Аннотация 2
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1 Структура молекулы CNTN6 8
1.2 Пространственно-временной паттерн экспрессии 9
1.3 Взаимодействия CNTN6 с другими молекулами 10
1.3.1 Тирозиновая протеинфосфатаза гамма рецепторного типа (PTPRG) 10
1.3.2 Тирозиновая протеинфосфатаза альфа рецепторного типа (PTPa) 11
1.3.3 Близкий гомолог L1 (CHL1) 11
1.3.4 Везикулярные транспортёры глутамата 1 и 2 (vGLUT1, vGLUT 2) 12
1.3.5 НОТЧ1 (Notch1) 12
1.3.6 Латрофилин 1 (Lphn1) 13
1.4 Поведенческий фенотип дефицитных по CNTN6 животных 13
1.5 Вклад CNTN6 в в развитие нервной системы 14
1.6 Нарушения развития нервной системы человека, ассоциированные с CNTN6 16
1.7 Методы оценки миелинизации 17
1.7.1 Гистологические методы 17
1.7.2 Методы магниторезонансной томографии (МРТ) 18
1.8 Миелинизация и диабет 19
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 21
2.1 Объект исследования 21
2.2 Схема эксперимента 21
2.3 Протокол гистологического окрашивания криосрезов люксолем быстрым синим
(LFB) на миелиновые волокна 24
2.3.1 Используемые растворы: 24
2.3.2 Процедура окрашивания: 24
2.3.3 Цель использования реактивов при окрашивании: 25
2.4 Обработка изображений срезов мозга, окрашенных на LFB 25
2.4.1 Протокол обработки снимков в программе ImageJ 25
2.5 Статистическая обработка данных 26
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
ВЫВОДЫ 38
Среди молекул, участвующих в развитии мозга, выделяется нейрональная молекула адгезии CNTN6, оказывающая влияние на нормальное протекание некоторых процессов развития нервной системы, таких как развитие и рост нейритов и формирование межклеточных контактов. Клинические исследования также указывают на участие CNTN6 в возникновении ряда нарушений ЦНС, таких как расстройства поведения, низкий IQ, нарушения двигательного развития, аутизм, синдром дефицита внимания и гиперактивности, синдром Туретта [Kashevarova и др., 2014].
Имеющиеся в литературе данные об участии CNTN6 в развитии олигодендроцитов из их предшественников [Cui и др., 2004] могут указывать на потенциальную роль CNTN6 в нормальной миелинизации мозга. Кроме того, участие CNTN6 в формировании межклеточных контактов и росте нейритов может способствовать нормальной электрической активности нейронов, которая также может оказывать влияние на миелинизацию аксонов.
Миелин состоит из уплотненных липидных мембран, которые обеспечивают изолирующую и трофическую функции, окружая аксоны большинства нейронов мозга млекопитающих и человека. Миелинизированные аксоны способны к более быстрой и надёжной передаче сигналов [Nickel, Gu, 2018]. Миелинизирующие клетки играют ключевую роль в сохранении связности и функций здоровой нервной системы, а их нормальное функционирование зависит от множества молекул [Nave, Werner, 2014]. Среди факторов, способствующих миелинизации ЦНС, присутствует электрическая активность нейронов [Gibson и др., 2014]. Поэтому вероятно, что миелинизация может отражать степень активности тех или иных нейронов.
В ЦНС миелин образуется за счёт олигодендроцитарных предшественников (OPC), развивающихся в зрелые олигодендроциты и образующих затем миелиновые оболочки аксонов. Нарушение миелинизации приводит к нарушению регуляции различных нервных цепей и вызывает различные заболевания [Nickel, Gu, 2018]. В связи с этим обнаружение регуляторов миелинизации важно для диагностики и лечения этих заболеваний.
Настоящая работа направлена на исследование влияния делеции гена CNTN6 и диабета первого типа на миелинизацию белого вещества головного мозга мышей.
Цель работы: Исследование влияния делеции гена CNTN6 и экспериментальной гипергликемии на миелинизацию белого вещества в сравнении с мышами линии C57Bl.
Задачи:
1. Исследовать изменения миелинизации белого вещества головного мозга, включая мозолистое тело, внутреннюю капсулу и белое вещество мозжечка, у мышей с делецией гена CNTN6 по сравнению с мышами линии C57Bl;
2. Исследовать изменения миелинизации серого вещества головного мозга, включая моторную кору, гиппокамп и полосатое тело, у мышей с делецией гена CNTN6 по сравнению с мышами линии C57Bl;
3. Оценить влияние моделирования диабета первого типа на миелинизацию мозга мышей с делецией гена CNTN6.
В настоящей работе проведено исследование миелинизации ряда структур мозга мышей трёх групп: контрольной группы мышей линии C57Bl, экспериментальной группы мышей с делецией гена CNTN6, полученных на базе линии C57Bl, и группы мышей с диабетом первого типа, полученных путём однократной инъекции стрептозотоцина мышам с делецией CNTN6.
По полученным результатам данной работы можно судить о том, что делеция гена CNTN6 приводит к значимому снижению миелинизации структур белого и серого вещества мозга, включая белое вещество мозжечка, кору больших полушарий, внутреннюю капсулу, мозолистое и полосатое тела мозга мышей, по сравнению с контрольными животными - мышами линии C57Bl. Полученные результаты также свидетельствуют о наличии гендерных различий во влиянии делеции CNTN6 на миелинизацию. Наиболее выраженная гипомиелинизация наблюдалась у самцов во всех исследуемых структурах, кроме внутренней капсулы. У самок гипомиелинизация была менее выраженной и наблюдалась только в мозолистом теле, моторной коре и внутренней капсуле, а в полосатом теле отмечалась даже значимая гипермиелинизация.
В то же время были получены противоречивые результаты влияния диабета первого типа на миелинизацию мозга мышей с делецией CNTN6. В большинстве наблюдений воздействие стрептозотоцина на мышей с делецией CNTN6 не вызывало дальнейшего снижения миелинизации, а в ряде случаев варьировало в зависимости от рассматриваемой структуры, гендера и полушария.
Регуляция миелинизации во взрослом мозге является слабо изученным процессом до сих пор. Наше исследование позволяет привести новые свидетельства о влиянии молекулы contactin 6 на миелинизацию мозга, подтверждает ранее опубликованные исследования об участии молекулы contactin 6 в развитии нервной системы и формировании поведенческого фенотипа, и даёт новые сведения о конкретных структурах мозга, гипомиелинизированных вследствие недостатка contactin 6. Согласно нашим результатам, взаимодействие факторов делеции CNTN6 и диабета первого типа, являющегося одним из наиболее важных неинфекционных заболеваний, неоднозначно и требует дополнительных исследований.
Наше исследование, однако, не отвечает на вопросы о влиянии факторов делеции CNTN6 и диабета 1-го типа на цитоархитектонику изученных зон и структуру миелина в этих зонах. Ответы на эти вопросы могут быть получены в дальнейших исследованиях с использованием иммунногистохимических методов и электронной микроскопии.
Тем не менее, наше исследование может оказаться полезным для формирования целостной картины развития нервной системы и расширить понимание развития психоневрологических заболеваний, ассоциированных с нарушениями молекулы CNTN6 и диабетом первого типа.
