CC BY
40
УДК 591.18: 612.825: 612.273: 591.3
Васильев Д.С., Дубровская Н.М., Туманова Н.Л., Журавин И.А.
ИЗМЕНЕНИЕ АКТИВНОСТИ КАСПАЗЫ-3 В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ ВЛИЯЕТ НА СОДЕРЖАНИЕ СИНАПС-АССОЦИИРОВАННЫХ БЕЛКОВ
В ТКАНИ МОЗГА ВЗРОСЛЫХ ЖИВОТНЫХ5
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия, Государственный педиатрический медицинский университет Минздрава РФ Санкт-Петербург, Россия,_dvasilyev@bk.ru
Хорошо известно, что каспазы участвуют в различных процессах, лежащих в основе нормального функционирования и апоптоза клетки. Увеличенная каспазная активность в пре - и постсинаптических терминалях сопровождается протеолизом синапс-ассоциированных белков, что приводит к нарушению синаптической передачи. Ингибирование каспаз рассматривается как инструмент для компенсации различных синаптических патологий. елью настоящей работы являлось исследование влияния экспериментального изменения активности проапоптотической протеазы каспаза-3 в раннем постнатальном онтогенезе крысят (период активного синаптогенеза и элиминации клеток в ткани мозга) на содержание синапс-ассоциированных белков в ткани коры мозга половозрелых животных, подвергшихся действию пренатальной гипоксии. Исследовалось содержание белка осуществляющего экзоцитоз медиаторов в пресинаптических терминалях (синаптофизин), структурного белка постсинаптического уплотнения (PSD95) и белка связанного с обеспечением LTP в аксошипиковых синапсах (синаптоподин).
Для создания гипоксических условий самок крыс линии Вистар на 14 день беременности подвергали действию гипоксии (7% О2, 3 ч). В возрасте Р18-25
5 Vasilev D.S., Dubrovskay N.M., Tumanova N.L., Juravin I.A., The changes in activity of caspase- 3 in the early postnatal ontogenesis of rats affect on the expression of synapse-associated proteins in adults. Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry named Sechenov , St. Petersburg, Russia, State Pediatric Medical University, St. Petersburg, Russia
113
животному осуществляли однократное i.v. введение раствора ингибитора каспазы-
Л
3 Z-DEVD-CHO (Sigma 10- М/4 мкл). Исследование активности каспазы-3. Через 1-3 сутки после введения ингибитора каспазы крысёнка декапитировали, ткань теменной коры мозга гомогенизировали. Активность каспазы-3 проводили методом колориметрии с использованием набора Caspase-3 Assey Kit (ab39401, Abcam), согласно протоколу, рекомендованному производителем. Иммуноблотинг. Через 30 суток после введения ингибитора каспазы, крысу декапитировали, и получали гомогенат ткани. Белки денатурировали и загружали в лунки SDS-полиакриламидного геля (8%), проводили электрофорез, белки переносили на PVDF мембрану, блокировали в 5%-ном растворе сухого молока на Tween20.
Исследование показало, что на Р19-30 у животных, перенесших пренатальную гипоксию, наблюдается повышенный уровень содержания и активности каспазы -3, по сравнению с контролем. У перенесших гипоксию животных также наблюдается снижение содержания белка синаптоподин, участвующего в обеспечении LTP, лежащей в основе процессов запоминания и обучения [1]. Ингибирование активности каспазы приводит к продолжительному снижению активности этого фермента. Через месяц после введения ингибитора каспазы в ткани теменной коры таких животных происходило повышение содержания постсинаптических маркерных белков, синаптоподина (на 58,5%, р<0,05) и PSD95 (на 15%, р<0,05), в сравнении с перенесшими пренатальную гипоксию животными, которым ингибитор не вводился. Никакого действия ингибирования каспазы на содержание пресинаптического маркерного белка синаптофизина не наблюдалось.
Результаты проведённой работы свидетельствуют о том, что поддержание нормального уровня активности каспазы-3 в раннем постнатальном онтогенезе может быть важным для формирования кортикальных отделов мозга. Пренатальная патология приводит к повышению активности каспазы в период элиминации клеток и синаптогенеза [2], что может приводить к уменьшению экспрессии синапс-ассоциированных белков в ходе дальнейшего развития организма. Ингибирование активности каспазы-3 в этот период способствует компенсации содержания белков, локализованных в постсинаптических терминалях, и может рассматриваться как потенциальная стратегия компенсации
отставленных во времени негативных последствий пренатальной патологии.
Поддержано: РФФИ 13-04-00388, 12-04-32281, Программой «Фундаментальные науки - медицине».
Литература:
1. Журавин И.А., Туманова Н.Л., Васильев Д.С. Изменение адаптивных механизмов мозга в онтогенезе крыс, перенесших пренатальную гипоксию // Докл. Акад. Наук. 2009. 425 (1): 123-125.
2. Васильев Д.С., Туманова Н.Л., Журавин И.А. Изменение нервной ткани новой коры в онтогенезе крыс после гипоксии на разных сроках онтогенеза // Ж. эвол. биохим. и физиол. 2008. 44 (3): 258-266.
Ключевые слова: пренатальная гипоксия, новая кора, каспаза-3, крыса Key words: prenatal hypoxia, neocortex, caspase-3, rat
УДК 612.821.2 + 612.825
Винарская Е.Н.\ Фирсов Г.И.
ЗАКОНЫ СИНХРОНИЗАЦИИ БИОРИТМОВ В ЦЕЛЯХ РЕГУЛЯЦИИ
СОСТОЯНИЙ ГОМЕОСТАЗА6
Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН, Москва, firsovgi@mail.ru
Законы сохранения отношений (з.с.о.) были систематизированы и описаны в глубокой древности египетским ученым Гермесом Трисмегистом. Можно предположить, что, взаимодействуя с внешней средой (з.с.о. вибрации), организм воспроизводит в структуре своих биоритмов зонную периодическую структуру ритмов Вселенной (з.с.о. аналогии). Зонное упорядочивание биоритмов начинается с их информационной стороны (з.с.о. ментальности) и оно характеризуется чередованием эффекта, обязанного то одной из двух взаимодействующих сил - в виде прогрессивного развития колебательного периода, то другой - в виде его регрессивного развития (з.с.о. двойственности),
6 [Vinarskay E.N.], Firsov G.I., Laws biorhythms timing for regulation homeostasis. Institute of Engineering named A.A. Blagonravov, Moscow, Russia, firsovgi@mail.ru
115
