BioScience Blog – Научный Биологический блог

Особенности ранних этапов кортикогенеза связаны с последовательной дифференцировкой нейронов корковой пластинки, элиминацией клеток субпластинки. Эти два процесса взаимосвязаны, изучены недостаточно и имеют важное значение для понимания генеза ряда врожденной патологии ЦНС. Доказано, что в начальном периоде дифференцировки нейроны более уязвимы, чем нейробласты и зрелые клетки. Изучение особенностей нейрогенеза, как морфологических так и биохимических, в модельных экспериментах на животных позволит понять природу ряда гестационных патологий человека, а также разработать новые принципы профилактики, диагностики и лечения таких заболеваний. Для решения вопроса об особенностях биохимии и морфологии развивающихся нейронов, предпринято комплексное исследование кортикогенеза у крысы. Работа проведена на крысятах в возрасте 1, 5-10 и 15-20 дней постнатальной жизни. Для морфологических и биохимических исследований использовались животные, взятые из одного помета. Иммуногистохимическая идентификация нейронов проводилась с помощью антител к белку нейротрубочек МАР2, что позволило маркировать дифференцировку морфотипа нейронов и установить периоды гестации, когда клетки могут быть повышенно уязвимы. У новорожденных животных МАР2-позитивные клетки выявлены только в составе маргинальной зоны и субпластинки. У 5-10-дневных крысят такие нейроны идентифицированы в слоях V и VI. В коре 15-20-дневных животных иммунопозитивные пирамидные нейроны имеются в слоях V, VI и III. Известно, что процессы дифференцировки клеток могут регулироваться свободными радикалами, в частности активными формами кислорода (АФК). Показано, что АФК, а также различные природные антиоксиданты, могут влиять на морфологические, физиологические и биохимические аспекты развития и созревания нейронов коры in vitro и in vivo. Предполагается, что эта регуляция может осуществляться через изменение редокс-статуса клеток и окисление тиоловых групп белков, что в свою очередь может запускать различные ферментативные каскады, а также сказываться на активности определенных генов. В связи с этим биохимическая часть работы была посвящена исследованию содержания общих, белковых и небелковых тиоловых групп, а также уровня восстановленного глутатиона в субклеточных фракциях коры головного мозга крысят разного возраста. Показано, что содержание общих и небелковых тиоловых групп увеличивается с возрастом во всех исследованных фракциях коры, но в разной степени. Наиболее значительные изменения в содержании тиолов (увеличение в 4 раза) наблюдались в митохондриальной фракции на 10-й день постнатальной жизни, что может быть связано с общим увеличением количества митохондрий в мозге в этот период. Также более чем в два раза увеличивалось с 5 по 20-й день содержание SH-групп в миелиновой фракции. Одним из основных тиоловых соединений является трипептид глутатион, содержание которого по нашим данным также постепенно увеличивается с возрастом. Это согласуется с гипотезой о том, что в интенсивно дифференцирующихся клетках уровень этого трипептида невысок. Увеличение содержания тиолов может свидетельствовать об усиление антиоксидантной защиты мозга с возрастом. Первоначально низкое содержание глутатиона и других тиоловых антиоксидантов может обеспечивать запуск дифференцировки нейробластов по определенному пути и указывать на повышенную уязвимость нейронов определенных морфотипов на ранних сроках развития.