Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
биологических наук: 03.00.13 - физиология. — МГУ им. М.В.
Ломоносова, Научный центр здоровья детей РАМН, Институт
нейробиохимии университета Отто-фон-Герике. — Москва, 2008. — 74
с.
Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор Струкова С.М., доктор медицинских наук, профессор Пинелис В.Г. Цель исследования
Выяснение механизмов влияния ключевых протеиназ системы гемостаза: тромбина, фактора Ха и активированного протеина С (АРС) на выживаемость нейронов мозга при эксайтотоксичности.
Научная новизна
Впервые обнаружено, что:
активированный протеин С (в низких (пМ) концентрациях) оказывает прямое антиапоптотическое действие на культивируемые нейроны мозга при эксайтотоксическом действии глутамата и высоких концентраций тромбина;
в нейронах гиппокампа и коры крысы экспрессируется эндотелиальный рецептор протеина С (EPCR). Уровень экспрессии EPCR модулируется под действием тромбина и глутамата;
протекторное действие АРС на нейроны мозга реализуется через два типа рецепторов – EPCR и PAR1 при участии HSP90;
гиппокампальные нейроны более чувствительны (на два порядка) к действию АРС, чем кортикальные;
тромбин и ФХа в низких концентрациях повышают способность гиппокампальных нейронов восстанавливать базальный уровень внутриклеточного кальция после длительного глутаматного воздействия;
токсические концентрации глутамата и тромбина вызывают активацию транскрипционного фактора NF-kB в нейронах гиппокампа и коры, транслокацию в ядро субъединицы NF-kBp65 и отсроченную гибель нейронов;
АРС защищает нейроны от гибели, блокируя активацию транскрипционного фактора NF-kB, вызванную глутаматом или тромбином.
Теоретическая и практическая значимость
Важность работы для фундаментальной науки и практической медицины обусловлена необходимостью понимания молекулярных механизмов нейропротекторного действия протеиназ гемостаза при эксайтотоксичности, которая является одним из основных компонентов ишемии мозга и нейродегенеративных заболеваний.
Показано, что исследованные протеиназы - тромбин, ФХа и АРС - в узком диапазоне низких концентраций через активацию подтипов PAR, защищают гиппокампальные и кортикальные нейроны от гибели при эксайтотоксичности. Протекторное действие тромбина на нейроны при эксайтотоксичности реализуется через PAR1, ФХа - через неизвестный подтип PAR, а АРС - через EPCR и PAR1.
Нейропротекторное действие тромбина и ФХа обусловлено уменьшением дестабилизации кальциевого гомеостаза нейронов при глутаматной эксайтотоксичности. АРС защищает нейроны от гибели, блокируя активацию NF-kB, вызванную токсическим действием на нейроны высоких концентраций глутамата или тромбина.
Полученные данные о протекторном действии протеиназ в низких физиологиче-ских концентрациях на клетки при эксайтотоксичости позволяют отнести тромбин, ФХа и АРС к клеточным регуляторам физиологических и патофизиологических процессов.
Данные о прямом цитопротекторном действии протеиназ гемостаза могут служить основой для разработки новых подходов к лечению травматических и ишемических повреждений нервной ткани и создания на базе агонистов и антагонистов рецепторов PAR препаратов с антиапоптотическими, антивоспалительными и репаративными свойствами, защищающими клетки от гибели и восстанавливающими ткани при терапии данных повреждений.
Результаты этой работы могут найти применение в теоретической и экспериментальной физиологии, патофизиологии и фармакологии. Данные о новых функциях протеиназ гемостаза вне системы свертывания могут быть включены в курсы лекций по теме «Физиология и патофизиология гемостаза», «Нейрофармакологии».
Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор Струкова С.М., доктор медицинских наук, профессор Пинелис В.Г. Цель исследования
Выяснение механизмов влияния ключевых протеиназ системы гемостаза: тромбина, фактора Ха и активированного протеина С (АРС) на выживаемость нейронов мозга при эксайтотоксичности.
Научная новизна
Впервые обнаружено, что:
активированный протеин С (в низких (пМ) концентрациях) оказывает прямое антиапоптотическое действие на культивируемые нейроны мозга при эксайтотоксическом действии глутамата и высоких концентраций тромбина;
в нейронах гиппокампа и коры крысы экспрессируется эндотелиальный рецептор протеина С (EPCR). Уровень экспрессии EPCR модулируется под действием тромбина и глутамата;
протекторное действие АРС на нейроны мозга реализуется через два типа рецепторов – EPCR и PAR1 при участии HSP90;
гиппокампальные нейроны более чувствительны (на два порядка) к действию АРС, чем кортикальные;
тромбин и ФХа в низких концентрациях повышают способность гиппокампальных нейронов восстанавливать базальный уровень внутриклеточного кальция после длительного глутаматного воздействия;
токсические концентрации глутамата и тромбина вызывают активацию транскрипционного фактора NF-kB в нейронах гиппокампа и коры, транслокацию в ядро субъединицы NF-kBp65 и отсроченную гибель нейронов;
АРС защищает нейроны от гибели, блокируя активацию транскрипционного фактора NF-kB, вызванную глутаматом или тромбином.
Теоретическая и практическая значимость
Важность работы для фундаментальной науки и практической медицины обусловлена необходимостью понимания молекулярных механизмов нейропротекторного действия протеиназ гемостаза при эксайтотоксичности, которая является одним из основных компонентов ишемии мозга и нейродегенеративных заболеваний.
Показано, что исследованные протеиназы - тромбин, ФХа и АРС - в узком диапазоне низких концентраций через активацию подтипов PAR, защищают гиппокампальные и кортикальные нейроны от гибели при эксайтотоксичности. Протекторное действие тромбина на нейроны при эксайтотоксичности реализуется через PAR1, ФХа - через неизвестный подтип PAR, а АРС - через EPCR и PAR1.
Нейропротекторное действие тромбина и ФХа обусловлено уменьшением дестабилизации кальциевого гомеостаза нейронов при глутаматной эксайтотоксичности. АРС защищает нейроны от гибели, блокируя активацию NF-kB, вызванную токсическим действием на нейроны высоких концентраций глутамата или тромбина.
Полученные данные о протекторном действии протеиназ в низких физиологиче-ских концентрациях на клетки при эксайтотоксичости позволяют отнести тромбин, ФХа и АРС к клеточным регуляторам физиологических и патофизиологических процессов.
Данные о прямом цитопротекторном действии протеиназ гемостаза могут служить основой для разработки новых подходов к лечению травматических и ишемических повреждений нервной ткани и создания на базе агонистов и антагонистов рецепторов PAR препаратов с антиапоптотическими, антивоспалительными и репаративными свойствами, защищающими клетки от гибели и восстанавливающими ткани при терапии данных повреждений.
Результаты этой работы могут найти применение в теоретической и экспериментальной физиологии, патофизиологии и фармакологии. Данные о новых функциях протеиназ гемостаза вне системы свертывания могут быть включены в курсы лекций по теме «Физиология и патофизиология гемостаза», «Нейрофармакологии».