CC BY
16УДК 612.821
Третьякова Л. В., Квичанский А. А., Большаков А. П., Гуляева Н. В.
ФГБУН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия.
Tret'yakova L. V., Kvichansky A. A., Bolshakov A. P., Gulyaeva N. V.
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology RAS, Moscow, Russia E-mail: kind.dr.lee@gmail.com
ЭКСПРЕССИЯ МРНК ГЕНОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С НЕЙРОВОСПАЛЕНИЕМ, ПРИ ВВЕДЕНИИ В ГИППОКАМП ИНГИБИТОРОВ КОРТИКОСТЕРОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
EXPRESSION OF NEUROINFLAMMATION-ASSOCIATED GENES AFTER INTRAHIPPOCAMPAL ADMINISTRATION OF CORTICOSTEROID RECEPTOR INHIBITOR
DOI
Аннотация: Работа направлена на уточнение вклада кортико-стероидных рецепторов в нейровоспалительный ответ. Изучены изменения экспрессии генов, ассоциированных с нейровоспалением, в гиппокампе после введения в него ингибиторов глюкокортикоид-ного и минералокортикоидного рецепторов (мифепристона и спиро-нолактона, соответственно). На модели острого локального нейро-воспаления, индуцированного липополисахаридом (ЛПС/LPS), ингибиторы оказывали слабое влияние на воспалительный ответ. Эти данные не подтверждают участие кортикостероидных рецепторов в нейровоспалительном ответе в данной модели.
Ключевые слова: гиппокамп, нейровоспаление, цитокины, мифе-пристон, спиронолактон.
Abstract: The study was aimed at elucidation of corticosteroid receptors contribution in the neuroinflammatory response. Expression of genes associated with neuroinflammation were studied after intrahippocampal administration of glucocorticoid and mineralocorticoid receptor inhibitors (mifepristone and spironolactone, respectively). In LPS-induced model of acute local neuroinflammation, the inhibitors had little effect, thus, not supporting the involvement of corticosteroid receptors in neuroinflammatory response.
Keywords: hippocampus, neuroinflammation, cytokines, mifepristone, spironolactone.
Глюкокортикостероиды (ГКС) известны как основные регуляторы стрессового и воспалительного ответов как на локальном, так и на системном уровнях. Они осуществляют свои функции через два типа рецепторов — глюкокортикоидный и минералокортико-идный, которые экспрессируются многими типами клеток, в т. ч. клетками нервной и иммунной системы. Как правило, активация данных рецепторов приводит к ингибированию активности иммунных клеток и индукции апоптоза лимфоцитов [1]. Однако в некоторых ситуациях ГКС могут усиливать воспалительные процессы [2], в том числе нейровоспаление. Считают, что вышедший из-под контроля нейровоспалительный процесс может оказывать повреждающее воздействие на гиппокамп, высокочувствительную к ней-ровоспалению структуру, и лежать в основе таких патологий, как расстройства депрессивного спектра, эпилепсия, постинсультные и посттравматические аффективные и когнитивные нарушения [3, 4]. Ранее нами было показано, что введение дексаметазона (агони-ста глюкокортикоидных рецепторов) самого по себе в гиппокамп приводит к слабому нейровоспалительному ответу. При этом применение дексаметазона во время нейровоспаления, индуцированного ЛПС, может вызывать как усиление, так и подавление экспрессии генов некоторых провоспалительных цитокинов в гиппокампе [5]. В данной работе был проведен анализ влияния локального введения ингибиторов глюкокортикоидного и минералокортикоидно-го рецепторов (мифепристона и спиронолактона, соответственно) на развитие острого нейровоспаления в гиппокампе крысы.
Методика: С целью индукции локального острого нейровос-паления в гиппокамп вводили бактериальный липополисахарид (ЛПС) E. Coli (0.2 г/л), широко используемый в качестве провос-палительного агента in vivo. В ходе работы было изучено влияние мифепристона (1.05*10—14 моль) и спиронолактона (1.3*10— 14 моль) как самих по себе, так и в комбинации с ЛПС, на процессы нейровоспаления по изменению экспрессии генов некоторых провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в гиппокампе. В качестве растворителя был выбран фосфатно-со-левой буфер (PBS), так как его внутригиппокампальное введение не вызывало изменений морфологии микроглии. Это позволило использовать группу животных с инъекцией PBS в качестве кон-
троля для оценки локального воздействия на ткань гиппокампа экспериментальных веществ.
В эксперименте принимало участие 49 самцов крыс линии Wistar (300—380 г), которые были разделены на 7 групп по 6—8 особей в каждой: (1) интактные животные; (2) PBS; (3) LPS+PBS; (4) спиронолактон+PBS; (5) спиронолактон+LPS+PBS; (6) мифепри-стон+PBS; (7) мифепристон+LPS+PBS. Все хирургические манипуляции проводились под ингаляционным наркозом (2—3 % изо-флуран). Трепанацию черепа производили в левой (АР= -3.5 мм, L= +2.00 мм) и правой (АР=-3.5 мм, L=-2.00 мм) теменных костях. Вещества в объёме 1 мкл инъецировали в зубчатую извилину дорсального гиппокампа (Н=-3.5 мм) при помощи шприца Hamilton со скоростью 0.15 мкл/сек. После операции животных возвращали в их клетки. Через 3 дня после инъекции крысы были анестезированы 10 % хлоралгидратом и подвергнуты транскардиальной перфузии 0.9 % раствором NaCl, после чего были препарированы образцы тканей дорсального и вентрального гиппокампов левого полушария для оценки экспрессии мРНК генов, ассоциированных с нейровоспалением (Illb, Tnf, Il6, Cx3cl1, Cx3cr1, Ccl2, Tgfbl, Ncfl) методом ПЦР "в реальном времени". Образцы правых полушарий фиксированы в 4 % формальдегиде для последующего иммуноги-стохимического окрашивания на Iba1 с целью оценки развития ми-кроглиоза в зоне нейровоспаления.
Результаты: Было обнаружено, что в дорсальном гиппокампе введение ЛПС приводило к статистически значимому увеличению экспрессии генов Il1b, Tnf, Tgfb1, Ccl2 и Ncf1 по сравнению с контрольной группой. Мифепристон и спиронолактон сами по себе не оказывали влияния на уровни экспрессии ранее упомянутых генов (Il1b, Tnf, Tgfb1, Ccl2 и Ncf1), а также не предотвращали увеличение их экспрессии во время нейровоспаления, индуцированного введением ЛПС, в дорсальном гиппокампе. Однако введение этих ингибиторов вызывало тенденцию к снижению экспрессии Il6, который был повышен после введения ЛПС. В вентральном гиппо-кампе была зафиксирована только тенденция к увеличению экспрессии генов Il1b и Ncf1 после инъекции ЛПС.
Заключение: Используя модель острого локального нейровос-паления, индуцированного внутригиппокампальным введением ЛПС, мы обнаружили, что введение ингибиторов глюкокортикоид-ного и минералокортикоидного рецепторов (мифепристона и спи-ронолактона, соответственно) оказывает слабое влияние на ней-
ровоспалительный ответ. По-видимому, интенсивное нейровоспа-ление, вызванное введением ЛПС в ткань гиппокампа, не опосредовано активацией глюкокортикоидных и минералкортикоидных рецепторов.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19—315—90081.
Список литературы:
1. Cain DW, Cidlowski JA. Immune regulation by glucocorti-coids.//Nat Rev Immunol. — 2017 — Vol. 17 — PP. 233—247. doi: 10.1038/nri.2017.1.
2. Bolshakov AP, Tret'yakova LV, Kvichansky AA, Gulyaeva NV. Glucocorticoids: Dr. Jekyll and Mr. Hyde of Hippocampal Neuroinflam-mation.//Biochemistry (Moscow) — 2021 — Vol. 86 — № 2 — PP. 156—167. doi: 10.1134/S0006297921020048.
3. Gulyaeva NV. Biochemical Mechanisms and Translational Relevance of Hippocampal Vulnerability to Distant Focal Brain Injury: The Price of Stress Response//Biochemistry (Moscow) — 2019 — Vol. 84 — № 11 — PP. 1306—1328. doi: 10.1134/S0006297919110087.
4. Gulyaeva NV. Stress-Associated Molecular and Cellular Hippocam-pal Mechanisms Common for Epilepsy and Comorbid Depressive Disorders//Biochemistry (Moscow) — 2021 — Vol. 86 — № 6 — PP. 641—656. doi: 10.1134/S0006297921060031.
5. Tret'yakova LV, Kvichansky AA, Bolshakov AP, Gulyaeva NV. Dexamethasone Modulates Lipopolysaccharide-Induced Expression of Proinflammatory Cytokines in Rat Hippocam-pus.//Neurochem J. — 2021 — Vol. 15 — № 3 — PP. 302—307. doi: 10.1134/S1819712421330011.
УДК 591.513.2
Филенко П. А.12, Сидорина В. В.1, Шаркова А. В.1, Закиров Ф. Х.1, Зайченко М. И.1, Григорьян Г. А.1
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия
2 Биологический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова
