Фотодинамическое повреждение нервных и глиальных клеток: механизмы клеточной смерти и нейроглиальные взаимодействия

Колосов, Михаил Станиславович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Фотодинамическое повреждение нервных и глиальных клеток: механизмы клеточной смерти и нейроглиальные взаимодействия
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Фотодинамическое повреждение нервных и глиальных клеток: механизмы клеточной смерти и нейроглиальные взаимодействия"

На правахрукописи

Колосов Михаил Станиславович

ФОТОДИНАМИЧЕСКОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ НЕРВНЫХ И ГЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК: МЕХАНИЗМЫ КЛЕТОЧНОЙ СМЕРТИ И НЕЙРОГЛИАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Специальность 03.00.02 - "Биофизика"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Воронеж-2005

Работа выполнена в научно-исследовательском институте нейрокибернетики им. А. Б. Когана Ростовского государственного университета

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент

Узденский Анатолий Борисович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Иванов Андрей Валентинович доктор биологических наук, профессор Ковалева Тамара Андреевна

Ведущая организация: Российский государственный

медицинский университет

Защита диссертации состоится "24" июня 2005 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д.212.038.03 при Воронежском государственном университете.

Адрес: 394006, Воронеж, Университетская пл., 1, Воронежский государственный университет.

С диссертацией можно ознакомиться в зональной научной библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

Грабович М. Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Фотодинамический (ФД) эффект лежит в основе фотодинамической терапии (ФДТ), успешно применяемой в онкологии для разрушения злокачественных опухолей, в том числе опухолей головного мозга (Dougherty et al, 1998; Popovic et al., 1996; Friesen et al., 2002). Однако, в ходе ФДТ могут повреждаться и здоровые ткани, окружающие опухоль, включая периферические нервные элементы. Поэтому важно изучать реакции здоровых, неопухолевых клеток на ФД воздействие. Особую актуальность имеет исследование механизмов и закономерностей ФД воздействия на нейроны и глиальные клетки (ГК), поскольку утрата нервных клеток невосполнима, а для их нормального функционирования необходима поддержка окружающей глии (Николлс и др., 2003). Отдельные стороны ФД воздействия на нейроны исследованы сравнительно подробно (Pooler, Valenzeno, 1979; Wang-Bennett, 1990; Yoshida et al., 1992; Uzdensky, Mironov, 1999; Uzdensky et al., 2000). Был проведен ряд исследований ФД воздействия на глиомы - злокачественные опухоли глиального происхождения (Muller, Wilson, 1990; Popovic et al., 1996; Madsen et al., 2003). Однако, изучению ФД воздействия на нормальные, неопухолевые глиальные клетки посвящены лишь единичные работы (Yoshida et al., 1992; Jou et al., 2002).

В последнее время появилось множество данных указывающих на тесное взаимодействие между нейронами и глиальными клетками (Coles, Abbott, 1996; Haydon, 2000). Несмотря на то, что многие аспекты нейроглиальных взаимодействий остаются невыясненными, известно, что при различных повреждающих воздействиях ГК способны поддерживать выживаемость нейронов, и наоборот - нейроны могут поддерживать выживаемость окружающей глии (Largo et al., 1996; Корр et al, 1997). Это может быть существенным фактором, определяющим реакцию нейронов и ГК на ФД воздействие и остававшимся ранее без внимания исследователей.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было изучение фотодинамического повреждения нейронов и окружающих их глиальных клеток и выяснение роли происходящих при этом нейроглиальных взаимодействий.

Основные задачи исследования заключались в следующем:

1. Изучить гибель нейронов и глиальных клеток при ФД воздействии.

2. Выяснить роль нейроглиальных взаимодействий в выживаемости ПС.

3. Исследовать участие аденилатциклазного и тирозинкиназного сигнальных путей в реакциях нейронов и глиальных клеток на ФД воздействие.

4. Сравнить ФД эффективность разных фотосенсибилизаторов.

Научная новизна. Впервые изучено ФД воздействие на нормальные, неопухолевые глиальные клетки, поддерживающие естественные связи с нейронами. Установлено, что в фотосенсибилизированном механорецепторе речного рака сенсорный нейрон участвует в поддержании выживаемости окружающих ГК: избирательная инактивация нейрона усиливает ФД-индуцированный апоптоз глии. Показано, что импульсная активность нейрона не влияет на выживаемость ГК, тогда как ферменты аденилатциклазного и тирозинкиназного сигнальных путей участвуют в ФД-индуцированной инактивации механорецепторных нейронов и сателлитных ГК. Обнаружено, что следствием ФД воздействия является не только гибель глиальных клеток, но и глиоз - увеличение относительной численности ГК вокруг тела нейрона.

Практическая значимость. Данные о реакциях глиальных клеток на ФД воздействие могут учитываться при оптимизации методов ФДТ опухолей мозга и других онкологических заболеваний. Сведения о том, что фармакологические модуляторы ряда сигнальных ферментов усиливают или ослабляют ФД повреждение нейронов и ГК могут использоваться при разработке методов повышения эффективности ФДТ или защиты здоровых нейронов и ГК. Материалы работы используются в учебном процессе при

чтении курса лекций по фотобиологии на кафедре биофизики физического факультета РГУ. Результаты работы использованы при выполнении грантов РФФИ № 02-04-48027 и 03-04-06101.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. ФД воздействие вызывает гибель глиальных клеток, окружающих механорецепторный нейрон речного рака, в результате некроза или апоптоза; вместе с этим увеличивается численность глиальных клеток, окружающих тело фотоповрежденного нейрона.

2. Механорецепторный нейрон поддерживает выживаемость глиальных клеток при ФД воздействии: его избирательная инактивация усиливает ФД-индуцированный апоптоз глиальных клеток.

3. Импульсная активность нейрона не влияет на выживаемость ГК, тогда как ферменты аденилатциклазного и тирозинкиназного сигнальных путей участвуют в ФД-индуцированной инактивации механорецепторных нейронов и сателлитных ГК.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на ряде всероссийских и международных конференций: 13th, 14th International Congress on Photobiology (San Francisco, 2000; Jeju, 2004); 3rd European Biophysics Congress (Munich, 2000); VI, VII East European Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology (Moscow-Pushchino, 2000; Kaliningrad, 2003); 29'1'-32'"1 Annual Meeting of the American Society for Photobiology (Chicago, 2001; Quebec, 2002; Baltimore, 2003; Seattle, 2004); 9th, 10th Congress ofEuropean Society for Photobiology (Lillehammer, 2001; Vienna, 2003); HI Съезде фотобиологов России (Воронеж, 2001); 10th Annual International Laser Physics Workshop (Moscow, 2001); Saratov Fall Meeting IV-

V "Optical Technologies in Biophysics and Medicine" (Saratov, 2002,2003); IX International Conference "Laser Applications in Life Sciences" (Vilnius, 2002); Международной конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону, 2002);

VI European Meeting on Glial Cell Function in Health and Disease (Berlin, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей в реферируемых журналах, 7 статей в сборниках и 19 тезисов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы (184 наименования). Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка и 13 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы

Объектом исследования служил изолированный рецептор растяжения речного рака Astacus leptodactilus (МРО), являющийся простой модельной функциональной системой "нейрон-глия", на которой удобно изучать гибель глиальных клеток и нейроглиальные взаимодействия при ФД воздействии. Входящий в состав МРО медленно адаптирующийся механорецепторный нейрон (МРН) - классический нейрофизиологический объект, достоинством которого является способность длительно поддерживать постоянный уровень импульсной активности, что позволяет непрерывно регистрировать функциональное состояние нейрона в ходе ФД воздействия.

Потенциалы действия (ПД), генерируемые МРН, отводили внеклеточно с помощью присасывающегося к аксону стеклянного электрода, усиливали усилителем УУ-90 и непрерывно измеряли их частоту частотомером МФУ-1. После контрольной регистрации частоты ПД в течение получаса, препарат 30 минут инкубировали с фотосенсибилизатором, а затем облучали. В качестве фотосенсибилизаторов использовали Фотосенс (НИОПИК, Москва), представляющий собой смесь ди- три- и тетраалюмофталоцианинов, и рибофлавин (Reanal, Венгрия). В опытах с Фотосенсом препарат облучали красным светом гелий-неонового лазера ЛГН-111 (632,8 нм; 0,3 Вт/см2). В опытах с рибофлавином - голубым светом лампы накаливания со светофильтром СЗС-9 (460-550 нм, максимум 490 нм; 0,25 Вт/см2). Мощность

источников света измеряли прибором ИМ0-2Н. В ходе облучения непрерывно регистрировали динамику частоты ПД вплоть до необратимого прекращения импульсации. По частотограмме определяли время жизни нейрона от начала облучения до прекращения генерации спайков.

Спектры поглощения фотосенсибилизаторов регистрировали на спектрофотометре СФ-2000-02, а спектры флуоресценции на спектрофлуориметре Флюорат-02-Панорама совместно с Брагиным Д.Е. Локализацию фотосенсибилизаторов в изолированном механорецепторе изучали с помощью флуоресцентного микроскопа Люмам И-3, оборудованном цифровой фотокамерой Nikon Coolpix-995. Кроме Фотосенса и рибофлавина, также исследовали локализацию двух перспективных фотосенсибилизаторов: гиперицина (Hyp) (Sigma-Aldrich, Norway) и его водорастворимого производного Hyp-S (Loew, Kubin, 2001).

Для определения типов клеточной гибели использовали двойное флуорохромирование препаратов пропидиум иодидом (ПИ) и Hoechst 33342 (Hst). ПИ, не проникающий через плазматические мембраны (ПМ) живых клеток, выявлял некротические клетки с поврежденной ПМ, флуорохромируя их ядра красным цветом. Hst, придающий клеточным ядрам сине-зеленую флуоресценцию, позволял выявлять живые клетки, а также апоптозные клетки с фрагментированными ядрами.

Для исследования роли нейрона в фотоиндуцированной гибели окружающих ПС сначала избирательно инактивировали окрашенный Фотосенсом МРН с помощью сфокусированного на тело нейрона луча He-Ne (633 нм) или полупроводникового (650 нм) лазера. Диаметр луча He-Ne лазера составлял 90 мкм, а плотность мощности излучения с учетом потерь в оптической системе микроскопа - 200 Вт/см2. Соответственные показатели для луча полупроводникового лазера: 40 мкм и 50 Вт/см2. После локального облучения тела нейрона препарат подвергали общему ФД воздействию, облучая его несфокусированным лучом He-Ne лазера (0,3 Вт/см2) в течение

30 минут. Через 6-8 часов (времени, необходимого для развития некроза и апоптоза) проводили флуоресцентно-микроскопическое исследование.

Для исследования влияния импульсной активности нейрона на гибель ПС в изолированном МРО, мы сравнивали гибель ГК в МРО, генерировавших ПД с частотой около 10 Гц в течение 6 или 12 часов после изоляции, и в МРО, не генерировавших ПД. В других опытах исследовали роль импульсной активности нейрона в ФД-индуцированной инактивации глиальных клеток. Для этого генерацию нервных импульсов блокировали местным анестетиком лидокаином за 30 минут до ФД действия. 30 минутное ФД воздействие на препарат осуществлялось при "молчащем" нейроне. Через 6-8 часов исследовали выживаемость глии. Контролем служили препараты, не обработанные лидокаином и генерировавшие ПД во время ФД воздействия.

Для изучения роли аденилатциклазной и тирозинкиназной сигнальных систем в реакции нервных и глиальных клеток на ФД воздействие использовали модуляторы активности ключевых ферментов этих сигнальных путей: ингибитор аденилатциклазы MDL-12330A (50 нМ), активатор аденилатциклазы форсколин (10 мкМ), ингибитор тирозинкиназ генистеин (50 мкМ), ингибитор тирозинфосфатаз ортованадат натрия (0,5 мМ). Эти вещества добавляли в экспериментальную кювету за 30 минут до ФД воздействия. Их концентрации подбирались так, чтобы они не влияли на импульсную активность нейрона в течение 2-3 часов. Контролем служили препараты, подвергавшиеся ФД воздействию без предварительной обработки модуляторами. Флуоресцентно-микроскопическое исследование проводили через 6-8 часов после воздействия.

Статистическая обработка результатов экспериментов проводилась с использованием стандартных методов на основе ^критерия Стьюдента (Владимирский, 1983).

Результаты исследования

Локализация фотосенсибилизаторов в изолированном механорецепторе

Фотосенс, гиперицин и его водорастворимое производное локализовались преимущественно в глиальной оболочке изолированного механорецептора, проникая в нейрон в меньших количествах. Преимущественное накопление этих ФС в глии позволяет предположить, что они могут использоваться для избирательной ФД-инактивации глиальных клеток, и, возможно, опухолей глиального происхождения, в меньшей степени повреждая нейроны. Рибофлавин диффузно сенсибилизировал перинуклеарную область цитоплазмы нейрона, богатую митохондриями.

Реакция МРН и ГКна ФД действие Фотосенса

Электрофизиологическая реакция и тип гибели нейрона зависели от концентрации сенсибилизатора. В большинстве опытов ФД воздействие 10'5 М Фотосенса вызывало учащение импульсации, а затем необратимый ее срыв в среднем за 2,5 мин (реакция В-типа). Такая реакция, вероятно, была результатом деполяризации и повреждения ПМ, которое приводило к некрозу нейрона непосредственно в ходе ФД воздействия. На это указывало и окрашивание ядра нейрона пропидиум-иодидом сразу после воздействия. ФД воздействие М Фотосенса в большинстве случаев приводило к

постепенному торможению импульсной активности и ее необратимому прекращению в среднем за 20 мин (реакция Т-типа). При этом мы ни разу не наблюдали характерную для апоптоза фрагментацию ядра нейрона, а проникновение в клетку пропидиум-иодида, свидетельствовавшее о некрозе, происходило лишь спустя 2 часа после воздействия, что позволило охарактеризовать такой тип гибели нейрона как замедленный некроз.

ФД воздействие Фотосенса М), вызывало гибель глиальных клеток обоих типов (некроз и апоптоз). Рост процента некротических ПС наблюдался уже в течение часа после воздействия и продолжался впоследствии в "темновых" условиях, достигая к 8 часам 50 % (Рис. 1А).

Примерно к 12 часам наблюдался некроз большинства фотосенсибилизированных ГК. Часть глиальных клеток, сохранивших целостность ПМ, погибала в результате апоптоза. Заметный апоптоз ГК (в среднем 30 клеток на препарат) развивался к 8 часам после ФД воздействия (Рис. 1Б).

70 SÉ * 60 | 50 S 40 1 30 X | 20 I 10 с 0 A

10 ^^^^^^ 0 (71 действ« действие 1* ! ** Количество апогтгозных ядер ГК, отн. ед. го CJ -&> э о о о о с 1 Без воздействия та ФД воздействие \

1 4 8 Время после воздействия, часы Б 1 4 В Время после воздействия, часы

Рис.1 Развитие некроза (А) и апоптоза (Б) глиальных клеток после ФД воздействия Фотосенса 10"7 M * - р<0,05; ** - р<0,01; ♦** - р<0,001;

ФД воздействие Фотосенса (10"7 М) вызывало не только гибель ГК, но и увеличение относительной численности ядер глиальных клеток, подсчитываемой на фиксированной площади (0,01 мм2). Рост численности глиальных клеток наблюдался через 6 часов после ФД воздействия в окружении тела нейрона (но не аксона, Рис. 2). Это явление напоминало реакцию шванновских клеток в ответ на повреждение нерва: деление и миграцию в область повреждения, где шванноциты принимают активное участие в регенерации поврежденных аксонов (Anton et al., 1994; Stoll, Muller, 1999).

Реакция МРНи ГКна ФДдействиерибофлавина

Выраженная инактивация МРН наблюдалась при концентрации рибофлавина более М. ФД воздействие М рибофлавина

инактивировало импульсную

активность нейрона в среднем за 120 минут, а в концентрации • М - за 37 минут. Процент некротических нейронов с поврежденной плазматической мембраной был выше, чем в контроле уже через час после ФД воздействия М

рибофлавина (Табл.1).-

ФД воздействие

рибофлавина приводило к повреждению плазматической мембраны и появлению некротических глиальных клеток. Процент некроза ПС возрастал уже через час после ФД воздействия до и не изменялся в течение последующих 4 часов (Табл.1). Некоторые глиальные клетки, сохранившие целостность плазматической мембраны, погибали в результате апоптоза, о чем свидетельствовала характерная для апоптоза фрагментация их ядер. Число апоптозных ГК достоверно возрастало в 5 раз через 4 часа после ФД воздействия (Табл.1).

Таким образом, экзогенный рибофлавин способен вызывать ФД -индуцированную гибель механорецепторного нейрона в результате некроза, а гибель глиальных клеток - как в результате некроза, так и апоптоза.

Таблица 1. Влияние ФД воздействия рибофлавина (10"4 М) на нейрон и глиальные клетки.

Время после ФД Процент Процент Число апоптозных

воздействия, некротических некротических ГК,

часы нейронов ГК отн. ед.

Контроль 10 ± 7 16 + 3 3,2 + 0,7

(без воздействия) (19) (25) (16)

1 55 ±11** 43 ± 6** 5,8 ±1,4

(22) (22) (35)

А 50 ±19* 39 + 9* 16,7 ±6,0*

(8) (9) (11)

Роль нейрона в выживаемости глии при ФД воздействии

Нейроглиальные взаимодействия влияют на выживаемость нейронов и глии при различных повреждающих воздействиях (Ьа^о е! а1., 1996; Корр е! а1., 1997). Для изучения роли нейрона в выживаемости глиальных клеток при ФД воздействии мы предварительно инактивировали нейрон интенсивным локальным ФД воздействием. Оно вызывало учащение его импульсной активности с последующим резким необратимым срывом генерации ПД. Такая реакция, по-видимому, была следствием повреждений ПМ, деполяризации мембраны и развития деполяризационного блока О нарушении целостности ПМ и развитии некроза нейрона свидетельствовало флуорохромирование его ядра пропидиум-иодидом.

Следовавшее за локальным облучением нейрона общее ФД воздействие вызывало одинаковый процент некроза ГК в препаратах, как подвергавшихся, так и не подвергавшихся предварительной инактивации нейрона (Рис. ЗА). Однако, ФД-индуцируемый апоптоз глиальных клеток интенсивней развивался в препаратах с инактивированными нейронами (Рис. ЗБ). Следовательно, механорецепторный нейрон участвует в поддержании выживаемости окружающих глиальных клеток, защищая их от апоптоза.

Влияние микрооблучения тела нейрона на ФД-индуцированный некроз глии

Ем

1— 1"*

гЬ

Г*1

12} Экспериментальные группы

Влияние микрооблучения тела нейрона на ФД-индуцированный аполтоз глии

ё.

х 2 . S

1\2*

лЬ

1 2 3

Экспериментальные фуппы

Рис. 3 Влияние микрооблучения тела нейрона на ФД-индуцированный (А) некроз и (Б) апоптоз глии. Экспериментальные группы: 1 - без воздействия; 2 - общее ФД воздействие; 3 - микрооблучение нейрона + общее ФД воздействие; ♦ - р<0,05; *** - р<0,001

Изучение роли импульсной активности нейрона в выживаемости ГК

Функциональная активность нейрона может влиять на пролиферацию и сигнальные процессы в глиальных клетках (Barres, Raff, 1993; Fields, StevensGraham, 2002). Поэтому одним из возможных факторов, оказывающих анти-

апоптозный эффект на глиальные клетки, могла выступать импульсная активность нейрона.

В наших экспериментах работа нейронов в течение 6 или 12 часов с частотой порядка 10 Гц не влияла на выживаемость окружающих ГК: ни уровень некроза ГК, ни апоптоза достоверно не отличались от соответствующих показателей в

6 12 Время после изоляции, часы

Рис. 4 Влияние функциональной активности нейрона и времени после изоляции механорецептора на процент некроза глиальных клеток. * - р<0,05; ** - р<0,01_

препаратах, где нейроны находились в покое и не генерировали ПД. Фактором, определявшим процент некротических ГК, было время после изоляции препаратов: при его увеличении с 6 до 12 часов процент некротических клеток достоверно увеличивался с 2-4 до 10 % (Рис. 4).

В другой серии опытов для исследования роли импульсной активности нейрона в ФД-индуцированной инактивации ГК мы блокировали нервные импульсы с помощью 0,2-0,4 % раствора лидокаина, а затем осуществляли ФД воздействие. Как и в предыдущей серии опытов, мы не наблюдали влияния импульсной активности нейрона на развитие некроза или апоптоза ГК при ФД воздействии. Следовательно, умеренная стационарная импульсная активность нейрона (с частотой <10 Гц) не оказывает существенного влияния на чувствительность ГК речного рака к ФД повреждению.

Роль сигнальных путей в реакции клеток на ФД воздействие

Усиление ФД-индуцированного апоптоза глии при избирательной инактивации нейрона могло быть связано с лишением глиальных клеток трофических факторов, вырабатываемых нейроном. Такими факторами могут быть нейрегулины - факторы роста глии (Корр et al., 1997). Различные факторы роста распознаются рецепторными тирозинкиназами (Alberts et al., 2002), поэтому мы исследовали участие тирозинкиназ/тирозинфосфатаз (ТРК/ТРФ) в реакции нейронов и ГК на ФД воздействие. В межклеточных нейроглиальных взаимодействиях также участвуют низкомолекулярные сигналы, такие как глутамат, аденозин и др., распознающиеся рецепторами, связанными с G-белками. Они модулируют активность аденилатциклазы (АЦ), которая генерирует цАМФ, регулирующий различные внутриклеточные процессы. Поэтому мы также изучили роль АЦ-пути в клеточных реакциях на ФД воздействие.

Роль аденилатциклазного пути. В наших экспериментах ингибирование АЦ при помощи MDL снижало время жизни нейронов при последующем ФД

воздействии. Активация АЦ форсколином, напротив, продлевала время функционирования нейронов (Табл.2). Ингибирование АЦ с помощью MDL-12330А значительно снижало процент нейронов и глиальных клеток с поврежденными в ходе ФД воздействия плазматическими мембранами (Табл.3, 4). Активация АЦ форсколином существенно не изменяла процент некроза нейронов и глиальных клеток (Табл.3, 4), но устраняла проапоптозный эффект ФД воздействия (Табл.5). Это согласуется с данными о защитном действии форсколина против ФД-индуцированного апоптоза (Inanami et al., 1999; Thibaut et al., 2002). Таким образом, ингибирование АЦ защищало нейроны и ГК от некроза, а активация АЦ - от апоптоза.

Роль тирозинкиназного пути. Ингибирование тирозинкиназ генистеином сокращало время жизни нейрона (Табл.2) и замедляло ФД повреждение ПМ нейрона, но не глии. Ингибирование тирозинфосфатаз ортованадатом натрия, напротив, достоверно увеличивало время жизни фотосенсибилизированных нейронов (Табл.2). При этом была отмечена тенденция к снижению процента некроза нейронов (Табл.3). Снижение процента некротических ГК при модификации ФД воздействия ортованадатом было достоверным (Табл.4). Ингибирование тирозинкиназ и тирозинфосфатаз не влияло на развитие ФД-индуцированного апоптоза глиальных клеток (Табл.5).

Таблица 2. Влияние модуляторов аденилшциклазы, тирозинкиназ и тирозинфосфагаз на время жизни нейрона при ФД воздействии Фзгосенса 10'7 M

Модулятор Концентрация, мкМ Контроль Темновое действие ФД воздействие ФД воздействие + модуляторы

MDL-12330A 0.05 680±30 (Н) 330±17 (ЗГ 27.2±1.8(12)** 20.5±1.2 (14)"

Форсколин 10 213±24 (9)"* 27.2±1.8 (12)"* 37.3±3.7 (20)*

Генистеин 50 135±37 (5)*" 34.7±3.5(19)"* 27.8±3.9 (19)*

Ортованадат 500 191±30 (3)" 26.7±3.0 (59)** 39.6±4.2 (22)*

Число опытов приведено в скобках. Достоверные отличия от контроля (11-часовая импульсация): ' - р<0,01. Достоверные отличия от группы с ФД воздействием: *' р<0,05.

Таблица 3. Влияние модуляторов аденилатциклазы, тирозинкиназ и тирозинфосфатаз на процент не1фотических нейронов, флуорохромированных пропцдиум-иодидом через 6 часов после ФД действия Фотосенса 10"7 М

Модулятор Концентрация, мкМ Контроль Темновое действие ФД воздействие ФД воздействие + модуляторы

MDL-12330A 0.05 0(6) 0(9) 50±14 (14) ## 15±8 (19)*

Форсколин 10 0(7) 50±14(14)## 37±11 (19)

Генисгеин 50 7±7 (14) 47±12 (18) ## 17±8 (26)*

Ортованадат 500 0(13) 60±8 (46) ## 4&U0 (27)

Число опытов приведено в скобках. Достоверные отличия от контроля (11-часовая импульсация): * - р<0,01. Достоверные отличия от группы с ФД воздействием: + -р<0,05.

О выживаемости глии и возможных механизмах нейроглиальных взаимодействий при ФД воздействии

Итак, Фотосенс, гиперицин и его водорастворимое производное Hyp-S локализовались преимущественно в глиальной оболочке изолированного механорецептора, проникая в нейрон в меньших количествах. Однако, в наших экспериментах уже в первые минуты ФД воздействия Фотосенса (10"7 М) наблюдались изменения импульсной активности нейрона, которые в последующие 20-30 минут приводили к необратимому прекращению ПД. Необратимое ФД-индуцированное прекращение импульсной активности являлось предвестником, функциональным признаком последующей смерти нейрона (Uzdensky et al., 2001, 2002). Следовательно, даже небольшое количество сенсибилизатора, аккумулированное нейроном может быть существенно для его фотоинактивации.

ФД воздействие 10"7 М Фотосенса вызывало гибель ГК как в результате некроза, так и апоптоза. Достоверный рост некроза ГК наблюдался уже в течение часа после ФД воздействия, и продолжался впоследствии. При этом процент некроза ГК в контрольных препаратах не изменялся в течение 8 часов. Рост некроза ГК в темновых условиях после ФД воздействия может объясняться ""bystander" эффектом (Dahle et al., 2000) - усилением ФД-индуцированной гибели клеток в колониях, что связывают с повреждением

Таблица 4. Влияние модуляторов аденилатциклазы, тирозинкиназ и тирозинфосфатаз на процент некротических ГК, флуорохромированных пропидиум-иодидом через 6 часов после ФД действия Фогосенса 10 М

Модулятор Концентрация, мкМ контроль Темновое действие ФД воздействие ФД воздействие + модуляторы

MDL-12330A 0.05 12±2 (6) 13±2 (5) 47±3 (10)## Зб±2 (13)*

Форсколин 10 13±1(7) 47±3 (10)## 42±4 (13)

Генистеин 50 23±7 (8) 32±8(12 )» 30±6 (13)

Ортованадат 500 10±1(8) 46±3 (33)## 32±4 (28)»

Число опытов приведено в скобках. Достоверные отличия от контроля (11-часовая импульсация): ")-р<0,05; **)-р<0,01. Достоверные отличия от группы с ФД воздействием: - р<0,05.

Таблица 5. Влияние модуляторов аденилатциклазы, тирозинкиназ и тирозинфосфатаз на процент препаратов с выраженным апопгозом ГК (более 20 фрагменгированных ядер ГК на 2 мм. длины аксона) через 6 часов после ФД действия Фотосенса 10'7М

Модулятор Концентрация, мкМ Контроль Темновое действие ФД воздействие ФД воздействие + модуляторы

MDL-12330A 0.05 0(6) 0(5) 20±8 (25)" 31±13(13)

Форсколин 10 0(5) 20±8 (25)"" 0(13)*

Генистеин 50 0(12) 21±11 (14)*" 23±9 (22)

Ортованадат 500 0(9) 8±5 (36) 25±8 (28)

Число опытов приведено в скобках. Достоверные отличия от контроля (11-часовая импульсация): *)-р<0,05; *#)-р<0,01. Достоверные отличия от группы с ФД воздействием: *' - р<0,05.

соседних клеток и утечкой протеолитических ферментов. Возможно, коллективный некроз ГК вносил вклад в повреждение мембраны и развитие замедленного некроза МРН. ФД-индуцированный апоптоз ГК, заметный через 8 часов после воздействия, мог быть связан с повреждением митохондрий, аккумулирующих сенсибилизатор и высвобождающих цитохром С, запускающий проапоптозные каспазные каскады (Moor, 2000).

Увеличение относительной численности ядер ГК в окружении тела нейрона могло быть результатом их деления, миграции в область ФД-поврежденного тела нейрона (Anton et al., 1994; Stall, Muller, 1999), пикнотического сжатия препарата в результате трансформации цитоскелета (Ferreira et al., 2004) или совместного участия этих причин. Можно предположить, что пролиферация и миграция ГК могли иметь целью защиту

фотоповрежденного нейрона. Такая защитная миссия глии, очевидно, должна включаться с помощью системы нейроглиальных коммуникаций (Coles and Abbott, 1996; Haydon, 2000; Kuiy et al., 2001).

ФД эффективность рибофлавина была ниже, чем Фотосенса, который вызывал примерно такой же процент некроза ГК, действуя в 1000 раз меньшей концентрации. Это могло быть обусловлено меньшим квантовым выходом супероксид-аниона, фотогенерируемого рибофлавином (Schmidt, Butler, 1974) и его меньшей токсичностью по сравнению с синглетным кислородом, генерируемым Фотосенсом (Rosenthal et al., 1987).

В нашей работе инактивация нейрона усиливала ФД-индуцированный апоптоз ГК, т.е. механорецепторный нейрон поддерживает выживаемость окружающих ГК. Умеренная стационарная импульсная активность не влияла на выживаемость ГК при ФД воздействии (Колосов, 2004). Возможно, более интенсивное развитие апоптоза при избирательной инактивации нейрона было связано с другими факторами, опосредующими сигнальные взаимодействия между нейроном и глией.

Модификация реакций нейрона и ГК модуляторами аденилатциклазы, тирозинкиназ и тирозинфосфатаз продемонстрировала участие тирозинкиназной и аденилатциклазной сигнальных систем в ФД инактивации МРН и ГК Предполагаемая схема сигнальных процессов, участвующих в реакции нейрона и ГК на ФД воздействие, приведена на рис. 5. Время жизни нейрона существенно продлевалось при активации АЦ форсколином, и сокращалось при ее ингибировании. Ранее было показано, что ФД-индуцированное торможение импульсной активности связано с увеличением [Са2+], (Uzdensky et al., 2000; Bragin et al., 2003). Возможно, способность АЦ сокращать или продлевать импульсную реакцию нейрона на ФД воздействие связана с модуляцией Активация АЦ форсколином не изменяла

процента некротических нейронов и глии, но снижала число апоптозных ГК.

Рис. 5. Предполагаемая схема внутри и межклеточной сигнализации в системе "нейрон-глия" механорецептора речного рака при ФД воздействии NAAG - N-ацетиласпартилглутамат; GIu - глутамат; RCGP - рецепторы,связанные с G-белками; АЦ - аденилатциклаза; GGF - фактор роста глии; NGF - фактор роста нервов; ТК - тирозинкиназы; РТК - рецепторные тирозинкиназы; ТФ -тирозинфосфатазы.

- сигнальные пути, известные ранее;

_ - сигнальные пути, установленные в наших экспериментах;

______- предполагаемые сигнальные пути.

Это согласуется с данными о снижении ФД-индуцированного апоптоза при действии форсколина (Thibaut et al., 2002). Увеличение внутриклеточного уровня цАМФ и последующая активация протеинкиназы А является одним из этапов в защитном механизме клетки (Michel, Agid, 1996).

Фосфорилирование тирозинов в клеточных белках также участвовало в защите нейрона от ФД-индуцированной инактивации. Ингибирование тирозинфосфатаз ортованадатом натрия, увеличивающее время фосфорилированого состояния клеточных белков, продлевало время жизни нейронов при ФД воздействии. С другой стороны, ингибирование тирозинкиназ генистеином ускоряло фотоинактивацию нейронов. Возможно, функционирование МРН поддерживается некоторыми трофическими факторами, поставляемыми ГК и распознаваемыми рецепторными тирозинкиназами. Ингибирование тирозинфосфатаз ортованадатом натрия снижало ФД повреждение ПМ и защищало нейроны и ГК от некроза. Как фосфорилирование тирозина модулирует фотоокислительное повреждение ПМ, неясно. В глиальных клетках, подвергавшихся ФД воздействию, фосфотирозин-опосредованные сигнальные пути участвовали в некротических, но не участвовали в апоптозных процессах. Ингибируя или активируя сигнальные ферменты, можно усилить ФД повреждение нейронов и/или глиальных клеток или защитить их, что может найти применение в фотодинамической терапии.

ВЫВОДЫ

1. Фотодинамическое воздействие вызывает некроз нейронов и некроз или апоптоз глиальных клеток. Преобладающий тип гибели глиальных клеток -некроз. Увеличение количества некротических глиальных клеток продолжается после фотодинамического воздействия.

2. Механорецепторный нейрон поддерживает выживаемость окружающих глиальных клеток при фотодинамическом воздействии. Избирательная

фотоинактивация нейрона усиливает ФД-индуцированный апоптоз глиальных клеток.

3. Умеренная импульсная активность нейрона не влияет на выживаемость окружающих глиальных клеток после изоляции механорецептора или при фотодинамическом воздействии.

4. Аденилатциклазный и тирозинкиназный сигнальные пути участвуют в фотодинамической инактивации нейрона и окружающих глиальных клеток в изолированном механорецепторе речного рака Использование модуляторов этих сигнальных путей может изменять эффективность ФД-повреждения нейронов и глиальных клеток.

5. Фотосенс обладает большей фотодинамической эффективностью, чем рибофлавин Он вызывает гибель примерно одинакового с рибофлавином процента глиальных клеток, действуя в концентрации на три порядка меньшей.

Работа поддержана грантами РФФИ № 02-04-48027 и 03-04-06101.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Uzdensky A, Zhavoronkova A, Dergacheva О, Kolosov M and Bragin D Responses of the single mechanoreceptor neuron and surrounding glial cells to photodynamic killing // Abstr 13th Int Congr Photobiol, San Francisco, 2000, p 61

2 Uzdensky А В, Zhavoronkova A A, Kolosov M S , Bragin D E Photodynamic effect on isolated crayfish mechanoreceptor neuron and glial cells // Eur J Biophysics, 2000, v 29, No 4-5,p 368

3 Uzdensky A, Zhavoronkova A, Dergacheva О, Kolosov M, Bragm D Death of isolated crayfish mechanoreceptor neuron and surrounding glial cells induced by photodynamic impact // VI East Europ Conf Int Society for Invertebrate Neurobiol, Moscow-Pushchino, Abstracts, 2000, p 128

4 Колосов МС Флуоресцентно-микроскопическое исследование фотодинамического повреждения изолированного нейрона // Тр асп и соискат Ростовского государственного университета, ТомШ, Р-н-Д, РГУ, 2001, стр 32-34

5 Uzdensky А В, Bragm D Е, Kolosov M S and Zhavoronkova A A PDT effect of different photosensitizers on a single nerve cell electrophysiological and pharmacological study // IEEE JSTQE,2001,Vol7,No 6,pp 989-995

6 Uzdensky А В, Zhavoronkova A A, Kolosov M S, Bragin D E PDT-induced death of isolated neuronal and glial cells//Abstr 29 An Meet Am Soc Photobiol, Chicago, 2001, p 18

7 Uzdensky А В , Zhavoronkova A A, Kolosov M S , Bragin D E Death of neuronal and glial cells under photosensitization // 9th Congr Eur Soc Photobiol, Book of Abstr, Lillehammer, 2001, p 116

8. Колосов М.С., Братин Д Е., Васильева ИА., Жаворонкова А.А, Узденский А.Б. Гибель нейронов и глиальных клеток при фотодинамическом воздействии Фотосенса // Мат. III съезда фотобиологов России, Воронеж, 2001, стр. 97-98.

9. Uzdensky A.B., Zhavoronkova A.A., Kolosov M.S., Bragin D.E., Vasil'eva LA. The mechanism of photodynamic effect of Photosens on a single nerve cell // 10th Ann. Int. Laser Phys. Workshop, Book ofAbstr., Moscow, 2001, p. 168-169.

10. Bragin D.E., Kolosov M.S., Uzdensky A.B. On the role of protein kinase С in response of isolated neuron to photodynamic therapy // Proceedings ofSPIE, Vol. 4707,2002, pp. 300-308.

11. Колосов М.С. Нейроглиальные взаимодействия в переживающем изолированном рецепторе растяжения рака // Труды аспирантов и соискателей Ростовского государственного университета, Том VIII, Р-н-Д, РГУ 2002, стр. 61-64.

12. Bragin D.E., Kolosov M.S., Uzdensky A.B. On the role ofprotein kinase C, PI 3-kinase and Ca2+ in PDT effect on isolated neuron // IX Int Conf. "Laser Applications in Life Sciences", Digest, Vilnius, 2002, p.9.

13. Uzdensky A.B., Bragin D.E., Kolosov M.S. Role of proteinkinase С in photodynamic inactivation of isolated neuron // Abstr. 30 Ann. Meet. Am. Soc. Photobiol., Quebec, 2002, p.30.

14. Uzdensky A., Bragin D., Kolosov M., Dergacheva O., Fedorenko G., Zhavoronkova A. Photodynamic inactivation of isolated crayfish mechanoreceptor neuron // Photochem. Photobiol. 2002, Vol.76, No.4, pp 431-437.

15. Братин Д.Е., Колосов М.С, Узденский А.Б. О роли внутриклеточных сигнальных и биоэнергетических процессов в фотоивдуцированном торможении и инактивации изолированного нейрона // Проблемы нейрокиберн., Т. 2, Ростов-на-Дону, 2002, под ред. Владимирского Б.М., стр 251-255.

16. Kolosov M.S., Bragin D.E., Kohany A., Uzdensky A.B. Photodynamic injury of isolated neuron and satellite glial cells: morphological study // IEEE JSTQE, 2003,Vol.9, pp. 337-342.

17. Bragin D.E., Kolosov M.S., Uzdensky A.B. Photodynamic inactivation of isolated crayfish neuron requires protein kinase C, PI 3-kinase and Ca2+ // J. Photochem. Photobiol. B. Biol., 2003, Vol.70, No.2,pp 99-105.

18. Колосов M.C., Братин Д.Е., Узденский А.Б. Исследование гибели глиальных клеток в нейрорецепторе растяжения речного рака при фотодинамическом воздействии II 7 Путинская шк.-конф. молод, уч. "Биология - наука XXI века", Пущино, 2003, с. 63.

19. Kolosov M.S., Bragin D.E. and Uzdensky A.B. PDT effect on sensor neuron and satellite glial cells in crayfish stretch receptor//Abstr. 31 Ann. Meet. Am. Soc. Photobiol., 2003, p.65-66.

20. Kolosov M., Bragin D., Uzdensky A. Photodynamic damage of isolated crayfish stretch receptor neuron and satellite glial cells // Abstr. VI Eur. Meet. Glial Cell Func. Health and Disease, Berlin, 2003, p.26.

21. Kolosov M.S., Bragin D.E., Uzdensky A.B. Photodynamic injury of crayfish mechanoreceptor neuron and satellite glial cells // Abstr. 10th Congr. Eur. Soc. Photobiol., Vienna, 2003, p. 96.

22. Dergacheva O. Y., Kolosov M. S., Uzdensky A. B. Photodynamic effect of riboflavin on isolated crayfish stretch receptor // Abstr. 10th Congr. Eur. Soc. Photobiol., Vienna, 2003, p. 96.

23. Kolosov M., Bragin D., Uzdensky A. Neuroglial relationships in isolated crayfish stretch receptor during its death under photodynamic treatment // VII East Eur. Conf. Int Soc. Invertebrate Neurobiol., Kaliningrad, 2003, p.65.

24. Kolosov M. S., Bragin D. E., Kohany A., Uzdensky A. B. Neuroglial relationships in the crayfish stretch receptor under photodynamic injury: changes in the nuclear morphology // Proceedings of SPIE, Vol. 5068,2003, pp. 450-457.

25. Uzdensky A.B., Bragin D.E., Kolosov M.S., Kubin A., Loew H.G., Moan J. Photodynamic effect of hypericin and a water-soluble derivative on isolated crayfish neuron and surrounding glial cells // J. Photochem. Photobiol. B. Biol., 2003, Vol.72, No.1-3, pp 27-33.

26. Колосов М.С. Нейроглиальные отношения в рецепторе растяжения речного рака: роль нейрона в выживаемости глиальных клеток // Тез. докл. XI межд конф. студ., асп. и молод, уч. "Ломоносов-2004", 2004 г., Секц. биол., Москва, МГУ, 2004, стр. 65-66.

27. Uzdensky A., Kolosov M., Bragin D. PDT-induced damage of neuronal and glial cells in isolated crayfish stretch receptor // Abstr. 14th Int. Congr. Photobiol., Jeju, 2004, p. 197.

28. Uzdensky A., Kolosov M., Bragin D. Signaling processes and neuroglial interaction involved in PDT-induced damage of crayfish stretch receptor // Abstr. 14th Int. Congr. Photobiol., Jeju, 2004, p. 198.

29. Uzdensky A., Kolosov M. and Bragin D. Involvement of adenylate cyclase and tyrosine kinase pathways in response of neuronal and glial cells to photosensitization // Abstr. of 32nd • Ann. Meet. Am. Soc. Photobiol., Seattle, 2004, p. 64.

30. Колосов М.С, Братин Д.Е., Узденский А.Б. Фотодинамическое повреждение глиальных клеток//Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004. Т.90. № 8. С.284-285.

31. Kolosov M.S., Bragin D.E., Dergacheva O.Y., Vanzha О., Oparina L, Uzdensky A.B. On the role of adenylate cyclase, tyrosine kinase, and tyrosine phosphatase in the response of nerve and glial cells to photodynamic impact // Proceedings ofSPIE, 2004, Vol. 5474, pp. 352-360.

32. Uzdensky A, Kolosov M, Bragin D, Dergacheva O, Vanzha O, Oparina L Involvement of adenylate cyclase and tyrosine kinase signaling pathways in response of crayfish stretch receptor neuron and satellite glia cell to photodynamic treatment // Glia, 2005, Vol. 49, pp. 339-348.

Статья № 30 опубликована в печатном издании, состоящем в списке журналов, рекомендованных ВАК.

Заказ № 384 от 18.05.05 г. Тир. 100 экз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ

15 ЙЯ.120D5

/ J

; i'^mtít 1 \* ^íbrí-^r^-f- / \ / " -у... „X

245

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Колосов, Михаил Станиславович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Фото динамическое действие света.

1.1.1 Механизмы фотосенсибилизированных реакций.

1.1.2 Гибель клеток при ФД воздействии.

1.1.3 Фотодинамическая терапия.

1.2 Глиальные клетки и нейроглиальные взаимодействия.

1.2.1 Центральная нервная система.

1.2.2 Периферическая нервная система.

1.3 Межклеточная химическая сигнализация.

1.3.1 Аденилатциклазный путь.

1.3.2 Тирозинкиназный путь.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1 Объект исследования.

2.2 Регистрация импульсной активности рецептора растяжения.

2.3 Фото динамическое воздействие.

2.3.1 Фотосенсибилизаторы и источники света.

2.3.2 Общее и локальное фото динамическое воздействие.

2.4 Ингибирование импульсной активности нейрона.

2.5 Модификация путей химической сигнализации.

2.6 Флуоресцентно-микроскопическое исследование.

2.6.1 Локализация фотосенсибилизаторов в изолированном механорецепторе.

2.6.2 Определение типов и динамики гибели клеток.

2.7 Статистическая обработка результатов.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Спектральные характеристики фотосенсибилизаторов.

3.2. Локализация фотосенсибилизаторов в изолированном механорецепторе

3.3. ФД воздействие Фотосенса.

3.3.1. Реакция механорецепторного нейрона.

3.3.2. Реакция глиальных клеток.

3.4. ФД воздействие рибофлавина.

3.4.1. Реакция механорецепторного нейрона.

3.4.2. Реакция глиальных клеток.

3.5. Роль нейрона в реакции глиальных клеток на ФД воздействие.

3.5.1. Инактивация нейрона локальным интенсивным ФД воздействием.

3.5.2. ФД-индуцированная гибель глиальных клеток в механорецепторе с инактивированным нейроном.

3.6. О роли импульсной активности нейрона в выживаемости глиальных клеток.

3.6.1. Роль функционального состояния нейрона в поддержании выживаемости глиальных клеток в изолированном механорецепторе.

3.6.2. Роль импульсной активности нейрона в выживаемости фотосенсибилизированных глиальных клеток.

3.7. Участие процессов сигнальной трансдукции в реакции нейрона и глиальных клеток на ФД воздействие.

3.7.1. Роль аденилатциклазного сигнального пути.

3.7.2. Роль тирозинкиназного сигнального пути.

4. ОБСУЖДЕНИЕ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Фотодинамическое повреждение нервных и глиальных клеток: механизмы клеточной смерти и нейроглиальные взаимодействия"

Актуальность работы. Фотодинамический (ФД) эффект лежит в основе фотодинамической терапии (ФДТ), успешно применяемой в онкологии для разрушения злокачественных опухолей, в том числе опухолей головного мозга (Dougherty et al., 1998; Popovic et al., 1996; Friesen et al., 2002). Однако, в ходе ФДТ могут повреждаться и здоровые ткани, окружающие опухоль, включая периферические нервные элементы. Поэтому важно изучать реакции здоровых, неопухолевых клеток на ФД воздействие. Особую актуальность имеет исследование механизмов и закономерностей ФД воздействия на нейроны и глиальные клетки (ГК), поскольку утрата нервных клеток невосполнима, а для их нормального функционирования необходима поддержка окружающей глии (Николлс и др., 2003). Отдельные стороны ФД воздействия на нейроны исследованы сравнительно подробно (Pooler, Valenzeno, 1979; Wang-Bennett, 1990; Yoshida et al., 1992a; Uzdensky, Mironov, 1999; Uzdensky et al., 2000). Был проведен ряд исследований ФД воздействия на глиомы - злокачественные опухоли глиального происхождения (Muller, Wilson, 1990; Popovic et al., 1996; Madsen et al., 2003). Однако, изучению ФД воздействия на нормальные, неопухолевые глиальные клетки посвящены лишь единичные работы (Yoshida et al., 19926; Jou et al., 2002).

В последнее время появилось множество данных указывающих на тесное взаимодействие между нейронами и глиальными клетками (Coles, Abbott, 1996; Haydon, 2000). Несмотря на то, что многие аспекты нейроглиальных взаимодействий остаются невыясненными, известно, что при различных повреждающих воздействиях ГК способны поддерживать выживаемость нейронов, и наоборот - нейроны могут поддерживать выживаемость окружающей глии (Largo et al., 1996; Корр et al, 1997). Это может быть существенным фактором, определяющим реакцию нейронов и ГК на ФД воздействие и ранее остававшимся без внимания исследователей.

Основные задачи исследования заключались в следующем:

1. Изучить гибель нейронов и глиальных клеток при ФД воздействии.

2. Выяснить роль нейроглиальных взаимодействий в выживаемости ГК.

4. Сравнить ФД эффективность разных фотосенсибилизаторов.

Основные положения, выносимые на защиту.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на ряде всероссийских и международных конференций: 13th, 14th International

Congress on Photobiology (San Francisco, 2000; Jeju, 2004); 3rd European

Biophysics Congress (Munich, 2000); VI, VII East European Conference of the

International Society for Invertebrate Neurobiology (Moscow-Pushchino, 2000;

Kaliningrad, 2003); 29th-32nd Annual Meeting of the American Society for

Photobiology (Chicago, 2001; Quebec, 2002; Baltimore, 2003; Seattle, 2004); 9th,

10th Congress of European Society for Photobiology (Lillehammer, 2001; Vienna, th

2003); III Съезде фотобиологов России (Воронеж, 2001); 10 Annual International Laser Physics Workshop (Moscow, 2001); Saratov Fall Meeting IV-V "Optical Technologies in Biophysics and Medicine" (Saratov, 2002,2003); IX International Conference "Laser Applications in Life Sciences" (Vilnius, 2002);

Международной конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону, 2002); VI European Meeting on Glial Cell Function in Health and Disease (Berlin, 2003).

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Колосов, Михаил Станиславович

выводы

2. Механорецепторный нейрон поддерживает выживаемость окружающих глиальных клеток при фотодинамическом воздействии. Избирательная фотоинактивация нейрона усиливает ФД-индуцированный апоптоз глиальных клеток.

4. Аденилатциклазный и тирозинкиназный сигнальные пути участвуют в фотодинамической инактивации нейрона и окружающих глиальных клеток в изолированном механорецепторе речного рака. Использование модуляторов этих сигнальных путей может изменять эффективность ФД-повреждения нейронов и глиальных клеток.

5. Фотосенс обладает большей фото динамической эффективностью, чем рибофлавин. Он вызывает гибель примерно одинакового с рибофлавином процента глиальных клеток, действуя в концентрации на три порядка меньшей.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю - Узденскому Анатолию Борисовичу, а также сотрудникам лаборатории Брагину Д.Е. и Дергачевой О.Ю. за оказанную помощь в выполнении диссертационной работы.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Колосов, Михаил Станиславович, Ростов-на-Дону

1. Акоев Г.Н., Алексеев Н.П. Функциональная организация механорецепторов. Л., Наука, 1985.

2. Владимиров Ю.А., Потапенко А .Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. -М.: Высшая школа. -1989. -199 с.

3. Владимирский Б.М. Математические методы в биологии. -Ростов: РГУ, 1983.

4. Загускин С. Л. Функциональная динамика вещества Ниссля рецепторного нейрона речного рака. //Цитология, 6, 6, 741-743, 1964

5. Зинченко В.П., Долгачева Л.П. Внутриклеточная сигнализация. Пущино: Электронное издательство Аналитическая микроскопия, 2003.

6. Ильинский О.Б. Физиология сенсорных систем.// Часть III. Физиология механорецепторов. Л.: Наука, 1975.

7. Карнаухов В.Н. Микроспектральные исследования гигантских нейронов большого прудовика // Свойства и функции макромолекул и макромолекулярных систем. -М.:Наука, 1969. С. 200-209.

8. Коган А.Б., Машанский В.Ф., Федоренко Г.М., Загускин С.Л. Ультраструктура механорецепторного нейрона рака в состоянии покоя, ритмической импульсной активности и торможения, вызванных адекватным растяжением // Цитология. -1974. -Т. 16. -С. 150-154

9. Конев С.В., Волотовский И.Д. Введение в молекулярную фотобиологию, -Минск: Н. и Т., -1971. -348 с.

10. Крутецкая З.И., Лебедев О.Е., Курилова Л.С. Механизмы внутриклеточной сигнализации -СПб.:СПбГУ -2003, 208 с.

11. Майоров В.Н. Прижизненная микроскопия нейрона -Л.: Наука, 1978

12. Машанский В.Ф., Загускин С.Л., Федоренко Г.М. Гистохимическое и электронномикроскопическое исследование нейро-глиальныхвзаимодействий в механорецепторе речного рака // Цитология 1974. - №16. -С.770-772.

13. Немечек С. и коллектив Введение в нейробиологию. -Прага: Avicenum -Издательство медицинской литературы. -1978.- 413 с.

14. Николлс Д.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Д., Фукс П.А. От нейрона к мозгу -М.: Едиториал УРСС, -2003. -672 с.

15. Новиков B.C. Программированная клеточная гибель, С. Пб.: Наука, 1996, 276 с.

16. Оке С. Основы нейрофизиологии. -М. Мир. -1969. -448 с.

17. Посудин Ю. И. Фотосенсибилизация в ветеринарии. -Л.: Наука. -1987.

18. Посудин Ю.И. Лазерная фотобиология. -Л.: Наука. -1989.

19. Странадко Е.Ф., Иванов А.В. Современное состояние проблемы фотодинамической терапии рака и неопухолевых заболеваний // Биофизика. -2004. -Т. 49. -С.380-383.

20. Узденский А.Б. Влияние лазерного микрооблучения на изолированный механорецепторный нейрон рака// Биол. науки. 1980. № 3. С.20-28

21. Узденский А.Б. Инактивация сукцинатдегидрогеназы в изолированном механорецепторном нейроне рака сфокусированным синим лазерным излучением // Цитология. 1987. Т.29. С. 1392-1397

22. Уманский С. Р. Апоптоз: молекулярные и клеточные механизмы // Мол. Биол. -1996. -Т.30, №3, -с.487-501.

23. Федоренко Г. М., Узденский А. Б. Ультраструктурные изменения в изолированном механорецепторном нейроне, вызванные микрооблучением гелий-кадмиевым лазером//Цитология. 1986. Т.28. с.12-18.

24. Хансон К. П. Апоптоз: современное состояние проблемы // Изв. АН Сер. биол. -1998. -Т.2. -с.134-141.

25. Ченцов Ю. С. Введение в клеточную биологию. -М.: Академкнига, -2004. -495 с.

26. Черницкий Е.А. Сенсибилизируемые фотоповреждения клеток / Успехи современной биологии -1986. -Т. 101. -С. 100-112.

27. Akiyama Т, Ishida J, Nakagawa S, Ogawara H, Watanabe S, Itoh N, Shibuya M, Fukami Y. Genistein, a specific inhibitor of tyrosine-specific protein kinases // J Biol Chem. -1987. -Vol. 262(12). -P.5592-5595.

28. Alberts В., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Molecular Biology of The Cell / New York: Garland Science, -2002. -P.1463.

29. Aldskogius H., Kozlova E.N. Central neuron-glial and glial-glial interactions following axon injury // Progr. Neurobiol. -1998. -V. 55. -P. 1-26.

30. Anton ES, Weskamp G, Reichardt LF, Matthew WD. Nerve growth factor and its low-affinity receptor promote Schwann cell migration // Proc Natl Acad Sci U S A. -1994. -V.91. -P.2795-2799.

31. Atkins C.M., Sweatt J.D. Reactive oxygen species mediate activity-dependent neuron-glia signaling in output fibers of the hippocampus // J Neurosci. -1999. -V.19 -P.7241-7248.

32. Bading H, Greenberg ME. Stimulation of protein tyrosine phosphorylation by NMDA receptor activation // Science. -1991. -V.253. -P.912-914.

33. Balice-Gordon RJ, Bone LJ, Scherer SS. Functional gap junctions in the Schwann cell myelin sheath // J Cell Biol. -1998. -V.142. -P.1095-1104.

34. Barber R, Goka TJ. Adenylate cyclase activity as a function of forskolin concentration // J Cyclic Nucleotide Protein Phosphor Res. 1985. V. 10 P.23-29.

35. Barres BA, Raff MC. Axonal control of oligodendrocyte development. // J Cell Biol. -1999.-V.147-P.1123-1128.

36. Barres BA, Raff MC. Proliferation of oligodendrocyte precursor cells depends on electrical activity in axons // Nature. -1993. -V.361 -P.258-260.

37. Bauman N. Pham-Dinh D. Biology of Oligodendrocyte and Myelin in the Mammalian Central Nervous System // Physiological Reviews -2001. -Vol.81, No. 2. -P.871-927.

38. Bragin D.E., Kolosov M.S., Uzdensky A.B. Photodynamic inactivation of isolated crayfish neuron requires protein kinase C, PI 3-kinase and Ca // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. -2003. -Vol.70. -P.99-105

39. Bragin D.E., Kolosov M.S., Uzdensky A.B. Role of protein kinase С in the response of an isolated neuron to photodynamic therapy // Proc. SPIE. -2002. -v. 4707, -P. 300-308.

40. Brana C., Benham C., and Sundstrom L. A method for characterising cell death in vitro by combining propidium iodide staining with immunohistochemistry // Brain Res.Brain Res.Protoc. -2002. -10. -P. 109-114.

41. Butt AM, Ransom BR. Visualization of oligodendrocytes and astrocytes in the intact rat optic nerve by intracellular injection of lucifer yellow and horseradish eroxidase. // Glia. -1989. -V.2. -P.470-475.

42. Chan W.H., Yu J.S., Yang S.D. Apoptotic signalling cascade in photosensitized human epidermal carcinoma A431 cells: involvement of singlet oxygen, c-Jun N-terminal kinase, caspase-3 and p21-activated kinase 2 // Biochem. J. -2000. -Vol.351.-P.221-232.

43. Cheng L, Esch FS, Marchionni MA, Mudge AW. Control of Schwann cell survival and proliferation autocrine factors and neuregulins // Mol Cell Neurosci. -1998. -V.3. -P.141-156.

44. Chiba T, Nagata Y, Machide M, Kishi A, Amanuma H, Sugiyama M, Todokoro K. Tyrosine kinase activation through' the extracellular domains of cytokine receptors. //Nature. -1993. -V.362. -P.646-648.

45. Coles J.A., Abbott N.J. Signaling from neurons to glial cells in invertebrates // Trends Neurosci. 1996. - V. 19, № 8. - P.358-362.

46. Curtis R, Scherer SS, Somogyi R, Adryan KM, Ip NY, Zhu Y, Lindsay RM, DiStefano PS.Retrograde axonal transport of LIF is increased by peripheral nerveinjury: correlation with increased LIF expression in distal nerve 11 Neuron. -1994. -V.l. -P. 191-204.

47. Dahle J., Bagdonas S., Kaalhus O., Olsen G., Steen H.B. and Moan J. The bystander effect in photodynamic inactivation of cells // Biochim. Biophys. Acta. -2000. -V.1475. -P.273-280.

48. Dani J.W., Chernjavsky A., Smith S.J. Neuronal activity triggers calcium waves in hippocampal astrocyte networks // Neuron. -1992. -V.8. -P.429-440.

49. Daniel M.D., Hill J.S. A history of photodynamic therapy // Aust. N.Z.J.Surg. -1991.-V.61.-P. 340-348

50. Davis EJ, Foster TD, Thomas WE. Cellular forms and functions of brain microglia // Brain Res Bull. -1994. -V.34. -P.73-78.

51. Dellinger M. Apoptosis or necrosis following Photofrin photosensitization: influence of the incubation protocol // Photochem. Photobiol. -1996. -Vol.64. -P.182-187.

52. Dickson DW, Lee SC, Mattiace LA, Yen SH, Brosnan C. Microglia and cytokines in neurological disease, with special reference to AIDS and Alzheimer's disease // Glia. -1993. -V.7. -P.75-83.

53. Dougherty Т., Gomer C.J., Henderson B.W., Jori G., Kessel D., Korbelik M., Moan J., Peng Q. Photodynamic therapy // J. Natl. Cancer Inst. -1998. -Vol.90. -P.889-903.

54. Dougherty Т., Grindey G.B., Fiel R., Weinshaupt K.R., Boyle D.G. Photoradiation therapy. II. Cure of animal tumors with hematoporphyrin and light // J. Natl. Cancer Inst. -1975. -Vol.55. -P.115-121.

55. Dougherty Т., Kaufman J.E., Goldfarb A., Weishaupt K.P., Boyle D., Mittleman A. Photoradiation therapy for treatment of malignant tumors // Cancer Res. -1978. -Vol.38. -P. 2628-2635.

56. Elkabes S, DiCicco-Bloom EM, Black IB. Brain microglia/macrophages express neurotrophins that selectively regulate microglial proliferation and function // J Neurosci. -1996. -V.l6. -P.2508-2521.

57. Eyzaguirre С., Kuffler S.W. Processes of excitation in the dendrites and in the soma of single isolated sensory nerve cells of lobster and crayfish.// J. Gen. Physiol. 39,87-121, 1955

58. Fadool DA, Levitan IB.Modulation of olfactory bulb neuron potassium current by tyrosine phosphorylation // J. Neurosci. -1998.-Vol.l8.-P.6126-6137.

59. Ferreira SD, Tedesco AC, Sousa G, Zangaro RA, Silva NS, Pacheco MT, Pacheco-Soares C. Analysis of mitochondria, endoplasmic reticulum and actin filaments after PDT with AlPcS(4) // Lasers Med Sci. 2004;18(4):207-12. Epub 2004 Jan 14.

60. Fields R.D., Stevens-Graham B. New insights into neuron-glia communication // Science. -2002 -V.298 -P.556-562.

61. Friesen SA, Hjortland GO, Madsen SJ, Hirschberg H, Engebraten O, Nesland JM, Peng Q. 5-Aminolevulinic acid-based photodynamic detection and therapy of brain tumors (review).// Int J Oncol. 2002 Sep;21(3):577-82.).

62. Gafurov B, Urazaev AK, Grossfeld AM., Lieberman EM. N-acetylaspartylglutamate (NAAG) is the probable mediator of axon-glia signaling in the crayfish medial giant nerve fiber // Neuroscience -2001.-V.106 -P.227-235.

63. Garratt A.N., Britsch S., Birchmeier C. Neuregulin, a factor with many functions in the life of a Schwann cells.// BioEssays, -2000. -V.22. -P.987-996.

64. Giacobini E.E., Chemical Studies of Individual Neurons.// In: Neurosci. Res. Vol. II. Invertebrate nerve cell, New York, Acad. Press, pp. 111-202, 1969.

65. Giaume C, McCarthy KD. Control of gap-junctional communication in astrocytic networks. //Trends Neurosci. 1996. - V.19, № 8. - P.319-325.

66. Giaume C, Venance L. Gap junctions in brain glial cells and development. //Perspect Dev Neurobiol. -1995. -V.2. -P.335-345.

67. Girotti A. Photodynamic lipid peroxidation in biological systems // Photochem. Photobiol. -1990. -Vol.51. -P.497-509.

68. Glenney JR Jr. Tyrosine-phosphorylated proteins: mediators of signal transduction from the tyrosine kinases. // Biochim Biophys Acta. -1992. -V.l 134. -P.l 13-127.

69. Gomer С.J., Ferrario A., Murphee A.L. The effect of localized photodynamic therapy on the induction of tumor metastasis // Br. J. Cancer. -1987. -Vol.56. -P.37-32.

70. Grinspan J.B., Marchionni M.A., Reeves M., Coulaloglou M., Scherer S.S. Axonal interactions regulate Schwann cell apoptosis in developing peripheral nerve: neuregulin receptors and the role of neuregulins // J Neurosci -1996. -V.16. -V.6107-6118.

71. Guellaen G, Mahu JL, Mavier P, Berthelot P, Hanoune J. RMI 12330 A, an inhibitor of adenylate cyclase in rat liver // Biochim Biophys Acta. 1977. V.484 P.465-475.

72. Hall SM The effect of inhibiting Schwann cell mitosis on the re-innervation of acellular autografts in the peripheral nervous system of the mouse // Neuropathol Appl Neurobiol. -1986. -V.12. -P.401-414.

73. Hall SM. Regeneration in the peripheral nervous system // Neuropathol Appl Neurobiol. -1989. -V.15. -P513-529.

74. Hardy R, Reynolds R. Neuron-oligodendroglial interactions during central nervous system development // J Neurosci Res. -1993. -V.36. -P.121-126.

75. Hasan Т., Moor A., Ortell B. Photodynamic therapy of cancer // Cancer Medicine./Eds. Holland J.F.-NewYork: B.C. Decker, Inc., 2000.- P.489-502.

76. Haydon P.G. Neuroglial networks: Neurons and glia talk to each other // Current Biology. -2000. V. 10, № 19. - P.712-714.

77. He J, Whitacre CM, Xue LY, Berger NA, Oleinick NL. Protease activation and cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase: an integral part of apoptosis in response to photodynamic treatment // Cancer Res.- 1998.-Vol. 58.-P.940-946.

78. Kamata H, Tanaka C, Yagisawa H, Hirata H. Nerve growth factor and forskolin prevent H202-induced apoptosis in PC 12 cells by glutathione independent mechanism //Neurosci Lett. -1996. -Vol. 212. -P.179-182.

79. Kanno Y, Loewenstein WR. Intercellular diffusion // Science. 1964. - V. 143 -P.959-960.

80. Keane RW, Srinivasan A, Foster LM, Testa MP, Ord T, Nonner D, Wang HG, Reed JC, Bredesen DE, Kayalar C. Activation of CPP32 during apoptosis of neurons and astrocytes // J. Neurosci. Res. -1997. -Vol. 48. -P. 168-180.

81. Kebabyan J.W. The cyclic AMP cascade: a signal transduction system.// Neurotransmission. -1992. -Vol.8. -P. 1-4.

82. Kerr J. F. R. Shrinkage necrosis: a distinct mode of cellular death// J. Pathol. 105, l,p. 13-20, 1971

83. Kerr J.F.R., Wyllie AH, Currie AR. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-rangeing ipmlications in tissue kinetics // Br. J. Cancer.-1972. Vol. 1.-P. 257-293.

84. Kessel D, Luo Y, Deng Y, Chang CK. The role of subcellular localization in initiation of apoptosis by photodynamic therapy // Photochem. Photobiol. -1997.-Vol. 65.-P.422-426.

85. Kessel D., Luo Y. Mitochondrial photodamage and PDT-induced apoptosis // J. Photochem Photobiol. B. Biol. 1998.- Vol. 42,- P.89-95.

86. Kessel D., Luo Y. Photodynamic therapy: a mitochondrial inducer of apoptosis.// Cell Death Differ. -1999.- V0I.6.-P. 28-35.

87. Kimelberg HK, Norenberg MD. Astrocytes. // Sci Am. 1989. - V. 260, № 4. - P.66-72, 74, 76.

88. Kimelberg HK. Receptors on astrocytes—what possible functions? // Neurochem Int. -1995. -V. 26, № 1. P.27-40.

89. Kleitman N, Bunge RP The Schwann cell: Morphology and development. / In: The Axon. SG Waxman, JD Kocsis, PK Stys (eds). Oxford, New York. -1995. pp. 97-115.

90. Kopp D.M., Trachtenberg J.T., Thompson W.J. Glial growth factor rescues Schwann cells of mechanoreceptors from denervation-induced apoptosis // J. Neurosci, 1997, 17, 6697-6706.

91. Krasnovsky A.A. Singlet molecular oxygen in photochemical systems: 1R phosphorescence studies // Membr. Cell Biol.- 1998.- Vol.12. -P.665-690.

92. Kury P, Stoll G, Muller HW. Molecular mechanisms of cellular interactions in peripheral nerve regeneration. //Curr Opin Neurol. 2001 Oct;14(5):635-9.

93. Largo C, Cuevas P., Herreras O. Is glia disfunction the initial cause of neuronal death in ischemic penumbra? // Neurol. Res., 1996, 18, 445-448.

94. Latt SA, Stetten G. Spectral studies on 33258 Hoechst and related bisbenzimidazole dyes useful for fluorescent detection of deoxyribonucleic acid synthesis // J. Histochem. Cytochem. -1976. -24(1). -P. 24-33.

95. Laurenza A, Sutkowski EM, Seamon KB. Forskolin: a specific stimulator of adenylyl cyclase or a diterpene with multiple sites of action? // Trends Pharmacol. Sci. 1989. V.l 1. P.442-447.

96. Lonze BE, Ginty DD. Function and regulation of CREB family transcription factors in the nervous system // Neuron. -2002. -Vol.35. -P.605-623.

97. Ludwin SK. The function of perineuronal satellite oligodendrocytes: an immunohistochemical study // Neuropathol Appl Neurobiol. -1984. -V. 10. -P. 143149.

98. Ludwin SK. The pathobiology of the oligodendrocyte.// J Neuropathol Exp Neurol. -1997. -V.56. -P. 111-24.

99. Luo Y., Kessel D. Initiation of apoptosis versus necrosis by photodynamic therapy with chloroaluminum phthalocyanine // Photochem. Photobiol. -1997.-Vol.66. -P.479-483.

100. Marshall CJ. Specificity of receptor tyrosine kinase signaling: transient versus sustained extracellular signal-regulated kinase activation // Cell. -1995. -V.80. -P.179-185.

101. McRae A, Dahlstrom A, Ling EA. Microglial in neurodegenerative disorders: emphasis on Alzheimer's disease // Gerontology. -1997. -V.43 -P.95-108.

102. Michel P.P., Agid Y. Chronic activation of the cyclic AMP signaling pathway promotes development and long-term survival of mesencephalic dopaminergic neurons // J Neurochem. -1996. -Vol. 67. -P. 1633-1642.

103. Migita K, Eguchi K, Kawabe Y, Mizokami A, Tsukada T, Nagataki S. Prevention of anti-CD3 monoclonal antibody-induced thymic apoptosis by rotein tyrosine kinase inhibitors // J Immunol. 1994. V.l53 P.3457-3465.

104. Mirsky R, Jessen KR, Brennan A, Parkinson D, Dong Z, Meier C, Parmantier E, Lawson D. Schwann cells as regulators of nerve development // J Physiol Paris. -2002. -V.96 -P. 17-24.

105. Moan J. On the diffusion length of singlet oxygen in cells and tissues // J. Photochem. Photobiol. B. Biol. -1990. -Vol. 6. -P. 343-347.

106. Moan J., Peng Q. An outline of the hudred-yaer history of PDT // Anticancer Res. -2003. -Vol. 23. P. 3591-3600.

107. Moan J., Peng Q., Sorensen R., Iani V., Nesland J.M. The biophysical foundations of photodynamic therapy // Endoscopy. -1998. -Vol. 30. -P. 387-391.

108. Montgomery DL. Astrocytes: form, functions, and roles in disease // Vet Pathol. -1994. -V. 31, № 2. -P.145-167.

109. Muller P.J., Wilson B.C. Photodynamic therapy of malignant brain tumors // Can. J. Neurol. Sci. -1990. -Vol. 17. -P. 193-198.

110. Nicotera P., Leist M. Energy supply and the shape of death in neurons and lymphoid cells // Cell Death. Differ. -1997. -Vol.4. -P 435-442.

111. Nicotera P., Leist M., Single В., Volbracht C. Execution of apoptosis: converging or differing pathways? // Biol. Chem. -1999.-Vol.4. -P. 10356-1040.

112. O'Dell T.J., Kandel E.R., Grant S.F. Long-term potentiation in the hippocampus is blocked by tyrosine kinase inhibitors // Nature. -1991. -Vol. 353. -P.558-560.

113. Oleinick N.L., Evans H.H. The photobiology of photodynamic therapy: cellular targets and mechanisms.// Radiat. Res. -1998. -Vol. 150. -P. 146-156.

114. Oleinick N.L., Morris R.L., Belichenko I. The role of apoptosis in response to photodynamic therapy: what, where, why, and how // Photochem. Photobiol. Sci. -2002.-Vol.1.-P. 1-21.

115. Pafford C.M., Simples J.E., Strong J.A. Effects of the protein tyrosine phosphatase inhibitor phenylarsine oxide on excision-activated calcium channels in Lymnaea neurons // Cell Calcium. -1995. -Vol.18. -P.400-410.

116. Park SK, Solomon D, Vartanian T. Growth factor control of CNS myelination // Dev Neurosci. -2001. -V.23 -P.327-337.

117. Pawson Т. Signal transduction. Look at a tyrosine kinase // Nature. -1994. -V.372. -P.726-727.

118. Penning L.C., Dubbelman T.M., Van Steveninck J. HPD-induced photodynamic changes in intracellular cyclic AMP levels in human bladder transitional carcinoma cells, clone T24 // Biochem. Biophys. Res. Commun. -1993. -Vol.194. -P.1084-1089.

119. Pooler JP, Valenzeno DP. Physicochemical determinants of the sensitizing effectiveness for photooxidation of nerve membranes by fluorescein derivatives. //Photochem Photobiol. 1979 Oct;30(4):491-8.

120. Pooler JP. Photodynamic alteration of sodium current in lobster axon // Gen. Physiol. -1972. -60. -P. 367-87.

121. Popovic E.A., Kaye A.H., Hill J.S. Photodynamic therapy of brain tumors // J Clin Laser Med Surg. -1996. -Vol. 14. -P. 251-261.

122. Raivich G, Kreutzberg GW. Pathophysiology of glial growth factor receptors // Glia. 1994 V. 11, № 2. - P. 129-146.

123. Robinson SR, Hampson EC, Munro MN, Vaney DI. Unidirectional coupling of gap junctions between neuroglia.// Science. -1993. -V.262. -P.1072-1074.

124. Rosenthal I. Phthalocyanines as photodynamic photosensitizers // Photocem. Photobiol. -1991. -Vol. 53. -P. 859-870.

125. Rosenthal I., Murali Krishna C., Riesz P., Ben-Hur E. The role of molecular oxygen in the photodynamic effect of phthalocyanines // Radiat. Res. -1986. -Vol. 107.-P. 136-142.

126. Rudge JS, Li Y, Pasnikowski EM, Mattsson K, Pan L, Yancopoulos GD, Wiegand SJ, Lindsay RM, Ip NY. Neurotrophic factor receptors and their signal transduction capabilities in rat astrocytes // Eur J Neurosci. 1994 V. 6, № 5. -P.693-705.

127. Schlessinger J, Ullrich A. Growth factor signaling by receptor tyrosine kinases // Neuron. -1992. -V.9. -P.383-391.

128. Schlessinger J. SH2/SH3 signaling proteins. // Curr Opin Genet Dev. -1994. -V.4. -P.25-30.

129. Schmidt W., Butler W.L. Flavin-mediated photoreactions in artificial systems: a possible model for the blue-light photoreceptor pigment in the living systems // Photochem. Photobiol. -1976. -Vol. 24. -P. 71-75.

130. Seamon K.B., Padgett W, Daly J.W. Forskolin: unique diterpene activator of adenylate cyclase in membranes and in intact cells // Proc Natl Acad Sci U S A. -1981. -V.78 -P.3363-3367.

131. Sendtner M, Arakawa Y, Stockli KA, Kreutzberg GW, Thoenen H. Effect of ciliary neurotrophic factor (CNTF) on motoneuron survival // J Cell Sci Suppl. -1991. -V.15. -P.103-109.

132. Sendtner M, Kreutzberg GW, Thoenen H. Ciliary neurotrophic factor prevents the degeneration of motor neurons after axotomy // Nature. -1990. -V.345. -P.440-441.

133. Sendtner M, Stockli KA, Thoenen H. Synthesis and localization of ciliary neurotrophic factor in the sciatic nerve of the adult rat after lesion and during regeneration // J Cell Biol. -1992. -V.l 18'. -P.139-148.

134. Skaper S.D., Manthorpe M., Adler R., Varon S. Survival, proliferation and morphological specialization of mouse Schwann cells in a serum-free, fully defined medium // J. Neurocytol. 1980. - V.9, № 5. - P.683-97.

135. Stevens В., Porta S., Haak L.L., Gallo V., Fields R.D. Adenosine: a neuron-glial transmitter promoting myelination in the CNS in response to action potentials // Neuron. -2002 -V.36 -P.855-868.

136. Stoll G., Muller H.W. Nerve injury, axonal degeneration and neural regeneration: basic insights // Brain Pathol. -1999. -V.l. -P.313-325.

137. Sun H, Tonks NK. The coordinated action of protein tyrosine phosphatases and kinases in cell signaling // Trends Biochem Sci. -1994. -V.l9. -P.480-485.

138. Superti-Furga G, Courtneidge SA. Structure-function relationships in Src family and related protein tyrosine kinases. Bioessays. -1995. -V. 17. -P.321 -330.

139. Swarup G, Cohen S, Garbers DL. Inhibition of membrane phosphotyrosyl-protein phosphatase activity by vanadate // Biochem Biophys Res Communs. -1982.-Vol. 107.-P.l 104-1109.

140. Syroid DE, Maycox PR, Burrola PG, Liu N, Wen D, Lee KF, Lemke G, Kilpatrick TJ. Cell death in the Schwann cell lineage and its regulation by neuregulin. // Proc Natl Acad Sci USA. -1996. -V.93. -P.9229-9234.

141. Thibaut S, Bourre L, Hernot D, Rousset N, Lajat Y, Patrice T. Effects of BAPTA-AM, Forskolin, DSF and Z.VAD.fmk on PDT-induced apoptosis and m-THPC phototoxicity on B16 cells // Apoptosis -2002. Vol.7.,N.2. -P.99-106.

142. Trapp BD, Nishiyama A, Cheng D, Macklin W. Differentiation and death of premyelinating oligodendrocytes in developing rodent brain // J Cell Biol. -1997. -137. -P.459-468.

143. Tsujimoto Y. Apoptosis and necrosis: intracellular ATP level as a determinant for cell death modes // Cell Death Differ., -1997. -Vol.4. -P.429-434.

144. Ulvestad E, Williams K, Bjerkvig R, Tiekotter K, Antel J, Matre R. Human microglial cells have phenotypic and functional characteristics in common with both macrophages and dendritic antigen-presenting cells // J Leukoc Biol. -1994. -V.56. -P.732-740.

145. Uzdensky A., Bragin D., Kolosov M., Dergacheva O., Fedorenko G., Zhavoronkova A., Photodynamic inactivation of isolated crayfish mechanoreceptor neuron // Photochemistry and Photobiology. -2002. -76(4). -P. 431-437.

146. Uzdensky A.B. and Mironov A.F. Photodynamic inactivation of the single crayfish nerve cell: dynamics of electrophysiological responses and comparison of photosensitizers // Lasers Med. Sci. -1999. -14. -P. 185-195.

147. Uzdensky A.B. Bioelectric changes in single neuron under photodynamic effect: comparison of different photosensitizers // IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics. -1996. -V.2. -P. 984-7.

148. Uzdensky A.B. Laser microirradiation of single nerve cell // Proc. SPIE -1993. -V.l882. -P.254-267.

149. Uzdensky A.B. Photodynamic nerve cell killing: dynamics of electrophysiological responses and photosensitizers comparison // Proc. SPIE. -1997.-V. 3191.-P.130-139.

150. Uzdensky AB, Juzeniene A, Kolpakova E, Hjortland GO, Juzenas P, Moan J. Photosensitization with protoporphyrin IX inhibits attachment of cancer cells to a substratum // Biochem Biophys Res Commun. -2004. -V.322 -P.452-457.

151. Vannucci SJ, Maher F, Simpson IA. Glucose transporter proteins in brain: delivery of glucose to neurons and glia // Glia. -1997. -V. 21, № 1. -P.2-21.

152. Venance L, Cordier J, Monge M, Zalc B, Glowinski J, Giaume C. Homotypic and heterotypic coupling mediated by gap junctions during glial cell differentiation in vitro. // Eur J Neurosci. -1995. -V.7. -P.451-461.

153. Vuorinen V, Siironen J, Roytta M. Axonal regeneration into chronically denervated distal stump. 1. Electron microscope studies // Acta Neuropathol (Berl). -1995. -V.89 -P.209-18.

154. Wang-Bennett LT, Liebl DJ, Bennett GN. Targeted neuronal lesion induced by photosensitizing dyes // Brain. Res. -1990. -26;534(l-2). -P. 122-8.

155. Waxman SG, Black JA. Freeze-fracture ultrastructure of the perinodal astrocyte and associated glial junctions // Brain Res. -1984. -V.308. -P.77-87.

156. Wiersma C.A.G., Furshpan E., Florey E. Physiological and pharmacological observations on muscle organ of the crayfish, Cambarus clarkii Girard.// J. Exp. Biol. 1953. V.30.P.136-151.

157. Willie A.N., Kerr J.F., Currie A.R. Cell death. The significance of apoptosis // Int.Rev. Cytol. -1980. -V.68. -P.251-306.

158. Wolff JR. The astrocyte as link between capillary and nerve cell // Triangle. -1970. -V.9. -P. 153-64.

159. Woodburn KW, Fan Q, Miles' DR, Kessel D, Luo Y, Young SW. Localization and efficacy analysis of the phototherapeutic lutetium exaphyrin (PCI-0123) in the murine EMT6 sarcoma model // Photochem Photobiol. -1997. -V.65. -P.410-415.

160. Yoshida Y, Dereski MO, Garcia JH, Hetzel FW, Chopp M. Neuronal injury after photoactivation of photofrin II. // Am J Pathol. -1992a. -141(4). -P. 989-97.

161. Yoshida Y, Dereski MO, Garcia JH, Hetzel FW, Chopp M. Photoactivated Photofrin II: astrocytic swelling precedes endothelial injury in rat brain. //J Neuropathol Exp Neurol. 19926 51(1):91-100.

162. Zahs KR. Heterotypic coupling between glial cells of the mammalian central nervous system // Glia. -1998. -V.24. -P.85-96.

Информация о работе

Колосов, Михаил Станиславович
кандидата биологических наук
Ростов-на-Дону, 2005
ВАК 03.00.02

Диссертация

Фотодинамическое повреждение нервных и глиальных клеток: механизмы клеточной смерти и нейроглиальные взаимодействия - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы