Аннотация 2
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ, ТЕРМИНОВ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Обзор литературы 7
1.1 Миелин и его функции 7
1.1.1 Химический состав миелина 7
1.2 Олигодендроциты - миелинпродуцирующие клетки в ЦНС 8
1.2.1 Предшественники олигодендроцитов 8
1.2.2 SVZ и SEZ - место происхождения OPC 9
1.3 NG2 - глия 10
1.3.1 NG2 - глия в патогенезе 11
1.4 Процессы происходящие при патологиях 12
1.4.1 Демиелинизация 12
1.4.2 Валлерова дегенерация 13
1.4.3 Влияние внешней среды на миелинизацию аксонов 14
1.4.4 Повреждение OL и миелина при ишемии головного мозга 14
1.4.5 Олигодендрогенез 15
1.4.6 Клетки-предшественники при ишемии 16
1.4.7 Ангиогенез 17
1.5 МРТ как неинвазивный способом визуализации миелина 19
1.5.1 Макромолекулярная протонная фракция (МПФ) 19
2 Материалы и методы 21
2.1 Исходные данные 21
2.2 Объект исследования 21
2.3 Методы исследования 21
2.3.1 Моделирование локальной ишемии головного мозга, МРТ сканирование и
получение гистологических срезов 21
2.3.2 Иммуногистохимическое окрашивание срезов мозга антителами к основному
белку миелина (MBP) и белку нейрофиламентов (NF-H) 22
2.3.3 Иммуногистохимическое окрашивание срезов мозга антителами к NG2 и аналогу
тимидина (BrdU) 23
2.3.4 Микроскопирование, микрофотосъемка и обработка микрофотографий 24
2.3.5 Обработка МРТ изображений для оценки гипоинтенсивности и
гиперинтенсивности сигнала МРТ 25
2.3.6 Создание ROI и подсчет % МПФ в области интереса 25
2.3.7 Статистический анализ данных в Excel и Statistica 10 26
2.3.8 Оценка количества клеток предшественников в ишемическом очаге 26
ОБСУЖДЕНИЕ 27
ВЫВОДЫ 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 30
Ишемический инсульт возникает в результате двух основных патологических процессов - прекращения поступления кислорода и нарушения подачи глюкозы в определенные области мозга [Advances in stroke therapy, 2011], которые возникают при блокировке кровотока в основных мозговых артериях сгустками крови [Dewar et al., 2003]. В случае остановки кровотока в мозговой ткани метаболизм нейронов нарушается через 30 секунд, тогда как в последующие минуты дефицита кислорода начинается каскадная реакция, в конечном итоге приводящая к инфаркту головного мозга [Macrae, Allan, 2018]. Среди возникающих реакций можно выделить следующие: местное расширение сосудов, нарушение кровообращения в сосудах, местный отек и некроз. Изменения на уровне нейронов приводят к нарушению функциональной активности клеток и их апоптозу. Более отсроченные процессы, сопровождающие инсульт, связаны с нейровоспалительным процессом и апоптозом клеток, который начинается в течение нескольких минут после ишемической атаки и может длиться даже несколько недель и месяцев. Эти события могут привести к замедленной гибели нейронов и являются предметом обширных исследований в области нейропротекции [Expression and activity, 2013].
Олигодендроциты - миелин-образующие клетки в центральной нервной системе (ЦНС), уязвимы для церебральной ишемии [Dewar et al., 2003]. Большое количество олигодендроцитов погибает в течение 3 ч после инсульта [Expression and activity, 2020]. Потеря олигодендроцитов и миелина ухудшает функцию аксонов. Новые олигодендроциты необходимы для формирования миелиновых оболочек вокруг прорастающих аксонов во время процессов восстановления мозга после инсульта, поскольку зрелые олигодендроциты не размножаются во взрослом мозге, а поврежденные олигодендроциты больше не образуют новые миелиновые оболочки [Franklin, Ffrench- Constant, 2008; Gensert, Goldman, 1997]. Ишемический инсульт вызывает пролиферацию и миграцию предшественников олигодендроцитов (OPC), которые дифференцируются в зрелые олигодендроциты, миелинизирующие аксоны нейронов [Zhang et al., 2013].
Изучение потери миелина при ишемическом инсульте и последующее восстановление миелинизации можно проводить инвазивными и неинвазивными методами. К инвазивным методам относится иммуногистохимическая окраска срезов мозга, которые получают после вывода животного из эксперимента. При помощи нее можно получить информацию о клеточном составе мозга после ишемии головного мозга, также о состоянии клеток и их количестве, о распределении белого вещества в мозге (например, пучков белого вещества в стриатуме). К неинвазивным методам относят МРТ- 5
картирование. Хорошо себя показал метод МПФ (макромолекулярная протонная фракция). Метод МПФ является количественным методом визуализации миелина, также позволяет проследить в динамике процессы изменения миелина после ишемии головного мозга.
Актуальность изучения ишемического инсульта состоит в том, что от ишемии погибает большое количество населения нашей планеты. Изучение процессов восстановления миелинизации головного мозга - важная часть в понимании процессов восстановления после ишемии.
Целью работы было изучение изменения миелинизированных структур мозга и клеток - предшественников олигодендроцитов в ишемическом очаге у крыс на разных этапах восстановления после локальной ишемии головного мозга.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести сравнительный анализ локализации областей демиелинизации и гипермиелинизации на МПФ-картах и характера распределения МБП-позитивных областей на гистологических срезах головного мозга крыс на разных этапах восстановления после ишемического поражения.
2. Изучить динамику восстановления отростков нейронов в ишемических очагах в мозге крыс на разных этапах восстановления после ишемического поражения.
3. Провести анализ изменения морфологии и количества NG2+ клеток - предшественников олигодендроцитов в ишемическом очаге в мозге крыс на разных этапах восстановления после локальной ишемии головного мозга.
1. Области гипоинтенсивности и гиперинтенсивности на картах МПФ соответствуют областям потери миелина и реорганизации миелиновых структур при средней тяжести ишемического поражения. При отсутствии таких областей на картах МПФ изменения в организации миелиновых структур на гистологическом уровне не выявляются.
2. В очаге ишемического поражения условия, необходимые для восстановления аксонов нейронов создаются к 30-м суткам после локальной ишемии головного мозга. В случае сильного поражения, затрагивающего кору и стриатум, процесс восстановления аксонов не наблюдается даже на 60-й день после поражения.
3. Локальная ишемия головного мозга индуцирует изменение морфологии и количества предшественников олигодендроцитов (NG2+ клеток) вокруг очага ишемического поражения и скопление NG2+ клеток в ишемическом очаге в процессе восстановления нервной ткани.
