Глимфатическая система: методы изучения, роль при нейродегенеративных заболеваниях и новообразованиях головного мозга

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Глимфатическая система была обнаружена и описана в 2012 г. in vivo на мышах при помощи метода двухфотонной микроскопии. При дальнейшем изучении глимфатическая система была выявлена у людей методом магнитно-резонансной томографии. Данная система получила свое название на основании участия глиальных клеток «gl» и ее сходной функции с «лимфатической системой». Она представляет собой периваскулярный путь, проходящий через весь мозг, управляемый аквапорином-4 на концах астроцитов, который может осуществлять доставку веществ в паренхиму мозга через периартериальный путь притока спинномозговой жидкости и удалять продукты метаболизма через перивенозные пути клиренса. На сегодняшний день нарушения в работе глимфатической системы рассматривают как фактор риска развития возрастных изменений головного мозга, нейроваскулярных и нейродегенеративных заболеваний, а также нарушений восстановления после травм головного мозга. Много работ освещали связь между дисфункцией глимфатической системы и нейродегенерацией, связанной с черепно-мозговой травмой. Часть работ посвящена роли глимфатической системы в развитии перитуморального отека при новообразованиях головного мозга. Однако пока что недостаточно данных о роли глимфатической системы в локализации первичных и вторичных новообразований головного мозга. Данный обзор обобщает все результаты, полученные и опубликованные научным сообществом, относительно состава глимфатической системы, а также существующим на данный момент способам ее визуализации и роли при злокачественных новообразованиях головного мозга.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Александр Игоревич Будько

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Budko_AI@nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0007-3354-1646
SPIN-код: 2623-4530

аспирант

Россия, Москва

Анна Алексеевна Прохорычева

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Prokhorycheva_AA@nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0001-5226-0803
SPIN-код: 5543-4462

аспирант

Россия, Москва

Ольга Михайловна Игнатова

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Ignatova_OM@nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0003-2763-3935
SPIN-код: 9352-3233

лаборант-исследователь

Россия, Москва

Юлия Ивановна Вечерская

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Vecherskaya_YI@nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0000-2489-4588

аспирант

Россия, Москва

Станислав Александрович Фокин

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Fokin_SA@nrcki.ru

канд. мед. наук, руководитель Курчатовского комплекса медицинской приматологии

Россия, Москва

Мария Александровна Пахомова

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: mariya.pahomova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-4570-8056
SPIN-код: 3168-2170

ст. научн. сотрудник, Научно-исследовательский центр

Россия, Санкт-Петербург

Андрей Глебович Васильев

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: avas7@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8539-7128
SPIN-код: 1985-4025

д-р. мед. наук, профессор, заведующий кафедрой паталогической физиологии с курсом иммунологии

Россия, Санкт-Петербург

Александр Петрович Трашков

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Trashkov_AP@nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0002-3441-0388
SPIN-код: 4231-1258

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Список литературы

  1. Состояние онкологической помощи населению России в 2023 году / под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой. Москва: МНИОИ им. П.А. Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2024.
  2. Туркин А.М., Мельникова-Пицхелаури Т.В., Фадеева Л.М., и др. Перитуморозный отек при менингиомах и факторы, влияющие на его формирование: количественная оценка на основе КТ и МРТ // Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2023. Т. 87, № 4. С. 17–26. doi: 10.17116/neiro20238704117 EDN: VJJKWW
  3. Achariyar T.M., Li B., Peng W., et al. Glymphatic distribution of CSF-derived apoE into brain is isoform specific and suppressed during sleep deprivation // Mol Neurodegener. 2016. Vol. 11. ID 74. doi: 10.1186/s13024-016-0138-8
  4. Al Masri M., Corell A., Michaelsson I., et al. The glymphatic system for neurosurgeons: a scoping review // Neurosurg Rev. 2024. Vol. 47, N 1. ID 61. doi: 10.1007/s10143-024-02291-6
  5. Plog B.A., Mestre H., Olveda G.E., et al. Transcranial optical imaging reveals a pathway for optimizing the delivery of immunotherapeutics to the brain // JCI Insight. 2018. Vol. 3, N 20. ID 126138. doi: 10.1172/jci.insight.120922
  6. Benveniste H., Lee H., Ozturk B., et al. Glymphatic cerebrospinal fluid and solute transport quantified by MRI and PET imaging // Neuroscience. 2021. Vol. 474. P. 63–79. doi: 10.1016/j.neuroscience.2020.11.014
  7. Cagney D.N., Martin A.M., Catalano P.J., et al. Incidence and prognosis of patients with brain metastases at diagnosis of systemic malignancy: a population-based study // Neuro Oncol. 2017. Vol. 19, N 11. P. 1511–1521. doi: 10.1093/neuonc/nox077
  8. Toh C.H., Siow T.Y., Castillo M. Peritumoral brain edema in metastases may be related to glymphatic dysfunction // Front Oncol. 2021. Vol. 11. ID 725354. doi: 10.3389/fonc.2021.725354
  9. Chen J., Wang L., Xu H., et al. The lymphatic drainage system of the CNS plays a role in lymphatic drain-age, immunity, and neuroinflammation in stroke // J Leukoc Biol. 2021. Vol. 110, N 2. P. 283–291. doi: 10.1002/JLB.5MR0321-632R
  10. Dekkers O.M., Karavitaki N., Pereira A.M. The epidemiology of aggressive pituitary tumors (and its challenges) // Rev Endocr Metab Disord. 2020. Vol. 21, N 2. P. 209–212. doi: 10.1007/s11154-020-09556-7
  11. Ding Z., Fan X., Zhang Y., et al. The glymphatic system: a new perspective on brain diseases // Front Aging Neurosci. 2023. Vol. 15. ID 1179988. doi: 10.3389/fnagi.2023.1179988
  12. Gaberel T., Gakuba C., Goulay R., et al. Impaired glymphatic perfusion after strokes revealed by contrast-enhanced MRI: a new target for fibrinolysis? // Stroke. 2014. Vol. 45, N 10. P. 3092–3096. doi: 10.1161/STROKEAHA.114.006617
  13. Gouveia-Freitas K., Bastos-Leite A.J. Perivascular spaces and brain waste clearance systems: relevance for neurodegenerative and cerebrovascular pathology // Neuroradiology. 2021. Vol. 63. P. 1581–1597. doi: 10.1007/s00234-021-02718-7
  14. Hu X., Deng Q., Ma l., et al. Meningeal lymphatic vessels regulate brain tumor drainage and immunity // Cell Res. 2020. Vol. 30, N 3. P. 229–243. doi: 10.1038/s41422-020-0287-8
  15. Iliff J.J., Wang M., Liao Y., et al. A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β // Sci Transl Med. 2012. Vol. 4, N 147. ID 147ra111. doi: 10.1126/scitranslmed.3003748
  16. Patterson C. World alzheimer report 2018. The state of the art of dementia research: New frontiers. London, 2018. 48 p.
  17. Jullienne A., Obenaus A., Ichkova A., et al. Chronic cerebrovascular dysfunction after traumatic brain injury // J Neurosci Res. 2016. Vol. 94, N 7. P. 609–622. doi: 10.1002/jnr.23732
  18. Hablitz L.M., Nedergaard M. The glymphatic system // Curr Biol. 2021. Vol. 31, N 20. P. 1371–1375. doi: 10.1016/j.cub.2021.08.026
  19. Lee D.S., Suh M., Sarker A., Choi Y. Brain glymphatic/lymphatic imaging by MRI and PET // Nucl Med Mol Imaging. 2020. Vol. 54, N 5. P. 207–223. doi: 10.1007/s13139-020-00665-4
  20. Marinova L., Georgiev R., Evgeniev N. Hypothesis on the distant spread of HER2-positive breast // Glob Imaging Insights. 2020. Vol. 5. P. 1–8. doi: 10.15761/GII.1000206
  21. Li L., Ding G., Zhang L., et al. Glymphatic transport is reduced in rats with spontaneous pituitary tumor // Front Med. 2023. Vol. 10. ID 1189614. doi: 10.3389/fmed.2023.1189614
  22. Mestre H., Tithof J., Du T., et al. Flow of cerebrospinal fluid is driven by arterial pulsations and is reduced in hypertension // Nat Commun. 2018. Vol. 9. ID 4878. doi: 10.1038/s41467-018-07318-3
  23. Myllylä T., Harju M., Korhonen V., et al. Assessment of the dynamics of human glymphatic system by near-infrared spectroscopy // J Biophotonics. 2018. Vol. 11, N 8. ID e201700123. doi: 10.1002/jbio.201700123
  24. Naganawa S., Taoka T., Ito R., Kawamura M. The glymphatic system in humans: investigations with magnetic resonance imaging // Investig Radiol. 2024. Vol. 59, N 1. P. 1–12. doi: 10.1097/RLI.0000000000000969
  25. Palczewska G., Wojtkowski M., Palczewski K. From mouse to human: Accessing the biochemistry of vision in vivo by two-photon excitation // Prog Retin Eye Res. 2023. Vol. 93. ID 101170. doi: 10.1016/j.preteyeres.2023.101170
  26. Rasmussen M.K., Mestre H., Nedergaard M. The glymphatic pathway in neurological disorders // Lancet Neurol. 2018. Vol. 17, N 11. P. 1016–1024. doi: 10.1016/S1474-4422(18)30318-1
  27. Salehpour F., Khademi M., Bragin D.E., DiDuro J.O. Photobiomodulation therapy and the glymphatic system: promising applications for augmenting the brain lymphatic drainage system // Int J Mol Sci. 2022. Vol. 23, N 6. ID 2975. doi: 10.3390/ijms23062975
  28. Keil S.A., Braun M., O’Boyle R., et al. Dynamic infrared imaging of cerebrospinal fluid tracer influx into the brain // Neurophotonics. 2022. Vol. 9, N 3. ID 031915. doi: 10.1117/1.NPh.9.3.031915
  29. Schubert J.J., Veronese M., Marchitelli L., et al. Dynamic 11C-PiB PET shows cerebrospinal fluid flow alterations in alzheimer disease and multiple sclerosis // J Nucl Med. 2019. Vol. 60, N 10. P. 1452–1460. doi: 10.2967/jnumed.118.223834
  30. Szczygielski J., Kopańska M., Wysocka A., Oertel J. Cerebral microcirculation, perivascular unit, and glymphatic system: Role of Aquaporin-4 as the gatekeeper for water homeostasis // Front Neurol. 2021. Vol. 12. ID 767470. doi: 10.3389/fneur.2021.767470
  31. Taoka T., Naganawa S. Glymphatic imaging using MRI // J Magn Reson Imaging. 2020. Vol. 51, N 1. P. 11–24. doi: 10.1002/jmri.26892
  32. Thakkar R.N., Kioutchoukova I.P., Grifin I., et al. Mapping the glymphatic pathway using imaging advances // Multidisciplin Sci J. 2023. Vol. 6, N 3. P. 477–491. doi: 10.3390/j6030031
  33. Thrane V.R., Thrane A.S., Plog B.A., et al. Paravascular microcirculation facilitates rapid lipid transport and astrocyte signaling in the brain // Sci Rep. 2013. Vol. 3. ID 2582. doi: 10.1038/srep02582
  34. Wang Q., Sawyer L.A., Sung M.-H., et al. Cajal bodies are linked to genome conformation // Nat Commun. 2016. Vol. 7. ID 10966. doi: 10.1038/ncomms10966
  35. Weller M., Wick W., Aldape K., et al. Glioma // Nat Rev Dis Primers. 2015. Vol. 1. ID 15017. doi: 10.1038/nrdp.2015.17
  36. Xu D., Zhou J., Mei H., et al. Impediment of cerebrospinal fluid drainage through glymphatic system in glioma // Front Oncol. 2022. Vol. 11. ID 790821. doi: 10.3389/fonc.2021.790821

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2024


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 - 69634 от 15.03.2021 г.