ГИСТОНДЕАЦЕТИЛАЗА 3 КАК РЕГУЛЯТОР ГИБЕЛИ КЛЕТОК СПИННОМОЗГОВЫХ ГАНГЛИЕВ КРЫСЫ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ АКСОТОМИИ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 616.834.2

ГИСТОНДЕАЦЕТИЛАЗА 3 КАК РЕГУЛЯТОР ГИБЕЛИ КЛЕТОК СПИННОМОЗГОВЫХ ГАНГЛИЕВ КРЫСЫ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ АКСОТОМИИ

DOI 10.24412/CL-37228-2024-83-85 В. А. Дзреян, О. В. Трегубова, А. А. Лебедева

Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия E-mail: dzreyan2016@mail.ru

Аннотация. В работе было исследовано участие, а также механизмы регуляции гистондеацетилазы 3 (HDAC3) в выживаемости и гибели нервных клеток в экспериментальных моделях аксотомии с помощью верстерн блот анализа и иммунофлуоресцентного окрашивания. Полученные данные свидетельствуют о вовлеченности HDAC3 и сигнального пути Akt/GSK3p в вызванное аксотомией повреждение ганглиев на ранних сроках после повреждения.

Ключевые слова: гистондеацетилаза 3, аксотомия, нейротравма, эпигенетическая регуляция, спиномозговые ганглии крысы, апоптоз.

Эпигенетическая регуляция повреждений периферических нервов в последние годы привлекает пристальное внимание исследователей. Но роль эпигенетических процессов в регуляции гибели и выживаемости клеток в первые часы после повреждения нервов пока не изучена [1]. Ряд работ продемонстрировали ней-ротоксическое действие гистондеацетилазы 3 (HDAC3), однако ее участие в индукции гибели нейронов исследована не до конца. Целью работы явилось исследование уровня содержания и внутриклеточной локализации гистондеацетилазы HDAC3, а также киназ Akt/GSK-3^, участвующих в её фосфорилировании, в нейронах и клетках глии ганглиев дорсальных корешков (dorsal root ganglia, DRG) после аксотомии седалищного нерва методами им-мунофлуоресцентной микроскопии и вестерн блот анализа, а также оценка участия HDAC3 в апоптозе клеток аксотомированных ганглиев методом TUNEL.

Метод двойного иммунофлуоресцентного окрашивания показал, что уровень HDAC3 в цитоплазме поврежденных DRG зна-

чительно сверхэкспрессируется уже через 1 час после аксотомии (p < 0,01), но снижается через 4 часа по сравнению с контрольными ганглиями (p <0,05) и уровнем, определяемым через 1 час (p<0,01). Через 24 часа после повреждения разницы не наблюдалось. В ядре аксотомированных DRG уровень HDAC3 увеличивался через 4 часа после перерезки седалищного нерва по сравнению с неповрежденными ганглиями крыс (p < 0,01), что происходило на фоне снижения уровня ацетилирования гистонов H3 (AcH3K9) и H4 (AcH4). Это свидетельствует о перераспределении HDAC3 из цитоплазмы в ядро через 4 часа после аксотомии седалищного нерва крысы, что также подтверждается коэффициентом М1 (р < 0,05). Отмечалась повышенная колокализация HDAC3 и клеточных ядер, окрашенных TUNEL в течение первых 7 суток после повреждения. Это позволяет предположить, что в аксотомированных спинномозговых ганглиях крысы апоптоз был связан со сверхэкспрессией HDAC3. Согласно полученным данным, аксотомия седалищного нерва крыс вызывала достоверное снижение уровня Akt через 24 часа в цитоплазматиче-ской фракции клеток ганглиев (в 2 раза относительно контрольных ганглиев (р < 0,01) и в 1,5 раза относительно четырехчасовой группы (р < 0,01)). Уровень Akt в ядерной фракции при этом не изменялся и был низким. Уровень GSK-3ß был низким и не изменялся на всем протяжении исследования, как в ядерной, так и цитоплазматиче-ской фракциях клеток спинномозговых ганглиев крыс. Однако, по данным иммунноблота уровень phospho-GSK-3ß (Ser9) достоверно увеличивался через 24 часа в цитоплазматической фракции клеток аксотомированных спинномозговых ганглиев крыс (р < 0,01).

Таким образом, данные свидетельствуют о вовлеченности HDAC3 и сигнального пути Akt/GSK3бета в вызванное аксотомией повреждение клеток DRG. На основании полученных данных мы можем предположить, что нейротоксический эффект HDAC3 в ответ на аксотомию сенсорных нейронов DRG обусловлен её транслокацией из цитоплазмы в ядро аксотомированных нейронов. Это происходит на фоне снижения уровня ацетилирования гистонов 3 и 4. Это вероятно приводит к нарушению белкового синтеза и как следствие — гибели клеток. Полученные результаты об изменении экспрессии исследуемых белков могут лечь в основу теоретической базы о механизмах нейродегенерации при аксотомии периферических нервов, а исследуемые белки служить потенциальными маркерами повреждения и мишенями при разработке нейропротектор-ных препаратов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания в сфере научной деятельности

№ FENW-2023-0018.

Список литературы

1. Weng Y. L., Joseph J., An R., Song H., & Ming G. L. Epigenetic regulation of axonal regenerative capacity // Epigenomics. — 2016. — No 8 (10). — P. 1429-1442. — https://doi.org/10.2217/epi-2016-0058.

HISTONE DEACETYLASE 3 AS A REGULATOR OF CELL DEATH IN RAT SPINAL GANGLIA IN AN EXPERIMENTAL AXOTOMY MODEL

Abstract. The work investigated the participation, as well as the mechanisms of regulation of histone deacetylase 3 (HDAC3) in the survival and death of nerve cells in experimental models of axotomy using western blot analysis and immunofluorescence staining. The data obtained indicate the involvement of HDAC3 and the Akt/GSK36 signaling pathway in axotomy-induced ganglion damage in the early stages after injury.

Key words: histone deacetylase 3, axotomy, neurotrauma, epigenetic regulation, rat spinal ganglia, apoptosis.