CC BY
34
ОРИГШАЛЬШ ДОСЛЩЖЕННЯ
/ORIGINAL RESEARCHES/
УДК 612.67.018:612.017.4 DOI: 10.22141/2224-0713.4.98.2018.139434
Лабунец И.Ф.
ГУ «Институт генетической и регенеративной медицины НАМН Украины», г. Киев, Украина
Изменения эндокринной функции тимуса, макрофагов и Т-лимфоцитов головного мозга у мышей разного возраста после введения нейротоксина купризона и цитокина
Резюме. Актуальность. Известно участие макрофагов и Т-лимфоцитов в повреждении нервных клеток головного мозга. Гормон тимуса тимулин проявляет иммуномодулирующие и антивоспалительные свойства. Возрастные изменения активности макрофагов, Т-лимфоцитов головного мозга и тимуса могут влиять на их ответ на действие токсических ирегуляторных факторов. Цель — исследование изменений уровня в крови тимулина, количества макрофагов и Т-лимфоцитов в головном мозге молодых и стареющих мышей, получавших нейротоксин купризон и рекомбинантный лейкемия-ингибирующий фактор человека (rhLIF). Материалы и методы. Мыши линии получали с пищей ежедневно купризон в
течение 3 недель. С 8-го дня купризоновой диеты ежедневно вводили ^ЫГв дозе 50мг/кг. Результаты. Повышение уровня тимулина в крови через 7 дней приема купризона более выражено у молодых мышей, чем у стареющих. Через 3 недели купризоновой диеты уровень гормона снижался только у молодых мышей. Количество макрофагов в головном мозге молодых мышей повышалось уже через 7дней приема купризона, а у стареющих мышей — только через 3 недели. У мышей обеих возрастных групп с купризоновой диетой (особенно у молодых) в головном мозге увеличивалось число Т-клеток. Инъекции ^ЫГповышали уровень в крови тимулина и снижали количество Т-клеток в головном мозге молодых мышей, тогда как у стареющих мышей наблюдалось снижение количества макрофагов в головном мозге. Выводы. Влияние как купризона, так и ^ЫГ на эндокринную функцию тимуса и количество макрофагов и Т-лимфоцитов в головном мозге мышей зависит от возраста.
Ключевые слова: тимулин; макрофаги и Т-клетки головного мозга; купризон;лейкемия-ингибирующий фактор; возраст
Введение
Одними из патогенетических факторов повреждений олигодендроцитов и нейронов при демиели-низирующих и нейродегенеративных заболеваниях являются реактивные радикалы и провоспалительные цитокины (туморнекротический фактор (TNF-a), интерферон-гамма (№N-7)), которые продуцируют активированные клетки микроглии/макрофаги [1]. Источником провоспалительных цитокинов также могут быть Т-лимфоциты, инфильтрирующие головной мозг при
этих патологиях [2]. Дифференцировка Т-лимфоцитов и активность их субпопуляций находятся под регулирующим влиянием одного из гормонов тимуса — высокоактивного тимулина [3, 4]. Антивоспалительный эффект тимулина у животных с экспериментальной моделью повреждения головного мозга связан с угнетением синтеза провоспалительных цитокинов [5].
С возрастом наблюдается активация клеток микро-глии/макрофагов головного мозга, нарушается функционирование Т-клеточного и макрофагального зве-
© «Ммнародний невролопчний журнал» / «Международный неврологический журнал» / «International Neurological Journal» («Mezdunarodnyj nevrologiceskij zurnal»), 2018 © Видавець Заславський О.Ю. / Издатель Заславский А.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2018
Для корреспонденции: Лабунец Ирина Федоровна, лаборатория экспериментального моделирования, отдел клеточных и тканевых технологий, ГУ «Институт генетической и регенеративной медицины НАМН Украины», ул. Вышгородская, 67, г. Киев, 04114, Украина; e-mail: irina_labunets@ukr.net
For correspondence: I. Labunets, Experimental Modeling Laboratory, Department of the Cell and Tissue Technology, State Institute of Genetic and Regenerative Medicine of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine, Vyshgorodska st., 67, Kyiv, 04114, Ukraine; e-mail: irina_labunets@ukr.net
ньев иммуннои системы, снижается в крови уровень тимулина, что может отразиться на эффективности восстановления неИрогенеза после деИствия повреждающих факторов [6—10]. С возрастом в головном мозге также снижается экспрессия таких регуляторных факторов, как цитокины [11]. Известно важное значение цитокинов для репаративной регенерации структур центральной нервной системы (ЦНС) [11].
Лейкемия-ингибирующий фактор (LIF), как ци-токин с нейротрофическими свойствами, влияет на рост нейтральных стволовых клеток (НСК), пролиферацию предшественников олигодендроцитов, регенераторный потенциал мотонейронов [12]. Ранее нами показано, что положительный эффект экзогенного рекомбинантного LIF человека (rhLIF) на поврежденную структуру нейронов ЦНС у мышей с экспериментальной токсической (купризоновой) моделью демиелинизации зависит от их возраста [10]. Исследование связи изменений макрофагов, Т-лимфоцитов в головном мозге и тимулина в крови мышей разного возраста в условиях влияния нейротоксина и LIF позволит установить возрастные особенности не только патогенетических факторов токсического повреждения нервных клеток, но и путей нейропротекторного влияния цитокина. Полученные результаты таких исследований в перспективе могут оказаться полезными при обосновании новых подходов к терапии демиели-низирующих заболеваний в стареющем организме. В связи с этим вызывает интерес рассеянный склероз, который в настоящее время все чаще встречается в возрасте старше 45 лет, имеет в основном токсическую и инфекционную природу и более тяжелое клиническое течение, чем у молодых людей [13, 14].
Цель: провести сравнительный анализ изменений уровня в крови тимулина и количества макрофагов и Т-лимфоцитов в головном мозге мышей разного возраста, получавших нейротоксин купризон и инъекции LIF.
Материалы и методы
Животные. Работу выполняли на мышах-самках линии 129/Sv (генотип Н-2Ь) в возрасте 3—5 мес. (n = 32) и 15—17 мес. (n = 32), полученных из вивария ГУ «Институт генетической и регенеративной медицины НАМН Украины». Мыши находились в стандартных условиях вивария при фиксированном световом режиме 12 : 12. Биологический материал получали в утренние часы под эфирным наркозом. Все работы проводили с соблюдением Европейской конвенции по защите позвоночных животных, которые используются с экспериментальной и другой научной целью (Страсбург, 1986), а также Закона Украины «О защите животных от жестокого поведения» (от 21.02.2006 г.).
Модели. Для воспроизведения экспериментальной токсической модели рассеянного склероза у мышей использовали нейротоксин купризон [бис(циклогексанон)-оксалдигидразон] (Sigma, США). Купризон — это медный хелатор, который в первую очередь повреждает митохондрии зрелых олигоден-
дроцитов, вызывая их апоптоз [15]. Общими чертами экспериментальной купризониндуцированной модели рассеянного склероза и варианта этого заболевания у человека, связанного с первичной олигодендропатией (III—IV тип патологического повреждения при рассеянном склерозе), являются [15]: а) первичное поражение зрелых олигодендроцитов, их гибель и, как результат, демиелинизация аксонов нейронов; б) инфильтрат в области повреждений содержит в основном клетки микроглии/макрофаги и в меньшей степени Т-лимфоциты; в) набухание аксонов с гиперполяризацией нейрофиламентов; г) оксидативный стресс и усиление продукции провоспалительных цитокинов в головном мозге; д) демиелинизация мозолистого тела, гиппокампа, базальных ганглиев вызывает развитие характерных двигательных, когнитивных и эмоциональных проявлений; е) возможность развития острой и хронической демиелинизации, а также ремиелиниза-ции; ж) защитный эффект половых гормонов при данной патологии; з) отсутствует повреждение миелина аутоиммунного характера.
Экспериментальные группы. Купризон давали мышам возрастных групп 3—5 мес. (молодые) и 15—17 мес. (стареющие) по адаптированной нами схеме, позволяющей получить у них не только демиелинизирующий, но и нейродегенеративный эффекты: из расчета 0,2 % от суточного корма, ежедневно, в течение трех недель [16].
В экспериментах использовали rhLIF, методика получения которого и оценки биологической активности были описаны ранее [10]. RhLIF вводили опытным мышам разного возраста по разработанной нами ранее схеме: с 8-го дня приема купризона, внутрибрюшинно, одна инъекция ежедневно, по 50 мкг/кг [17]. Контрольные группы мышей получали купризон и инъекции 0,9% раствора хлорида натрия. Исследования проводили через 7 и 21 день после начала приема купризона. В работе также использовали интактных мышей, находящихся на обычном рационе вивария.
Методы. Эндокринную функцию тимуса оценивали по уровню тимулина в сыворотке крови [4]. Метод основан на восстановлении тимическим гормоном чувствительности спонтанных розеткообразующих клеток селезенки молодых тимэктомированных мышей к аза-тиоприну (Sigma, США). Результаты выражали в виде log2 титра гормона.
При фенотипировании клеток головного мозга использовали моноклональные антитела (МАТ) к CD3 и CD4, конъюгированные с флюорохромами (Becton Dickinson, США). Согласно рекомендациям фирмы-производителя к гомогенату головного мозга (2 • 105 клеток/50 мкл) добавляли соответствующие МАТ в разведении 1 : 50. Измерения проводили на лазерном проточном цитофлюориметре-сортере BD FACSAria (Becton Dickinson, США) с помощью программы BD FACS Diva 6.1.
При оценке функционального состояния макрофагов клеточную суспензию адгезированных к пластику клеток головного мозга культивировали с суспензией латекса в течение 45 мин при 37 °С и 5% СО2 [10, 18].
Затем эти клетки фиксировали и окрашивали по Романовскому — Гимзе. В световом микроскопе подсчитывали не менее 200 макрофагов и определяли фагоцитарное число (количество частиц латекса, поглощенное одним макрофагом) и фагоцитарный индекс (процент фагоцитирующих клеток).
Лейкоцитарную формулу периферической крови оценивали общепринятым методом [18].
Статистический анализ результатов проводили с помощью t-критерия Стьюдента [19]. Различие между исследуемыми показателями считали статистически достоверным при значении P < 0,05.
Результаты
Макрофаги и Т-лимфоциты в головном мозге мышей разного возраста после введения купризона и rhLIF.
Нами установлено, что количество и активность макрофагов в головном мозге молодых мышей через 7 дней приема купризона выше, чем у интактных животных, и остаются повышенными через 3 недели эксперимента (рис. 1, табл. 1, 2). У мышей в возрасте 15—17 мес. количество активных макрофагов повышается только через 3 недели приема купризона (табл. 1). После инъекций rhLIF значения исследуемых показателей не изменяются у молодых мышей, однако снижаются у мышей в возрасте 15—17 мес.
По данным Guillemin и Brew [20], при повреждениях головного мозга одним из источников макрофагов могут быть моноциты периферической крови, о чем свидетельствует снижение их количества в этих условиях. Нами не обнаружено существенных изменений коли-
чества циркулирующих моноцитов у молодых мышей через 3 недели приема купризона. Мы не исключаем возможности изменений значений показателя в ранние сроки действия нейротоксина (через 7 дней). У мышей в возрасте 15—17 мес. через 3 недели приема купризона количество моноцитов в периферической крови меньше, чем в интактной группе. После введения rhLIF значения показателя не изменяются у молодых опытных мышей и повышаются до уровня интактной группы у мышей старшего возраста.
У мышей обеих возрастных групп через 3 недели приема купризона количество клеток с фенотипом CD3+, CD4+ и CD3+4+ выше, чем у интактных мышей (р < 0,05), при этом изменения значений показателей выраженнее у молодых животных (табл. 2). Так, у опытных мышей в возрасте 3—5 мес. число CD3+-клеток выше в 2,7 раза, а у мышей в возрасте 15— 17 мес. — в 1,9 раза по сравнению с группами интактных мышей. Более значительное повышение числа СD4+-клеток у молодых мышей с купризоновой диетой приводит к появлению возрастной разницы между значениями показателя (табл. 2). У молодых мышей после инъекций rhLIF количество клеток с фенотипом CD3+, CD4+ и CD3+4+ существенно снижается, однако остается выше, чем в интактной группе. У мышей старшего возраста после инъекций цитокина мы не наблюдали изменений числа клеток с указанным выше фенотипом.
Эндокринная функция тимуса у мышей разного возраста, получавших купризон и rhLIF. Нами установлено, что у молодых мышей через 7 дней приема купри-
Рисунок 1. Уровень тимулина в крови молодых (3-5 мес.) и стареющих (15-17 мес.) мышей, получавших купризон и рекомбинантный лейкемия-ингибирующий фактор человека, М ± т
Примечания: группы мышей: 1, 5 — интактные; 2, 6 — получавшие купризон в течение 7 дней; 3, 7 — получавшие купризон в течение 3 недель; 4, 8 — получавшие 3-недельный курс купризона и инъекции rhLIF; в каждой группе восемь животных; * — достоверность различий с параметрами интактных мышей по критерию Стьюдента, р < 0,05; ** — достоверность различий с параметрами через 7 дней приема купризона по критерию Стьюдента, р < 0,05; # — достоверность различий с параметрами через 3 недели приема купризона по критерию Стьюдента, р < 0,05; & — достоверность различий с параметрами возрастной группы 3-5 мес. по критерию Стьюдента, р < 0,05.
Таблица 1. Показатели состояния макрофагов в головном мозге и количества моноцитов
в периф Ьерической крови мышей экспериментальных групп, М ± т
Экспериментальная группа Фагоцитарный индекс, % Фагоцитарное число, усл.ед. Моноциты, %
3-5 мес.
Интактные 89,12 ± 1,72 3,57 ± 0,16 10,66 ± 3,30
Купризон 7 дней 95,20 ± 0,86* 4,75 ± 0,21* -
Купризон 3 недели 94,66 ± 1,67* 3,44 ± 0,71 12,80 ± 2,11
Купризон + 94,31 ± 1,60* 3,68 ± 0,32** 13,30 ± 3,11
15-17 мес.
Интактные 84,51 ± 0,90& 4,32 ± 0,59& 14,00 ± 2,24
Купризон 7 дней 86,20 ± 1,20& 4,50 ± 0,29 -
Купризон 3 недели 97,51 ± 0,89*, ** 5,65 ± 0,10*, **, & 8,33 ± 1,58*
Купризон + г!^^ 91,66 ± 2,11*, **, # 3,93 ± 0,08# 15,50 ± 4,41
Примечания: в каждой группе восемь животных; * — достоверность различий с параметрами интактных мышей по критерию Стьюдента, р < 0,05; ** — достоверность различий с параметрами через 7 дней приема купризона по критерию Стьюдента, р < 0,05; # — достоверность различий с параметрами через 3 недели приема купризона по критерию Стьюдента, р < 0,05; & — достоверность различий с параметрами возрастной группы 3-5 мес. по критерию Стьюдента, р < 0,05.
зона уровень тимулина в крови в 16 раз выше (р < 0,05), чем в интактной группе (рис. 1). Через 3 недели его значения уменьшаются по сравнению с 7-дневным сроком (р < 0,05), однако по-прежнему существенно превышают таковые у интактной группы. Уровень тимулина в крови мышей в возрасте 15—17 мес. через 7 дней приема купризона в 4 раза выше, чем в интактной группе (р < 0,05), и практически остается таковым через 3 недели исследований (рис. 1).
Уровень тимулина в крови молодых мышей, получающих купризон вместе с инъекциями АКЩ выше, чем в группе только с купризоном (р < 0,05), но у мышей старшего возраста различий между значениями показателя этих экспериментальных групп не обнаружено (р > 0,05).
Итак, особенности изменений количества Т-лимфоцитов и макрофагов в головном мозге,
уровня тимулина в крови мышей, получавших ней-ротоксин купризон и rhLIF, зависят от возраста мышей.
Обсуждение
Иммунные клетки головного мозга и нейродегенера-ция. В наших работах, а также в исследованиях других авторов показано, что у молодых животных, получавших купризон, изменения структуры олигодендроци-тов и нейронов головного мозга связаны с развитием оксидативного стресса, снижением активности анти-оксидантных ферментов и повышением продукции провоспалительных цитокинов клетками микроглии/ макрофагами [10, 15]. В этом эксперименте нами установлена связь между длительностью активации макрофагов в головном мозге опытных мышей и выраженностью изменений структуры нейронов ЦНС (умеренные
Таблица 2. Количество клеток с фенотипом CD3+, CD4+ и CD3+4+ в головном мозге мышей
экспериментальных групп, М ± т
Экспериментальная группа CD3+, % CD4+, % CD3+4+, %
3-5 мес.
Интактные 0,7 ± 0,1 2,80 ± 0,59 0,40 ± 0,11
Купризон 1,90 ± 0,18* 32,40 ± 4,77* 1,76 ± 0,23*
Купризон + rhLIF 1,24 ± 0,20*, # 17,43 ± 2,47*, # 1,23 ± 0,20*, #
15-17 мес.
Интактные 1,20 ± 0,20& 2,20 ± 0,19 0,20 ± 0,03
Купризон 2,30 ± 0,39* 19,34 ± 3,50*, & 1,14 ± 0,20*, &
Купризон + rhLIF 1,91 ± 0,20*, & 18,40 ± 3,91* 0,96 ± 0,30*
Примечания: в каждой группе восемь животных; * — достоверность различий с параметрами интактных мышей по критерию Стьюдента, р < 0,05; # — достоверность различий с параметрами через 3 недели приема купризона по критерию Стьюдента, р < 0,05; & — достоверность различий с параметрами возрастной группы 3-5 мес. по критерию Стьюдента, р < 0,05.
повреждения нейронов через 7 дней приема купризона и деструктивные — через 3 недели) [10, 17].
По мнению Praet и соавторов [15], для развития повреждений нервных клеток важно не только увеличение числа активированных клеток микроглии/макрофагов, но и их взаимодействие с Т-лимфоцитами. В норме количество Т-лимфоцитов в головном мозге молодых животных незначительно, однако существенно повышается при его патологии [2]. При этом прохождению Т-лимфоцитов через гематоэнцефалический барьер способствуют провоспалительные цитокины (TNF-a, IFN-y, интерлейкин-ф), которые продуцируют клетки активированной микроглии и макрофаги [2]. Указанные выше цитокины усиливают экспрессию адгезивных молекул на микроваскулярных эндотелиальных клетках. Мы не исключаем того, что повышение активности макрофагов у молодых мышей в ранний период действия купризона способствует последующему увеличению в головном мозге числа CD3+-Т-клеток.
Нами установлено, что в головном мозге молодых мышей с купризоновой диетой растет также число CD4+-клеток. Известно, что маркер CD4 свойственен не только Т-хелперам, но и моноцитам, макрофагам [21]. Вместе с тем повышение в головном мозге молодых опытных мышей числа CD3+4+-клеток дает нам основание говорить о повышении под влиянием купризона количества Т-хелперов. По данным Kang и соавторов [21], T-хелперы (Th17) играют роль в усилении купризониндуцированной демиелинизации в результате продукции IL-17, который стимулирует синтез провоспалительных ци-токинов астроцитами [21].
Возрастные изменения самих нервных клеток, макрофагов и Т-лимфоцитов головного мозга могут отразиться на их реакции на действие повреждающих факторов.
Так, с возрастом снижаются нейрогенез и число неизмененных нейронов в головном мозге, повышаются количество Т-лимфоцитов, активность клеток микро-глии, проницаемость гематоэнцефалического барьера и экспрессия астроцитами адгезивных молекул ICAM-1 (intercellular adhesion molecule) и хемокинов (МСР-1 — monocyte chemotactic protein 1, М1Р-1а — macrophage inflammatory protein 1а) [6, 7, 10]. В нашем эксперименте показано, что для мышей в возрасте 15—17 мес. характерна отсроченная активация макрофагов головного мозга под влиянием купризона. По-видимому, такая реакция макрофагов у стареющих мышей может быть одной из причин менее выраженного повышения у них числа СD3+-клеток и нарушений структуры нейронов ЦНС по сравнению с молодыми животными. Действительно, нами установлено, что после приема купризона в головном мозге стареющих мышей число нейронов с деструктивными изменениями в 2 раза меньше, чем у молодых животных [10]. Опыты Xu и соавторов [22] на стареющих животных с моделью воспалительной нагрузки подтвердили важность первоначальной активации клеток микроглии/макрофагов для последующей инфильтрации головного мозга Т-клетками.
Нами также показано значение возраста для особенностей изменений количества макрофагов и Т-лимфоцитов после введения rhLIE Так, в головном мозге молодых опытных мышей, получающих цито-кин, снижается количество СD3+-, СD4+- и СD3+4+-клеток. Известна способность LIF уменьшать образование ТЫ7 и замедлять развитие экспериментального рассеянного склероза [23]. Хотя после инъекций rhLIF количество макрофагов в головном мозге молодых опытных мышей оставалось повышенным, изменения структуры нейронов были положительными [10]. Мы не исключаем возможности смены под влиянием цитокина фенотипа макрофагов с провоспа-лительного на противовоспалительный, регенераторный. В исследованиях Praet и соавторов [15] показана такая возможность у молодых мышей с купризоновой диетой. В реализации нейропротекторного эффекта LIF важно также его стимулирующее влияние на образование олигодендроцитов и синтез ими миелина, дифференцировку НСК в нейрональном направлении, антиоксидантное и антиапоптотическое действие [10-12, 24].
Вместе с тем у стареющих мышей снижение доли патологических нейронов после инъекций rhLIF было менее существенным, чем у молодых животных [10]. Это может быть связано не только с особенностями баланса макрофагов и Т-лимфоцитов в головном мозге таких мышей, но и с возрастными изменениями нейро-генеза и чувствительности нервных клеток к действию регуляторных факторов [6].
Гормоны тимуса и иммунные клетки головного мозга. Активация эндокринной функции тимуса у мышей экспериментальных групп разного возраста — одно из важных звеньев изменений баланса макрофагов и Т-лимфоцитов в головном мозге. Так, у молодых мышей через 7 дней приема купризона наблюдался одновременный рост уровня тимулина в крови и количества активных макрофагов в головном мозге, а через 3 недели — уменьшение значений этих показателей. Показано влияние тимулина на структуры головного мозга и функционирование макрофагов [5, 25]. Снижение уровня тимулина в крови молодых мышей после 3-недельного приема купризона, скорее всего, связано с его повреждающим действием на клетки тимуса и повышением в крови уровня глюкокорти-коидов, способных угнетать эндокринную функцию тимуса [9, 26, 27].
У стареющих мышей в ранний период действия купризона менее значительный рост уровня тимулина сочетался с отсутствием изменений количества активных макрофагов в головном мозге, тогда как повышение последних через 3 недели приема нейротоксина наблюдалось на фоне не снижающейся под действием последнего функции тимуса. Особенности изменений уровня тимулина у опытных стареющих мышей можно объяснить возрастным нарушением эндокринной функции тимуса, а также снижением количества и/или аффинитета рецепторов к глюкокортикоидам в железе [9].
Возрастные различия изменений эндокринной функции тимуса проявляются и в условиях введения rhLIF опытным мышам. Повышение под влиянием цитокина уровня тимулина в крови молодых мышей, скорее всего, связано со снижением концентрации в крови глюкокортикоидов, тогда как отсутствие его изменений в крови стареющих мышей — с возрастными изменениями чувствительности гипоталамо-гипофи-зарно-надпочечниковой системы к влиянию регуля-торных факторов (цитокинов) [10, 28].
Таким образом, возрастные особенности взаимоотношений количества активных макрофагов и Т-лимфоцитов в головном мозге мышей, с одной стороны, и уровня тимулина в крови — с другой могут способствовать развитию возрастных различий в нарушении структуры нейронов головного мозга в условиях как действия нейротоксина купризона, так и влияния цитокина (LIF). Представляется перспективным изучение возможности применения биологически активных факторов тимуса у стареющих животных с купризоно-вой моделью рассеянного склероза.
Выводы
1. При экспериментальной купризониндуциро-ванной модели рассеянного склероза баланс клеточных провоспалительных факторов (макрофаги и Т-лимфоциты головного мозга) и противовоспалительных факторов (тимулин в крови) имеет возрастные особенности. Так, повышение числа CD3+-, CD4+- и CD3+4+-клеток в головном мозге и уровня тимулина в крови стареющих мышей, получавших ку-призон, менее выражено, чем у молодых животных, а активация макрофагов имеет отсроченный характер.
2. Влияние экзогенного rhLIF на исследуемые показатели у мышей с купризоновой диетой зависит от возраста: у молодых мышей — снижение количества Т-лимфоцитов в головном мозге и повышение уровня в крови тимулина, а у стареющих мышей — снижение количества активных макрофагов в головном мозге.
3. Эффективность нейропротекторной терапии де-миелинизирующей и нейродегенеративной патологии нервной системы (рассеянный склероз) с использованием LIF различается у животных разного возраста.
Благодарность: к.б.н. А.Е. Родниченко за помощь при проведении исследований и к.б.н. С.Е. Рымарь за любезно предоставленный цитокин.
Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии какого-либо конфликта интересов при подготовке данной статьи.
Список литературы
1. Абдурасулова И.Н., Клименко В.М. Роль иммунных и глиальных клеток в процессах нейродегенерации//Мед. академ. журнал. — 2011. — 11(1). — С. 12-29.
2. Gonzalez, H., Pacheco R. T-cell-mediated regulation of neuroinflammation involved in neurodegenerative diseases // J. Neuroinflammation. — 2014. — 11(201). — 11p.
3. Csaba G. The immunoendocrine thymus as a pacemaker of lifespan // Acta Microbiol. Immunol. Hung. — 2016. — 63(2). — P. 139-158.
4. Bach J.F., Bach M.A., Blanot D. et al. Thymic serum factor (FTS) //Bull. Inst. Pasteur (Paris). — 1978. — 76. — P. 325-398.
5. Haddad J.J., Hanbali L.H. The anti-inflammatory and immunomodulatory activity of thymulin peptide is NF-kB dependent and involves the downregulation of I kB-a // Am. J. Med. Biol. Res. —
2013. — 1(2). — P. 41-49.
6. Hamilton L.K., Joppe S.E., Cochard L, Fernandes K.J. Aging and neurogenesis in the adult forebrain: what we havelearned and where we should go from here // Eur. J. Neurosci. — 2013. — 37. — P. 1976-1986.
7. Moraga A., Pradillo J.M, Garcia-Culebras A. et al. Aging increases microglial proliferation, delays cell migration, and decreases cortical neurogenesis after focal ischemia // JNI. — 2015. — 12, 87. — P. 12. — DOI: 10.1186/s12974-015-0314-8.
8. Gemechu J.M., Bentivoglio M. T cell recruitment in the brain during normal aging//Front. Cell. Neurosci. — 2012. — 6. — 6 (Article 38). — P. 5.
9. Labunets I. Pineal gland and rhythms of immune system in aging. Experimental study. LAP LAMBERT Acad Publ: Saarbrucken, 2012. — 132p.
10. Labunets I.F., Melnyk N.O., Rodnichenko A.E. et al. Cu-priz,one-Induced Disorders of Central Nervous System Neurons, Behavioral Reactions, Brain Activity of Macrophages and Antioxidant Enzymes in the Mice of Different Ages: Role of Leukemia Inhibitory Factor in their Improvement // J. Aging Geriatr. Med. — 2017. — 1(2). — P. 8. — DOI: 10.4172/AGM.1000104.
11. Gudi V, Gingele S, Skripuletz Th., Stangel M. Glial response during cuprizon-induced de- and remyelination in the CNS: lessons learned//Front. Cell. Neurosci. — 2014. — 8 (Article 73). — 24p.
12. Ostasov P., Houdek Z, Cendelin J., Kralickova M. Role of leukemia inhibitory factor in the nervous system and its pathology // Rev. Neurosci. — 2015. — 26(4). — P. 443-459.
13. Мщенко Е.С., Шульга О.Д., Бобрик Н.В., Шульга Л.А. Розаяний склероз: глобальт перспективи// Укр. мед. часопис. —
2014. — 101(3). — С. 84-87.
14. Ismailov M.G., Shevchenko P.P., Yaschenko I.A. Multiple sclerosis and debut in the elderly // Adv. Curr. Nat. Sci. — 2014. — 6. — P. 122-123.
15. Praet J., Guglielmetti C., Berneman Z. et al. Cellular and molecular neuropathology of the cuprizone mouse model: Clinical relevance for multiple sclerosis // J. Neubiorev. — 2014. — 47. — P. 485-505.
16. Лабунець 1.Ф., Мельник Н.О., Кузьмшова 1.А., Бутен-ко Г.М. Патент Украгни на корисну модель № 94458 u (UA), МПК G09B 23/28 «Споаб моделювання структурних змiн нейротв центральног нервовог системи при демieлiнiзуючих за-хворюваннях» (2006.01). Опубл. 10.11.2014; Бюл. № 21. — 3 с.
17. Лабунець 1.Ф., Мельник Н.О., Римар С.Ю. Патент Украгни на корисну модель № 104976 (UA), МПК G09B23/28 «СпоЫб моделювання регенеращ ушкоджених нейротв головного мозку при нейродегенеративних захворюваннях». Опубл. 25.02.2016; Бюл. № 4. — 4с.
18. Доклжчт дослдження лжарських засобiв (методичт реко-мендаци)/Пдред. О.В. Стефанова. — К.:Авщена, 2001. — 528с.
19. Лакин Г.Ф. Биометрия. — М.: Высшая школа, 1990. — 350 с.
20. Guillemin G.J., Brew B.J. Microglial, macrophages, perivascular macrophages, and pericytes: a review of function and identification // J. Leukoc. Biol. — 2004. — 75. — P 288-239.
21. Kang Z, Liu L, Spangler R. et al. IL-17-induced Act1-mediated signaling is critical for cuprizone-induced demyelination // J. Neurosci. — 2012. — 32(4). — P. 8284-8292.
22. Xu Y.-Zh, Nygard M, Krister Kristensson K, Bentivoglio M. Regulation of cytokine signaling and T-cell recruitment in the aging mouse brain in response to central inflammatory challenge// Brain. Behav. Immun. — 2010. — 24. — P. 138-152.
23. Cao W, Yang Y., Wang Zh. et al. Leukemia inhibitory factor inhibits Thelper 17cell differentiation and confers treatment effects of neural progenitor cell therapy in autoimmune disease // Immunity. — 2011. — 35. — P. 273-284.
24. Buono K.D., Vadlamuri D, Gan Q., Levison S.W. Leukemia inhibitory factor is essential for subventricular zone neural stem cell and progenitor homeostasis as revealed by a novel flow cytometric analysis// Dev. Neurosci. — 2012. — 34(5). — P. 449-462.
25. Лабунец И.Ф., Родниченко А.Е., Васильев Р.Г. Способность клеток-предшественниц гранулоцитов и макрофагов костного мозга мышей разных линий к образованию колоний in vitro при изменении содержания тимулина в организме и в культуре клеток//Гены & клетки. — 2017. — 12(2). — С. 97-103.
26. Urbach-Ross D, Kusnecov A.W. Effects of acute and repeated exposure to lipopolysaccharide on cytokine and corticosterone production during remyelination // Brain Behav. Immun. — 2007. — 21(7). — P. 962-974.
27. Savino W, Mendes-da-Cruz D.A., Lepletier A., Dardenne M. Hormonal control of T-cell development in health and disease// Nat. Rev. Endocrinol. — Advance online publication 6 October 2015. doi: 10.1038/nrend.2015.168. — 15p.
28. Auernhammer C.J., Melmed S. Leukemia-inhibitory factor — neuro-immune modulator of endocrine function // Endocr. Rev. — 2000. — 21(3). — P. 313-345.
Получено 13.03.2018 ■
Лабунець 1.Ф.
ДУ «Нститут генетичноÏ та регенеративноÏмедицини НАМН Украни», м. Кив, Украна
ЗмЫи ендокринно'1 функцп тимуса, макрофапв i Т^мфоцилв головного мозку в мишей pi3Horo вку
пюля введення нейротоксину купризону i цитокшу
Резюме. Актуальшсть. Ввдома участь макрофапв i Т^мфоципв в ушкодженш нервових клггин головного мозку. Гормон тимуса тимулш виявляе iмуномодулюючi й анти-запальш властивость Вiковi змши активносп макрофапв, Т^мфоципв головного мозку та тимуса можуть впливати на !х вщповщь на даю токсичних та регуляторних факторiв. Мета — дослщження змш рiвня в кровi тимулшу та кшь-косп макрофапв i Т^мфоципв у головному мозку молодих i старшчих мишей, яким вводили нейротоксин купризон i рекомбшантний лейкемiя-iнгiбiторний фактор людини (ЛОБ). Матерiалu та методы. Миш лши 129^у отриму-вали з 1жею щоденно купризон упродовж 3 тижшв. З 8-1 доби купризоново! дiети щоденно вводили ЛОБ у дозi 50 мг/кг. Результати. Пщвищення рiвня в кровi тимулiну через 7 дiб прийому купризону штенсившше в молодих мишей, н1ж у
старшчих. Через 3 тижш купризоново! дiети рiвень гормона зменшувався тшьки в молодих мишей. Кшьшсть макрофапв у головному мозку молодих мишей збшьшувалась вже через 7 дiб прийому купризону, а у старшчих — тшьки через 3 тижш. У мишей обох вшових груп iз купризоновою дiетою (особливо в молодих) збшьшувалась кшьшсть Т-клиин у головному мозку. 1н'екци ЛОБ пщвищували рiвень у кровi тимулшу i зменшували кшьюсть Т-клгтин у головному мозку молодих мишей, тодi як у старшчих мишей спостеркалось зменшен-ня кшькосп макрофапв у головному мозку. Висновки. Дiя як купризону, так i ЛОБ на ендокринну функцш тимуса та кшьшсть макрофапв i Т-лiмфоцитiв у головному мозку мишей залежить вщ вiку.
Ключовi слова: тимулш; макрофаги i Т-клiтини головного мозку; купризон; лейкем1я-шпбнорний фактор; вiк
I.F. Labunets
State Institute of Genetic and Regenerative Medicine of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Changes of thymic endocrine function, brain macrophages and T-lymphocytes in mice of different ages after administration of neurotoxin cuprizone and cytokine
Abstract. Background. Macrophages and T-lymphocytes are well known to be involved in the damage to the brain nervous cells. Thymic hormone thymulin exhibits immunomodulatory and anti-inflammatory effects. The age-related changes in the activity of brain macrophages, T-lymphocytes and thymus can affect their response to the toxic and regulatory factors. The purpose was to study the changes in blood thymulin level and amount of brain macrophages and T-lymphocytes in young and aged mice after administration of neurotoxin cuprizone and recombinant human leukemia inhibitory factor (rhLIF). Materials and methods. The 129/Sv mice received cuprizone with food daily for 3 weeks. From day 8 of cuprizone diet, the rhLIF was injected daily (50 ^g/kg). Results. Increase of blood thymulin level after 7-day cuprizone diet was more significant in
young versus aged mice. Hormone level decreased after 3-week cuprizone treatment only in young mice. After 7 days, the number of brain macrophages in young mice increased, while in aged mice — only after 3 weeks. In cuprizone-treated mice of both age groups (especially in young), the number of brain T-cells increased. RhLIF injections increased blood thymulin level and decreased the number of brain T-cells in young cuprizone-treated mice, while number of brain macrophages decreased only in aged mice. Conclusions. The effect of both cuprizone and rhLIF on thymic endocrine function and the number of brain macrophages and T-lymphocytes in mice is age-dependent.
Keywords: thymulin; brain macrophages and T-cells; cuprizone; leukemia-inhibitory factor; age
