Статьи автора

ИЗУЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО И АНТИОКСИДАНТНОГО ДЕЙСТВИЯ ИНСУЛИНА НА НЕЙРОНЫ КОРЫ МОЗГА КРЫС ПРИ ДЕПРИВАЦИИ ГЛЮКОЗЫ И КИСЛОРОДА <i>IN VITRO</i>

Номер выпуска 1 от 01.01.2023

Инсулин при интраназальном введении является одним из наиболее перспективных протекторов для лечения нейродегенеративных и других болезней, связанных с поражениями мозга. Интересно, что при этих болезнях уровень инсулина в мозге (в противоположность его уровню в крови), как правило, сильно снижается, что, наряду с развитием резистентности к нему, приводит к нарушению инсулинового сигналинга в нейронах. При изучении in vitro механизмов защитного эффекта нейропротекторов при ишемии и реперфузии мозга используются разные модели. Целью настоящей работы является изучение защитного эффекта инсулина на нейроны коры мозга в культуре и его механизма действия при депривации глюкозы и кислорода (ДГК) и последующем восстановлении снабжения нейронов этими соединениями. Показано, что воздействие на нейроны ДГК в течение 1 или 3 ч с последующей инкубацией в полной ростовой среде с глюкозой и кислородом приводит к снижению жизнеспособности нейронов и увеличению образования активных форм кислорода, а преинкубация нейронов с инсулином в микромолярных концентрациях оказывает нейропротекторный и антиоксидантный эффекты. Найдено, что воздействие на нейроны ДГК в течение 1 ч и затем инкубация в полной ростовой среде приводит к падению активности протеинкиназы B – Akt (снижению отношения pAkt (Ser⁴⁷³)/Akt) и активации киназы гликогенсинтазы-3бета (GSK-3beta), одной из основных мишеней Akt, что выражается в снижении отношения pGSK-3beta (Ser⁹)/GSK-3beta. Преинкубация с инсулином, напротив, активирует Akt и инактивирует GSK-3beta. Эти эффекты инсулина, очевидно, вносят существенный вклад в его нейропротекторный эффект, т.к. активация GSK-3beta приводит к нарушению функций митохондрий и гибели нейронов. Показано также увеличение активности протеинкиназы, регулируемой внеклеточными сигналами (ERK1/2), при действии инсулина на нейроны, которая снижалась при действии ДГК с последующей инкубацией в полной ростовой среде.

8 0

УМЕНЬШЕНИЕ АУТОФАГИЧЕСКОЙ И АПОПТОТИЧЕСКОЙ ГИБЕЛИ НЕЙРОНОВ В СА1 РАЙОНЕ ГИППОКАМПА И ЛОБНОЙ КОРЕ МОЗГА КРЫС ВВЕДЕННЫМ ИНТРАНАЗАЛЬНО ИНСУЛИНОМ ПРИ ИШЕМИИ И РЕПЕРФУЗИИ ПЕРЕДНЕГО МОЗГА

Номер выпуска 1 от 01.01.2023

Для разработки подходов к лечению ишемических поражений мозга важно понимание механизмов регуляции апоптотической и аутофагической гибели нейронов. При сильно выраженном ишемическом (или другом патологическом) воздействии нейроны могут гибнуть от активации и апоптоза, и аутофагии. Целью работы является оценка вклада активации аутофагии и апоптоза в гибель нейронов CA1 района гиппокампа и лобной коры мозга крыс при двухсосудистой ишемии переднего мозга и гипотензии и последующей длительной реперфузии, а также изучение способности инсулина, введенного интраназально, предотвращать аутофагическую и апоптотическую гибель нейронов. Ингибитор аутофагии 3-метиладенин или ингибитор апоптоза Ac-DEVD-CHO или фосфатный буфер вводили крысам интрацеребровентрикулярно до ишемии и реперфузии. Для подсчета количества живых нейронов срезы мозга окрашивали по Нисслю. При ишемии и реперфузии число живых нейронов в CA1 районе гиппокампа снижалось до 58.3 ± 1.5% от их содержания у ложнооперированных крыс (контроль, принятый за 100%). Введение крысам ингибитора аутофагии или апоптоза увеличивало число живых нейронов в районе CA1 гиппокампа c 58.3 ± 1.5% до 90.4 ± 2.2% (p < 0.001) и 71.6 ± 1.8% (p < 0.001) от контроля соответственно. Введение крысам 0.5 МЕ инсулина (до ишемии и ежедневно в течение 7 дней при реперфузии) нормализовало число живых нейронов в CA1 районе гиппокампа до 100.2 ± 1.9% от контроля. В лобной коре мозга также наблюдалось снижение жизнеспособности нейронов при ишемии и реперфузии и ее повышение при введении ингибиторов аутофагии и апоптоза и в большей степени при введении инсулина. Отличие заключалось в меньшей чувствительности нейронов коры мозга, чем нейронов гиппокампа, к ишемии и реперфузии. Полученные данные свидетельствуют о способности инсулина, введенного интраназально, уменьшать гибель нейронов мозга, вызванную активацией аутофагии и апоптоза, при ишемии мозга и реперфузии.

10 0

Ингибирование аутофагии и апоптоза инсулином как основа его нейропротекторного действия на нейроны коры мозга крыс при окислительном стрессе <i>in vitro</i>

Номер выпуска 5 от 01.09.2023

Инсулин является одним из наиболее перспективных нейропротекторов. Существенным пробелом в понимании механизма его действия является отсутствие данных о том, способен ли он предотвращать аутофагическую гибель нейронов. Целью нашей работы были оценка вклада аутофагии и апоптоза в гибель нейронов коры мозга крыс в культуре при окислительном стрессе и изучение способности инсулина предотвращать эту гибель и ингибировать процессы аутофагии и апоптоза в нервных клетках. Изучено влияние перекиси водорода и инсулина на уровень двух основных маркеров аутофагии (LC3BII и SQSTM1/p62) и маркера апоптоза (расщепленная каспаза-3). Для оценки жизнеспособности нейронов использовали МТТ-тест, для измерения уровня маркерных белков применяли иммуноблоттинг. Найдено, что окислительный стресс вызывает активацию аутофагии и апоптоза в нейронах. Это проявляется в достоверном увеличении маркеров аутофагии LC3B-II и апоптоза (расщепленной каспазы-3) и в снижении уровня белка SQSTM1/p62. Содержание SQSTM1/p62, участвующего в образовании аутофагосом, снижается при активации аутофагии, т.к. белок подвергается деструкции в лизосомах. Перекись водорода вызывает аутофагическую и апоптотическую гибель нейронов, о чем свидетельствует значительное увеличение жизнеспособности нейронов в условиях окислительного стресса при действии ингибиторов аутофагии (3-метиладенина) и апоптоза (z-DEVD-FMK). В свою очередь инсулин, предотвращая гибель нейронов при окислительном стрессе, препятствует развитию аутофагии, вызывая снижение уровня липидированной формы LC3B-II и увеличение уровня SQSTM1/p62, и апоптоза, уменьшая уровень расщепленной каспазы-3. Защитное действие инсулина опосредуется активацией специфических сигнальных путей, связанных с рецепторами инсулина и IGF-1. Так, ингибитор рецепторов инсулина и IGF-1 BMS-754807 полностью блокирует нейропротекторный эффект инсулина. Таким образом, ярко выраженная активация аутофагии при окислительном стрессе является одной из причин гибели нейронов, а защита нейронов инсулином связана с подавлением не только апоптотической, но и аутофагической гибели этих клеток.

9 0

Интраназальное введение инсулина крысам с ишемией и реперфузией переднего мозга уменьшает интенсивность аутофагии и апоптоза в гиппокампе и лобной коре мозга, возможный механизм действия

Номер выпуска 1 от 20.02.2024

Найдено, что ишемия и последующая трехдневная реперфузия переднего мозга приводят к увеличению уровня маркера аутофагии LC3B-II, уровня глиального фибриллярного кислого белка (GFAP) и активации каспазы-3 в гиппокампе и лобной коре мозга крыс. При этом интраназальное введение крысам с ишемией и реперфузией мозга 0.5 МЕ инсулина (до ишемии и ежедневно при реперфузии) достоверно и значительно снижает уровень LC3B-II и активность каспазы-3 в изучаемых структурах. Это показывает способность инсулина ингибировать активацию аутофагии и апоптоза в переднем мозге при его ишемии и реперфузии. Не удалось выявить достоверного снижения уровня GFAP в этих районах мозга под влиянием введения животным инсулина. Показано, что интраназальное введение инсулина активирует протеинкиназу Akt (активирующую комплекс mTORС1, ингибирующий процессы аутофагии) и ингибирует протеинкиназу AMPK (инициируюшую процессы аутофагии) в гиппокампе и коре мозга крыс, что, очевидно, лежит в основе его способности снижать аутофагическую и апоптотическую гибель нейронов. Данные о модуляции инсулином активности протеинкиназ Akt и AMPK в опытах in vivo согласуются с результатами исследования возможного механизма нейропротекторного действия инсулина, проведенными нами ранее in vitro на нейронах коры мозга в состоянии окислительного стресса.

7 0