BRAIN'S IMMUNE SYSTEM AND TRAUMATIC BRAIN INJURY: THE MEANS FOR ITS CORRECTION



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The review has represented the results of published data on a range of issues related to the structure and functions of the brain's immune system. The peculiarities of microglial cells and astrocytes have been discussed. The features of the reactions of innate and adaptive immune response in the brain have also been discussed. Authors' own data about the influence of nucleotide nature drug after traumatic brain injury have been presented.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E V Dmitrienko

Research Institute of Experimental Medicine, North-West Branch of the Russian Academy of Medical Sciences

Email: elenadmit@gmail.com

N Akimoto

Kyushu University

Fukuoka, Japan

S Naoe

Kyushu University

Fukuoka, Japan

M Noda

Kyushu University

Fukuoka, Japan

E G Rybakina

Research Institute of Experimental Medicine, North-West Branch of the Russian Academy of Medical Sciences

E A Korneva

Research Institute of Experimental Medicine, North-West Branch of the Russian Academy of Medical Sciences

References

  1. Abbott N.J., Friedman A. Overview and introduction: the blood-brain barrier in health and disease // Epilepsia. — 2012. — Vol. 53, Suppl. 6. — Р. 1-6.
  2. Николлс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу. — М.: Издательство ЛКИ, 2008. — 672 с.
  3. Wraith D.C., Nicholson L.B. The adaptive immune system in diseases of the central nervous system // J. Clin. Invest. — 2012. — Vol. 122 (4). — Р. 1172-1179.
  4. Hanisch U.K., Kettenmann H. Microglia: active sensor and versatile effector cells in the normal and pathologic brain // Nat Neurosci. — 2007. — Vol. 10 (11). — Р. 1387-1394.
  5. Ransohoff R.M., Cardona A.E. The myeloid cells of the central nervous system parenchyma // Nature. — 2010. — Vol. 468. — Р. 253-262.
  6. Chew L.J., Takanohashi A., Bell M. Microglia and inflammation: impact on developmental brain injuries // Ment Retard Dev Disabil Res Rev. — 2006. — Vol. 12. — Р. 105-112.
  7. Imai F., Sawada M., Suzuki H. et al. Migration activity of microglia and macrophages into rat brain // Neurosci Lett. — 1997. — Vol. 237. — Р. 49-52.
  8. Jonas R.A., Ti-Fei Yuan, Yu-Xiang Liang et al. The Spider Effect: Morphological and Orienting Classification of Microglia in Response to Stimuli in Vivo // PLoS ONE. — 2012. — Vol. 7.
  9. Soulet D., Rivest S. Microglia // Curr Biol. — 2008. — Vol. 18. — Р. R506-508.
  10. Kofler J., Wiley C.A. Microglia: key innate immune cells of the brain // Toxicol Pathol. — 2011. — Vol. 39. — Р. 103-114.
  11. Schubert M., Holland L.Z., Panopoulou G.D. et al. Characterization of amphioxus AmphiWnt8: insights into the evolution of patterning of the embryonic dorsoventral axis // Evol. Dev. — 2000. — Vol. 2 (2). — Р. 85-92.
  12. Bitzer-Quintero O.K., Gonzalez-Burgos I. Immune System in the Brain: A Modulatory Role on Dendritic Spine Morphophysiology? // Neural Plasticity. — 2012. — Article ID 348642. — 7 p.
  13. Czeh M., Gressens P., Kaindl A.M. The yin and yang of microglia // Dev. Neurosci. — 2011. — Vol. 33. — Р. 199-209.
  14. Napoli I., Neumann H. Microglial crearance function in health and desease // Neuroscience. — 2009. — Vol. 158. — Р. 1030-1038.
  15. Ousman S.S., Kubes P. Immune surveillance in the central nervous system // Nat Neurosci. — 2012. — Vol. 15 (8). — Р. 1096-1101.
  16. Рыбакина Е.Г., Корнева Е.А. Трансдукция сигнала интерлейкина-1 в процессах взаимодействия нервной и иммунной систем организма // Вестник Российской академии медицинских наук. — 2005. — № 7. — С. 3-8.
  17. Kim S.U., de Vellis J. Microglia in health and disease // Neurobiology of Disease. — 2005. — Vol. 81 (3). — Р. 302-313.
  18. Smith J.A., Das A., Ray S.K., Banik N.L. Role of pro-inflammatory cytokines released from microglia in neurodegenerative diseases // Brain Res Bull. — 2011. — Vol. 87. — Р. 10-20.
  19. Colton C.A. Heterogeneity of Microglial Activation in the Innate Immune Response in the Brain // J. Neuroimmune Pharmacol. — 2009. — Vol. 4. — Р. 399-418.
  20. Graeber M.B., Streit W.J. Microglia: biology and pathology // Acta Neuropathol. — 2010. — Vol. 119. — Р. 89-105.
  21. Kettenmann H., Hanisch U.K., Noda M., Verkhratsky A. Physiology of microglia // Physiol Rev. — 2011. — Vol. 91. — Р. 461-553.
  22. Iadecola C., Nedergaard M. Glial regulation of the cerebral microvasculature // Nature Neuroscience. — 2007. — Vol. 10. — Р. 1369-1376.
  23. Nag S. Morphology and properties of astrocytes // Methods Mol Biol. — 2011. — Vol. 686. — Р. 69-100.
  24. Abbott N.J., Ronnback L., Hansson E. Astrocyte-endothelial interactions at the blood-brain barrier // Nat. Rev. Neurosci. — 2006. — Vol. 7. — Р. 41-53.
  25. Bjorkhem I., Meaney S. Brain cholesterol: long secret life behind a barrier // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. — 2004. — Vol. 24. — Р. 806-815.
  26. Dong Y., Benveniste E.N. Immune function of astrocytes // Glia. — 2001. — Vol. 36. — Р. 180-190.
  27. Корнева Е.А., Казакова Т.Б. Современные подходы к анализу влияния стресса на процессы метаболизма в клетках нервной и иммунной систем // Медицинская иммунология. — 1999. — № 1 (1-2). — С. 17-22.
  28. Wiese S., Karus M., Faissner A. Astrocytes as a source for extracellular matrix molecules and cytokines // Front Pharmacol. — 2012. — Vol. 3.— Р. 120.
  29. Sofroniew M.V., Vinters H.V. Astrocytes: biology and pathology // Acta Neuropathol. — 2010. — Vol. 119. — Р. 7-35.
  30. Farina C., Aloisi F., Meinl E. Astrocytes are active players in cerebral innate immunity // TRENDS in immunology. — 2007. — Vol. 28 (3). — Р. 138-145.
  31. Абдурасулова И.Н., Клименко В.М. Роль иммунных и глиальных клеток в процессах нейродегенерации // Мед. академ. журн. — 2011. — Т. 11, № 1. — С. 12-29.
  32. Mäe M., Armulik A., Betsholtz C. Getting to know the cast — cellular interactions and signaling at the neurovascular unit // Curr. Pharm. Des. — 2011. — Vol. 17. — Р. 2750-2754.
  33. Abbott N.J., Patabendige A.A., Dolman D.E. et al. Structure and function of the blood-brain barrier // Neurobiol Dis. — 2010. — Vol. 37 (1). — Р. 13-25.
  34. Begley D.J., Brightman M.W. Structural and functional aspects of the blood-brain barrier // Prog Drug Res. — 2003. — Vol. 61. — Р. 39-78.
  35. Redzic Z. Molecular biology of the blood-brain and the blood-cerebrospinal fluid barriers: similarities and differences // Fluids Barriers CNS.— 2011. — Vol. 18. — Р. 8.
  36. Wu D.T., Woodman S.E., Weiss J.M. et al. Mechanisms of leukocyte trafficking into the CNS // J Neurovirol. — 2000. — Suppl 1. — Р. 82-85.
  37. Wilson E.H., Weninger W., Hunter C.A. Trafficking of immune cells in the central nervous system // J Clin Invest. — 2010. — Vol. 120 (5). — Р. 1368-1379.
  38. Glezer I., Simard A.R., Rivest S. Neuroprotective role of the innate immune system by microglia // Neurobiology of Disease. — 2007. — VT 147 (4). — Р. 867-883.
  39. Martinon F., Gaide O., Petrilli V. et al. Review NALP inflammasomes: a central role in innate immunity // Semin Immunopathol. — 2007. — Vol. 29 (3). — Р. 213-229.
  40. Ransohoff R.M., Brown M.A. Innate immunity in the central nervous system // J Clin Invest. — 2012. — Vol. 122 (4). — Р. 1164-1171.
  41. Martinon F., Tschopp J. Review Inflammatory caspases: linking an intracellular innate immune system to autoinflammatory diseases // Cell. — 2004. — Vol. 117 (5). — Р. 561-574.
  42. Chakraborty S., Kaushik D.K., Gupta M., Basu A. Review Inflammasome signaling at the heart of central nervous system pathology // J. Neurosci Res. — 2010. — Vol. 88(8). — Р. 1615-1631.
  43. Petrilli V., Papin S., Dostert C. et al. Activation of the NALP3 inflammasome is triggered by low intracellular potassium concentration // Cell Death Differ. — 2007. — Vol. 14 (9). — Р. 1583-1589.
  44. Oboki K., Ohno T., Kajiwara N. et al. IL-33 is a crucial amplifier of innate rather than acquired immunity // Proc Natl Acad Sci USA. — 2010. — Vol. 107 (43). — Р. 18581-18586.
  45. Bianchi M.E. Review DAMPs, PAMPs and alarmins: all we need to know about danger // J. Leukoc. Biol. — 2007. — Vol. 81 (1). — Р. 1-5.
  46. Lehnardt S. Review Innate immunity and neuroinflammation in the CNS: the role of microglia in Toll-like receptor-mediated neuronal injury // Glia. — 2010. — Vol. 58 (3). — Р. 253-263.
  47. Downes C.E., Crack P.J. Review Neural injury following stroke: are Toll-like receptors the link between the immune system and the CNS? // Br.J. Pharmacol. — 2010. — Vol. 160 (8). — Р. 1872-1888.
  48. Рыбакина Е.Г., Шанин С.Н., Козинец И.А., Дмитриенко Е.В. Коррекция функций иммунной системы препаратом «Деринат» после экспериментальной черепно-мозговой травмы // Terra Medica. — 2011. — № 2. — С. 31-34.
  49. Клиническое руководство по черепно-мозговой травме / под ред. А.Н. Коновалова. — Т. 1. — М.: Антидор, 1998. — 553 с.
  50. Cernak I. Animal models of head trauma // J. of the American Society for Experimental Neuro Therapeutics. — 2005. — Vol. 2 (3). — Р. 410-422.
  51. Finnie J.W. Animal models of traumatic brain injury: A review // Australian Veterinary J. — 2001. — Vol. 79 (9). — Р. 628-633.
  52. O'Connor W.T., Smyth A., Gilchrist M.D. Animal models of traumatic brain injury: a critical evaluation // Pharmacol Ther. — 2011. — Vol. 130 (2). — Р. 106-113.
  53. Morales D.M., Marklund N., Lebols D. et al. Experimental models of traumatic brain injury: Do we really need to biuld a better mousetrap? // Neuroscience. — 2005. — Vol. 136 (4). — Р. 971-989.
  54. Albert-Weissenberger C., Siren A. Experimental traumatic brain injury // Exp. Transl. Stroke Med. — 2010. — Vol. 2 (1). — Р. 16.
  55. Белошицкий В.В. Современные принципы моделирования черепно-мозговой травмы в эксперименте // Нейронауки: теоретические и клинические аспекты. — 2005. — Т. 1, № 1. — С. 81-87.
  56. Feeney D.M., Boyeson M.G., Linn R.T. et al. Responses to cortical injury: I. Methodology and local effects of contusions in the rat // Brain Res. — 1981. — Vol. 211. — Р. 67-77.
  57. Каплина Э.Н., Вайнберг Ю.П. Деринат — природный иммуномодулятор для детей и взрослых. — М.: Науч. книга, 2005. — 216 c.
  58. Рыбакина Е.Г., Фомичёва Е.Е., Шанин С.Н. и др. Активность защитных функций организма при стрессе и их коррекция препаратом Деринат // Мед. иммунология. — 2008. — Т. 10, № 4-5. — С. 431-438.
  59. Серебряная Н.Б. Нуклеотиды как регуляторы иммунного ответа // Иммунология. — 2010. — № 5. — С. 273-281.
  60. Rybakina E.G., Shanin S.N., Fomicheva E.E. et al. Correction of stress-induced dysfunctions of the immune and neuroendocrine systems by peptide and nucleotide preparations // Advances in Neuroimmune Biology. — 2012. — Vol. 3. — Р. 353-360.
  61. Loane D.J., Byrnes K.R. Role of microglia in neurotrauma // Neurotherapeutics. — 2010. — Vol. 7 (4). — Р. 366-377.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Dmitrienko E.V., Akimoto N., Naoe S., Noda M., Rybakina E.G., Korneva E.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies