mezouar S. et al. Tissue factor-positive neutrophils bind to injured endothelial wall and initiate thrombus formation. Blood. 2012; 120(10): 2133-43. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2012-06-437772.
  55. Massberg S., Grahl L., von Bruehl M.-L. et al. Reciprocal coupling of coagulation and innate immunity via neutrophil serine proteases. Nat Med. 2010; 16(8): 887-96. https://dx.doi.org/10.1038/nm.2184.
  56. Wang Y., Gao H., Shi C. et al. Leukocyte integrin Mac-1 regulates thrombosis via interaction with platelet GPIba. Nat Commun. 2017; 8: 15559. https://dx.doi.org/10.1038/ncomms15559.
  57. Pircher J., Czermak T., Ehrlich A. et al. Cathelicidins prime platelets to mediate arterial thrombosis and tissue inflammation. Nat Commun. 2018; 9(1): 1523. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-018-03925-2.
  58. Bowman G.L., Dayon L., Kirkland R. et al. Blood-brain barrier breakdown, neuroinflammation, and cognitive decline in older adults. Alzheimers Dement J Alzheimers Assoc. 2018; 14(12): 1640-50. https://dx.doi.org/10.1016/j.jalz.2018.06.2857.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ООО «Бионика Медиа», 2022