CC BY
5
60
МАТЕРИАЛЫ V НАЦИОНАЛЬНОГО КОНГРЕССА ПО РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ
съёмок развития нейронов в фазовом и аноптральном контрасте, а также при различных флуоресцентных методах (супра)витального окрашивания [4,5].
Моделирование велось в предположении, что исходный нейробласт (без отростков) может рассматриваться как точечный источник заряда, линии поля которого в ходе развития в дальнейшем управляют аксональным наведением и векторами процессов развития отростков (sensu lato) и развития филоподий. Были рассчитаны и визуализированы 2D векторные поля (т. е. эквипотенциальные линии, изолинии напряженности и линии тока) в выборках цейтраферных записей для нейробластов и одиночных нейронов, а также нейронных ансамблей с разным числом клеток в них. Исходно силовые линии рассчитывались в предположении одинакового заряда всех клеток, но в дальнейшем была создана ещё одна модель для количественного анализа электрического поля популяций нейронов с различным зарядом.
Сопоставление визуализации вычисленных электрических полей нейронов в модели и результатов измерения векторных полей их движения для случая гальванотаксиса было весьма удовлетворительным, что является предсказуемым, исходя из модели [3]. Также обнаружен факт удовлетворительного соответствия модели и эксперимента в случае нейроморфогенеза на полимерных сегнетоэлектрических подложках.
Литература:
1. Gradov O.V., Notchenko A.V., Oganessian V.A. Optics. 2015. V. 4, P. 37-42.
2. Gradov O.V., Adamovich E.D. J. Biomed. Tech. 2017. № 1. P. 25-29.
3. Нотченко А.В., Градов О.В., Бережная Л.А. ФЖ. 2012. Т. 20, № 1-2. С. 9-29.
4. Gradov O.V., Jablokov A.G. Cellular Ther. Transpl. 2017. V. 6, № 3, P. 41-42.
5. Gradov O.V. Neurogoniometry and related methods for cell bioanisotropy estimations: early stages of neurogoniometry instrumentation development and vector / tensor neuronal symmetry measurements (2011-2015). Dusseldorf: Scholars' Press, 2019. 150 p.
ПАЦИЕНТ-СПЕЦИФИЧНЫЕ МОДЕЛИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЛЬЦИЕВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Д.А. Грехнёв1, А.А. Ошколова1, А.В. Крисанова1, А.А. Кручинина1, Ю.В. Новикова1, Л.Д. Беликова2, 3, С.А. Клюшников4, О.С. Лебедева2, 5, Е.В. Казначеева1 В.А. Вигонт1
1 Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 ФНКЦ физико-химической медицины, Москва, Россия
3 Факультет биоинженерии и биоинформатики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
4 Научный центр неврологии, Москва, Россия
5 Центр высокоточного редактирования
и генетических технологий для биомедицины ФНКЦ ФХМ ФМБА, Москва, Россия
e-mail: dima.grehnyov@yandex.ru
Ключевые слова: пациент-специфичные модели, нейроде-генеративные заболевания, болезнь Паркинсона, кальциевая сигнализация, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.
Болезнь Паркинсона (БП) — одно из самых распространённых нейродегенеративных расстройств с большим разнообразием как наследственных, так и спорадических форм. Большая гетерогенность патологии значительно затрудняет создание платформ для моделирования заболевания и скрининга потенциальных лекарственных препаратов. Разработка технологий клеточного репрограммирования и направленной дифференцировки плюрипотентных клеток в различные типы нейронов или глии дали начало новым — пациент-специфичным моделям заболевания. Данные клеточные модели позволяют наиболее адекватно воспроизводить патологический фенотип, присущий конкретному больному с исследуемой патологией, а также исследовать генетически обусловленные спорадические случаи заболевания. В нашей лаборатории мы работаем с целой палитрой пациент-специфичных моделей БП, включая наследственные формы БП с мутациями в генах LRRK2, SNCA, PARK2 и генетически обусловленными спорадическими случаями заболевания. Все проведенные нами исследования были выполнены на дофаминергических нейронах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациентов с БП и здоровых доноров. Полученные клеточные модели полностью охарактеризованы. Подтверждена электровозбудимость и экспрессия специфичных нейрональных маркеров, более 90% полученных нейронов экспрессировали маркер до-фаминергических нейронов — тирозингидроксилазу. Основной фокус наших исследований обращен на изучение кальциевой сигнализации, нарушения которой неоднократно отмечались в различных моделях ней-родегенеративных патологий, включая БП. С помощью метода петч-кламп в конфигурации регистрации интегральных токов через всю плазматическую мембрану клетки мы показали увеличение входа кальция в клетку через потенциал-управляемые каналы в дофаминерги-ческих нейронах пациента с мутацией SNCA (в сравнении с дофаминергическими нейронами здоровых доноров), и отсутствие выраженных нарушений притока кальция через потенциал-управляемые каналы в дофа-минергических нейронах пациентов с мутациями в генах LRRK2 и PARK2. Кроме того, мы отметили выраженное увеличение депо-управляемого входа кальция в дофаминергических нейронах пациентов с мутацией в LRRK2, но не в SNCA и PARK2. Полученные результаты были также подтверждены на изогенной системе с коррекцией мутации в гене LRRK2. Таким образом, в зависимости от типа мутации паттерн нарушения кальциевой сигнализации в разных пациент-специфичных моделях может быть различен, что необходимо учитывать при переходе к персонализированной терапии и для повышения эффективности скрининга потенциальных лекарств. Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-15-2021-1075 от 28.09.2021) (договор 415/21-23-НИР) и гранта РНФ № 22-14-00218.
Гены & Клетки XVII, №3, 2022
