Учеными ИТЭБ РАН исследовано влияние трансформирующего фактора роста (TGF-?1) на долговременную потенциацию гипокампа.

Из большого семейства цитокинов трансформирующий фактор роста (TGF-?1) является наиболее изученным противовоспалительным цитокином. Астроциты и нейроны мозга являются источниками TGF-?1 и их рецепторов. Он участвует в регуляции ряда физиологических процессов, таких как иммунный ответ, апоптоз, фиброгенез, оказывает биологическое действие на различные типы клеток, включая нейроны и астроглию. В отличие от интактного мозга, где TGF-?1 экспрессируется на минимальном уровне, его экспрессия сильно возрастает после травмы, эксайтотоксичности и ишемии / гипоксии. TGF-?1 имеет разнонаправленное действие. С одной стороны показана протекторная (защитная) роль цитокина при нейродегенерации (гибель клеток нервной ткани) и защитное действие от нейродегенеративных изменений при болезни Альцгеймера. С другой стороны показано участие цитокина в образовании бляшек и связь его экспрессии с патологическими процессами. TGF-?1 опосредует некоторые формы синаптической пластичности, т.е. возможность изменения силы синапса (величины изменения трансмембранного потенциала) в ответ на активацию постсинаптических рецепторов. Она считается основным механизмом, с помощью которого реализуется феномен памяти и обучения. Многочисленные исследования подтверждают важную роль повышенной экспрессии Glu-R1-субъединицы АМПА-рецепторов (передают быстрые возбуждающие сигналы в синапсах нервной системы) при долговременной постинаптической потенциации (ДПТП) в поле СА1 взрослых мышей.

Коллектив авторов Лаборатории экспериментальной нейробиологии ИТЭБ РАН, основателем которой был профессор, доктор биологических наук Олег Викторович Годухин, развивает его идеи и изучают участие TGF-?1 в формировании ДПТП в поле СА1 переживающих срезов гиппокампа и оценке распределения АМПА-рецепторов для выяснения роли цитокина в механизмах пластичности синапсов в нормальном гиппокампе. Результаты их исследований опубликованы в июньском номере журнала Neuroscience Letters.

«Методами электрофизиологии и иммуногистохимии показано что TGF-?1 в концентрации 10 нг/мл, не оказывая существенного влияния на параметры начального этапа ДПТП, существенно изменял распределение синаптических АМПА-рецепторов в ответ на тетаническую стимуляцию. Через 25 мин после тетанизации основной пул АМПА-рецепторов в постсинаптической области (более 90%) приходился на постсинаптическое уплотнение. При этом в пресинаптической области можно видеть тенденцию увеличения числа АМПА-рецепторов в синаптической щели. В отличие от этого, формирование ДПТП на фоне действия TGF-?1 сопровождалось менее выраженными эффектами в распределении АМПА-рецепторов. Как в пре-, так и в постсинаптической областях их локализация оставалась практически такой же, как в контроле.» - сообщила пресс-службе ИТЭБ РАН автор статьи старший научный сотрудник Лаборатории экспериментальной нейробиологии, кандидат биологических наук Михеева Ирина Борисовна.

Можно предположить, что механизмы формирования ДПТП (длительной потенциации) в присутствии TGF-?1 становятся АМПА-независимыми, и сохранение нормального распределения АМПА-рецепторов в шипиковых синапсах способствует стабилизации потенциированного синапса, сохраняя (пролонгируя) действие потенциации на более длительные сроки. Т.е. TGF-?1 переводит длительную потенциацию из кратковременной в долговременную это указывает на его участие в пластических синоптических процессах.

Работа поддержана грантом РНФ (16-15-10356).

Рис. Электронно-микроскопические фотографии GluR1-меченых синапсов СА1 поля гиппокампа. А-контроль, Б-после индукции ДПТП, В-после добавления ТГФ-?1, Г - после индукции ДПТП / TGF - ?1; стрелки-частицы золота; b-пресинаптический бутон, s-шипик. Шкала -0,25 мкм

На снимке: соавторы исследования Мальков А.Е., Михеева И.Б, Левин С.Г. Фотография пресс-службы ИТЭБ РАН.

Источник:

I.B.Mikheeva., A.E.Malkov., L.L.Pavlik., V.I.Arkhipov and S.G.Levin. Effect of TGF-beta1 on long-term synaptic plasticity and distribution of AMPA receptors in the CA1 field of the hippocampus. Neuroscience Letters, V.704, 21 June 2019, Pages 95-99. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304394019302332?via%3Dihub

Материал подготовила:

Алсу Дюкина

Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru,

Пресс-релизы ИТЭБ РАН: http://web.iteb.ru/press-release.htm

Источник: web.iteb.ru

Комментарии: