Профилактика постишемического неврологического дефицита путем модуляции экспрессии АДФ-рибозилциклазы в клетках головного мозга (экспериментальное исследование)

Цель исследования . Изучение механизма нарушения электровозбудимости и жизнеспособности клеток нейрональ-ной природы, ассоциированного с изменением активности АДФ-рибозилциклазы, при ишемическом повреждении головного мозга, а также возможности патогенетической коррекции этих нарушений.

Материалы и методы. Моделирование острой ишемии головного мозга in vivo осуществлялось перевязкой под общей анестезией правой общей сонной артерии на белых беспородных крысах-самцах. В течение 3 дней до унилатеральной экстравазальной окклюзии общей сонной артерии млекопитающему вводили внутрибрюшинно препарат гамма-интерферона в дозе 5000 МЕ/кг массы, 1 раз в сутки. Активность АДФ-рибозилциклазы оценивалась флуориметрическим методом. Детекция CD38 в клетках головного мозга осуществлялась иммуногистохимически. Оценка степени выраженности неврологической симптоматики осуществлялась с использованием международной шкалы NSS для лабораторных животных. Регистрация когнитивной дисфункции у лабораторных животных осуществлялась с использованием стандартного теста — водного лабиринта Морриса. Оценку достоверности различий осуществляли с использованием t-критерия Стьюдента и Т-теста, с помощью программ STATISTICA v. 6.0 [StatSoft-Russia, 1999] и BIOSTATISTICA.

Результаты. В динамике ишемии головного мозга происходили изменения активности и экспрессии АДФ-рибозилцикла-зы/CD38 в клетках нейрональной и глиальной природы, ассоциированные с нарастанием неврологического и когнитивного дефицита. Нейропротективный эффект и профилактика постишемической когнитивной дисфункции достигались использованием гамма-интерферона как модулятора экспрессии CD38/АДФ-рибозилциклазы в клетках мозга.

1. Li J. -H. Compounds, methods and pharmaceutical compositions for treating cellular damage, such as neural or cardiovascular tissue damage. US patent 2001; 6 (291): 425.

2. Ижбульдин Р. И., Плечев В. В., Закиров И. Р., Фархутдилов Р. Р. Способ защиты головного мозга в реконструктивной хирургии сонных артерий. 2004. патент РФ 2279878, МПК A61K 31/455, A61P 9/10, 20.07.2006

3. Simpkins J. W., Gordon K. D., Leonard R. J. Methods of prevention and treatment of ischemic damage. US patent 6,339,078 (2002).

4. Gee K. W. Use of peripheral-type benzodiazpine sites for treatment of CNS trauma or disease, US patent 5,550,124 (1996).

5. Lubitz V., Kenneth A., Jacobson D. K. Method of treating ischemic, hypoxic and anoxic brain damage. US patent 6,316,423 (2001).

6. Прайс Д. Трансплантация гемопоэтических клеток. 2003, патент РФ 2216336, МПК A61K 35/48, A61P 25/00, 20.11.2003

7. Ran Z. -H., Rayet B., Rommelaere J. et al. Parvovirus H1-induced cell death: influence of intracellular NAD consumption on the regulation of necrosis and apoptosis. Virus Res. 1999; (65): 161—174.

8. Berger F., Lau C., Dahlmann M. et al. Subcellular compartmentation and different catalytic properties of three human nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase isoforms. J. Biol. Chem. 2005; 280 (43): 36334—36341.

9. Magni G., Amici A., Emanuelli M. et al. Enzymology of NAD+ homeostasis in man. Cell. Mol. Life Sci. 2004; (61): 19—34.

10. Aksoy P., White T., Thompson M. et al. Regulation of intracellular levels of NAD: a novel role for CD38. Biochem. Biophys. Res. Comm. 2006; (10): 1016; 2006; (05): 042.

11. Berthelier V., Tixier J. -M., Muller-Steffner H. et al. Human CD38 is an authentic NAD(P)+ glycohydrolase. Biochem. J.1998; 330: 1383—1390.

12. Ceni C., Muller-Steffner H., Lund F. et al. Evidence for a intracellular ADP-ribosyl cyclase/NAD glycohydrolase in brain from CD38-deficient mice. J.Biol.Chem. 2003; 278 (42): 40670—40678.

13. De Flora A., Franco L., Guida L. et al. Ectocellular CD38-catalyzed synthesis and intracellular Ca 2+ - mobilizing activity of cyclic ADP-ribose. Cell Biochem. Biophys. 1998; 28 (1): 45—62.

14. Guida L., Bruzzone S., Sturla L. et al. Equilibrative and concentrative nucleoside transporters mediate influx of extracellular cyclic ADP-ribose into 3T3 murine fibroblasts. J. Biol. Chem. 2002; 277 (49): 47097—47105.

15. Hashii M., Munabe Y., Higashida H. cADP-ribose potentiates cytosolic Ca 2+ elevation and Ca 2+ entry via L-type voltage-activated Ca 2+ channels in NG108-15 neuronal cells. Biochem. J. 2000; 345: 207—215.

16. Higashida H., Hashii M., Yokoyama S. et al. Cyclic ADP-ribose as a second messenger revisited from a new aspect of signal transduction from receptors to ADP-ribosyl cyclase. Phramacol. & Therapeutics 2001; 90: 283—296.

17. Ceni C., Pochon N., Brun V. et al. CD38-dependent ADP-ribosyl cyclase activity in developing and adult mouse brain. Biochem. J. 2003; 370: 175—183.

18. Ceni C., Pochon N., Villaz M. et al. The CD38-independent ADP-ribosyl cyclase from mouse brain synaptosomes: a comparative study of neonate and adult brain. Biochem. J. 2006; 395: 417—426.

19. Yamada M., Mizugushi M., Otsuka N. et al. Ultrastructural localization of CD38 immunoreactivity in rat brain. Brain Res. 1997; 756 (1—2): 52—60.

20. Kunz S., Rojek J. M., Roberts A. J. et al. Altered central nervous system gene expression caused by congenitally aquired persistent infection with lymphocytic choriomeningitis virus. J. Virology 2006; 80 (18): 9082—9092.

21. Maier C. M., Yu F., Nishi T. et al. Interferon-beta fails to protect in a model of transient focal stroke. Stroke 2006; 37: 1116.

22. Yilmaz G., Arumugam T. V., Stokes K. Y. et al. Role of T lymphocytes and interferon-gamma in ischemic stroke. Circulation 2006; 113: 2105— 2112.

23. Hajilambreva G., Mix E., Rolfs A. et al. Neuromodulation by a cytokine: interferon-beta differentially augments neocortical neuronal activity and excitability. J. Neurophysiol. 2005; 93: 843—852.

24. Koh J. -Y., Wie M. B., Gwag B. J. et al. Staurosporine-induced neuronal apoptosis. Exp. Neurol. 1995; 135: 153—159.

25. Bauvois B., Durant L., Laboureau J. et al. Upregulation of CD38 gene expression in leukemic B cells by interferon types I and II. J. Interferon Cytokine Res. 1999; 19: 1059—1066.