Эффекты Альфа2-адренергических препаратов на уровень мРНК генов апоптоза в онтогенезе головного мозга крыс в норме и при гипоксии

Ильиных, Филипп Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эффекты Альфа2-адренергических препаратов на уровень мРНК генов апоптоза в онтогенезе головного мозга крыс в норме и при гипоксии
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Эффекты Альфа2-адренергических препаратов на уровень мРНК генов апоптоза в онтогенезе головного мозга крыс в норме и при гипоксии"

На правах рукописи

ЭФФЕКТЫ АЛЬФА2-АДРЕНЕРГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА УРОВЕНЬ мРНК ГЕНОВ АПОПТОЗА В ОНТОГЕНЕЗЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС В НОРМЕ И ПРИ ГИПОКСИИ

Специальность 03 00 13 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

□□3446946

Новосибирск - 2008

003446946

Работа выполнена в лаборатории функциональной нейрогеномики Института цитологии и генетики СО РАН, г Новосибирск

Ведущее учреждение- Новосибирский государственный университет

Защита диссертации состоится « 9 »10 2008 г na^tvift заседании < диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук (Д 001 014 01) в ГУ НИИ физиологии СО РАМН в конференц-запе института по адресу 630117, г Новосибирск, ул Академика Тимакова, 4, тел (383)334-89-61, факс (383)332-42-54, e-mavl dissovet@physiol ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор Дыгало Николай Николаевич, Институт цитологии и генетики СО РАН, г Новосибирск

Официальные оппоненты

доктор биологических наук Козырева Тамара Владимировна, ГУ НИИ физиологии СО РАМН, г Новосибирск

кандидат биологических наук Юдин Николай Серафимович, Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

СО РАМН

Автореферат разослан «_»

2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Апоптоз, или программируемая гибель клеток, направлен на сохранение нормального функционирования биологических систем и является непременным участником формирования органов и тканей в онтогенезе (Meier et al, 2000, Roth, D'Sa, 2001, Мартынова, 2003) Основными регуляторами апоптоза, участвующими в развитии головного мозга млекопитающих, являются члены семейства BCL-2 - проапоптозный белок В АХ и антиапоптозный белок BCL-Xl (Chao, Korsmeyer, 1998, Akhtar et al, 2004) Наиболее важная роль в осуществлении клеточной гибели принадлежит каспазам Ключевым медиатором и конечным эффектором апоптоза в клетках нервной ткани является каспаза-3 (Hengartner, 2000, Yuan, Yankner, 2000, Degterev et al, 2003)

Основные события нейрогенеза и элиминации избыточных клеточных элементов в ЦНС млекопитающих происходят в пренатальном и раннем постнатапьном онтогенезе (Будко и др, 1985, Oppenheim, 1991, Yuan, Yankner, 2000) Перинатальный период является критическим в развитии головного мозга, когда он наиболее чувствителен к действию повреждающих факторов Развитие мозга находится под контролем ряда эндогенных соединений, например, сигнальных молекул нейротрансмиттеров (Cameron et al, 1998, Gould et al, 1999, Contestable, 2000) Влияние внеклеточных сигналов на предрасположенность клеток к самоуничтожению в процессе нормального развития головного мозга и при различных нарушениях регуляции апоптоза под действием стрессорных факторов, таких, как гипоксия, является одной из малоизученных проблем Нейротрансмиттеры, в частности, стимуляторы а2-адренергических рецепторов (съ-АР), а также имитирующие их действие вещества, способны вызывать чрезмерную активацию или, наоборот, торможение гибели клеток в развивающемся мозге

Описано нейропротекторное действие как агонистов а2-АР (Laudenbach et al, 2002, Engelhard et al, 2003, Zhang, 2004), так и антагонистов этих рецепторов (Gustafson et al, 1990, Martel et al, 1998, Bauer et al, 2003) при ишемии и токсическом повреждении мозга у взрослых животных. Возможные причины такого действия этих препаратов во многом остаются неясными Кроме того, подобные исследования посвящены, главным образом, оценке масштабов повреждения на морфологическом уровне Роль же белков семейства BCL-2 и каспаз в процессах, опосредуемых а2-АР, на сегодняшний день не определена

Показано, что стимулятор а2-АР клонидин, производное имидазолина, повышает экспрессию гена каспазы-3 и индекс фрагментации ДНК в стволе мозга 21-дневных эмбрионов крыс и 8-дневных животных, обладая, следовательно, проапоптозными свойствами (Dygalo et al, 2004) Вместе с

тем, остается неясным, связаны ли эти эффекты со способностью клонидина активировать а2-АР, или же они являются следствием его неспецифического действия

Таким образом, вопрос об участии о.2-АР в регуляции интенсивности программируемой клеточной гибели в раннем постнатальном периоде развития ЦНС млекопитающих в норме и под влиянием гипоксии путем модуляции экспрессии генов ключевых участников этого процесса остается открытым Выяснение этого вопроса представляется важным, поскольку сбой апоптозной программы в период становления ЦНС потенциально способен изменить формирование головного мозга, что, в свою очередь, представляет собой элемент программирования последующего физического развития, проявлений высшей нервной деятельности и других свойств взрослого организма

Цель и задачи исследования. Основная цель данной работы состояла в изучении роли а?-АР в регуляции процесса апоптоза, сопровождающего развитие ЦНС млекопитающих Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи

1 Изучить онтогенетическую динамику уровней мРНК ключевых генов апоптоза {box, bcl-x и каспазы-3) в стволовом и фронтальном отделах головного мозга крыс,

2 Исследовать эффекты фармакологической блокады а2-АР иохимбином и стимуляции рецепторов клонидином на уровень мРНК ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 в стволе, коре, гиппокампе и мозжечке развивающеюся головного мозга крыс,

3 Проанализировать эффекты подавления экспрессии гена а2А-АР, являющегося основным подтипом адренорецепторов в ЦНС млекопитающих, антисмысловым олигонуклеотидом на уровень мРНК каспазы-3 в коре мозга неонатальных крысят,

4 Оценить способность умеренной гипоксии, являющейся наиболее распространенным из возможных стрессорных воздействий в период развития ЦНС млекопитающих, влиять на уровень мРНК апоптозных белков, а также изменять эффекты адренолигандов на данный показатель в различных отделах формирующегося мозга неонатальных крысят

Научная новизна. В работе впервые установлено влияние посредников межклеточной коммуникации АР второго типа на уровни мРНК белков апоптоза в головном мозге млекопитающих в условиях естественного постнатального формирования, а также после кратковременной гипоксии

экспрессии генов высок в мозге плодов Далее, в стволовой части мозга мРНК ВАХ увеличивается к 40-му дню жизни и затем снижается, мРНК ВСЬ-Х[ достигает взрослого уровня в течение месяца, содержание транскрипта каспазы-3 снижается в 2 раза к полуторамесячному возрасту Во фронтальной коре содержание мРНК ВАХ снижается с 8-го по 90-й день жизни, а мРНК ВСЬ^ не меняется, как и остающейся на высоком уровне мРНК каспазы-3

Впервые продемонстрировано, что блокада ос?-АР иохимбином приводит к проявлению антиапоптозных свойств в отделах формирующегося мозга крыс на 6-й день постнатального развития Агонист а2-АР клонидин отменяет некоторые эффекты иохимбина, что свидетельствует о специфичности его действия на показатели апоптоза через а2-АР Введение в мозг новорожденных крысят антисмыслового олигонуклеотида к а2,л-АР повышает количество транскрипта каспазы-3 в коре Стимулятор АР клонидин снижает повышенный в результате воздействия антисенсом уровень мРНК фермента, что также подтверждает роль взаимодействия клонидина с а2-АР в реализации данных эффектов

Впервые показано, что последствия гипоксии зависят от отдела мозга в мозжечке увеличивается содержание мРНК проапоптозного белка ВАХ, тогда как в гиппокампе уровень мРНК ключевого фермента апоптоза каспазы-3, напротив, снижается Через сутки после воздействия адренергическими препаратами в коре мозга неонатальных животных происходит уменьшение количества транскрипта белка ВАХ Последующее гипоксическое воздействие изменяет эффект блокады агАР иохимбином, совместное действие которого с гипоксией приводит к повышению концентрации мРНК-предшественника ВАХ Спустя 5 дней после воздействия адренергическими препаратами в ряде структур развивающегося мозга выявлены антиапоптозные эффекты Гипоксия, примененная совместно с адренергическими препаратами, не оказывала существенного влияния на их эффекты, наблюдаемые через 5 суток после воздействия

Теоретическая и практическая значимость Результаты работы расширяют теоретические представления о влиянии межклеточных сигнальных молекул стимуляторов мембранных рецепторов нейротрансмиттеров на предрасположенность клеток развивающегося мозга к запуску программы самоуничтожения Продемонстрирована возможность участия оь-АР, а также их эндогенных лигандов, в регуляции апоптоза, сопровождающего развитие ЦНС в норме и при гипоксии, путем модуляции экспрессии генов ключевых участников этого процесса Установленные в работе факты свидетельствуют, что применение адренергических препаратов приводит к нарушению регуляции клеточной гибели Поскольку а2-адренергические лиганды

широко используются в клинической практике для перинатальной анестезии и терапии гипертонии (Kamibayashi, Maze, 2000), полученные данные имеют и определенное практическое значение Свойства аг-адренергических лигандов модифицировать процесс гибели клеток должны учитываться при их использовании в клинической перинатальной практике

Основные положения, выносимые на защиту.

1 Онтогенетические динамики уровней мРНК проапоптозных белков ВАХ и каспазы-3, а также антиапоптозного белка BCL-Xl, имеют характерные для каждого из них и отдела головного мозга особенности В стволовой части мозга уровень транскриптов проапоптозных генов в ходе онтогенеза значительно снижается, а в коре остается на высоком уровне

2 оь-АР участвуют в регуляции экспрессии генов белков апоптоза ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 в формирующемся головном мозге Через сутки после введения блокатор ссг-АР иохимбин увеличивал соотношение мРНК BCL-Xl/BAX в мозжечке, коре и гиппокампе, а стимулятор этих рецепторов клонидин снижал уровень мРНК BCL-Xl в гиппокампе неонатальных крысят Через 5 дней после введения иохимбин и клонидин снижали уровни мРНК проапоптозных белков в гиппокампе, а клонидин, кроме того, повышал в стволе мозга уровень мРНК BCL-Xl Эти рецепторы участвуют в регуляции экспрессии гена каспазы-3 и при их взаимодействии с эндогенным норадреналином, поскольку подавление экспрессии а^-АР в мозге антисмысловым олигонуклеотидом приводило к повышению уровня мРНК этой протеазы в коре, а компенсирующая стимуляция сниженного антисмысловым олигонуклеотидом числа а2-АР клонидином снимала это повышение

3 Кратковременная умеренная гипоксия вызывает проявляющиеся через сугки и исчезающие уже на 5 день после воздействия изменения в уровне мРНК генов апоптоза в головном мозге неонатальных животных Эффект гипоксии зависит от отдела мозга в мозжечке он проапоптозный, а в коре и гиппокампе - антиапоптозный На фоне гипоксии, в период ее влияния па экспрессию генов апоптоза, иохимбин утрачивал способность снижать уровень мРНК ВАХ в коре головного мозга крысят

Апробация работы Материалы данной работы были доложены или представлены на XLIII Международной С1уденчеекой конференции (Новосибирск, 2005), V Съезде физиологов Сибири (Томск, 2005), Международной школе-конференции для молодых ученых «International summer school m behavioural neurogenetics» (Москва, 2005), Международной конференции «Basic Science for Biotechnology and Medicine» (Новосибирск, 2006)

Вклад автора. Автор полностью овладел всеми методами и приемами, необходимыми для выполнения представленной работы Он внес определяющий вклад в получение экспериментальных данных, их статистическую и теоретическую обработку, описание и представление результатов

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них 4 статьи в отечественных журналах, рекомендуемых ВАК

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов, обсуждения, выводов и списка литературы Работа изложена на 97 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков и 3 таблицы Список литературы включает 334 источника, в том числе 302 иностранных

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе использовали 20-21-дневные плоды, а также 2-6-, 8-, 24-, 40-и 90-дневных крыс линии Вистар Всего в работе было использовано 249 животных Крыс содержали в стандартных условиях вивария ИЦиГ СО РАН Первым днем беременности считался день обнаружения спермы во влагалищном мазке, а день родов - первым днем жизни крысят

На 5-й день жизни крысятам подкожно вводили 0,5 или 2 мг/кг блокатора а2-АР иохимбина (Sigma, США) в 20 мкл физиологического раствора, или эквивалентный объем физиологического раствора Через 20 мин после инъекции иохимбина крысятам всех групп вводили подкожно 0,4 мг/кг стимулятора сь-АР клонидина (Sigma, США) в 20 мкл физиологического раствора, или эквивалентный объем физиологического раствора Каждая группа включала в себя 6-8 животных Спустя 24 ч после инъекций 6-дневных крысят забивали быстрой декапитациеи Уровень мРНК BCL-Хц, ВАХ и каспазы-3 определяли в гиппокампе, мозжечке, коре и стволе мозга

Антисмысловой олигонуклеотид (антисенс) к а2А-АР вводили крысятам на 2-4-й дни жизни в мозг Контрольным животным в аналогичные сроки онтогенеза вводили олигонуклеотид такой же длины и состава, что и антисмысловой, но произвольной последовательности Еще одной группе контрольных животных в мозг вводили физиологический раствор На 5-й день жизни представителям каждой из экспериментальных групп, получавшим на 2-4-й дни антисенс, контрольный олигонуклеотид или физиологический раствор, подкожно вводили клонидин в дозах 0, 0,1 или 0,4 мг/кг Каждая группа включала в себя 6-8 животных Уровень мРНК каспазы-3 в коре мозга исследовали после декапитации этих животных на 6-й день жизни

В экспериментах с гипоксией 3-дневным крысятам также подкожно вводили клонидин (0,4 мг/кг), иохимбин (2 мг/кг) или физиологический раствор в объеме 20 мкл Через 0,5 ч после инъекции половину крысят подвергали умеренной гипоксии, вызываемой помещением животных в атмосферу азота на 10 мин Каждая группа включала в себя 4-8 животных Содержание транскриптов BCL-Xl, ВАХ и каспазы-3 анализировали в гиппокампе, мозжечке, стволе и коре головного мозга после быстрой декапитации 4- или 8-дневных крысят

У плодов мозг рассекали по плоскости, проходящей от эпифиза к перекресту зрительных нервов, на фронтальную и стволовую части, у крысят выделяли гиппокамп, мозжечок, фронтальную кору и ствол, включающий продолговатый мозг и мост

Уровни мРНК определяли методом полуколичественной ОТ-ПЦР в суммарной РНК, выделенной гуанидинизотиоцианатным методом из образцов ткани мозга (Chomczynski, Sacchi, 1987) Для получения кДНК использовали Oligo-dT-праймеры и MuLV ревертазу (СибЭнзим, Россия) Амплификацию специфичных для каждого гена участков кДНК проводили по стандартной методике (Калинина и др, 2001) с использованием специфических прямого и обратного праймеров для ВАХ (Tamatam et al, 1999), BCL-Xl (Shmdler et al, 1997), каспазы-3 (Suzuki, Farbman, 2000) или ß-актина (Nudel et al, 1983) Уровень мРНК целевых генов оценивали относительно уровня мРНК ß-актина после сканирования в УФ продуктов ПЦР, разделенных электрофорезом в 1,5% агарозном геле, окрашенном бромистым этидием, с последующей денситометрией

Достоверность результатов оценивали, используя однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA, пакет STAT1STICA 6 0, StatSoft Inc , США), достоверность различий между группами устанавливали согласно критерию множественных сравнений по Шеффе, либо по LSD критерию Фишера Результаты представлены на рисунках и в таблице в виде средней арифметической ± ошибка среднего

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Динамика уровня мРНК ВАХ, BCL-Xl н каспазы-3 в стволе и коре головного мозга крыс в онтогенезе

Развитие головного мозга млекопитающих имеет каудо-ростральный градиент, и, соответственно, процесс физиологического апоптоза также идет асинхронно Вместе с тем, предрасположенность клеток к запуску программы самоуничтожения зависит or экспрессии в них белков апоптоза Онтогенетические динамики уровней мРНК белков апоптоза ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 были исследованы в стволе и коре головного мозга крыс -структурах мозга, различных по срокам созревания в онтогенезе

В стволе мозга происходит нарастание количества мРНК ВАХ с максимумом на 40 день жизни, затем к 90 дню оно снижается (рис 1) В коре содержание этого транскрипта увеличивается с 5 по 8 день в 1,5 раза, после чего снижается к 90 дню жизни Метод ОТ-ПЦР выявил хотя и небольшие, но отчетливые возрастные изменения концентрации мРНК ВАХ в мозге крысы, обнаружить которые методом гибридизации in situ не удавалось (De Bilbao et al, 1999) Наши результаты свидетельствуют, что онтогенетическое изменение уровня мРНК ВАХ может вносить существенный вклад в постнатальное снижение данного проапоптозного белка в коре (Vekrellis et al, 1997) и головном мозге в целом (Krajewska et al, 2002)

Уровень мРНК BCL-Xl в коре мозга крыс в исследованный нами период онтогенеза не изменялся (рис 1), что согласуется с данными гибридизации in situ (De Bilbao et al, 1999) Данные также согласуются и с постоянством уровня белка BCL-X[, описанным ранее в коре (Vekrellis et al, 1997) и головном мозге в целом (Krajewska et al, 2002) В стволе мозга выявленное полуторакратное повышение уровня мРНК BCL-Xl в ходе постнатального онтогенеза оставалось незамеченным при испотьзовании метода гибридизации in situ (De Bilbao et al, 1999)

Уровень мРНК каспазы-3 в головном мозге крыс в раннем онтогенезе претерпевает значительные изменения (рис 1) В перинатальный период, как в коре, так и в стволе головного мозга крысят мРНК каспазы-3 находится на высоком уровне В стволе головного мозга к 24-му дню происходит снижение уровня этого транскрипта в 1,5 раза, а к 40-му дню жизни - более чем в 2 раза по сравнению с 5 днем В коре головного мозга уровень мРНК каспазы-3 остается относитетыю высоким до полуторамесячного возраста Высокий уровень мРНК данного фермента в головном мозге перинатальных крысят и его снижение по мере взросления животных, выявленный методом ОТ-ПЦР, согласуется с данными по гибридизации in situ, демонстрирующими ослабление гибридизационного сигнала мРНК каспазы-3 в головном мозге мышей 12-дневного возраста по сравнению с 1- и 8-дневными животными (De Bilbao et al, 1999)

В целом, результаты свидетельствуют, что динамика изменения мРНК белков апоптоза ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 в головном мозге имеет ярко выраженные региональные особенности Эти особенности в раннем онто1енезе, очевидно, обусловлены гетерохронным созреванием исследованных структур мозга В более зрелом возрасте региональные различия могут быть связаны также и с сохранением в коре вплоть до взрослого состояния зон пролиферации и, следовательно, необходимости элиминировать избыточные клетки в этой структуре, и, напротив, присутствием в стволе жизненно важных регуляторных центров, клетки

которых должны обладать повышенной устойчивостью к воздействиям, провоцирующим их гибель

мРНК ВАХ

мРНК ВСЬ-Х,

Уел ед 2,0 1.5 1,0 0,5 0,0

Возраст, дни

Уел ед

2,0 1.5 1.0 0,5 0,0

1 К"

Возраст, дни

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

мРНК каспазы-3

Уел ед

1,0

0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Рис 1 Уровни мРНК ВАХ, ВСЬ-Хь и каспазы-3 в стволе (сплошная линия) и коре (пунш ирная линия) головного мозга крысы в оптеиенезе Каждой временной точке соответсгвуе1 4 — 6 животных Нулевой день - день родов * - Р < 0,05, # - Р < 0 I по сравнению с предыдущим возрастом

Возраст, дни

10 15 20 25 30 35 40

Для выяснения возможности изменения экспрессии этих генов воздействием на а2-АР в следующих сериях экспериментов исследовали эффекты иохимбина и клонидина на уровень мРНК белков апоптоза в головном мозге крысят

Эффекты адренергических препаратов на уровень мРНК ВСЬ-Хь, ВАХ и каспазы-3 в головном мозге крыс

Следует сразу отметить, что использованные в работе дозы иохимбина и клонидина не оказали заметного влияния на уровень мРНК каспазы-3 в мозге крысят

Вместе с тем, адренергические препараты изменяли уровни мРНК белков семейства ВСЬ-2 Введение иохимбина в дозе 2 мг/кг снизило уровень мРНК проапоптозного белка ВАХ в мозжечке (рис 2) и повысило уровень мРНК антиапопгозного белка ВСЬ-Хи в коре головного мозга (рис 3) через

24 ч после воздействия. В результате произошло смещение соотношения уровней этих транскриптов в пользу мРНК BCL-Xl в мозжечке, коре и гиппокампе, т.е. в тех отделах мозга, где процессы морфо- и нейрогенеза в исследуемый период еще не завершены (Будко и др., 1985). Поскольку соотношение про- и антиапоптозных представителей семейства BCL-2 определяет предрасположенность клеток к запуску программы самоуничтожения (Roth, D'Sa, 2001), смещение этого соотношения, обнаруженное в эксперименте, способно привести к снижению степени апоптоза в развивающемся мозге крысят под действием антагониста а2-АР.

0.8'

X Ofi

< гл

"2 0.4

«1.4

=¡1.2 и >1

1.0-

0 0.5 20 иохи моим.

мг/кг

Рис. 2. Уровень мРНК ВАХ в мозжечке 6-дневных крысят через сутки после введения иохимбина. * - Р < 0,05 по сравнению с контролем.

У 0,6

¡0.4

^ 0.0-

0,5

2.0 иохимбин. мг/кг

Рис. 3. Уровень мРНК ВСЬ-Х^ в коре мозга 6-дневных крысят через сутки после введения иохимбина. * - р < 0.05 по сравнению с контролем.

В гиппокампе под действием большей дозы иохимбина уровень мРНК белка ВСЬ-Хь также возрастал (рис. 4), однако, в отличие от мозжечка и коры, действие иохимбина ослаблялось последующим введением 0,4 мг/кг клонидина. Стимуляция рецепторов агонистом возвращала повышенное содержание транскрипта ВСЬ-Хь в гиппокампе к уровню контрольных животных. Способность клонидина снимать антиапоптозный эффект иохимбина лишь в гиппокампе может объясняться преимущественно пресинаптической локализацией а2-АР, характерной именно для данной структуры мозга. Большая часть а2-АР поступает в гиппокамп из стволового отдела, и локализована на норадренергических терминалях (МЛпег е1 а1., 1998; Дыгалоидр., 1999).

Отклонения в уровне экспрессии исследуемых генов белков апоптоза проявлялись и спустя 5 суток после введения адренолигандов. Единственный эффект иохимбина на уровень мРНК генов белков апоптоза в мозге 8-дневных крысят состоял в снижении количества транскрипта каспазы-3 и сопровождался аналогичным действием клонидина (табл. 1). Этот результат

0.8" 5 о.б

* 0.4 £

X о.

5 0

0 0 0-50-5 2.0 2.0 Иохимбин, мг/кг

О 0.4 0 0.4 0 0.4 „ ,

Кпонццин, мг/кг

Рис. 4. Уровень мР11К ВСЬ-Хь в гиппокампе 6-дневных крысят через сутки после введения иохимбина и клонидина. * - Р < 0,05 по сравнению с контрольной группой; # —Р < 0.05 по сравнению с введением иохимбина.

свидетельствует, что в эффект иохимбина может быть вовлечен эндогенный норадреналин. Блокада пресинапгических ауторецепторов а2-типа повышает выброс норадреналина из нейронов (Кулинский, Колесниченко, 2005). Далее нейротрансмиттер, взаимодействуя с АР неблокированных иохимбином типов - р- и осрАР. а также и с частью сохранивших активность постсинаптических а?-АР, поскольку действие этого антагониста нацелено преимущественно на пресинаптические а?-АР (Тат е1 а1., 2001), способен запустить каскады внутриклеточных изменений, которые влияют на жизнеспособность клеток мозга (Роро\эк, Наупез, 2000). Очевидно, поэтому последствия введения агониста и антагониста а2-АР для мРНК белков апогттоза оказываются однонаправленными. Подобный механизм, по-видимому, участвует и в формировании ответа на иохимбин пролиферативной активности нейронов мозга плодов и неонатальных крысят. Этот показатель также снижался под влиянием как иохимбина, так и клонидина (Кге1с1ег е! а1., 2004).

Табл. 1. Влияние введения иохимбина и клонидина в 3-дневном возрасте на уровень мРНК белков апоптоза в отделах мозга 8-дневных крысят через 120 ч после воздействия

Отдел мозга мРНК Физ. р-р' Иохимбин1 Клонилин'

Ствол ВСЬ-Х1 100 ±20,00 135,56 ±8,89 224.44 ± 46,67*

Гиппокамп каспаза-3 100 ± 9,19 72,97 ±9,19* 66,49 ± 8,65*

ВАХ 100± 14,50 103,00 ± 14,50 54,00 ± 5,00*

Указаны относительные значения уровня мРПК исследуемых генов в процентах к контролю, принятому за 100%. * - Р < 0,05 по сравнению с контролем.

Все наблюдаемые эффекты клонидина снижение уровней мРНК ВАХ и касиазы-3 в гиипокампе и повышение количества транскрипта BCL-Xl в стволе, можно классифицировать как антиапоптозные Ствол мозга новорожденных крысят имеет наивысшую плотность а2-АР (Дыгало и др , 2000), и, в тоже время, резко отличается от других исследованных отделов явно ослабленным вкладом зависимых от каспазы-3 процессов в физиологическую гибель его клегок (Menshanov et al, 2006) Не исключено, что эти особенности могут быть причиной антиапотозного эффекта клонидина в стволе за счет повышения мРНК антиапоптозного белка BCL-XL, тогда как в гиппокампе аналогичный по смыслу эффект достигался снижением мРНК проапоптозных белков Основная масса оь-АР в гиппокампе локализована пресинаптичеки на норадренергических терминалах (Milner et al, 1998, Дыгало и др , 1999) Действие иохимбина на эти ауторецепторы могло спровоцировать в гиппокампе массированный выброс норадреналина, и обеспечить его эффект на уровень мРНК каспазы-3, имитируемый клонидином, через постсинаптические рецепторы

В целом, результаты данного раздела свидетельствуют о способности антагониста а2-АР иохимбина и агониста а2-АР клонидина изменять количество мРНК белков апоптоза в формирующемся головном мозге млекопитающих Каждый из этих препаратов в использованных дозах имеет специфическую для него временную динамику развития эффектов и проявляет свое действие в отношении лишь некоторых генов апоптоза

Для выяснения вопроса об участии рецепторов в регуляции экспрессии генов апоптоза путем взаимодействия с эндогенным норадреналином без добавления экзогенных лигандов, в работе были также изучены эффекты подавления экспрессии гена а2д-АР с помощью антисмыслового олигонуклеотида на уровень мРНК каспазы-3 в коре мозга неонатальных крысят Эти протеаза и отдел мозга были выбраны для более четкого выявления эффекта, поскольку в коре ни агонист, ни антагонист в оба исследованных срока не оказывали существенного влияния на концентрацию мРНК каспазы-3

Уровень мРНК каспазы-3 в коре головного мозга крыс после сни/кения экспрессии Й2Д-АР антисенсом и воздействия клонидином

а2\-АР составляют подавляющее большинство (более 90%) адренорецепторов 2-го типа в ЦНС млекопитающих (Zeng, Lynch, 1991, Scheinin et al, 1994, Nicholas et al, 1996) После введения крысятам антисенса происходит снижение как уровня мРНК рецептора, так и числа молекул р ецепторных белков, определяемого по специфическому связыванию [3HJRX821002 (Шишкина и др , 2003а,б, Shishkina et al, 2004а,b)

Действие антисенса повышало уровень мРНК каспазы-3 в коре мозга крысят (рис. 5). В той же серии экспериментов антисмысловой олигонуклеотид аналогичным образом влиял на уровень белка каспазы-3, хотя этот параметр оказался менее чувствительным к блокаде экспрессии адренорецептора антисенсом, чем мРНК фермента (Меньшанов и др., 2006). Связь обнаруженных эффектов с подавлением экспрессии гена-мишени подтверждается отсутствием таких изменений после воздействия контрольным олигонуклеотидом, а также возможностью компенсации недостаточной экспрессии а2-АР введением их стимулятора - клонидина. В целом, представленные данные свидетельствуют, что негативная регуляция рецептором экспрессии протеазы уже осуществляется на максимальном уровне имеющимися рецепторными молекулами при взаимодействии с

доступным эндогенным норадреналином.

Рис. 5. Уровень мРНК каспазы-3 в коре мозга 6-дневных крысят после введения антисмыслового олигонуклеотида к а2д-АР на 2 - 4-й дни жизни и компенсирующей фармакологической стимуляции этих рецепторов введением клонидина на 5-й день жизни. * - р < 0,002, по сравнению с введением физ. раствора или контрольного олигонуклеотида; * * - Р < 0.01 по сравнению с введением антисенса без клонидина.

Таким образом, а2-АР способны регулировать апоптоз в ходе нормального развития головного мозга, изменяя экспрессию генов, участвующих в этом процессе.

Уровень мРНК ВСЬ-Х[, ВАХ и каспазы-3 в головном мозге крысят после кратковременной гипоксии

Действие стрессорных факторов, таких, как гипоксия-ишемия, на развивающуюся нервную систему способно вызывать массированные повреждения мозга (Машп е1 а!., 2005; Агт^опоог е! а!., 2006; Каиг е! а1.,

2006) Умеренная гипоксия также оказывает небольшое, но достоверное действие на уровень мРНК белков апоптоза в отделах мозга 4-дневных крысят Гипоксия вызвала увеличение содержания мРНК проаполтозного белка ВАХ в мозжечке и, напротив, уменьшение количества этого транскрипта в коре мозга, а также снижение уровня мРНК ключевого фермента апоптоза каспазы-3 в гиппокампе Кроме того, гипоксия привела к проявлению ряд а тенденций, не достигающих статистической значимости повышению уровня мРНК антиапоптозного белка BCL-Xl в коре и мозжечке крыс на 4-й день постнатального развития, а также повышению количества транскрипта каспазы-3 в стволе мозга животных в возрасте 8-ми дней Возможно проявление двух принципиальных свойств гипоксии -нейротоксического и нейропротекторного Эти свойства связаны с индукцией факторов HIF (главным образом, HIF-I в нервной системе) и последующим запуском как экспрессии генов белков, обеспечивающих жизнедеятельность тканей головного мозга (Semenza, 2003, Greyer et al, 2005), так и проапоптозных белков (Zhang et al, 2003, Greijer, van der Wall, 2004) Очевидно, поэтому результат действия гипоксии на ту или иную структуру ЦНС определяется особенностями ее онтогенеза и динамики экспрессии конкретных специфических транскрипционных факторов H1F, характерных для каждого отдела мозга

Эффекты адренергическнх препаратов на уровень мРНК BCL-Xj, ВАХ и каспазы-3 в головном мозге крыс при гипоксии

Влияние как гипоксии, так и иохимбина привело к снижению уровня мРНК ВАХ в коре, в то время как совместное действие антагониста а2-АР и гипоксической стимуляции привело к установлению уровня транскрипта этого белка, соответствующего контрольным животным (рис 6) В механизм

физ р-р иохимбин гипоксия - + - +

Рис 6 Уровень мРНК ВАХ в коре головного мозга 4-дневных крысят через сутки после введения иохимбина и гипоксии Заштрихованные столбцы -гипоксия, незаиирихованные -нормоксия (для рис 6, 7) * - Р < 0,001 по сравнению с группами животных, получавших физ раствор в условиях нормоксни или иохимбин в условиях гипоксии

влияния а2-АР на экспрессию генов вовлечены транскрипционные факторы, например, семейства СЛЕВ Совместное действие иохимбина и гипоксии,

вероятно, приводит ' к созданию взаимных помех для связывания активируемых этими воздействиями транскрипционных факторов с промотором гена, необходимых для его индукции каждым из них - С11ЕВ или НП% что и могло явиться причиной изменения эффекта иохимбина на фоне гипоксии.

Отсроченные эффекты клонидина и иохимбина сохраняются также и в условиях умеренной гипоксии. Стимулятор а2-АР снижает уровень транскрипта проапоптозного белка ВАХ (рис. 7А). Следствием этого явилась и тенденция к смещению соотношения мРНК ВСЬ-Х(_/ВАХ в пользу транскрипта антиапоптозного белка ВСЬ-Хь. Оба адренолиганда уменьшали содержание мРНК-предшественника каспазы-3 в гиппокампе (рис. 7Б). Антиапоптозное действие стимуляции адренорецепторов обнаружено и в стволе мозга. Оно состояло в повышении концентрации транскрипта белка ВСЬ-Хь Очевидно, анализируемые параметры, смещаемые гипоксическим стимулом в течение 24 ч, успевают прийти в норму за последующие 4 суток.

клонидин физ. р-р иохимбин клонидин

- + ГИПОКСИЯ - + - + - +

Рис. 7. Уровень мРНК ВАХ (А) и каспазы-3 (Б) в гиппокампе 8-дневных крысят через 5 суток после введения иохимбина (2 мг/кг) и клонидина (0,4 мг/кг) в норме и при гипоксии. * * - Р < 0.01 по сравнению с животными, получавшими физ. раствор или иохимбин; * - Р < 0,05 по сравнению с животными, получавшими физ. раствор.

В целом, в работе установлено влияние межклеточной сигнализации, осуществляемой посредством а2-АР, на уровень мРНК ключевых белков апоптоза - ВАХ, ВСЬ-Х( и каспазы-3. Биологический смысл полученных результатов состоит в том, что обычные факторы раннего онтогенеза, такие, как стресс, терапия или качество материнской заботы, индуцирующие изменение активности и плотности а2-АР, способны влиять на экспрессию генов апоптоза, определяющую гибель клеток в формирующемся головном мозге.

выводы

1 Описаны изменения уровней мРНК белков апоптоза ВАХ, ВСЬ-Х[. и каспазы-3 в структурах формирующегося головного мозга крыс - стволе и коре Онтогенетические динамики уровней мРНК этих белков имеют характерные для каждого из них и отдела мозга особенности В стволовой части мозга уровень транскриптов проапоптозных белков в ходе онтогенеза значительно снижается, а в коре остается высоким

2 Через сутки после введения блокагор а2-АР иохимбин вызывает проявление антиапоптозных признаков в мозге крысят - увеличение соотношения мРНК ВСЬ-Х[/ВАХ в мозжечке, коре и гиппокампе Активация оь-АР клонидином снижает уровень мРНК ВСЬ-Х1_ в гиппокампе, что увеличивает предрасположенность клеток этой структуры к запуску апоптоза

3 Эффекты блокатора и стимулятора а2-АР через 5 дней после введения являются антиапоптозными Иохимбин и клон ид ин снижают уровни мРНК проапоптозных белков в гиппокампе В стволе мозга клонидин повышает уровень мРНК ВСЬ-Хг.

4 Подавление экспрессии гена <х2\-АР в мозге новорожденных животных с помощью антисмыслового олигонуклеотида приводит к повышению уровня транскрипта проапоптозной каспазы-3 в коре Стимуляция а2-АР клонидином снижает повышенный в результате воздействия антисмысловым олигонуклеотидом уровень мРНК каспазы-3, что свидетельствует об участии а2-АР при их взаимодействии с эндогенным норадреналином в регуляции экспрессии гена этой протеазы

5 Проявление эффектов умеренной гипоксии на экспрессию генов белков апоптоза ВАХ, ВСЬ-Х| и каспазы-3 в головном мозге неонатальных крысят через сутки после воздействия зависело от отдела головного мозга Эти эффекты были в мозжечке проапоптозными, и состояли в повышении уровня мРНК ВАХ, а в коре и гиппокампе - антиапоптозными, и достигались уменьшением содержания мРНК ВАХ и каспазы-3, соответственно Через 5 суток после воздействия гипоксией ее эффекты на экспрессию исследованных генов апоптоза уже не выявлялись

6 Гилоксическое воздействие в первые сутки, когда оно оказывало влияние на уровень мРНК генов белков апоптоза, способно изменить эффекты адренергических лигандов на экспрессию этих генов В этот период на фоне гипоксии иохимбин утрачивал способность снижать уровень мРНК ВАХ в коре головного мозга неонатальных крысят Отсроченные эффекты

адренергических препаратов не изменялись в результате воздействия гипоксией

7 В целом, установлено участие оь-АР в регуляции экспрессии генов ключевых белков апоптоза (ВАХ, ВСЬ-Х! и каспазы-3) в период раннего постнатального развития головного мозга крыс в норме и при умеренной гипоксии

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Баннова, А В Уровень мРНК белков апоптоза - ВАХ и ВСЬ-ХЬ в стволе и коре головного мозга крыс в онтогенезе / А В Баннова, П Н Меньшанов, Ф.А. Ильиных, Т С Калинина, Н Н Дыгало // Бюлл Эксп Биол. Мед -2005 -Т 139.-№6 - С 669-671

2 Меньшанов, П Н Антисенс-технология выявления «скрытой» функции гена рецептора нейротрансмитгера в регуляции апоптоза клеток формирующегося мозга /ПН Меньшанов, А В Баннова, Ф.А. Ильиных, Г Т Шишкина, Т С Калинина, Н Н Дыгало // Информ вестник ВОГиС - 2006 - Т 10 - № 2 - С 366 - 372

3 Меньшанов, П Н Негативная регуляция а2А-адренорецепторами экспрессии каспазы-3 в коре неонатального мозга /ПН Меньшанов, А В Баннова, Ф.А. Ильиных, Н Н Дыгало // Бюлл Эксп Биол Мед - 2007. - Т 143 - № 3 - С 244 - 246

4 Ильиных, Ф.А. Эффекты лигандов альфа2-адренергических рецепторов на уровень мРНК белков апоптоза в формирующемся головном мозге крыс / Ф А Ильиных, А В Баннова, Т С Калинина, НН Дыгало//Изв Акад Наук Сер Биол -2008 -№ 1 - С 104109

5 Ильиных, Ф.А. Эффекты альфа2-адренергических препаратов на уровень мРНК белков апоптоза в развивающемся головном мозге крыс / Ф А Ильиных // Материалы ХЫП международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» - Новосибирск, 2005 - С 103

6 Ильиных, Ф.А. Альфа2-адренергические эффекты на мРНК белков апоптоза в неонатальном головном мозге /ФА Ильиных, А В Баннова, Т.С Калинина, Н Н Дыгало // Бюлл Сиб Мед - Т 4 -Прил 1 Тезисы докладов V Сибирского физиологического съезда -Томск, 2005 - С 114

7 Ilinykh, F.A. Effects of a2-adrenergic drugs on the apoptotic protein mRNA levels in the developing rat brain /FA Ilinykh // International summer school in behavioural neurogenetics - Moscow, 2005 - P 45 -46

8 Dygalo, NN Pharmacologic modulation of apoptotic protein genes expression in the brain / N N Dygalo, P N Menshanov, A V Bannova, T S Kalinina, F.A. Ilinykh // International conference «Basic Science for Biotecnology and Medicine» - Novosibirsk, 2006 - P 28

Подписано к печати 14 08 2008 г

Формат бумаги 60 х 90 1/16 Печ л 1 Уч изд л 0,7

Тираж 100 экз Заказ 74

Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр ак Лаврентьева, 10

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ильиных, Филипп Александрович

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы. Влияние молекул межклеточной коммуникации на процесс апонтоза в развивающемся головном мозге млекопитающих.

1.1. Апоптоз.

1.1.1. Биологическое значение апоптоза.

1.2. Молекулярные механизмы апоптоза.

1.2.1. Каспазы.

1.2.2. Антиапоптозные члены семейства белков BCL-2.

1.2.3. Проапоптозные члены семейства белков BCL-2.

1.2.4. Ингибиторы апоптоза.

1.2.5. «Внешний» путь инициации апоптоза.

1.2.6. «Внутренний» путь инициации апоптоза.

1.3. Апоптоз на ранних этапах онтогенеза.

1.3.1. Роль апоптоза в формировании тканей многоклеточных организмов.

1.3.2. Модификация развития центральной нервной системы гипоксией

1.4. аг-Адренорецепторы.

1.4.1. Семейство адренергических рецепторов.

1.4.2. Молекулярная биология и функции аг-адренорецепторов.

1.4.3. Регуляция функции а.2-адренорецепторов фармакологическими препаратами.

1.5. Возможная роль а,2-адренорецепторов в апоптозе.

Глава 2. Материалы и методы.

2.1. Животные и экспериментальные воздействия.

2.1.1. Животные.

2.1.2. Фармакологические воздействия на аг-адренорецепторы.

2.1.3. Воздействие умеренной гипоксии.

2.1.4. Введение антисмыслового олигонуклеотида к мРНК а,2А-адренорецептора.

2.1.5. Схемы экспериментов.

2.2. Выделение образцов ткани мозга.

2.3. Выделение РНК.

2.4. Определение уровня мРНК генов bax, bcl-x и каспазы-3.

2.5. Выделение ДНК.

2.6. Анализ фрагментации ДНК.

2.7. Статистическая обработка данных.

Глава 3. Результаты.

3.1. Динамика уровня мРНК генов bax, bcl-x и каспазы-3 в стволе и коре головного мозга крыс в онтогенезе.

3.2. Эффекты фармакологических адренолигандов на уровень мРНК генов bax, bcl-х и каспазы-3 в головном мозге крысят.

3.3. Уровень мРНК каспазы-3 в коре головного мозга крысят после снижения экспрессии гена а2А-АР и воздействия клонидином.

3.4. Уровень мРНК генов bax, bcl-x и каспазы-3 в головном мозге крыс после кратковременной гипоксии.

3.5. Эффекты адренергических препаратов на уровень мРНК генов bax, bcl-x и каспазы-3 в головном мозге крыс при гипоксии.

Глава 4. Обсуждение.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эффекты Альфа2-адренергических препаратов на уровень мРНК генов апоптоза в онтогенезе головного мозга крыс в норме и при гипоксии"

Актуальность проблемы. Апоптоз, или программируемая гибель клеток, направлен на сохранение нормального функционирования биологических систем и является непременным участником формирования органов и тканей в онтогенезе (Самуилов и др., 2000; Kuan et al., 2000; Meier et al., 2000; Sendtner et al., 2000; Yuan, Yankner, 2000; Roth, D'Sa, 2001; Мартынова, 2003). Основными регуляторами апоптоза, участвующими в развитии головного мозга млекопитающих, являются члены семейства BCL-2 — проапоптозный белок ВАХ и антиапоптозный белок BCL-Xl (Chao, Korsmeyer, 1998; Akhtar et al., 2004). Проапоптозные члены этого семейства действуют на внешнюю мембрану митохондрий и индуцируют выход цитохрома С и других митохондриальпых молекул, участвующих в реализации апоптоза (Chao, Korsmeyer, 1998; Gross et al., 1999; Reed, 2000; Degterev et al., 2001; Bouillet, Strasser, 2002; Borner, 2003; Willis et al., 2003). Антиапоптозные члены семейства блокируют действие проапоптозных белков. Наиболее важная роль в осуществлении клеточной гибели принадлежит каспазам - семейству эволюционно консервативных протеаз, которые специфически расщепляют белки после остатков аспарагиновой кислоты. Каспаза-3 является ключевым медиатором и конечным эффектором апоптоза в клетках нервной ткани (Kuida et al., 1996; Cryns, Yuan, 1998; Jeon et al., 1999; Chang, Yang, 2000; Hengartner, 2000; Reed, 2000; Yuan, Yankner, 2000; Degterev et al., 2003). Этот представитель семейства цистеиновых протеаз отвечает за активацию фактора фрагментации ДНК, который расщепляет ДНК на межнуклеосомные фрагменты; с этого момента процесс гибели клетки становится необратимым (Самуилов и др., 2000; Dygalo ct al., 2004).

Известно, что апоптоз является неотъемлемым компонентом нормального развития нервной системы млекопитающих (Oppenheim, 1991; Cellerino et al., 2000; D'Sa-Eipper, Roth, 2000; Meier et al., 2000; Sastry, Rao, 2000; Yuan, Yankner, 2000; D'Sa-Eipper et al., 2001; Sun et al., 2003). Основные события нейрогенеза и элиминации избыточных клеточных элементов в ЦНС млекопитающих происходят в пренатальном и раннем постнатальном онтогенезе (Будко и др., 1985; Oppenheim, 1991; Yuan, Yankner, 2000). Перинатальный период является критическим в развитии головного мозга, когда он наиболее чувствителен к действию повреждающих факторов. Развитие мозга находится под контролем ряда эндогенных соединений, например, сигнальных молекул нейротрансмиттеров (Cameron et al., 1998; Gould et al., 1999; Contestabile, 2000). Влияние внеклеточных сигналов на предрасположенность клеток к самоуничтожению в процессе нормального развития головного мозга и при различных нарушениях регуляции апоптоза под действием стрессорных факторов, таких, как гипоксия, является одной из малоизученных проблем. Нейротрансмиттеры, в частности, стимуляторы ct2-AP, а также имитирующие их действие вещества, применяемые в клинической практике для перинатальной анестезии и терапии гипертонии (Kamibayashi, Maze, 2000), способны вызывать чрезмерную активацию или, наоборот, торможение гибели клеток в развивающемся мозге.

Описано нейропротекторное действие как агонистов ct2-AP (Laudenbach et al., 2002; Engelhard et al., 2003; Zhang, 2004), так и антагонистов этих рецепторов (Gustafson et al., 1990; Martel et al., 1998; Bauer et al., 2003) при ишемии и токсическом повреждении мозга у взрослых животных. Возможные причины такого действия этих препаратов во многом остаются неясными. Кроме того, подобные исследования посвящены, главным образом, оценке масштабов повреждения на морфологическом уровне. Роль же белков семейства BCL-2 и каспаз в процессах, опосредуемых аг-АР, на сегодняшний день не определена.

Показано, что стимулятор аг-АР клонидин, производное имидазолина, повышает экспрессию гена каспазы-3 и индекс фрагментации ДНК в стволе мозга 21-дневных эмбрионов крыс и 8-дневных животных, обладая, следовательно, проапоптозными свойствами (Dygalo et al., 2004). Вместе с тем, остается неясным, связаны ли эти эффекты со способностью клонидина активировать осг-АР, или же они являются следствием его неспсцифического действия.

Таким образом, вопрос об участии аг-АР в регуляции интенсивности программируемой клеточной гибели в раннем постнатальном периоде развития ЦНС млекопитающих в норме и под влиянием гипоксии путем модуляции экспрессии генов ключевых участников этого процесса остается открытым. Выяснение этого вопроса представляется важным, поскольку сбой апоптозной программы в период становления ЦНС потенциально способен изменить формирование головного мозга, что, в свою очередь, представляет собой элемент программирования последующего физического развития, проявлений высшей нервной деятельности и других свойств взрослого организма.

Цель и задачи исследования. Основная цель данной работы состояла в изучении роли с*2-АР в регуляции процесса апоптоза, сопровождающего развитие ЦНС млекопитающих. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить онтогенетическую динамику уровней мРНК ключевых генов апоптоза (box, bcl-x и каспазы-3) в стволовом и фронтальном отделах головного мозга крыс;

2. Исследовать эффекты фармакологической блокады аг-АР иохимбином и стимуляции рецепторов клонидином на уровень мРНК ВАХ, BCL-Xi, и каспазы-3 в 6 стволе, коре, гиппокампе и мозжечке развивающегося головного мозга крыс при совместном введении препаратов животным;

3. Проанализировать эффекты подавления экспрессии гена агл-АР, являющегося основным подтипом адренорецепторов в ЦНС млекопитающих, антисмысловым олигонуклеотидом на уровень мРНК каспазы-3 в коре мозга неонатальных крысят;

4. Изучить способность умеренной гипоксии, являющейся наиболее распространенным из возможных стрессорных воздействий в период развития ЦНС млекопитающих, влиять на уровень мРНК апоптозных белков, а также изменять эффекты адренолигандов на данный показатель в различных отделах формирующегося мозга неонатальных крысят.

Описаны региональные особенности онтогенетической динамики уровней мРНК белков апоптоза ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 в стволе и коре головного мозга крыс с помощью полуколичественной ОТ-ПЦР. Уровень экспрессии генов высок в мозге плодов. Далее, в стволовой части мозга мРНК ВАХ увеличивается к 40-му дню жизни и затем снижается, мРНК BCL-Xl достигает взрослого уровня в течение месяца, содержание транскрипта каспазы-3 снижается в 2 раза к полуторамесячному возрасту. Во фронтальной коре содержание мРНК ВАХ снижается с 8-го по 90-й день жизни, а мРНК BCL-Xl не меняется, как и остающейся на высоком уровне мРНК каспазы-3.

Впервые продемонстрировано, что блокада аг-АР иохимбином приводит к проявлению антиапоптозных свойств в отделах формирующегося мозга крыс на 6-й день постнатального развития. Агонист аг-АР клонидин отменяет некоторые эффекты иохимбина, что свидетельствует о специфичности его действия на показатели апоптоза через СХ2-АР. Введение в мозг новорожденных крысят антисмыслового олигонуклеотида к (Х2Л-АР повышает количество транскрипта каспазы-3 в коре. Стимулятор АР клонидин снижает повышенный в результате воздействия антисенсом уровень мРНК фермента, что также подтверждает роль взаимодействия клонидина с аг-АР в реализации данных эффектов.

Впервые показано, что последствия гипоксии зависят от отдела мозга: в мозжечке увеличивается содержание мРНК проапоптозного белка ВАХ, тогда как в гиппокампе уровень мРНК ключевого фермента апоптоза каспазы-3, напротив, снижается. Через сутки после воздействия адренергическими препаратами в коре мозга неонатальных животных происходит уменьшение количества транскрипта белка ВАХ. Последующее гипоксическое воздействие изменяет эффект блокады схг-АР иохимбином, совместное действие которого с гипоксией приводит к повышению концентрации мРНК-предшественника ВАХ. Спустя 5 дней после воздействия адренергическими препаратами в ряде структур развивающегося мозга выявлены антиапоптозные эффекты. Гипоксия, примененная совместно с адренергическими препаратами, не оказывала существенного влияния на их эффекты, наблюдаемые через 5 суток после воздействия.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты работы расширяют теоретические представления о влиянии межклеточных сигнальных молекул стимуляторов мембранных рецепторов нейротрансмиттеров на предрасположенность клеток развивающегося мозга к запуску программы самоуничтожения. Продемонстрирована возможность участия аг-АР, а также их эндогенных лигандов, в регуляции апоптоза, сопровождающего развитие ЦНС в норме и при гипоксии, путем модуляции экспрессии генов ключевых участников этого процесса. Установленные в работе факты свидетельствуют, что применение адренергических препаратов приводит к нарушению регуляции клеточной гибели. Поскольку аг-адренергические лиганды широко используются в клинической практике для перинатальной анестезии и терапии гипертонии (Kamibayashi, Maze, 2000), полученные данные имеют и определенное практическое значение. Свойства схг-адренергических лигандов модифицировать процесс гибели клеток должны учитываться при их использовании в клинической перинатальной практике.

Основные положения, выноспмыс на защиту.

1. Онтогенетические динамики уровней мРНК проапоптозных белков ВАХ и каспазы-3, а также антиапоптозного белка BCL-Xl, имеют характерные для каждого из них и отдела головного мозга особенности. В стволовой части мозга уровень транскриптов проапоптозных генов в ходе онтогенеза значительно снижается, а в коре остается на высоком уровне.

2. аг-АР участвуют в регуляции экспрессии генов белков апоптоза ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 в формирующемся головном мозге. Через сутки после введения блокатор аг-АР иохимбин увеличивал соотношение мРНК BCL-Xl/BAX в мозжечке, коре и гиппокампе, а стимулятор этих рецепторов клонидин снижал уровень мРНК BCL-Xl в гиппокампе неонатальных крысят. Через 5 дней после введения иохимбин и клонидин снижали уровни мРНК проапоптозных белков в гиппокампе, а клонидин, кроме того, повышал в стволе мозга уровень мРНК BCL-Xl. Эти рецепторы участвуют в регуляции экспрессии гена каспазы-3 и при их взаимодействии с эндогенным норадреналином, поскольку подавление экспрессии агд-АР в мозге антисмысловым олигонуклеотидом приводило к повышению уровня мРНК этой протеазы в коре, а компенсирующая стимуляция сниженного антисмысловым олигонуклеотидом числа аг-АР клонидином снимала это повышение.

3. Кратковременная умеренная гипоксия вызывает проявляющиеся через сутки и исчезающие уже на 5 день после воздействия изменения в уровне мРНК генов апоптоза в головном мозге неонатальных животных. Эффект гипоксии зависит ог отдела мозга: в мозжечке он проапоптозный, а в коре и гиппокампе -антиапоптозный. На фоне гипоксии, в период ее влияния на экспрессию генов апоптоза, иохимбин утрачивал способность снижать уровень мРНК ВАХ в коре головного мозга крысят.

Апробация работы. Материалы данной работы были доложены или представлены на XLIII Международной Студенческой конференции (Новосибирск, 2005); V Съезде физиологов Сибири (Томск, 2005); Международной школе-конференции для молодых ученых «International summer school in behavioural neurogenetics» (Москва, 2005); Международной конференции «Basic Science for Biotechnology and Medicine» (Новосибирск, 2006).

По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них 4 статьи в отечественных журналах, рекомендуемых ВАК.

Вклад автора. Автор полностью овладел всеми методами и приемами, необходимыми для выполнения представленной работы. Он внес определяющий вклад в получение экспериментальных данных, их статистическую и теоретическую обработку, описание и представление результатов.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Ильиных, Филипп Александрович

выводы

1. Описаны изменения уровней мРНК белков апоптоза ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 в структурах формирующегося головного мозга крыс — стволе и коре. Онтогенетические динамики уровней мРНК этих белков имеют характерные для каждого из них и отдела мозга особенности. В стволовой части мозга уровень транскриптов проапоптозных белков в ходе онтогенеза значительно снижается, а в коре остается высоким.

2. Через сутки после введения блокатор аг-АР иохимбин вызывает проявление антиапоптозных признаков в мозге крысят - увеличение соотношения мРНК BCL-Xl/BAX в мозжечке, коре и гиппокампе. Активация аг-АР клонидином снижает уровень мРНК BCL-Xl в гиппокампе, что увеличивает предрасположенность клеток этой структуры к запуску апоптоза.

3. Эффекты блокатора и стимулятора аг-АР через 5 дней после введения являются антиапоптозными. Иохимбин и клонидин снижают уровни мРНК проапоптозных белков в гиппокампе. В стволе мозга клонидин повышает уровень мРНК BCL-Xl

4. Подавление экспрессии гена агд-АР в мозге новорожденных животных с помощью антисмыслового олигонуклеотида приводит к повышению уровня транскрипта проапоптозной каспазы-3 в коре. Стимуляция аг-АР клонидином снижает повышенный в результате воздействия антисмысловым олигонуклеотидом уровень мРНК каспазы-3, что свидетельствует об участии аг-АР при их взаимодействии с эндогенным норадреналином в регуляции экспрессии гена этой протеазы.

5. Проявление эффектов умеренной гипоксии на экспрессию генов белков апоптоза ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3 в головном мозге неонатальных крысят через сутки после воздействия зависело от отдела головного мозга. Эти эффекты были в мозжечке проапоптозными, и состояли в повышении уровня мРНК ВАХ, а в коре и гиппокампе - антиапоптозными, и достигались уменьшением содержания мРНК ВАХ и каспазы-3, соответственно. Через 5 суток после воздейстия гипоксией ее эффекты на экспрессию исследованных генов апоптоза уже не выявлялись.

6. Гипоксическое воздействие в первые сутки, когда оно оказывало влияние на уровень мРНК генов белков апоптоза, способно изменить эффекты адренергических лигандов на экспрессию этих генов. В этот период на фоне гипоксии иохимбин утрачивал способность снижать уровень мРНК ВАХ в коре головного мозга неонатальных крысят. Отсроченные эффекты адренергических препаратов не изменялись в результате воздействия гипоксией.

7. В целом, установлено участие аг-АР в регуляции экспрессии генов ключевых белков апоптоза (ВАХ, BCL-Xl и каспазы-3) в период раннего постнатального развития головного мозга крыс в норме и при умеренной гипоксии.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ильиных, Филипп Александрович, Новосибирск

1. Бакеева Л.Е., Дзюбинская Е.В., Самуилов В.Д. Программируемая клеточная смерть у растений: ультраструктурные изменения в устьичных клетках гороха // Биохимия. -2005.-Т. 70.-С. 1177- 1185.

2. Бра М., Квинан Б., Сузин С.А. Митохондрии в программированной гибели клетки: различные механизмы гибели // Биохимия. 2005. - Т. 70. - С. 284 - 293.

3. Будко К.П., Гладкович Н.Г., Максимова Е.В., Раевский В.В., Шулейкина К.В. Основные этапы дифференцировки нервных клеток. Нейроонтогенез // М.: Наука. -1985.-270 с.

4. Гуляева Н.В. Неапоптотические функции каспазы 3 в нервной ткани // Биохимия. -2003. Т. 68. - С. 1459 - 1470.

5. Дубченко A.M., Лукьянова Л.Д. Регуляторная роль аденилатного пула в механизме чувствительности клетки к дефициту кислорода // Материалы международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». 2003. — С. 229 - 231.

6. Дыгало Н.Н., Калинина Т.С., Сурнина Н.Ю., Носова А.В., Шишкина Г.Т. Концентрация а2А-адренергических рецепторов и числа мест специфического связывания их агониста в отделах головного мозга // Докл. РАН. 1999. - Т. 364. — С. 417-419.

7. Дыгало Н.Н., Юшкова А.А., Калинина Т.С., Сурнина Н.Ю., Мельникова Л.Б., Шишкина Г.Т. Онтогенетические корреляции уровня норадреналина и плотности адренергических рецепторов в головном мозгу крыс // Онтогенез. 2000. - Т. 31. - С. 53-56.

8. Иванов К.П. Основы энергетики организма: теоретические и практические аспекты // СПб.: Наука. 2004. - Т. 4. - 253 с.

9. Исаев Н.К., Андреева Н.А., Стельмашук Е.В., Зоров Д.Б. Роль митохондрий в механизмах токсического действия глутамата // Биохимия. — 2005. — Т. 70. — С. 741 — 750.

10. Калинина Т.С., Баннова А.В., Дыгало Н.Н. Количественное определение степени фрагментации ДНК // Бюлл. Эксп. Биол. Мед. 2002. - Т. 134. - С. 641 - 644.

11. Калинина Т.С., Сурнина Н.Ю., Шишкина Г.Т., Дыгало Н.Н. Применение метода ОТ-ПЦР для анализа экспрессии а2А-адрепергических рецепторов в головном мозге крыс // Мол. биол. 1998. - Т. 32. - С. 367.

12. Катохин А.В., Кузнецова Т.Н., Омельянчук Н.А. миРНК — новые регуляторы активности генов у эукариот // Информ. вестник ВОГиС. 2006. - Т. 10. - С. 241 — 272.

13. Кнорре Д.А., Смирнова Е.А., Северин Ф.Ф. Естественные условия для запрограммированной гибели дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Биохимия. 2005. -Т. 70.-С. 323-326.

14. Кулинский В.И., Колесниченко J1.C. Молекулярные механизмы действия гормонов. 1. Рецепторы. Нейромедиаторы. Системы со вторыми посредниками // Биохимия. -2005.-Т. 70.-С. 33 -50.

15. Лукьянова Л.Д., Дубченко A.M., Цыбина Т.А. Сигнальная функция митохондрий при гипоксии // Тезисы докладов XX съезда физиологического общества имени И.П. Павлова. 2007. - С. 58 - 59.

16. Маниатис Т., Фринч Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Пер. с англ. ИМ.\ Мир, 1984.-480 с.

17. Мартынова Е.А. Регуляция активности каспаз в апоптозе // Биоорган, хим. 2003. -Т. 29.-С. 518-543.

18. Проскуряков С .Я., Габай В.Л., Коноплянников А.Г., Замулаева И.А., Колесникова А.И. Иммунология апоптоза и некроза // Биохимия. 2005. - Т. 70. - С. 1593 - 1605.

19. Раевский В.В. Онтогенез медиагорных систем мозга // М.: Наука. 1991. — 144 с.

20. Рыжавский Б.Я. Развитие головного мозга: отдаленные последствия влияния некомфортных условий // Хабаровск: Изд-во ДВГМУ. 2006. - 232 с.

21. Самуилов В.Д., Олескин А.В., Лагунова Е.М. Программируемая клеточная смерть // Биохимия. 2000. - Т. 65. - С. 1029 - 1046.

22. Сериков Р.Н., Зенкова М.А., Власов В.В. Природные РНК: механизмы специфического узнавания и взаимодействия // Информ. вестник ВОГиС. 2006. - Т. 10.-С. 273-284.

23. Тяжелова В.Г. Противо- и проапоптозные факторы при активации периферических лимфоцитов // Усп. совр. биол. 2003. - Т. 123. - С. 495 - 505.

24. Узденский А.Б., Колосов М.С., Лобанов А.В. Смерть нейронов и глиальных клеток, вызванная фотодинамическим воздействием: сигнальные процессы и нейроглиальные взаимодействия // Морфология. 2007. - Т. 132. - С. 7 - 15.

25. Хаспеков Л.Г., Бобров М.Ю. Эндогенная каннабиноидная система и ее защитная роль при ишемическом и цитотоксическом повреждении нейронов головного мозга // Нейрохимия. 2006. - Т. 23. - С. 85 - 105.

26. Шишкина Г.Т., Дыгало Н.Н., Калинина Т.С., Маснавиева Л.Б. Ген альфа2А-адренергического рецептора влияет на устойчивость крысят к холодовому наркозу // Докл. РАН. 2003а. - Т. 388. - С, 571 - 573.

27. Шишкина Г.Т., Дыгало Н.Н. Молекулярная физиология адренэргических рецепторов // Усп. физиол. наук. 1997. - Т. 28. - С. 61 - 74.

28. Шишкина Г.Т., Калинина Т.С., Маснавиева Л.Б., Дыгало Н.Н. Альфа2А-адренорецепторы головного мозга угнетают двигательную активность новорожденных крысят // Журн. Высш. Нервн. Деят. 20036. - Т. 53. - С. 646 - 650.

29. Юшкова А.А., Дыгало Н.Н. Изменения числа альфа-2- и бета-адренорецепторов ствола и коры головного мозга крыс в онтогенезе // Физиол. журн. 1995. - Т. 81. -С. 7- 11.

30. Abraham I.M., Harkany Т., Horvath К.М., Luiten P.G. Action of glucocorticoids on survival of nerve cells: promoting neurodegeneration or neuroprotection? // J. Neuroendocrinol. 2001. - V. 13. - P. 749 - 760.

31. Abraham M.C., Shaham S. Death without caspases, caspases without death // Trends Cell Biol. 2004. - V. 14.-P. 184- 193.

32. Acker Т., Acker H. Cellular oxygen sensing need in CNS function: physiological and pathological implications // J. Exp. Biol. 2004. -V. 207. - P. 3171 - 3188.

33. Adams J., Cory S. The Bcl-2 protein family: arbiters of cell survival // Science. 1998. -V. 281.-P. 1322- 1326.

34. Airaksinen M.S., Saarma M. The GDNF family: signaling, biological functions and therapeutic value // Nat. Rev. Neurosci. 2002. - V. 3. - P. 383 - 394.

35. Akhtar R.S., Ness J.M., Roth K.A. Bcl-2 family regulation of neuronal development and neurodegeneration 11 Biochem. Biophys. Acta. 2004. - V. 1644. - P. 189 - 203.

36. Altman J. Proliferation and migration of undifferentiated precursor cells in the rat during postnatal gliogenesis // Exp. Neurol. 1966. - V. 16. - P. 263 - 278.

37. Arakawa Y., Sendtner M., Thoenen H. Survival effect of ciliary neurotrophic factor (CNTF) on chick embryonic motoneurons in culture: comparison with other neurotrophic factors and cytokines // J. Neurosci. 1990. - V. 10. - P. 3507 - 3515.

38. Aya-ay J., Mayer J., Eakin A.K., Muffly B.G., Anello M., Sandy J.D., Gottschall P.E. The effect of hypoxic-ischemic brain injury in perinatal rats on the abundance and proteolysis of brevican and NG2 // Exp. Neurol. 2005. - V. 193. - P. 149 - 162.

39. Azimi-Zonooz A., Shuttleworth C.W., Connor J.A. GABAergic protection of hippocampal pyramidal neurons against glutamate insult: deficit in young animals compared to adults // J. Neurophysiol. 2006. - V. 96. - P. 299 - 308.

40. Balduini W., De Angelis V., Mazzoni E., Cimino M. Simvastatin protects against long-lasting behavioral and morphological consequences of neonatal hypoxic/ischemic brain injury // Stroke. 2001. - V. 32. - P. 2185 - 2191.

41. Barbacid M. Structural and functional properties of the TRK family of neurotrophin receptors // Ann. NY Acad. Sci. 1995. - V. 766. - P. 442 - 458.

42. Benjelloun N., Joly L.M., Palmier В., Plotkine M., Charriaut-Marlangue C. Apoptotic mitochondrial pathway in neurones and astrocytes after neonatal hypoxia-ischaemia in the rat brain // Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2003. - V. 29. - P. 350 - 360.

43. Bensaid M., Kaghan M., Rodriguez M. The rat beta3- adrenergic receptor gene contain an intron // FEBS Lett. 1993. - V. 318. - P. 223 - 226.

44. Bergeron L., Yuan J. Sealing one s fate: control of cell death in neurons // Curr. Opin. Neurobiol. 1998. - V. 8. - P. 55 - 63.

45. Bergeron M., Gidday J.M., Yu A.Y., Semenza G.L., Ferriero D.M., Sharp F.R. Role of hypoxia-inducible factor-1 in hypoxia-induced ischemic tolerance in neonatal rat brain // Ann. Neurol. 2000. - V. 48. - P. 285 - 296.

46. Bertrand N., Castro D.S., Guillemot F. Proneural genes and the specification of neural cell types // Nat. Rev. Neurosci. 2002. - V. 3 - P. 517 - 530.

47. Bibel M., Barde Y.-A. Neurotrophins: key regulators of cell fate and cell shape in the vertebrate nervous system // Genes Dev. 2000. - V. 14. - P. 2919 - 2937.

48. Borner C. The Bcl-2 protein family: sensors and checkpoints for life-or-death decisions // Mol. Immunol.-2003,-V. 39.-P. 615-647.

49. Bouillet P., Strasser A. ВНЗ-only proteins evolutionary conserved proapoptotic Bcl-2 family members essential for initiating programmed cell death // J. Cell Sci. - 2002. - V. 115.-P. 1567- 1574.

50. Boyd R.E. ct2-adrenergic receptor agonists as analgesics // Curr. Top. Med. Chem. 2001. -V. l.-P. 193- 197.

51. Bratton S.B., Walker G., Srinivasula S.M., Sun X.M., Butterworth M., Alnemri E.S., Cohen G.M. Recruitment, activation and retention of caspases-9 and -3 by Apaf-1 apoptosome and associated XIAP complexes // EMBO J. 2001. - V. 20. - P. 998 - 1009.

52. Bredesen D.E., Rao R.V., Mehlen P. Cell death in the nervous system // Nature. 2006. -V. 443.-P. 796-802.

53. Brustovetsky N., Dubinsky J.M. Dual responses of CNS mitochondria to elevated calcium // J. Neurosci. 2000. - V. 20. - P. 103 - 113.

54. Cameron H.A., Hazel T.G., McKay R.D. Regulation of neurogenesis by growth factors and neurotransmitters // J. Neurobiol. 1998. - V. 36. - P. 287 - 306.

55. Cantley L.C. The Phosphoinositide 3-Kinase pathway // Science. 2002. - V. 296. - P. 1655- 1657.

56. Carson R.P., Robertson D. Genetic manipulation of noradrenergic neurons // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2002. - V. 301. - P. 410 - 417.

57. Ceccatelli S., Tamm C., Sleeper E., Orrenius S. Neural stem cells and cell death // Toxicol. Lett. 2004. - V. 149. - P. 59 - 66.

58. Cellerino A., Bahr M., Isenmann S. Apoptosis in developing visual system // Cell Tissue Res. -2000. V. 301.-P. 53-69.

59. Chan W.Y., Lorke D.E., Tiu S.C., Yew D.T. Proliferation and apoptosis in the developing human neocortex // Anat. Rec. 2002. - V. 267. - P. 261 - 276.

60. Chang H.Y., Yang X. Proteases for cell suicide: functions and regulation of caspases // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2000. - V. 64. - P. 821 - 846.

61. Chao D.T., Korsmeyer S.J. Bcl-2 family: regulators of cell death // Annu. Rev. Immunol. -1998. V. 16.-P. 395-419.

62. Chao H.-M., Childlow G., Melena J., Wood J.P.M., Osborne N.N. An investigation into the potential mechanisms underlying the neuroprotective effect of clonidine in the retina // Brain Res. 2000. - V. 877. - P. 47 - 57.

63. Chao H.-M., Osborne N.N. Topically applied clonidine protects the rat retina from ischaemia/reperfusion by stimulating a2-adrenoceptors and not by an action on imidazoline receptors // Brain Res. 2001. - V. 904. - P. 126 - 136.

64. Chao M., Casaccia-Bonnefil P., Carter В., Chittka A., Kong H., Yoon S.O. Neurotrophin receptors: mediators of life and death // Brain Res. Rev. 1998. - V. 26. - P. 295 - 301.

65. Chavez J.C., Agani F., Pichiule P., LaManna J.C. Expression of hypoxia-inducible factor-1 alpha in the brain of rats during chronic hypoxia // J. Appl. Physiol. 2000. - V. 89. - P. 1937- 1942.

66. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal. Biochem. 1987. - V. 162. - P. 156 — 159.

67. Chung S., Gumienny T.L., Hengartner M.O., Driscoll M. A common set of engulfrnent genes mediates removal of both apoptotic and necrotic cell corpses in C. elegans // Nat. Cell Biol. 2000. - V.' 2. - P. 931 - 937.

68. Clem R.J., Sheu T.-T., Richter B.W.M., He W.-W., Thornberry N.A., Duckett C.S., Hardwick J.M. c-IAPl is cleaved by caspases to produce a proapoptotic C-terminal fragment // J. Biol. Chem. 2001. - V. 276. - P. 7602 - 7608.

69. Contestabile A. Roles of NMDA receptor activity and nitric oxide production in brain development // Brain Res. Brain Res. Rev. 2000. - V. 32. - P. 476 - 509.

70. Cryns V., Yuan J. Proteases to die for // Genes Dev. 1998. - V. 12. - P. 1551 - 1570.

71. Danneman P. J., Mandrell T.D. Evaluation of five agents/methods for anesthesia of neonatal rats // Lab. Anim. Sci. 1997. - V. 47. - P. 386 - 395.

72. De Bilbao F., Guarin E., Nef P., Vallet P., Giannakopoulos P., Dubois-Dauphin M. Postnatal distribution of cpp32/caspase 3 mRNA in the mouse central nervous system: an in situ hybridization study // J. Сотр. Neurol. 1999. - V. 409. - P. 339 - 357.

73. Decker M.J., Hue G.E., Caudle W.M., Miller G.W., Keating G.L., Rye D.B. Episodic neonatal hypoxia evokes executive dysfunction and regionally specific alterations in markers of dopamine signaling // Neuroscience. 2003. - V. 117. - P. 417 - 425.

74. Degterev A., Boyce M., Yuan J. A decade of caspases // Oncogene. 2003. - V. 22. - P. 8543 - 8567.

75. Degterev A., Boyce M., Yuan J. The channel of death // J. Cell Biol. 2001. - V. 155. - P. 695 - 697.

76. Deveraux Q.L., Leo E., Stennicke H.R., Welsh K., Salvesen G.S., Reed J.C. Cleavage of human inhibitor of apoptosis protein XIAP results in fragments with distinct specificities for caspases // EMBO J. 1999. - V. 18. - P. 5242 - 5251.

77. Dienel G.A., Pulsinelli W.A., Duffy Т.Е. Regional protein synthesis in rat brain following acute hemispheric ischemia // J. Neurochem. 1980. - V. 35. - P. 1216 - 1226.

78. D Sa-Eipper C., Leonard J.R., Putcha G., Zheng T.S., Flavell R.A., Rakic P., Kuida K., Roth K.A. DNA damage-induced neural precursor cell apoptosis requires p53 and caspase 9 but neither Bax nor caspase 3 // Development. 2001. - V. 128. - P. 137 - 146.

79. D Sa-Eipper C., Roth K.A. Caspase regulation of neuronal progenitor cell apoptosis // Dev. Neurosci. 2000. - V. 22. - P. 116 - 124.

80. Duchen M.R. Mitochondria and calcium: from cell signalling to cell death // J. Physiol. -2000.-V. 529.1.-P. 57-68.

81. Dygalo N.N., Bannova A.V., Kalinina T.S., Shishkina G.T. Clonidine increases caspase-3 mRNA level and DNA fragmentation in the developing brainstem // Dev. Brain Res.2004.-V. 152.-P. 225-231.

82. Dygalo N.N., Kalinina T.S., Shishkina G.T. Regulation of alpha2A-adrenergic receptor expression in the rat brain by testosterone // Trabajos del Institute Cajal. 2001. - V. 78. -P. 76-77.

83. Dygalo N.N., Kalinina T.S., Sournina N.Y., Shishkina G.T. Effects of testosterone on alpha2A-adrenergic receptor expression in the rat brain // Psychoneuroendocrinology. -2002.-V. 27.-P. 585-592.

84. Earnshaw W.C., Martins L.M., Kaufmann S.H. Mammalian caspases: structure, activation, substrates and functions during apoptosis // Annu. Rev. Biochem. 1999. - V. 68. - P. 383 -424.

85. Enari M., Sakahira H., Yokoyama H., Okawa K., Iwamatsu A., Nagata S. A caspase-activated DNase that degrades DNA during apoptosis, and its inhibitor ICAD // Nature. -1998.-V. 391.-P. 43 -50.

86. Fadeel В., Orrenius S., Zhivotovsky B. The most unkindest cut of all: on the multiple roles of mammalian caspases // Leukemia. 2000. - V. 14. — P. 1514 - 1525.

87. Fan L.W., Lin S., Pang Y., Lei M., Zhang F., Rhodes P.G., Cai Z. Hypoxia-ischemia induced neurological dysfunction and brain injury in the neonatal rat // Behav. Brain Res.2005.-V. 165.-P. 80-90.

88. Fan L.W., Lin S., Pang Y., Rhodes P.G., Cai Z. Minocycline attenuates hypoxia-ischemia-induced neurological dysfunction and brain injury in the juvenile rat // Eur. J. Neurosci. 2006. - V. 24. - P. 341 - 350.

89. Ferrer I., Bernet E., Soriano E., del Rio Т., Fonseca M. Naturally occurring cell death in the cerebral cortex of the rat and removal of dead cells by transitory phagocytes // Neuroscience. 1990. - V. 39. - P. 451 - 458.

90. Ferri C.C., Moore F.A., Bisby M.A. Effects of facial nerve injury on mouse motoneurons lacking the p75 low-affinity neurotrophin receptor // J. Neurobiol. 1998. - V. 34. — P. 1 — 9.

91. Figueroa E., Gordon L.E., Feldhoff P.W., Lassiter H.A. The administration of cobra venom factor reduces post-ischemic cerebral injury in adult and neonatal rats // Neurosci. Lett. 2005. - V. 380. - P. 48 - 53.

92. Friedman W.J., Greene L.A. Neurotrophin signaling via Trks and p75 // Exp. Cell Res. -1999.-V. 253.-P. 131-142.

93. Fruman D.A., Meyers R.E., Cantley L.C. Phosphoinositide kinases // Annu. Rev. Biochem. 1998. - V. 67. - P. 481 - 507.

94. Gao H., Qiao X., Cantor L.B., WuDunn D. Up-regulation of brain-derived neurotrophic factor expression by brimonidine in rat retinal ganglion cells // Arch. Ophthalmol. 2002. -V. 120.-P. 797-803.

95. Gentili F., Pigini M., Piergentili A., Giannella M. Agonists and antagonists targeting the different alpha2-adrenoceptor subtypes // Curr. Top. Med. Chem. 2007. - V. 7. - P. 163 — 186.

96. Gould E., Reeves A. J., Graziano M.S., Gross C.G. Neurogenesis in the neocortex of adult primates // Science. 1999. - V. 286. - P. 548 - 552.

97. Graham R., Perez D.M., Piascic M., Riek R., Hwa J. Characterization of alphal-adrenergic receptor subtypes // J. Pharmacol. 1995. - V. 6. - P. 15 - 22.

98. Gray J., Janick-Buckner D., Buckner В., Close P.S., Johal G.S. Light-dependent death of maize llsl cells is mediated by mature chloroplasts // Plant Physiol. 2002. - V. 130. - P. 1894- 1907.

99. Greijer A.E., van der Wall E. The role of hypoxia inducible factor 1 (HIF-1) in hypoxia induced apoptosis // J. Clin. Pathol. 2004. - V. 57. - P. 1009 - 1014.

100. Gross A., McDonnell J.M., Korsmeyer S.J. Bcl-2 family members and the mitochondria in apoptosis // Genes Dev. 1999. - V. 13. - P. 1899 - 1911.

101. Gu Q. Neuromodulatory transmitter systems in the cortex and their role in cortical plasticity // Neuroscience. 2002. - V. 111. - P. 815 - 835.

102. Gubbay O., Rae M.T., McNeilly A.S., Donadeu F.X., Zeleznik A.J., Hillier S.G. cAMP response element-binding (CREB) signalling and ovarian surfacc epithelial cell survival // J. Endocrinol. -2006. V. 191.-P. 275-285.

103. Gulyaeva N., Kudryashov I., Kudryashova I. Caspase activity is essential for long-term potentiation // J. Neurosci. Res. 2003. - V. 73. - P. 853 - 864.

104. Gustafson I., Miyauchi Y., Wieloch T.W. Postischemic administration of idazoxan, an alpha-2 adrenergic receptor antagonist, decreases neuronal damage in the rat brain // J. Cereb. Blood Flow Metab. 1989. - V. 9. - P. 171 - 174.

105. Gustavsson M., Wilson M.A., Mallard С., Rousset С., Johnston M.V., Hagberg H. Global gene expression in the developing rat brain after hypoxic preconditioning: involvement of apoptotic mechanisms? // Pediatr. Res. 2007. - V. 61. - P. 444- 450.

106. Hajnoczky G., Davies E., Madesh M. Calcium signaling and apoptosis // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003. - V. 304. - P. 445 - 454.

107. Han B.H., D'Costa A., Back S.A., Parsadanian M., Patel S., Shah A.R., Gidday J.M., Srinivasan A., Deshmukh M., Holtzman D.M. BDNF blocks caspase-3 activation in neonatal hypoxia-ischemia // Neurobiol. Dis. 2000. — V. 7. - P. 38 - 53.

108. Нарре H.K., Bylund D.B., Murrin L.C. Alpha-2 adrenergic receptor functional coupling to G proteins in rat brain during postnatal development // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1999. -V. 288.-P. 1134-1142.

109. НарреH.K., Coulter C.L., Gerety M.E., Sanders J.D., ORourkeM., BylundD.B., Murrin L.C. Alpha-2 Adrenergic receptor development in rat CNS: an autoradiographic study // Neuroscience. 2004. - V. 123.-P. 167- 178.

110. Heidbreder M., Frohlich F., Johren O., Dendorfer A., Qadri F., Dominiak P. Hypoxia rapidly activates HIF-3alpha mRNA expression // FASEB J. 2003. - V. 17. - P. 1541 -1543.

111. Hengartner M.O. The biochemistry of apoptosis // Nature. 2000. - V. 407. - P. 770 -776.

112. Hirota K., Semenza G.L. Regulation of hypoxia-inducible factor 1 by prolyl and asparaginyl hydroxylases // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005. - V. 338. - P.610 -616.

113. Hoetelmans R.W.M., Slooten H.-J., Keijzer R., Erkeland S., van de Velde C.J.H., Dierendonck J.H. Bcl-2 and Bax proteins are present in interphase nuclei of mammalian cells // Cell Death Differ. 2000. - V. 7. - P. 384 - 392.

114. Hofer Т., Wenger H., Gassmann M. Oxygen sensing, HIF-1 alpha stabilization and potential therapeutic strategies // Pflugers Arch. 2002. - V. 443. - P. 503 - 507.

115. Ни X., Qiu J., Grafe M.R., Rea H.C., Rassin D.K., Perez-Polo J.R. Bcl-2 family members make different contributions to cell death in hypoxia and/or hyperoxia in rat cerebral cortex // Int. J. Dev. Neurosci. 2003. - V. 21. - P. 371 - 377.

116. Ни X., Rea Н.С., Wiktorowicz J.E., Perez-Polo J.R. Proteomic analysis of hypoxia/ischemia-induced alteration of cortical development and dopamine neurotransmission in neonatal rat // J. Proteome Res. 2006. - V. 5. - P. 2396 - 2404.

117. Huang E.J., Reichardt L.F. Neurotrophins: roles in neuronal development and function // Annu. Rev. Neurosci. 2001. - V. 24. - P. 677 - 736.

118. Hughes R.A., Sendtner M., Thoenen H. Members of several gene families influence survival of rat motoneurons in vitro and in vivo II J. Neurosci. Res. 1993. - V. 36. - P. 663-671.

119. Ishibashi M. Molecular mechanisms for morphogenesis of the central nervous system in mammals // Anat. Sci. Int. 2004. - V. 79. - P. 226 - 234.

120. Jacobson M.D., Weil M., Raff M.C. Programmed cell death in animal development // Cell. 1997.-V. 88.-P. 347-354.

121. Jensen F.E. Developmental factors regulating susceptibility to perinatal brain injury and seizures // Curr. Opin. Pediatr. 2006. - V. 18. - P. 628 - 633.

122. Jensen F.E. The role of glutamate receptor maturation in perinatal seizures and brain injury // Int. J. Dev. Neurosci. 2002. - V. 20. - P. 339 - 347.

123. Jiang Y., de Bruin A., Caldas H., Fangusaro J., Hayes J., Conway E.M., Robinson M.L., Altura R.A. Essential role for Survivin in early brain development // J. Neurosci. 2005. -V. 25. - P. 6962 - 6970.

124. Jolkkonen J., Puurunen K., Koistinaho J., Kauppinen R., Haapalinna A., Nieminen L., Sivenius J. Neuroprotection by the (X2-adrenoceptor agonist, dexmedetomidine, in rat foeal cerebral ischemia // Eur. J. Pharmacol. 1999. - V. 372. - P. 31 - 36.

125. Jones N.M., Bergeron M. Hypoxic preconditioning induces changes in HIF-1 target genes in neonatal rat brain // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2001. - V. 21. - P. 1105 - 1114.

126. Juarez I., Silva-Gomez A.B., Peralta F., Flores G. Anoxia at birth induced hyperresponsiveness to amphetamine and stress in postpubertal rats // Brain Res. — 2003. -V. 992.-P. 281 -287.

127. Kable J.W., Murrin L.C., Bylund D.B. In vivo gene modification elucidates subtype-specific functions of a,2-adrenergic receptors // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2000. - V. 293. -P. 1 -7.

128. Kaj'ta M. Apoptosis in the central nervous system: mechanisms and protective strategies // Pol. J. Pharmacol. 2004. - V. 56. - P. 689 - 700.

129. Kamata A., Takeuchi Y., Fukunaga K. Identification of the isoforms of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II and expression of brain-derived neurotrophic factor mRNAs in the substantia nigra // J. Neurochem. 2006. - V. 96. - P. 195 - 203.

130. Kamibayashi Т., Maze M. Clinical uses of аг-adrenergic agonists // Anesthesiology. -2000. V. 93. - P. 1345 - 1349.

131. Kapoor A., Dunn E., Kostaki A., Andrews M.H., Matthews S.G. Fetal programming of hypothalamo-pituitary-adrenal function: prenatal stress and glucocorticoids // J. Physiol. -2006.-V. 572 (Pt 1).-P. 31-44.

132. Karasinska J.M., George S.R., ODowd B.F. Family 1 G protein-coupled receptor function in the CNS. Insights from gene knockout mice // Brain Res. Brain Res. Rev. -2003.-V. 41.-P. 125- 152.

133. Kato H., Tamamizu-Kato S., Shibasaki F. Histone deacetylase 7 associates with hypoxia-inducible factor 1 alpha and increases transcriptional activity // J. Biol. Chem. 2004. - V. 279.-P. 41966-41974.

134. Kaur C., Sivakumar V., Ang L.S., Sundaresan A. Hypoxic damage to the periventricular white matter in neonatal brain: role of vascular endothelial growth factor, nitric oxide and excitotoxicity// J. Neurochem. 2006. - V. 98. - P. 1200 - 1216.

135. Khan Z.P., Ferguson C.N., Jones R.M. ci2 and imidazoline receptor agonists: their pharmacology and therapeutic role // Anaesthesia. 1999. - V. 54. - P. 146 - 165.

136. Kietzmann Т., Gorlach A. Reactive oxygen species in the control of hypoxia-inducible factor-mediated gene expression // Semin. Cell Dev. Biol. 2005. - V. 16. - P. 474 - 486.

137. Kim J.S., He L., Lemasters J.J. Mitochondrial permeability transition: a common pathway to necrosis and apoptosis // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003. - V. 304. -P. 463-470.

138. Kitagawa K. CREB and cAMP response element-mediated gene expression in the ischemic brain//FEBS J.-2007.- V. 274.-P. 3210-3217.

139. Kitamura Y., Mochii M., Kodama R., Agata K., Watanabe K., Eguchi G., Nomura Y. Ontogenesis of alpha 2-adrenoceptor coupling with GTP-binding proteins in the rat telencephalon // J. Neurochem. 1989. - V. 53. - P. 249 - 257.

140. Kreider M.L., Seidler F.J., Cousins M.M., Tate C.A., Slotkin T.A. Transiently overexpressed alpha2-adrenoceptors and their control of DNA synthesis in the developing brain // Brain Res. Dev. Brain Res. 2004. - V. 152. - P. 233 - 239.

141. Kuan C.-Y., Roth K.A., Flavell R.A., Rakic P. Mechanisms of programmed cell death in the developing brain // Trends Neurosci. 2000. - V. 23. - P. 291 - 297.

142. Kudryashov I.E., Onufriev M.V., Kudryashova I.V., Gulyaeva N.V. Periods of postnatal maturation of hippocampus: synaptic modifications and neuronal disconnection // Brain Res. Dev. Brain Res. 2001. - V. 132. - P. 113 - 120.

143. Kudryashov I.E., Yakovlev A.A., Kudryashova I.V., Gulyaeva N.V. Footshock stress alters early postnatal development of electrophysiological responses and caspase-3 activity in rat hippocampus // Neurosci. Lett. 2002. - V. 332. - P. 95 - 98.

144. Kuida K., Zheng T.S., Na S., Kuan C., Yang D., Karasuyama H., Rakic P., Flavell R.A. Decreased apoptosis in the brain and premature lethality in CPP32-deficient mice // Nature. 1996. - V. 384. - P. 368 - 372.

145. Laderoute K.R. The interaction between HIF-1 and AP-1 transcription factors in response to low oxygen // Semin. Cell Dev. Biol. 2005. - V. 16. - P. 502 - 513.

146. Lai R.K., Chun Т., Hasson D., Lee S., Mehrbod F., Wheeler L. Alpha-2 adrenoceptor agonist protects retinal function after acute retinal ischemic injury in the rat // Vis. Neurosci. 2002. - V. 19. - P. 175 - 185.

147. LaManna J.C., Chavez J.C., Pichiule P. Structural and functional adaptation to hypoxia in the rat brain // J. Exp. Biol. 2004. - V. 207. - P. 3163 - 3169.

148. Laudenbach V., Mantz J., Lagercrantz H., Desmonts J.M., Evrard P., Gressens P. Effects of a,2-adrenoceptor agonists on perinatal excitotoxic brain injury: comparison of clonidine and dexmedetomidine // Anestesiology. 2002. - V. 96. - P. 134 - 141.

149. Levkovitch-Verbin H., Harris-Cerruti C., Groner Y., Wheeler L.A., Schwartz M., Yoles E. RGC death in mice after optic nerve crush ingury: oxidative stress and neuroprotection // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000. - V. 41. - P. 4169 - 4174.

150. Li L.Y., Luo X., Wang X. Endonuclease G is an apoptotic DNase when released from mitochondria // Nature. 2001. - V. 412. - P. 95 - 99.

151. Li Z., Liu W., Kang Z., Lv S., Han C., Yun L., Sun X., Zhang J.H. Mechanism of hyperbaric oxygen preconditioning in neonatal hypoxia-ischemia rat model // Brain Res. -2008. V. 1196.-P. 151-156.

152. Liebmann C. G protein-coupled receptors and their signaling pathways: classical therapeutical targets susceptible to novel therapeutic concepts // Curr. Pharm. Des. 2004. -V. 10.-P. 1937- 1958.

153. Lin S., Rhodes P.G., Lei M., Zhang F., Cai Z. alpha-Phenyl-n-tert-butyl-nitrone attenuates hypoxic-ischemic white matter injury in the neonatal rat brain // Brain Res. -2004.-V. 1007.-P. 132-141.

154. Linnik M.D., Zobrist R.H., Hatfield M.D. Evidence supporting a role for programmed cell death in focal cerebral ischemia in rat // Stoke. 1993. - V. 24. - P. 2002 - 2008.

155. Liu Q.-R., Lu L., Zhu X.-G., Gong J.-P., Shaham Y., Uhl G.R. Rodent BDNF genes, novel promoters, novel splice variants, and regulation by cocaine // Brain Res. 2006. - V. 1067.-P. 1 - 12.

156. Lonze B.E., Ginty D.D. Function and regulation of CREB family transcription factors in the nervous system // Neuron. 2002. - V. 35. - P. 605 - 623.

157. Lubics A., Reglodi D., Tamas A., Kiss P., Szalai M., Szalontay L., Lengvari I. Neurological reflexes and early motor behavior in rats subjected to neonatal hypoxic-ischemic injury// Behav. Brain Res. 2005. - V. 157. - P. 157 - 165.

158. Ludovico P., Sousa M.J., Silva M.T., Leao C., Corte-Real M. Saccharomyces cerevisiae commits to a programmed cell death process in response to acetic acid // Microbiology. -2001.-V. 147.-P. 2409-2415.

159. Luo R.X., Postigo A.A., Dean D.C. Rb interacts with histone deacetylase to repress transcription // Cell. 1998. - V. 92. - P. 463 - 473.

160. MacDonald E., Kobilka B.K., Scheinin M. Gene targeting-homing in on аг-adrenoceptor-subtype function // Trends Pharmacol. Sci. 1997. - V. 18. - P. 211 - 219.

161. MacManus J.P., Buchan A.M., Hill I.E., Rasquinha I., Preston E. Global ischemia can cause DNA fragmentation indicative of apoptosis in rat brain // Neurosci. Lett. 1993. - V. 164.-P. 89-92.

162. Malbon C.C. Frizzleds: new members of the superfamily of G-protein-coupled receptors // Front. Biosci. 2004. - V. 9. - P. 1048 - 1058.

163. Martel J.-C., Chopin P., Colpaert F., Marien M. Neuroprotective effects of the a2-adrenoceptor antagonists, (+)-efaroxan and ( + )-idazoxan, against quinolinic acid-induced lesions of the rat striatum // Exp. Neurol. 1998. - V. 154. - P. 595 - 601.

164. Martin S.S., Perez-Polo J.R., Noppens K.M., Grafe M.R. Biphasic changes in the levels of poly(ADP-ribose) polymerase-1 and caspase 3 in the immature brain following hypoxia-ischemia // Int. J. Dev. Neurosci. 2005. - V. 23. - P. 673 - 686.

165. Masson N., Ratcliffe P.J. HIF prolyl and asparaginyl hydroxylases in the biological response to intracellular 0(2) levels // J. Cell Sci. 2003. - V. 116. - P. 3041 - 3049.

166. Matthews S.G. Antenatal glucocorticoids and programming of the developing CNS // Pediatr. Res. 2000. - V. 47. - P. 291 - 300.

167. Mattson M.P., Furukawa K. Anti-apoptotic actions of cycloheximide: blockade of programmed cell death or induction of programmed cell life? // Apoptosis. 1997. - V. 2. - P. 257 - 264.

168. McClure M.M., Peiffer A.M., Rosen G.D., Fitch R.H. Auditory processing deficits in rats with neonatal hypoxic-ischemic injury // Int. J. Dev. Neurosci. 2005a. - V. 23. — P. 351 — 362.

169. McClure M.M., Threlkeld S.W., Rosen G.D., Holly Fitch R. Auditory processing deficits in unilaterally and bilaterally injured hypoxic-ischemic rats // Neuroreport. 2005b. - V. 16.-P. 1309- 1312.

170. McLaughlin В., Hartnett K.A., Erhardt J.A., Legos J.J., White R.F., Barone F.C., Aizenman E. Caspase 3 activation is essential for neuroprotection in preconditioning // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. - V. 100. - P. 715 - 720.

171. McQuillen P.S., Sheldon R.A., Shatz C.J., Ferriero D.M. Selective vulnerability of subplate neurons after early neonatal hypoxia-ischemia // J. Neurosci. 2003. - V. 23. - P. 3308-3315.

172. Meier P., Finch A., Evan G. Apoptosis in development // Nature. 2000. - V. 407. - P. 796-801.

173. Menshanov P.N., Bannova A.V., Dygalo N.N. Region-specific interrelations between apoptotic protein expression and DNA fragmentation in the neonatal rat brain // Neurochem. Res. 2006. - V. 31. - P. 869 - 875.

174. Merry D.E., Korsmeyer S.J. Bcl-2 gene family in the nervous system // Annu. Rev. Neurosci. 1997. - V. 20. - P. 245 - 267.

175. Milner T.A., Lee A., Aicher S.A., Rosin D.L. Hippocampal alpha2a-adrenergic receptors are located predominantly presynaptically but are also found postsynaptically and in selective astrocytes // J. Сотр. Neurol. 1998. - V. 395. - P. 310 - 327.

176. Mooney S.M., Miller M.W. Expression of Bcl-2, Bax and caspase-3 in the brain of the developing rat // Dev. Brain Res. 2000. - V. 123. - P. 103 - 117.

177. Motoyama N., Wang F., Roth K.A., Sawa H., Nakayama K., Nakayama K., Negishi I., Senju S., Zhang Q., Fujii S, Loh D.Y. Massive cell death of immature hematopoietic cells and neurons in Bcl-x-deficient mice// Science. 1995. -V. 267. - P. 1506 - 1510.

178. Murphy K.M., Ranganathan V., Farnsworth M.L., Kavallaris M., Lock R.B. Bcl-2 inhibits Bax translocation from cytosol to mitochondria during drug-induced apoptosis of human tumor cells // Cell Death Differ. 2000. - V. 7. - P. 102 - 111.

179. Nagata N., Saji M., Ito Т., Ikeno S., Takahashi H., Terakawa N. Repetitive intermittent hypoxia-ischemia and brain damage in neonatal rats // Brain Dev. 2000. - V. 22. - P. 315 -320.

180. Nagata S. Apoptosis by death receptor // Cell. 1997. - V. 88. - P. 355 - 365.

181. Naqui S.Z.H., Harris B.S., Thomaidou D., Pamavelas J.G. The noradrenergic system influences the fate of Cajal-Retzius cells in the developing cerebral cortex // Dev. Brain Res. 1999. - V. 113. - P. 75 - 82.

182. Neff N.T., Prevette D., Houenou L.J., Lewis M.E., Glicksman M.A., Yin Q.-W., Oppenheim R.W. Insuline-like growth factors: putative muscle-derived trophic agents that promote motoneuron survival // J. Neurobiol. 1993. - V. 24. - P. 1578- 1588.

183. Newmeyer D.D., Green D.R. Surviving the cytochrome seas comment. // Neuron. -1998.-V. 21.-P. 653-655.

184. Nicholas A.P., Hokfelt Т., Pieribone V.A. The distribution and significance of CNS adrenoceptors examined with in situ hybridization // Trends Pharmacol. Sci. — 1996. V. 17.-P. 245-255.

185. Nishiyama J., Yi X., Venkatachalam M.A., Dong Z. cDNA cloning and promoter analysis of rat caspase-9 // Biochem. J. 2001. - V. 360. - P. 49 - 56.

186. Noh J.S., Kim E.Y., Kang J.S., Kim H.R., Oh Y.J., Gwag B.J. Neurotoxic and neuroprotective actions of catecholamines in cortical neurons // Exp. Neurol. 1999. - V. 159.-P. 217-224.

187. Nomura Y., Kawai M., Mita K., Segava T. Developmental change of cerebral cortical H3.-clonidine binding in rats. Influence of guanine nucleotide and cations // J. Neurochem. 1984. - V. 42. - P. 1240 - 1245.

188. Noor J.I., Ueda Y., Ikeda Т., Ikenoue T. Edaravone inhibits lipid peroxidation in neonatal hypoxic-ischemic rats: An in vivo microdialysis study // Neurosci. Lett. 2007. - V. 414. -P. 5-9.

189. Northington F.J., Ferriero D.M., Martin L.J. .Neurodegeneration in the thalamus following neonatal hypoxia-ischemia is programmed cell death // Dev. Neurosci. 2001. -V. 23.-P. 186-191.

190. Nudel U., Zacut R., Shani M., Neuman S., Levy Z., Yaffe D. The nucleotide sequence of the rat cytoplasmic beta-actin gene//Nucleic Acids Res. 1983.-V. 11.-P. 1759- 1771.

191. Oltvai Z.N., Milliman C.T., Korsmeyer S.J. Bcl-2 heterodimerizes in vivo with a conserved homolog, Bax, that accelerates programmed cell death // Cell. 1993. - V. 74. -P. 609-619.

192. Oppenheim R.W. Cell death during development of the nervous system // Annu. Rev. Neurosci. 1991.-V. 14. - P. 453 - 501.

193. Oppenheim R.W., Flavell R.A., Vinsant S., Prevette D., Kuan C.Y., Rakic P. Programmed cell death of developing mammalian neurons after genetic deletion of caspases // J. Neurosci. 2001. - V. 21. - P. 4752 - 4760.

194. Orrenius S., Zhivotovsky В., Nicotera P. Regulation of cell death: the calcium-apoptosis link // Mol. Cell Biol. 2003. - V. 4. - P. 552 - 565.

195. Ott M., Robertson J.D., Gogvadze V., Zhivotovsky В., Orrenius S. Cytochrome с release from mitochondria proceeds by a two-step process // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. -V. 99.-P. 1259- 1263.

196. Park W.S., Sung D.K., Kang S., Koo S.H., Kim Y.J., Lee J.H., Chang Y.S., Lee M. Neuroprotective effect of cycloheximide on hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats // J. Korean Med. Sci. 2006. - V. 21. - P. 337 - 341.

197. Parsadanian A.S., Cheng Y., Keller-Peck C.R., Holtzman D.M., Snider W.D. Bcl-XL is an antiapoptotic regulator for postnatal CNS neurons // J. Neurosci. 1998. - V. 18. - P. 1009- 1019.

198. Peng Z., Ren P., Kang Z., Du J., Lian Q., Liu Y., Zhang J.H., Sun X. Up-regulated HIF-1 alpha is involved in the hypoxic tolerance induced by hyperbaric oxygen preconditioning // Brain Res. 2008. - V. 1212. - P. 71 - 78.

199. Petrosillo G., Ruggiero F.M., Paradies G. Role of reactive oxygen species and cardiolipin in the release of cytochrome с from mitochondria // FASEB J. 2003. - V. 17. - P. 2202 -2208.

200. Pettmann В., Henderson C.E. Neuronal cell death // Neuron. 1998. - V. 20. - P. 633 -647.

201. Philpott K.L., McCarthy M.J., Klippel A., Rubin L.L. Activated phosphatidylinositol 3-kinase and Akt kinase promote survival of superior cervical neurons // J. Cell Biol. 1997. -V. 139. - P. 809-815.

202. Piret J.P., Mottet D., Raes M., Michiels C. Is HIF-1 alpha a pro- or an anti-apoptotic protein? // Biochem. Pharmacol. 2002. - V. 64. - P. 889 - 892.

203. Popovik E., Hayness L.W. Survival and mitogenesis of neuroepithelial cells are influenced by noradrenergic but not cholinergic innervation in cultured embryonic rat neopallium // Brain Res. 2000. - V. 853. - P. 227 - 235.

204. Pourie G., Blaise S., Trabalon M., Nedelec E., Gueant J.L., Daval J.L. Mild, non-lesioning transient hypoxia in the newborn rat induces delayed brain neurogenesis associated with improved memory scores // Neuroscience. 2006. - V. 140. - P. 1369 -1379.

205. Qian X., Shen Q., Goderie S.K., He W., Capela A., Davis A.A., Temple S. Timing of CNS cell generation: a programmed sequence of neuron and glial cell production from isolated murine cortical stem cells // Neuron. 2000. - V. 28. - P. 69 - 80.

206. Qiao M., Meng S., Scobie K., Foniok Т., Tuor U.I. Magnetic resonance imaging of differential gray versus white matter injury following a mild or moderate hypoxic-ischemic insult in neonatal rats // Neurosci. Lett. 2004. - V. 368. - P. 332 - 336.

207. Ran R., Xu H., Lu A., Bernaudin M., Sharp F.R. Hypoxia preconditioning in the brain // Dev. Neurosci. 2005. - V. 27. - P. 87 - 92.

208. Raoul C., Henderson C.E., Pettmann B. Programmed cell death of embryonic motoneurons triggered through the Fas death receptor // J. Cell Biol. 1999. - V. 147. - P. 1049- 1062.

209. Reed J.C. Mechanisms of apoptosis // Am. J. Pathol. 2000. - V. 157. - P. 1415 - 1430.

210. Robertson J.D., Zhivotovsky B. New methodology is a key to progress // Cell Cycle. -2002.-V. l.-P. 119-121.

211. Robinson S., Petelenz K., Li Q., Cohen M.L., Dechant A., Tabrizi N., Bucek M., Lust D., Miller R.H. Developmental changes induced by graded prenatal systemic hypoxic-ischemic insults in rats // Neurobiol. Dis. 2005. - V. 18. - P. 568 -581.

212. Roth K.A., D Sa C. Apoptosis and brain development // Ment. Retard. Dev. Disabil. Res. Rev. 2001. - V. 7. - P. 261 —266.

213. Roy N., Deveraux Q.L., Takahashi R., Salvesen G.S., Reed J.C. The c-IAP-1 and c-IAP-2 proteins are direct inhibitors of specific caspases // EMBO J. 1997. - V. 16. - P. 6914 -6925.

214. Samuilov V.D., Lagunova E.M., Kiselevsky D.B., Dzyubinskaya E.V., Makarova Y.Y., Gusev M.V. Participation of chloroplasts in plant apoptosis // Biosci. Rep. 2003. - V. 23. -P. 103-117.

215. Sanders R.D., Brian D., Maze M. G-protein-coupled receptors // Handb. Exp. Pharmacol. -2008.-V. 182.-P. 93-117.

216. Sanders R.D., Maze M. Alpha2-adrenoceptor agonists // Curr. Opin. Investig. Drugs. -2007.-V. 8.-P. 25-33.

217. Sastry P.S., Rao K.S. Apoptosis and the nervous system // J. Neurochem. 2000. - V. 74. -P. 1 -20.

218. Savitz S.I., Erhardt J.A., Anthony J.V., Gupta G., Li X., Barone F.C., Rosenbaum D.M. The novel beta-blocker, carvedilol, provides neuroprotection in transient focal stroke // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2000. - V. 20. - P. 1197 - 1204.

219. Scaffidi P., Misteli Т., Bianchi M.E. Release of chromatin protein HMGB1 by necrotic cells triggers inflammation // Nature. 2002. - V. 418. - P. 191 - 195.

220. Scheepens A., Wassink G., Piersma M.J., Van de Berg W.D., Blanco C.E. A delayed increase in hippocampal proliferation following global asphyxia in the neonatal rat // Brain Res. Dev. Brain Res. 2003. - V. 142. - P. 67 - 76.

221. Scheinin M., Lomasney J.W., Hayden-Hixson D.M., Schambra U.B., Caron M.G., Lefkowitz R.J., Fremeau Jr. R.T. Distribution of a,2-adrenergic rcceptor subtype gene expression in rat brain // Mol. Brain Res. 1994. - V. 21. - P. 133 - 149.

222. Schmid Т., Zhou J., Brune B. HIF-1 and p53: communication of transcription factors under hypoxia // J. Cell. Mol. Med. 2004. - V. 8. - P. 423 - 431.

223. Scorrano L., Ashiya M., Buttle K., Weiler S., Oakes S.A., Mannella C.A., Korsmeyer S. J. A distinct pathway remodels mitochondrial cristae and mobilizes cytochrome с during apoptosis // Dev. Cell. 2002. - V. 2. - P. 55 - 67.

224. Seckl J.R. Prenatal glucocorticoids and long-term programming // Eur. J. Endocrinol. -2004.-V. 151 Suppl 3. P. U49-62.

225. Semenza G.L. Hypoxia-inducible factor 1: oxygen homeostasis and disease pathophysiology // Trends Mol. Med. 2001. - V. 7. - P. 345 - 350.

226. Semenza G.L. Targeting HIF-1 for cancer therapy // Nat. Rev. Cancer. 2003. — V. 3. — P. 721 -732.

227. Sendtner M. Neurotrophic factors: effects in modulating properties of the neuromuscular endplate // Cytokine Growth Factor Rev. 1998. - V. 9. - P. 1 - 7.

228. Sendtner M., Pei G., Beck M., Schweizer U., Wiese S. Developmental motoneuron cell death and neurotrophic factors // Cell Tissue Res. 2000. - V. 301. - P. 71 - 84.

229. Sharp F.R., Bernaudin M. HIF1 and oxygen sensing in the brain // Nat. Rev. Neurosci. -2004.-V. 5.-P. 437-448.

230. Shimizu S., Narita M., Tsujimoto Y. Bcl-2 family proteins regulate the release of apoptogenic cytochrome с by the mitochondrial channel VDAC // Nature. 1999. - V. 399.-P. 483-487.

231. Shindler K.S., Latham C.B., Roth K.A. Bax deficiency prevents the increased cell death of immature neurons in Bcl-X-deficient mice // J. Neurosci. 1997. - V. 17. - P. 3112 -3119.

232. Shishkina G.T., Kalinina T.S., Dygalo N.N. Attenuation of a2A-adrenergic receptor expression in neonatal rat brain by RNA interference or antisense oligonucleotide reduced anxiety in adulthood // Neuroscience. 2004b. - V. 129. - P. 521 - 528.

233. Sun C., Cai M., Gunasekera A.H., Meadows R.P., Wang H., Chen J., Zhang H., Wu W., Xu N., Ng S.C., Fesik S.W. NMR structure and mutagenesis of the inhibitor-of-apoptosis protein XIAP // Nature. 1999. - V. 401. - P. 818 - 822.

234. Sun W., Gould T.W., Vinsant S., Prevette D., Oppenheim R.W. Neuromuscular development after the prevention of naturally occurring neuronal death by Bax deletion // J. Neurosci. 2003. - V. 23. - P. 7298 - 7310.

235. Suzuki Y., Farbman A.I. Tumor necrosis factor-alpha-induced apoptosis in olfactory epithelium in vitro: possible roles of caspase 1 (ICE), caspase 2 (ICH-1), and caspase 3 (CPP32) // Exp. Neurol. 2000. - V. 165. - P. 35 - 45.

236. Suzuki Y., Imai Y., Nakayama H., Takahashi K., Takio K., Takahashi R. A serine protease, HtrA2, is released from the mitochondria and interacts with XIAP, inducing cell death//Mol. Cell.-2001.-V. 8.-P. 613-621.

237. Tam S.W., Worcel M., Wyllie M. Yohimbine: a clinical review // Pharmacol. Ther. -2001. — V. 91. — P. 215 — 243.

238. Thompson C.B. Apoptosis in the pathogenesis and treatment of disease // Science. -1995. V. 267. - P. 1456 - 1462.

239. Thompson M.D., Siminovitch K.A., Cole D.E. G protein-coupled receptor pharmacogenetics // Methods Mol. Biol. 2008. - V. 448. - P. 139 - 185.

240. Tyurina Y.Y., Tyurin V.A., Carta G., Quinn P.J., Schor N.F., Kagan V.T. Direct evidence for antioxidant effect of Bcl-2 in PC 12 rat pheochromocytoma cells // Arch. Biochem. Biophys. 1997. - V. 344. - P. 413 - 423.

241. Van Spronsen A., Nahmians C., Kricf S. The promoter and intron/exon structure of the human and mouse beta3-adrenergic receptor genes // Eur. J. Biochem. — 1993. V. 213. -P. 1117-1124.

242. Vekrellis K., McCarthy M.J., Watson A., Whitfield J., Rubin L.L., Ham J. Bax promotes neuronal cell death and is downregulated during the development of the nervous system // Development. 1997. - V. 124. - P. 1239 - 1249.

243. Vetter M. A turn of the helix: preventing the glial fate // Neuron. 2001. - V. 29. - P. 559-562.

244. Wang K.K.W. Calpain and caspase: can you tell the difference // Trends Neurosci. -2000.-V. 23.-P. 20-26.

245. Wang R., Xu F., Liu J. Prenatal hypoxia preconditioning improves hypoxic ventilatory response and reduces mortality in neonatal rats /'/ J. Perinat. Med. 2008. - V. 36. - P. 161 - 167.

246. Wang R.-X., Limbird L.E. Distribution of mRNA encoding three аг-adrenergic receptor subtypes in the developing mouse embryo suggests a role for the агд subtype in apoptosis // Mol. Pharmacol. 1997. -V. 52. - P. 1071 - 1080.

247. Wang Z.H., Ding M.X., Chew-Cheng S.B., Iun J.P., Chew E.C. Bcl-2 and Bax proteins are nuclear matrix associated proteins // Anticancer Res. 1999. - V. 19. - P. 5445 - 5450.

248. Wenger R.H. Cellular adaptation to hypoxia: 02-sensing protein hydroxylases, hypoxia-inducible transcription factors, and Ог-regulated gene expression // FASEB J. 2002. - V. 16.-P. 1151 - 1162.

249. Wheeler L.A., Woldemussie E. Alpha-2 adrenergic receptor agonists are neuroprotective in experimental models of glaucoma // Eur. J. Ophthalmol. 2001. - V. 11 Suppl. 2. - P. S30-S35.

250. White B.C., Sullivan J.M., DeGracia D.J., O'Neil B.J., Neumar R.W., Grossman L.I., Rafols J.A., Krause G.S. Brain ischemia and reperfiision: molecular mechanisms of neuronal injury // J. Neurol. Sci. 2000. - V. 179. - P. 1 - 33.

251. White L.D., Barone S.Jr. Qualitative and quantitative estimates of apoptosis from birth to senescence in the rat brain // Cell Death Differ. 2001. - V. 8. - P. 345 - 356.

252. Widlak P., Li L.Y., Wang X., Garrard W.T. Action of recombinant human apoptotic endonuclease G on naked DNA and chromatin substrates: cooperation with exonuclease and DNase I // J. Biol. Chem. 2001. - V. 276. - P. 48404 - 48409.

253. Wiesse S., Metzger F., Holtmann В., Sendtner M. The role of p75NTR in modulating neurotrophin survival effects in developing motoneurons // Eur. J. Neurosci. 1999. - V. 11.-P. 1668- 1676.

254. Willis S., Day C.L., Hinds M.G., Huang D.C.S. The Bcl-2-regulated apoptotic pathway // J. Cell Sci. 2003. - V. 116. - P. 4053 - 4056.

255. Winzer-Serhan U.H., Leslie F.M. Alpha2B adrenoceptor mRNA expression during rat brain development // Brain Res. Dev. Brain Res. 1997a. - V. 100. - P. 90 - 100.

256. Winzer-Serhan U.H., Raymon H.K., Broide R.S., Chen Y., Leslie F.M. Expression of alpha 2 adrenoceptors during rat brain development-I. Alpha 2A messenger RNA expression // Neuroscience. 1997b. - V. 76. - P. 241 - 260.

257. Winzer-Serhan U.H., Raymon H.K., Broide R.S., Chen Y., Leslie F.M. Expression of alpha 2 adrenoceptors during rat brain development-II. Alpha 2C messenger RNA expression and 3H.rauwolscine binding // Neuroscience. 1997c. - V. 76. — P. 261 — 272.

258. Wong S.K.-F. G protein selectivity is regulated by multiple intracellular regions of GPCRs // Neurosignals. 2003. - V. 12. - P. 1 - 12.

259. Wong V., Glass D.J., Arriga R., Yancopoulos G.D., Lindsay R.M., Gonn G. Hepatocyte growth factor promotes motor neuron survival and synergizes with ciliary neurotrophic factor // J. Biol. Chem. 1997. - V. 272. - P. 5187 - 5191.

260. Yamamoto Y., Livet J., Polock R., Garces A., Arce V., deLapeyiere O., Henderson C. Hepatocyte growth factor (HGF/SF) is a muscle-derived survival factor for a subpopulation of embryonic motoneurons // Development. 1997. - V. 124. - P. 2903 - 2913.

261. Yang Y., Fang S., Jensen J.P., Weissman A.M., Ashwell J.D. Ubiquitin protein ligase activity of IAPs and their degradation in proteasomes in response to apoptotic stimuli // Science. 2000. - V. 288. - P. 874 - 877.

262. Yasuoka N., Nakajima W., Ishida A., Takada G. Neuroprotection of edaravone on hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats // Brain Res. Dev. Brain Res. 2004. - V. 151.-P. 129- 139.

263. Yuan J., Yankner B.A. Apoptosis in the nervous system // Nature. 2000. - V. 407. - P.

264. Yuan S.-Z., Runold M., Hagberg H., Bona E., Lagercrantz H. Hypoxic-ischaemic brain damage in immature rats: effects of adrenoceptor modulation // Eur. J. Paediatr. Neurol. -2001.-V. 5.-P. 29-35.

265. Zaidi A.U., D'Sa-Eipper C., Brenner J., Kuida K., Zheng T.S., Flavell R.A., Rakic P., Roth K.A. Bcl-X(L)-caspase-9 interactions in the developing nervous system: evidence for multiple death pathways // J. Neurosci. 2001. -V. 21. - P. 169 - 175.

266. Zeng D., Lynch K.R. Distribution of ot2-adrenergic receptor mRNAs in the rat CNS // Mol. Brain Res. 1991.-V. 10.-P. 219-225.

267. Zhang H.M., Cheung P., Yanagawa В., McManus B.M., Yang D.C. BNips: a group of pro-apoptotic proteins in the Bcl-2 family // Apoptosis. 2003. - V. 8. - P. 229 - 236.

268. Zhang Y. Clonidine preconditioning decreases infarct size and improves neurological outcome from transient forebrain ischemia in the rat // Neuroscience. 2004. - V. 125. - P. 625-631.

269. Zhu H., McElwee-Witmer S., Perrone M., Clark K.L., Zilberstein A. Phenylephrine protects neonatal rat cardiomyocytes from hypoxia and serum deprivation-induced apoptosis // Cell Death Differ. 2000. - V. 7. - P. 773 - 784.802 809.

Информация о работе

Ильиных, Филипп Александрович
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2008
ВАК 03.00.13

Диссертация

Эффекты Альфа2-адренергических препаратов на уровень мРНК генов апоптоза в онтогенезе головного мозга крыс в норме и при гипоксии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Эффекты Альфа2-адренергических препаратов на уровень мРНК генов апоптоза в онтогенезе головного мозга крыс в норме и при гипоксии - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы