Нейроглиальная активность в фокусе ишемического инсульта

Цель: исследование динамики морфохимических модификаций глиальных клеток в неокортексе крыс при экспериментальном инсульте, вызванном постоянной окклюзией средней мозговой артерии.

Материал и методы. Исследовали иммунолокализацию глиального нейротрофического фактора (GDNF), глиального кислого фибриллярного белка (GFAP), Iba-1 и S-100 в теменной коре крыс при постоянной окклюзии средней мозговой артерии.

Результаты. Астроциты, экспрессирующие GFAP и S-100, локализуются в области пенумбры и определяют ее границы. В поздние сроки инсульта плотность астроцитов возрастает на границе с фокусом инсульта и снижается по периферии пенумбры, что ведет к смещению границ иммунореактивной перифокальной зоны и заметному ее сужению. Отмечена реверсия иммунореактивности на ранних и поздних сроках инсульта. В фокусе инсульта она характеризуется снижением экспрессии S-100 в астроцитах и появлением ее в пирамидных нейронах в 1-3 сутки ишемии. В пенумбре обнаружена противоположная тенденция к смещению локализации GDNF из нейронов в астроцитарную глию на 8-21 сутки инсульта. Iba-1-реактивная микроглия в ядре инсульта проявляет признаки активированных макрофагов: размеры клеток увеличиваются, количество и ветвление отростков редуцируются. Микроглия концентрируется в фокусе инсульта, достигая максимальных значений на 8-е сутки, и соотносится с понижением плотности астроцитов в области пенумбры.

Заключение. Специфичность морфохимической альтерации глиальных клеток происходит в тесном взаимодействии с состоянием нейронов в очаге инсульта, указывает на границы пенумбры и связана с балансом различных протективных и нейродеструктивных процессов.

1. Yamagata K, Hakata K, Maeda A, Mochizuki C, Matsufuji H, Chino M, Yamori Y. Adenosine induces expression of glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) in primary rat astrocytes. Neurosci Res. 2007;59:467–74. doi: 10.1016/j.neures.2007.08.016

2. Liddelow SA, Guttenplan KA, Clarke LE, Bennett FC, Bohlen CJ, Schirmer L, Bennett ML, Münch AE, Chung WS, Peterson TC, Wilton DK, Frouin A, Napier BA, Panicker N, Kumar M, Buckwalter MS, Rowitch DH, Dawson VL, Dawson TM, Stevens B, Barres BA. Neurotoxic reactive astrocytes are induced by activated microglia. Nature. 2017;541:481-7. doi: 10.1038/nature21029

3. Калиниченко С.Г., Матвеева Н.Ю., Коробцов А.В. Нейротрофический фактор мозга (BDNF) как регулятор апоптоза в условиях фокального экспериментального инсульта. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2020;169(5):634-9.

4. Bhatia TN, Pant DB, Eckhoff EA, Gongaware RN, Do T, Hutchison DF, Gleixner AM, Leak RK. Astrocytes do not forfeit their neuroprotective roles after surviving intense oxidative stress. Frontiers in Molecular Neuroscience. 2019;12(87):1-12. doi: 10.3389/fnmol.2019.00087

5. Michetti F, D'Ambrosi N, Toesca A, Puglisi MA, Serrano A, Marchese E, Corvino V, Geloso MC. The S100B story: from biomarker to active factor in neural injury. J. Neurochem. 2019;148:168-87. doi: 10.1111/jnc.14574

6. Choudhury GR, Ding S. Reactive astrocytes and therapeutic potential in focal ischemic stroke. Neurobiol. Dis. 2016;85:234-44. doi: 10.1016/j.nbd.2015.05.003

7. Fluri F, Schuhmann MK, Kleinschnitz C. Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research. Drug Des. Devel. Ther. 2015;9: 3445–54. doi: 10.2147/DDDT.S56071.

8. Коробцов А.В., Калиниченко С.Г. Экспериментальные стратегии исследования ишемического инсульта. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2017;117(122):38-44. doi: 10.17116/jnevro201711712238-44

9. Коробцов А.В., Калиниченко С.Г., Матвеева Н.Ю. Характеристика нейротрофинов и их локализация в нео кортексе крыс при острой экспериментальной ишемии. Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2018;12(4):235-41. doi: 10.24411/2075-4094-2018-16130

10. Калиниченко С.Г., Матвеева Н.Ю., Мотавкин П.А. Морфофункциональная характеристика нейровазальных связей коры мозжечка. Тихоокеанский медицинский журнал. 2015;1:26-9.

11. Ma Zh, Stork T, Bergles D, Freeman M. Neuromodulators signal through astrocytes to alter neural circuit activity and behavior. Nature. 2016;539:428–32. doi: 10.1038/nature20145

12. Duarte EP, Curcio M, Canzoniero LM, Duarte CB. Neuroprotection by GDNF in the ischemic brain. Growth Factors. 2012;30:242-57. doi: 10.3109/08977194.2012.691478

13. Zhou P, Iadecola C iNOS and COX2 in Ischemic Stroke. In: Lajtha A., Chan P.H. (eds) Handbook of Neurochemistry and Molecular Neurobiology. Springer, Boston, MA, 2007;33-45.

14. Hayakawa K, Esposito E, Wang X, Terasaki Y, Liu Y, Xing C, Ji X, Lo EH. Transfer of mitochondria from astrocytes to neurons after stroke. Nature. 2016;535(7613):551-5. doi: 10.1038/nature18928.

15. Коржевский Д.Э., Кирик О.В. Микроглия головного мозга и микроглиальные маркеры. Морфология. 2015;147(3):37-44.