Роль нейроглиальных взаимодействий и кальциевой сигнальной системы в реакциях нейронов и глиальных клеток речного рака на фотодинамическое воздействие

Лобанов, Андрей Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль нейроглиальных взаимодействий и кальциевой сигнальной системы в реакциях нейронов и глиальных клеток речного рака на фотодинамическое воздействие
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль нейроглиальных взаимодействий и кальциевой сигнальной системы в реакциях нейронов и глиальных клеток речного рака на фотодинамическое воздействие"

На правах рукописи

М7

Лобанов Андрей Владимирович

РОЛЬ НЕЙРОГЛИАЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ И КАЛЬЦИЕВОЙ СИГНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В РЕАКЦИЯХ НЕЙРОНОВ И ГЛИАЛЬНЫХ КЛЕТОК РЕЧНОГО РАКА НА ФОТОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

03 00 13 - физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 2007

003174459

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте нейрокибернетики им А Б Когана государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет»

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор

Узденский Анатолий Борисович

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор

Менджерицкий Александр Маркович доктор биологических наук, профессор Зинченко Валерий Петрович

Ведущая организация Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г Пущино-на-Оке)

Защита диссертации состоится «7» ноября 2007 г в_часов на заседании диссертационного Совета Д 212. 208 07 по биологическим наукам в Южном федеральном университете (344006, г Ростов-на-Дону, ул Большая Садовая, 105, ЮФУ, ауд_)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ЮФУ (344006, г. Ростов-на-Дону, ул Пушкинская, 148)

Автореферат разослан «__» 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук БабенкоВВ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Одна из актуальных проблем современной нейрофизиологии — изучение функций глиальных клеток (ГК) в их взаимодействии с нейронами ГК обеспечивают нейроны энергией, поддерживают концентрацию ионов и рН в межклеточной среде, регулируют развитие синаптических связей и проведение нервных импульсов, защищают нейроны от окислительного стресса и т д Однако полностью функции глии, а также нейроглиальные взаимодействия еще недостаточно изучены (Laming et al, 2000, Никколс и соавт, 2003) Между тем, нейроглиальные взаимодействия особенно важны в критические периоды развития и при повреждении нервной системы Исследования последних лет показывают, что нейроны и ГК взаимно поддерживают функционирование и выживание друг друга с помощью межклеточных адгезионных контактов и различных молекулярных сигналов. Такими сигнальными молекулами служат нейротрофические факторы и нейромедиаторы (Barres and Barde, 2000, Thippeswamy et al, 2005, Manesh et al, 2006).

Важнейшим повреждающим фактором для клеток нервной системы является окислительный стресс Он лежит в основе действия ишемии/гипоксии, нейродегенеративных заболеваний, различных физико-химических воздействий и травм (Storz et al., 1999, Chong et al, 2005) Эффективным индуктором окислительного стресса является фотодинамическое (ФД) воздействие. В его основе лежит образование активных форм кислорода (в частности, весьма токсичного синглетного кислорода) при освещении окрашенных клеюк в присутствии кислорода Это вызывает окислительный стресс и клеточную гибель (Dougherty et al., 1998). ФД эффект лежит в основе фотодинамической терапии (ФДТ), применяемой в онкологии, в частности, для разрушения опухолей мозга При этом могут повреждаться здоровые нейроны и ГК, окружающие опухоль. Но если влияние ФД-воздействия на опухолевую ткань подробно изучено (Dougherty et al, 1998, Dolmans et al., 2003, Oleinik et al,

2002), то реакции неповрежденной нервной ткани на ФД-повреждение и роль в них нейроглиальных взаимодействий практически не исследованы Между тем, выяснение механизмов устойчивости здоровой нервной ткани к ФД-воздействию помогло бы оптимизировать его режимы при клиническом применении и разработать способы как усиления ФД-повреждения опухолевых клеток, так и защиты здоровых

В устойчивости нейронов и ГК к фотоокислительному стрессу особую роль играют процессы меж- и внутриклеточной сигнальной трансдукции, которые регулируют процессы функциональной инактивации и смерти нейронов и ГК (Barres and Barde, 2000, Oleinik et al, 2002, Bragin et al, 2003; Uzdensky et al, 2005,). Поэтому изучение клеточно-молекулярных механизмов повреждения и устойчивости нейронов и ГК к фотоокислительному стрессу является важной физиологической задачей

Цель работы: Изучить реакции нейронов и глиальных клеток на фотоокислительный стресс, генерируемый фотодинамическим воздействием и выяснить роль происходящих при этом нейроглиальных взаимодействий, обеспечиваемых нейротрофическими факторами и поверхностными и межклеточными белками, а также изучить роль Са2+-зависимых сигнальных белков и влияния импульсной гиперакгивности нейронов на процессы фотодинамического повреждения нейронов и глиальных клеток Задачи исследования: 1. Изучить изменения функциональной активности механорецепторных нейронов речного рака, а также процессы смерти нейронов и окружающих глиальных клеток под влиянием фотодинамического воздействия

2 Изучить роль межклеточных и поверхностных белков-мишеней проте-олитических ферментов, обеспечивающих нейроглиальные взаимодействия, нейротрофических факторов (NGF, GDNF и HRGl-pl), а также Са2+-зависимых сигнальных белков (кальмодулина и кальмодулин-зависимой ки-назы II, фосфатидилинозитол- и фосфатидитхолин-специфических изоформ

фосфолипазы С, Са2+-АТФаз ЭПР) в регуляции устойчивости нейронов и глиальных клеток к фотоиндуцированному некрозу

3. Изучить участие данных сигнальных путей в регуляции устойчивости глиальных клеток к фотоиндуцироващному апоптозу.

4 Изучить влияние этих межклеточных и внутриклеточных сигнальных механизмов на фотоиндуцированное прекращения импульсной активности механорецепторного нейрона. . . ..

Научная новизна результатов исследования.

1 Впервые установлена важная роль процессов меж- и внутриклеточной сигнализации в выживаемости нейронов и глии рецептора растяжения рака при фотоокислительном стрессе. Показано, что эти сигнальные механизмы различаются в нейронах и глиальных клетках, а также неодинаковы при фотоокислительном стрессе и смерти клеток при аксотомии и изоляции

2 Впервые обнаружено влияние нейротрофических факторов на нейроны и ГК ракообразных как в темноте, так и при ФД-воздействии. Продемонстрирована модуляция импульсной активности нейронов нейрегулином НГШ1-Р1 и влияние ОБОТ и ИвР на устойчивость ГК к апоптозу, вызванному аксото-мией или фотоокислительным стрессом

3 Выявлено участие фосфолипазы С и внеклеточных белков-мишеней протеиназ в фотоиндуцированном апоптозе глиальных клеток Обнаружено, что уровень импульсной активности нейронов влияет на устойчивость сател-литных ГК к проапоптозному действию фотоокислительного стресса

4 Впервые показано, что фосфолипаза С, кальмодулин и кальмодулин-зависимая киназа II участвуют в ФД-индуцированном некрозе нейронов и глиальных клеток

5 Показано влияние нейротрофического фактора Ыв? на фотоиндуциро-ванный некроз глиальных клеток Таким образом, продемонстрировано, что в процессах фотоиндуцированного некроза клеток механорецептора рака участвуют Са2+-зависимые сигнальные белки. Установлено, что в ФД-

индуцированном торможении импульсной активности механорецепторного нейрона участвуют белки межклеточного матрикса и фосфолипаза С Научно-практическая значимость работы. . ' 4

Полученные данные 6 фотодинамическоМ пов^еУсдении нейронбви гли-альных клеток могут быть использованы при разработке й'оптимйзации способов фотодинамической терапии опухолей мозга. Данные о фармакологической модуляции сигнальных процессов могут применяться дляразработки методов повышения селективности ФД-воздействия в нейроонкологки и экспериментальной нейробиологии, позволяющих усилить фотоиндуцирован-ную смерть перерожденных клеток и защитить нормальные нейроны и ГК Результаты работы использованы при выполнении исследований по грантам РФФИ № 02-04-48027 и 05-04-48440, а также в учебном процессе в спецкурсах по фотобиологии и фотомедицине, читаемых на кафедре биофизики и биокибернетики ЮФУ

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Реакция нейронов и ГК механорецептора рака на фотодинамическое воздействие регулируется процессами меж- и внутриклеточной сигнализации, различающимися в нейронах и глиальных клетках Фармакологическая модуляция сигнальных процессов может усиливать повреждение клеток или защищать их от фотоокислительного стресса

2 В обеспечении устойчивости глиальных клеток рецептора растяжения рака к проапоптозному действию фотоокислительного стресса участвуют межклеточные и поверхностные белки-мишени протеиназ. нейротрофические факторы, фосфолипаза С и импульсная активность нейрона

3 Фосфолипаза С, кальмодулин и кальмодулин-зависимая киназа П снижают устойчивость нейронов и глиальных клеток к некрозу, вызванному фотоокислительным стрессом, а N0? ее повышает.

4 В процессе функциональной инактивации механорецепторного нейрона при фотодинамическом воздействии участвуют белки внеклеточного матрикса и фосфолипаза С, а также нейрегулин ШХ31-Р1

Апробация диссертационной работы. Материалы диссертации представлены на всероссийских и международных конференциях. «IV съезд фотобиологов России» (Саратов, 2005), «Биология - наука XXI века». 9-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых (Пущино, 2005), «11th Congress of the European Society for Photobiology» (Aix-Les-Bains, France 2005), «I съезд Физиологов СНГ» (Сочи, 2005), Колосовские чтения, (СпБ, 2006), 2-й Международный Междисциплинарный Конгресс, (Судак, Украина, 2006), «Gha in health and disease» (Cold Spring Harbor Laboratory, USA, 2006), «Simpler Nervous Systems» (Казань, 2006), «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2007), «Saratov Fall Meeting» (Саратов, 2007), «12th Congress European Society for photobiology» (London, England, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ. Личный вклад автора в опубликованном материале в среднем 50%, объем 2,5 п л

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав (обзор литературы, методика, результаты исследования, обсуждение результатов), выводов и библиографического указателя, включающего 272 отечественных и зарубежных источника Работа иллюстрирована 51 рисунком и 11 таблицами МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование проводилось на рецепторе растяжения рака (РРР) Astacus leptodactilus (Рис 1, А2) , состоящем из рецепторной мышцы (Рис 1, Б1), на которой находятся механорецепторный нейрон (МРН) (Рис 1, Б2) с отходящим от него аксоном (Рис.1, БЗ), и сателлитной глиальной оболочкой вокруг него (Рис 1, Б4) Общая схема опытов изображена на Рис.1

Изолированный МРН генерирует потенциалы действия (ПД) (Рис 1, Г4) 10-12 часов, частота ПД напрямую зависит от степени растяжения рецепторной мышцы. После изоляции РРР закрепляли в кювете с физиологическим раствором Ван-Харревельда (Рис 1, В1)

ПД отводили внеклеточно с помощью присасывающегося к аксону стеклянного электрода (Рис.1, В5), усиливали усилителем УУ-90 (Рис.1, Г1) и непрерывно регистрировали их частоту. По частотограмме (Рис.1, ГЗ) определяли время жизни МРН от начала облучения до прекращения ПД.

Рис. 1. Схема эксперимента по изучению ФД-воздейсгвия на МРН и ГК Рак: А1 - брюшная нервная цепочка, А2 - РРР, АЗ - вырезаемые кусочки панциря, на которых крепится РРР. Препарат: Б1 - механорецепторная мышца, Б2 - МРН, БЗ -аксон, Б4 - оболочка из сателлиггных ГК. Установка: В1 - кювета, В2 - опытный РРР, ВЗ - контрольный РРР, В4 - регулятор растяжения рецепторной мышцы, В5 - присасывающиеся электроды, В6 - добавление фотосенсибилизатора или модификатора, В7 -лазер. Биопотенциалы: Г1 - усилитель, Г2 - импульсная активность опытного МРН, ГЗ - частотограмма опытного МРН, Г4 - импульсная активность контрольного МРН, Г5 - частотограмма контрольного МРН.

Частота генерации импульсов контролировалась адекватно путем растяжения рецепторной мышцы (Рир 1, В4). Для доследования влияния гиперактивности МРН на реакцию клеток на ФД-воздействие ртимуляция осуществлялась путем неоднократного (до 10 раз) растяжения рецепторной мышцы, не допуская уменьшения частоты ПД ниже 10-15 Гц После 1 часа активного функционирования МРН подвергали ФД-воздействию

В каждую серию опытов входили контроль, воздействие исследуемого модификатора, ФД-воздействие, сочетанное действие ФД-воздействия и модификатора При ФД-воздействии после 20-30 минутной регистрации ПД в ванночку добавляли сенсибилизатор Фотосенс (Рис 1, В6) (смесь ди-, три- и тетра-алюмофтшюцианинов, НИОПИК, Москва) в концентрации 10'7 М, инкубировали 30 мин иоблучали 30 мин He-Ne лазером (ЛГН-111,632,8 нм, 0,3 Вт/см2) (Рис. I, В7)

Во всех сериях препараты инкубировались 7-8 часов (Uzdensky et al., 2005) После инкубации препараты флуорохромировались пропидиум иоди-дом и Hoechst-33342, промьшались, фиксировались глутаральдегидом, заключались в глицерин и изучались на флюоресцентном микроскопе ЛЮМАМ И-3 (ЛОМО, Ленинград) с цифровой камерой Nikon Coolpix 995

Пропидиум йодид, проникая в клетки с поврежденной плазматической мембраной, окрашивает ядра в красный цвет Т к повреждение мембраны характерны для некроза, по красной окраске определялся этот тип смерти клеток Hoechst-33342 придает хроматину сине-зеленую флуоресценцию, позволяя определить общее число клеток На микрофотографиях определялось число ГК на единицу площади, процент некротических МРН и ГК, а также количество апоптозных ГК с фрагментированными ядрами, окружающих аксон (на протяжении 2 мм его длины)

Для исследования роли нейроглиальных взаимодействий в реакциях нейронов и ГК на ФД-воздействие в одной серии опытов РРР обрабатывали в течение 1 часа протеолитическими ферментами проназой (0,01%) и колла-геназой (0,02%), после чего препарат промывался и подвергался ФД-

воздействие. В другой серии опытов в кювету с РРР за полчаса до облучения добавлялись нейротрофические факторы (НТФ) NGF (100 нг/мл), GDNF (10 нг/мл) и нейрегулин HRGl-pl (10 нг/мл)

Для исследования роли фосфатидилхолин-специфичной фосфолипазы С (ФХ-ФЛС) использовался ингибитор D609 (7,5 мкМ), фосфатидилинозитол-специфичной фосфолипазы С (ФИ-ФЛС) - ЕТ-18 (20 мкМ), кальциевых АТФ-аз эндоплазматического ретикулума (ЭПР) - тапсигаргин (1 мкМ), кальмодулина (КМ) ^ флюфеназин (1, мкМ), кальмодулин-зависимой киназы II (КМК II) - KN-93 (2 мкМ). Эти вещества добавлялись за 15-30 мин до ФД-воздействия Концентрации модификаторов были подобраны так, чтобы не вызывать инактивацию нейронов в темноте в течение нескольких часов Контролем служили препараты, подвергшиеся только ФД-воздействию

Статистический анализ результатов экспериментов проводился по t-критерию Стьюдента (Владимирский, 1983). Данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Глиальные клетки Сигнальные механизмы, регулирующие устойчивость ГК к апоптозу

Аксотомия и изоляция (АИ) после вырезания РРР способствовали апоптозу некоторых глиальных клеток ФД-воздействие значительно усиливало этот процесс В то же время, апоптоз МРН не наблюдался ни при ФД, ни при фармакологических воздействиях На устойчивость ГК к апоптозу, вызванному изоляцией или фотосенсибилизацией, могут влиять нейроглиальные взаимодействия (Barres and Barde, 2000, Laming et al, 2000, Никколс и др, 2003) Они реализуются, в частности, с помощью поверхностных и межклеточных белков, сигнальных нейротрофических факторов и биоэнергетических процессов Для изучения роли нейроглиальных взаимодействий в реакциях нейронов и глии на фотоповреждение в настоящей работе использовались протеолитические ферменты, нарушающие связи между этими клетка-

ми, НТФ, предположительно осуществляющие нейроглиальные взаимодействия, а также изучалось влияние интенсивного функционирования МРН, при котором быстро расходуются энергетические ресурсы.

В первой серии опытов расщепление межклеточных и поверхностных белков проназой увеличивало число апоптозных ГК в темновых условиях (Рис.2). Однако обработка РРР проназой или коллагеназой повышала устойчивость ГК к проапоптическому эффекту последующего ФД-воздействия. Это указывает на участие внеклеточных белков-мишеней протеиназ в ФД-апоптозе.

Добавление и нейрегулина НЖ31-р1, но не N0?, в темноте дос-

товерно повышали уровень апоптоза ГК (Рис.2). В препаратах РРР, подвергнутых ФД-воздействию, ОООТ и ИОР, но не НГШ1-Р1, защищали ГК от фо-тоиндуцированного апоптоза (Рис.2).

20 Н

I I 1 Контроль

2 Модификатор кУгУгУЛ 3 ФД воздействие к««™ 3 ФД воздействие

+ модификатор

2 3 4 и- с;

-г. 2

§1

1 2 и_ О

3 4

11 Ш *

г —1 Й-

т Ш 1

ш!

2 3 4

5 | 5 *

се. о х

12 3 4

2 3 га

Рис. 2. Воздействие факторов, модулирующих нейроглиальные взаимодействия, на. устойчивость ГК к апоптозу, вызванному изоляцией и фотоокислительным стрессом * р<0,05, ** р<0.01, **р<0,001

Межклеточные сигнальные молекулы, такие как НТФ, запускают различные внутриклеточные сигнальные пути. В частности, их связывание с ре-

V 60 1

л X ГО X 50 -

X С)

СП I)

ш о го 40 -

о. 2 X

X <|> ь. с 30 -

ч.

1_ то п £ 5 20 -

•е-

о т го X 10 -

12 3 4 0609 7.5 м кМ

„2+-

| I 1 Контроль гмм'м'а 2 Модификатор

з ФД воздействие -Л'л-хтя 4 фД воздействие + м од иф и катор

1234 1234 1234 ЕТ-18 Тапсигаргин Флюфе-20 мкМ 1 мкМ назин 1 мкМ

Рис. 3. Роль белков Са "сигнальной системы в устойчивости ГК к апоптозу * р<0,05, ** р<0.01, **р<0,001

цепторными тирозинкиназами активирует фосфолипазу С и стимулирует высвобождение Са2+ из ЭПР. В проведенных опытах 0609, ингибитор ФХ-ФЛС, не изменял устойчивость ГК к апоптозу при аксогомии и изоляции (АИ) или при ФД-воздействии. Но ЕТ-18, ингибитор ФИ-ФЛС, снижающий производство инозитол-3-фосфата (ИФ3) и этим препятствующий выходу Са2+ из ЭПР, ослаблял апоптоз ГК после АИ или фотоокислительного стресса (Рис.3). Ингибитор Са2+-АТФазы ЭПР тапсигаргин, который также повышает [Са2+]ь напротив, снижал устойчивость ГК к апоптозу после АИ, но не ФД-воздействия (Рис.3). Это указывает на участие Са2+-зависимой сигнальной системы в апоптозе ГК.

Ингибирование КМ флюфеназином увеличивало апоптоз ГК после АИ, но не ФДгвоздействия. КИ-93, ингибитор КМК II, не влиял на апоптоз ГК, вызванный этими воздействиями (Рис. 3). Следовательно, апоптоз, индуцированный аксотомией и изоляцией, но не фотоокислительным стрессом, реализуется с участием КМ, но независимо от КМК И.

Важную роль в жизнедеятельности нейронов и глии играют энергетические процессы. В отличие от нейронов, ГК не реагируют на растяжение ре-цепторной мышцы. Но в проведенных опытах гиперактивация нейронов, вызванная серией повторных растяжений рецепторной мышцы, снижала ФД-

индуцированный апоптоз ГК (Рис.2). Следовательно, импульсная активность МРН влияла на нейроглиальные взаимодействия в РРР и тем самым модулировала устойчивость ГК к фотоиндуцированному апоптозу. Сигнальные механизмы, регулирующие устойчивость ГК к некрозу

ФД-воздействие, повреждающее мембранные структуры, приводило к некрозу примерно 60-70 % нейронов и глиальных клеток. Подобный эффект наблюдался при действии проназы, которая увеличивала некроз ГК в темноте и после ФД-воздействия (Рис.4). Это говорит об участии .внеклеточных белков-мишеней проназы в некротических процессах

Ингибирование ФИ-ФЛС с помощью ЕТ-18 снижало ФД-индуцированный некроз ГК (Рис. 4), но не влияло на некротические процессы, вызванные изоляцией. То есть, ИФ3 способствует некрозу ГК, в: -анно-му ФД-воздействием, но не АИ. В609, ингибитор другой изоформы ФЛС, не образующей ИФ3, усиливал АИ-, но не ФД-индуцированный некроз ГК.

Ингибитор КМ флюфеназин не влиял на устойчивость ГК к некрозу в темноте, но повышал ее при ФД-воздействии (Рис. 4). КЫ-93, ингибитор КМК II, снижал некроз ГК при ФД-воздействии, но не в темноте, что свидетельствовало об участии КМК II в ФД-индуцированном некрозе ГК (Рис. 4).

Проназа N 8 Р 0609 ЕТ-18 Флюфе-КЫ-93 0,01% 10 0 н г 7,5мкМ20мкМ н а з и н 2 м к М " 1 м к М

I I 1 Контроль

ьтппгл 2 Модификатор ьуячч-ччуя 3 Ф Д воздействие 4 ФД воздействие + модификатор

Рис. 4. Влияние различных сигнальных путей на устойчивость ГК к некрозу * р<0,05, ** р<0.01, ***р<0,001

Вероятно, КМ и КМК II последовательно участвуют в процессах некроза ГК при фотоокислительном стрессе, но не после АИ Сигнальные механизмы, регулирующие численность ГК

ФД-воздействие повышало число ГК на единицу площади препарата (Табл 1.) Проназа (но не коллагеназа) снижала число ГК в темноте, предотвращая ФД-индуцированный глиоз, что указывает на участие межклеточных и поверхностных белков в этих процессах Ингибирование КМ флюфенази-ном повышало число ГК в темноте, а ингибитор КМК IIКЫ-93 предотвращал фотоиндуцированный глиоз Следовательно, различные Са2+ -зависимые белки участвовали в регуляции распределения ГК (Табл.1)

Табл 1 Влияние различных меж- и внутриклеточных сигнальных путей на плотность распределения ГК на 10000 мкм2___

Воздействие Контроль Модулятор ФД воздействие ФД-воздействие + модулятор

1 2 3 4

35±2 36±2 37±2 36±2

N0? 38±4 37±2 46±3 40±3

даш-р1 35±2 32±2 35±2 42±4

Проназа 45±5 29±4*1 47±4 31±2 **3

Коллагеназа 37±2 34±3 48±5 47±6

Гиперактивность - - 37±3 37±3

В609 38±4 35±1 44±3 39±3

ЕТ-18 44±3 42±2 48±4 48±4

Тапсигаргин 37±3 30±3 44±5 43±6

Флюфеназин 38±4 44±3*1 45±3 44±3

КЫ-93 35±2 35±3 44±2 36±3 *3

*р<0,05, ** р<0 01, ***р<0,001

Нейроны

Сигнальные механизмы, регулирующие устойчивость МРН к некрозу

ФД-воздействие вызывало некроз МРН (Рис 5) ЕТ-18, ингибитор ФИ-ФЛС, не действовал на фотоиндуцированный некроз МРН, в отличие от ГК Это говорит о том, что фотоиндуцированный некроз нейронов, в отличие от глии, является ИФ3-независимым. ФХ-ФЛС способствовал защите МНР от АИ-индуцированного некроза, как и в случае ГК (Рис 5)

ш X

1 Контроль'

2 Модификатор

3 ФД воздействие чашш 4 ФД воздействие

+модификатор

2 3 4 0609 7,5 мкМ

12 3 4 Флюфеназин 1 мкМ

2 3 4 «N-93 2 мкМ

Рис. 5. Влияние различных сигнальных путей на устойчивость МРН к некрозу * р<0,05, ** р<0.01, ***р<0,001

Ферменты Са2+-зависимого сигнального пути КМ и КМК II регулировали некроз МРН также, как ГК. Их ингибиторы флюфеназин и КМ-93 не изменяли уровень некроза нейронов после АИ, но снижали его после ФД-воздействия (Рис.5). Вероятно, как и в глии, эти белки, последовательно участвовали в некрозе нейронов при ФД-воздействии.

Табл. 2. Влияние различных меж- и внутриклеточных сигнальных путей на прод,- гжи-тельность импульсации нейрона, мин._____

Воздействие Интактные Модификатор ФД воздействие ФД-воздействие + модификатор

1 2 3 4

Н1Ш1-р1 290±40 320±10 20±5***1 11±2 *3

Коллагеназа >400 >400 26±3 **1 П±2 *3

0609 390±30 36±12 ***1 17±2 ***! 15,5±2

ЕТ-18 390±40 160±20 ***1 1б±3 ***1 33±8 *3

* р<0,05, **р<0.01, ***р<0,001 1

Сигнальные пути, регулирующие импульсную активность МРИ

Изолированные МРН длительно (до 7-8 ч) генерировали ПД в темноте. ФХ- и ФИ-ФЛС участвовали в этом процессе, о чем говорит сокращение времени жизни МРН при их ингибировании (Табл. 2).

ФД-воздействие вызывало необратимое прекращение импульсации МНР за 15-20 мин (Рис.1,Г2,ГЗ). Это время сокращалось под влиянием НЯСН-р! и

коллагеназы, а ингибирование ФИ-ФЛС увеличивало его (Табл 2) Возможно, длительность импульсации при ФД-воздействии регулируется различными межклеточными и/или поверхностными белками, ИФ3 и НТФ

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Проведенные опыты показали, что 1) аксотомия с последующей изоляцией вызывает инактивацию нейронов, некроз МРН и ГК, а также апоптоз (но не глиоз) ГК, развивающиеся через 7-8 часов; 2) ФД-воздействие резко усиливает данные процессы и также вызывает увеличение плотности распределения ГК вокруг тела нейрона, 3) на эти процессы влияли гидролиз внеклеточных и поверхностных белков, НТФ, импульсная гиперактивность нейрона, а также разные изоформы фосфолипазы С и белки кальциевого сигнального каскада КМ и КМК II Общая схема функционирования этих сигнальных путей изображена на Рис 6

С - у * . Ч

При ФД-воздействии, гибель клеток происходит, в основном, из-за фотоокислительного стресса, вызванного интенсивной генерацией синглетного кислорода молекулами фотосенсибилизатора (Dougherty et al, 1998) Кроме того, одни и те же процессы в нейронах и глии могут опосредоваться разными сигнальными путями Поэтому участие различных молекулярных механизмов было неодинаковым при темноте и при ФД-воздействии, а также могло различаться в нейронах и ГК

Сигнальные пути, регулирующие устойчивость ¿лии к апоптозу

Обработкой РРР проназой и коллагеназой защищала ГК от ФД-индуцированного апоптоза (Lobanov, Uzdensky, 2006). Вероятными мишенями этих протеиназ являются межклеточные и поверхностные белки (элементы межклеточного матрикса, адгезионные и сигнальные белки, а также ионные каналы, насосы и мембранные рецепторы) С их участием реализуются нейроглиальные взаимодействия, а их повреждение может изменить реакцию

нейронов и глии на ФД-воздействие (Lobanov, Uzdensky, 2006). Снижение уровня апоптоза ГК могло быть связано с нарушением передачи молекулярных сигналов от нейронов к ГК, модулирующих выживание при ФД-воздействии (Kolosov, Uzdensky, 2006). Конкретные механизмы защиты ГК пока не известны. Не исключено, что протеолизу подверглись про-апоптические белки, аналогичные НТФ рецептору р75 (Kaplan et al., 1997). Также возможно протеолитическое разрушение глутаматдекарбоксилазы, участвующей в образовании глутамата из N-ацетиласпартилглутамата (NAAG) в межклеточной жидкости нервов рака, что предотвращает токсич-

ликолиз

ютеина:

NAAG

Белки

-ФлС

1Юфена:

ИФ -каналы

.ТФаза

апсигар!

КЛЕТОЧНЫЙ ОТВЕТ:

апоптоз, некроз и импульсная активность

t— n I >1 л Ионотропные Рецепторные Метаботропные J j рецепторы тирозинкиназы

НЕЙРОН

Рис.6. Схема различных меж и внутриклеточных сигнальных путей в системе «ней-рон-глия», изучаемых в настоящей работе.

Протеиназы - коллагеназа и проназа, ЕСМ - межклеточный матрикс, GDC - глута-матдекарбоксилаза, NAAG -N-ацетиласпартилглутамат.

ность возбуждающих аминокислот (Urazaev et al, 2001, Gafiirov et al., 2002) (Рис 6)

HRGl-ßl и GDNF снижали устойчивость ГК к апоптозу в темноте, но только GDNF и NGF защищали ГК от фотоиндуцированного апоптоза Возможно, у ГК речного рака есть рецепторы, способные активировать защитные пути при распознавании GDNF/NGF и HRGl-ßl Разнонаправленное влияние GDNF в темноте и при ФД-воздействии может быть связанйо с тем, что в темноте активен один тип рецепторов, а при фотосенсибилизации -другой, либо происходит их инактивация Такими рецепторами НТФ могут быть аналоги проапоптического рецептора р75, индуцирующего апоптоз в клетках млекопитающих (Kaplan et al., 1997) и тирозинкиназных рецепторов (Uzdensky et al, 2005). Тирозинкиназные рецепторы, как известно, могут реа-лизовывать антиапоптозный эффект через TrkA-активируемую PI3/Akt-киназу, фосфорилирующие проапотический белок Bad, тем самым инактиви-руя его (Krauss, 2001).

НТФ, модулирующие выживание нейронов и ТК, хорошо изучены у млекопитающих, но пока мало исследованы у беспозвоночные животных Аналоги НТФ обнаружены у некоторых червей и моллюсков, но не найдены у D melanogaster и С elegans С появлением НТФ связывают возникновение сложной нервной системы позвоночных животных (MacKay et al ,1999) Данные об их присутствии в нервной системе ракообразных отсутствуют Полученные результаты показывают влияние NGF, HRGl-ßl и GDNF на выживание ГК и МРН речного рака после АИ и ФД-воздействии Возможно, у ракообразных есть рецепторы, распознающие НТФ или их аналоги.

В настоящей работе показана важная роль Са2+-зависимого сигнального пути, в котором участвует ФИ-ФЛС, генерирующая ИФ3, который стимулирует высвобождение Са2+ из ЭПР (Крутецкая и др., 2003) Ингибирование ФИ-ФЛС значительно снижало уровень апоптоза ГК и в темноте, и при ФД-воздействии, что свидетельствует об участии ИФ3 в процессах апоптоза ГК

Напротив, ингибирование ФХ-ФЛС, которая не образует ИФ3 и не приводит к высвобождению Са2+, не влияло на апоптоз ГК

Ингибитор Са2+-АТФазы ЭПР тапсигаргин, известный индуктор алопто-за (Treiman et al, 1998), индуцировал апоптоз ГК в темноте, что, вероятно было связанно с повышением [Са2+], Это подтверждает участие высвобождающегося из ЭПР Са2+ в апоптозе ГК, что согласуется с литературными данными об участии Са2+ в клеточной гибели (Verkhratsky et al, 1998, Sola et al, 1999) Отсутствие влияние тапсигаргина при ФД-воздействии может быть связано с тем, что фотоокислительный стресс и так приводит к повышению [Са2+], (Oleinik et al., 2002), поэтому дополнительное ингибирование кальциевых насосов не может существенно увеличить уже существующую' высокую [Са2+] , Возможно также, Са2+-АТФ-азы могли быть повреждены ФД-воздействием или ФД-активированными каспазами (Granville et al, 2001)

Ионы Са2+ могут влиять на клетку, активируя такие белки, как КМ Его ингибирование флюфеназином в темноте, но не при ФД-воздействии, снижало устойчивость ГК к апоптозу Это говорит о разных механизмах клеточной смерти в этих условиях Т к ингибирование КМК II не изменяло устойчивость ГК к апоптозу после А И, можно предположить участие пока не идентифицированного пути, опосредованного КМ, но не зависимого от ¿оЛК II (Bialik et al, 2004).

Энергетические взаимодействия между глией и нейронами является одним из компонентов нейроглиальных отношений (Laming et al, 200(3)? Интенсивное функционирование МРН приводило к снижению числа апоптозных, но не некротических сателлитных ГК, что свидетельствует о влиянии импульсной активности МРН на нейроглиальные взаимодействия Это могло быть связано с перераспределением энергетических субстратов в1 системе «нейрон-глия» Недавно показано, что при повышении активации нейронов ГК транспортируют к ним лактат (Vega et al, 2003, Pellerin et al., 2003) T к апоптоз весьма энергозависим (Sastry et al, 2000), то перераспределение энергетических субстратов от ГК к интенсивно функционирующему МРН могло

привести к снижению энергетического статуса ГК и тем самым ослабить их апохггоз

Молекулярные механизмы, регулирующие устойчивость ГК к некрозу

ФД-воздействие вызывает некроз и ГК, и МРН. Некроз - более неспецифичный и «хаотичный» вариант смерти клеток, чем апоптоз. В настоящей работе проназа, но не более специфичная коллагеназа, усиливала некроз ГК в темноте и при ФД-воздействии, что могло бьггь вызвано, протеолитическим повреждением плазмалеммы. Некроз МРН при этом не наблюдался, возможно, из-за «экранирования» его глиальной оболочкой.

Нейротрофин ИОР, но не ОБОТ и Н1Ш1-р1, снижал фотрицдуцирован-ный некроз ГК. Это также может быть связано с, наличием в ГК разных типов рецепторов к НТФ. Отсутствие эффекта на МРН может быть связанно с тем, что рецепторы к в нейроне отсутствуют,. либо с тем, что глиальная оболочка «экранирует» нейрон от крупных молекул N0?.

Ингибирование ФИ-ФЛС, снижало некроз ГК при ФД-воздействии. Это указывает на участие в фотоиндуцированном некрозе глии ИФ3-зависимого высвобождения Са2+ из ЭПР Но этот эффект не проявлялся в МРН, что может говорить о том, что ФД-индуцированный некроз МРН, в отличие от ГК, является ИФз-независимым

Ингибировании КМ флюфеназином при ФД-воздействие снижало некроз МРН и ГК, что указывает на участие КМ в некротических (но не апоптиче-ских) процессах при фотоокислительном стрессе. Ингибирование КМК II с помощью ККГ-93 действует на МРН и ГК аналогичным образом, снижая ФД-индуцированный (но не АИ-индуцированный) некроз Можно предположить, что участие КМ в процессах фотоиндуцированного некроза было опосредовано КМК II (игёепвку е! а1., 2007). Это согласуется с литературными данными, по которым Са2+/КМ/КМК II снижают активность лактатдегидрогена-зы в деполяризованных нейронах млекопитающих, что характерно для некроза (Такапо ег а!, 2003).

Возможный механизм пронекротического действия КМ/КМК II при ФД-воздействии может быть связан с токсичностью возбуждающих аминокислот При КМК П-зависимом фосфорилировании ММОА-рецепторы сенсибилизируются к глутамату, что приводит к гиперповышению [Са2+], и некрозу (СоШгап, 2004)

Таким образом, полученные данные подтверждают накапливающиеся сведения о том, что некроз нейронов и ГК не является пассивным к-, управляемым процессом, а может модулироваться различными сигнальными механизмами (ЗтйсЬакл е! а1., 2003).

Регуляция числа глиальных клеток на единицу площади

Увеличение числа ГК на единицу площади может быть результатом их усиленного деления в области ФД-повреждения или их миграции в район сомы Проведенные эксперименты свидетельствуют об участии в этих процессах межклеточных и поверхностных белков, а также КМ и КМК II Сигнальные процессы, участвующие в генерации ПД

При ФД-воздействии коллагеназа достоверно сокращала, .время импульсной реакции нейрона на облучение, проназа также проявляла подобную тенденцию Как предполагалось ранее, ФД-индуцированное торможение им-пульсации нейрона связано с повышением [Са2+], (Шёепэку е! а1, 2000, 2003) Протеолитическое воздействие на белки метаботропных и ионотроп-ных рецепторов, молекул адгезии и т д. могло изменять концентрацию внутриклеточного кальция, а также нарушать работу систем поддержания ионных градиентов (ЬоЬапоу, Шёепзку, 2006).

Ингибирование обоих типов ФЛС в темноте вело к сокращению продолжительности ^генерации ПД, что свидетельствует о важности и диацилг-лицерола и ИФз.в механизмах импульсной активности Ингибирование ФЛС, генерирующей ИФ3, вело к увеличению времени имрульсацйи нейрона при ФД-воздействии. Таким образом, ФИ-ФЛС способствует увеличению времени жизни нейрона в темноте, но сокращает ее при фотоокислительном стрессе Так как ионы Са2+, высвобождающиеся из ЭПР при функционировании

ФИ-ФЛС, могут как защищать клетку, так и способствовать клеточной гибели, можно предположить, что в темноте и при фотоокислительном стрессе система кальциевой сигнальной трансдукции в нейронах выполняет различные функции, защищая МНР в темноте, но способствуя сокращению времени жизни при ФД-воздействии.

Сокращение времени импульсации при воздействии Н1Ш1-Р1 может объясняться наличием в МРН рецепторов, специфических к этому НТФ.

Таким образом, реакция МРН и ГК на фотодинамическое воздействие и изоляцию регулируется процессами меж- и внутриклеточной сигнализации, различающихся в МРН и ГК, а также отличающихся при фотоокислительном стрессе и гибели клеток при изоляции и аксотомии. Фармакологическая модуляция этих молекулярно-клеточных механизмов может модулировать действие фотоокислительного стресса на МРН и ГК. Общая схема участия этих процессов в гибели разных клеток РРР при различных условиях эксперимента изображена на рис. 7

АКСОТОМИЯ гиперактивность,

И ИЗОЛЯЦИЯ

(К Са^АТФазьГ"

ФД-воздействие

ЭПР — ФХ-ФлС ФИ-ФлС

у—ЕшЙ'

еСОЫГ-ф^Г ...........

;а2*АТФаз&1 от ЭПР ° -ФХ-ФлС УФИ-ФлС-

межклеточные/поверхностные белки - мишени протеиназ Рис. 7: Участие меж- и внутриклеточных сигнальных путей в процессах гибели МРН и ГК

ВЫВОДЫ:

1. Фотодинамическое воздействие, вызывает некроз, апоптоз и увеличение плотности распределения-тлиальных клеток в изолированном рецепторе растяжения речного рака, а также некроз нейронов и сокращение продолжительности его импульсации

2. Процессы фотоиндуцированной инактивации и смерти нейронов и глиальных клеток регулируются процессами меж- и внутриклеточной сигнализации В нейронах и глиальных клетках сигнальные пути, регулирующие фо-тодинамйческое повреждение, различаются Фармакологическая модуляция сигнальных путей может усиливать повреждение Клеток или защищать их от фотоокислительного стресса

3. В ФД-индуцированном некрозе нейронов и глиальных клеток участвуют кальмодулин и кальмодулин-зависимая протеинкиназа II Фосфотидили-нозитол-специфичная фосфолипаза С, а также проназа способствуют фото-индуцированному некрозу глии, но не нейронов ЫОБ обеспечивает защиту глиальных клеток, но не нейронов от фотоиндуцировэнного некроза

4 Устойчивость глиальных клеток к ФД-индуцированному апоптозу повышается при разрушении межклеточных и поверхностных белков протеина-зами, действии нейротрофических факторов МвБ и ОВ№, а также при инги-бировании фосфотидилинозитол-специфичной фосфолипазы С или при напряженном функционировании нейронов

5. В процессе ФД-индуцированного прекращения импульсации нейронов участвует фосфотидюганозитол-специфичная фосфолипаза С Время фотоиндуцированной инактивации нейронов сокращается при действии нейрегу-лина 1ЖШ-Р1 и разрушении межклеточных и поверхностных белков колла-геназой

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1 Lobanov А V, Uzdensky А В PDT-induced death of sensory neurons and glial cells in the isolated crayfish stretch receptor after proteolytic treatment // J Neurosci Res 2005 - V 82 P 866-874 0,33 п л, яичн вк 50%

2 Uzdensky A, Lobanov A, Bibov M, Petin Y Involvement of Ca(2+)- and cyclic adenosine monophosphate-mediated signaling pathways m photodynamic injury of isolated crayfish neuron and satellite ghal cells//J Neurosci Res -2007 V 85 P 860-870 0,42пл, личн вк 45%

3 Узденский А Б, Колосов М С, Лобанов А В Смерть нейронов и глиалышх клеток, вызванная фотодинамическим воздействием сигнальные процессы и нейроглиальные взаимодействия // Морфология, - 2007, т 132, №4, - С 7-15,0,4 п л, личн вк 30%

4 Лобанов А В Узденский А Б Нейротрофин NGF защищает глиальные клетки, но не нейроны рецептора растяжения рака Astacus Astacus от фотоокислительного стресса // Журнал эволюционной биохимии и физиологии, -2007, т 43 , №5, - С 448-449 0,05 п л, личн вк. 50%

Список работ, опубликованных по теме диссертации

5 Лобанов А В, Узденский А Б Кальмодулин защищает нейроны и глиальные клетки речного рака от смерти, вызванной аксотомией и изоляцией// Известия вузов Сев -Кав Регион -2007, №3 С 65-68 0,12 п л, личн вк 50%

6 Колосов М С, Лобанов А В, Аулова С А, Узденский А Б О роли межклеточных ней-роглиальных взаимодействий в фотодинамическом повреждении рецептора растяжения рака// IV съезд фотобиологов России Мат Съезда Саратов - 2005 - Р81-83 0,12 пл, личн вк 30%

7 Лобанов А В, Братин Д Е, Узденский А Б Нейроглиальные взаимодействия при фотодинамическом повреждении рецептора растяжения рака// Мат конф «Биология — наука XXI века 9-я Междунар Путинская школа-конференция молодых ученых» - 2005 - С 84 0,04 п л, личн вк 40%

8 Uzdensky А В, Kolosov М S , Bragm D Е, Lobanov А V Photodynamic injury of isolated crayfish stretch receptor death of glial cells and neuroglial interactions// 11th Congress of the Eur Soc forPhotobiology Aix-Les-Bains,France,2005,P62 0,04пл,личн вк 25%

9 Lobanov A V, Petm Y О, Uzdensky А В The role of Ca2+-related signaling in photodynamic injury of nerve and ghal cells// Proc SPIE,-2007 -V6535 -P 131-138 0,3 пл, личн вк 25%

10 Лобанов А В, Узденский А Б Реакция механорецепторных нейронов и сателлшных глиальных клеток рака на фотодинамическое воздействие при протеолитическом нарушении нейроглиальных взаимодействий // I съезд Физиологов СНГ, Сочи -2005 -Т 2 -С 43 0,04 п л личный вклад 50%

11 Колосов М С, Лобанов А В, Аулова С А, Узденский А Б Нейроглиальные взаимодействия при фотодинамическом повреждении рецептора растяжения рака // Проблемы нейрокибернетики Ростов-на-Дону, Изд ООО ЦВВР - 2005 - Т2 -С 247-250 0,12 пл, личн вк 50%

12 Uzdensky A, Kolosov, М, Bragin, D, Lobanov AV Neuroglial interactions and intercellular signaling during Photodynamic injury of isolated crayfish stretch receptor // FEBS J, 2005 - 272 - N3-082 -P 47 0,04 п.л, личн вк 25%

13 Узденский А Б, Лобанов А В , Бибов М Ю, Петин Я О, Колосов М С Фотодинамическое повреждение нейронов и сателлитных глиальных клеток нейроглиальные взаимодействия и сигнальные процессы // Второй Международный Междисциплинарный Конгресс, Судак, Украина -2005 -С 172 0,04 л л, личн вк 40%

14 Uzdensky А, Kolosov М, Lobanov А V, Bibov М Y, Petin Y О Neuroglial interactions in isolated crayfish stretch receptor under photooxidatxve stress // Glia in health &' 'disease - Cold Spring Harbor Laboratory, US A -2006 -P 149.0,04 п л, личн вк 40%

15 Lobanov A V, Petin Ya О, Bibov M Yu, Uzdensky А В The involvement of calcium-, cAMP- and MAPK-dependent signaling pathways in response of isolated crayfish stretch receptor neuron and satellite glia to photodynamic impact// Simpler Nervous Systems Kazan -2006 -P 47 0,04 п л, личн вк 35%

16 Лобанов А В Узденский А Б Участие кальмодулина и кальмодулин-зависимой киназы II в реакциях нейронов и глии на фотодинамическое воздействие // Мат XX съезда физиологического общества им ИП Павлова. Москва,2007,-С310 0,04пл личн вк50%

17 Лобанов А В Петин Я О Узденский А Б Роль Са2+-зависимых сигнальных путей в фотодинамическом повреждении нейронов иг глиальных клеток // «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» Пущино 2007- G -88-90 0,125 п л, лита, вк 50% (

18 Лобанов А В Петин Я О Узденский А Б Участие нейротрофических факторов в реакции нейронов и глиальных клеток рецептора растяжения речного рака на фотодинамическое воздействие// «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» Пущино 2007- С 8890 0,125пл,личн вк 50%

19 Lobanov А, Uzdensky A Modulation of photodynamic injury of crayfish neuronal and glial cells by neurotrophic factors// 12th Congress European Society for photobiology Program and Book of abstracts 2007 -P 155 0,04 п л, личн вк 50%

20 Lobanov A V, Petui Y O, Uzdensky A B The effect of some mammalian neurotrophic factors on photodynamic damage to crayfish neurops ajid ghal cells// Saratov Fall Meeting SFM' 07 http //optics sgu ni/SFM/2007/preliminary/'»Workshop=51,0,04 n n, ni«H bk 40%

Список научных сокращений

[Са2+], - концентрация ионов Са2+ в цитоплазме, АИ - аксотомия и изоляция, ИФ3 - инозитол-3-фосфат, ГК — глиальные клетки; КМ - кальмодулин,

КМКII - кальмодулин-зависимая киназа II; МРН - механорецепторный нейрон, НТФ - нейротрофические факторы, РРР - рецептор растяжения рака, ПД - потенциалы действия; ФД - фотодинамический,

ФИ-ФЛС — фосфатидилинозитол-зависимая фосфолипаза С, ФХ-ФЛС - фосфатидилхолин-зависимая фосфолипаза С, ЭПР - эндоплазматический ретикулум

Издательство «ЦВВР» Лицензия ЛР № 65-36 от 05 08 99 г Сдано в набор 28 09 07 г Подписано в печать 28 09 07 г Формат 60*84 1/16 Заказ № 867 Бумага офсетная Гарнитура «Тайме» Оперативная печать Тираж 100 экз Печ Лист 1,0 Уел печ л. 1,0 Типография Издательско-полиграфнческая лаборатория УНИИ Валеологии

«Южный федеральный университет» 344091, г Ростов-на-Дону, ул Зорге, 28/2, корп 5 «В», тел (863) 247-80-51 Лицензия на полиграфическую деятельность № 65-125 от 09 02 98 г

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лобанов, Андрей Владимирович

Список сокращений

Введение.

1. Обзор литературы

1.1. Типы и функции глиальных клеток

1.1.1. Глиальные клетки центральной нервной системы

1.1.2. Глиальные клетки периферической нервной системы

1.2. Нейроглиальные взаимодействия

1.2.1. Ионный обмен между нейронами и глией

1.2.2. Обмен медиаторами и энергетическими субстратами

1.2.3. Нейротрофические факторы

1.2.3.1. Взаимодействие НТФ с клеткой

1.2.3.2. Классификация НТФ

1.2.3.3. Представленность НТФ в разных группах животного царства

1.2.4. Межклеточные контакты

1.3. Клеточная смерть

1.3.1. Типы клеточной гибели, апоптоз и некроз

1.3.2. Механизмы клеточной смерти

1.3.2.1. Протеолиз при клеточной смерти

1.3.2.2. Митохондриальные повреждения при клеточной смерти

1.3.2.3. Механизмы некроза.

1.3.3. Молекулярные механизмы, обеспечивающие выживание-.

1.4. Внутриклеточная регуляция процессов гибели

1.4.1. Кальциевая сигнальная система.

1.4.1.1. Фосфолипаза С.

1.4.1.2. Кальмодулин

1.4.1.3. Кальмодулин-зависимая киназа II

1.4.2. Окислительный стресс

1.4.2.1. Генерация АФК в клетке

1.4.2.2. Действие АФК на клеточные, биосубстраты

1.4.3. Взаимодействие кальциевой сигнальной системы и АФК--.

1.4.3.1. Влияние АФК на кальциевую сигнальную систему

1.4.3.2. Влияние Са -сигнальной системы на генерацию АФК.

1.5 Фотодинамический эффект.

1.5.1. Механизмы фотодинамического воздействия.

1.5.2. Фотосенсибилизаторы в фотодинамической терапии

1.5.3. Фотоокислительный стресс и клеточная гибель

1.5.4. Эффект ФД-воздействия на нейроны.

1.5.5. Эффект ФД-воздействия на глиальные клетки

2. Материалы и методы исследования

2.1. Объект исследования

2.2. Методика постановки эксперимента

2.3. Микроскопирование препаратов

2.4. Используемый фотосенсибилизатор.

2.5. Используемый лазер.

2.6 Исследование нейроглиальных взаимодействий

2.6.1 Изучение протеолитического воздействия

2.6.2 Изучение гиперактивного функционирования МРН.

2.6.3 Изучение влияния НТФ при ФД-воздействии

2.7 Исследование внутриклеточных сигнальных путей

2.7.1 Ингибирование ФХ-ФлС

2.7.2 Ингибирование ФИ-ФлС

2.7.3 Ингибирование Са2+-АТФаз ЭПР

2.7.4 Ингибирование кальмодулина

2.7.5 Ингибирование КМК II.

2.8. Статистическая обработка результатов

3. Результаты исследований

3.1. Сигнальные механизмы, регулирующие устойчивость ГК к апоптозу—

3.1.1. Участие межклеточных сигнальных путей в апоптозе ГК

3.1.1.1. Влияние протеолитических ферментов на апоптоз ГК

3.1.1.2. Влияние НТФ на апоптоз ГК

3.1.1.3. Влияние гиперактивного функционирования МРН на апоптоз ГК—

3.1.2. Участие внутриклеточных сигнальных путей в апоптозе ГК

3.1.2.1. Участие ФХ-ФлС в процессах апоптоза ГК

3.1.2.3. Участие ФИ-ФлС в процессах апоптоза ГК.

3.1.2.4. Влияние активности АТФаз ЭПР на процессы апоптоза ГК

3.1.2.5. Влияние активности кальмодулина на процессы апоптоза ГК.

3.1.2.6. Влияние КМКII на процессы апоптоза ГК.

3.2. Сигнальные механизмы, регулирующие устойчивость ГК к некрозу

3.2.1. Участие межклеточных сигнальных путей в некрозе ГК

3.2.1.1. Влияние протеолитических ферментов на некроз ГК

3.2.1.2. Влияние НТФ на некроз ГК

3.2.1.3. Влияние гиперактивного функционирования МРН на некроз ГК—

3.2.2. Участие внутриклеточных сигнальных путей в некрозе ГК

3.2.2.1 Участие ФХ-ФлС в процессах некроза ГК

3.2.2.2 Участие ФИ-ФлС в процессах некроза ГК.

3.2.2.3 Участие Са2+-АТФаз ЭПР в процессах некроза ГК

3.2.2.4 Участие КМ в процессах некроза ГК

3.2.2.5 Участие КМК II в процессах некроза ГК

3.3. Сигнальные механизмы, регулирующие плотность распределения ГК на единицу площади.

3.3.1. Межклеточные сигнальные пути регуляции глиоза

3.3.2. Внутриклеточные сигнальные пути регуляции глиоза

3.4. Сигнальные механизмы, регулирующие устойчивость МРН к некрозу

3.4.1. Межклеточные сигнальные пути регуляции некроза МРН

3.4.1.1. Влияние протеолитических ферментов на некроз МРН

3.4.1.2. Влияние НТФ на некроз МРН-—.

3.4.1.3. Влияние нейронной гиперактивности на некроз МРН.

3.4.2. Внутриклеточные сигнальные пути регуляции некроза МРН

3.4.2.1. Участие ФХ-ФлС в процессах некроза МРН

3.4.2.2. Участие ФИ-ФлС в процессах некроза МРН

3.4.2.3. Влияние активности Са2+АТФаз ЭПР на некроз МРН

3.4.2.4. Участие кальмодулина в процессах некроза МРН

3.4.2.5. Участие КМК II в процессах некроза МРН

3.5.Сигнальные механизмы, регулирующие процессы кариопикноза МРН

3.5.1. Межклеточные сигнальные пути, регулирующие процессы кариопик-ноза МРН.

3.5.2. Внутриклеточные сигнальные пути, регулирующие процессы кариопикноза МРН

3.6. Сигнальные механизмы, регулирующие продолжительность импульса-цииМРН.

3.6.1. Участие межклеточных сигнальных механизмов в регуляции продолжительности импульсации МРН

3.6.2. Участие внутриклеточных сигнальных механизмов в регуляции продолжительности импульсации МРН

4. Обсуждение результатов

4.1. Регуляция устойчивости ГК к апоптозу.

4.1.1 Участие межклеточных сигнальных путей в регуляции апоптоза

4.1.2 Участие внутриклеточных сигнальных путей в регуляции апоптоза—

4.2. Регуляция устойчивости ГК и МРН к некрозу

4.2.1. Участие межклеточных сигнальных механизмов в регуляции устойчивости ГК и МРН к некрозу

4.2.2. Участие внутриклеточных сигнальных механизмов в регуляции устойчивости ГК и МРН к некрозу

4.3.Регуляция числа глиальных клеток на единицу площади

4.4.Регуляция процессов кариопикноза МРН

4.5 Сигнальные процессы, регулирующие продолжительность генерации ПД

Выводы.

Благодарности.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль нейроглиальных взаимодействий и кальциевой сигнальной системы в реакциях нейронов и глиальных клеток речного рака на фотодинамическое воздействие"

Актуальность работы. Одна из актуальных проблем современной нейрофизиологии - изучение функций глиальных клеток (ГК) и их взаимодействий с нейронами. В нервной системе число ГК на порядок превосходит число нейронов. Они обеспечивают нейроны энергией, поддерживают концентрации ионов и рН в межклеточной среде, регулируют развитие синаптических связей и проведение нервных импульсов, защищают нейроны от окислительного стресса и т.д. Однако полностью функции глии, а также нейроглиальные взаимодействия еще недостаточно изучены (Laming et al, 2000, Никколс и со-авт., 2003). Между тем, нейроглиальные взаимодействия особенно важны в критические периоды развития и при повреждении нервной системы. Исследования последних лет показывают, что нейроны и ГК взаимно поддерживают функционирование и выживание друг друга с помощью межклеточных адгезионных контактов и различных молекулярных сигналов. Такими сигнальными молекулами служат нейротрофические факторы и нейромедиаторы (Barres and Barde, 2000). С другой стороны, импульсная активность нейронов может «декодироваться» внутриклеточными протеинкиназами нейронов и глии, управляющими экспрессией генов и внутриклеточными сигнальными процессами (Impey et al., 2002).

Важнейшим повреждающим фактором для клеток нервной системы является окислительный стресс. Он лежит в основе повреждающего действия ишемии/гипоксии, нейродегенеративных заболеваний, различных физико-химических воздействий и травм (Storz et al., 1999; Chong et al., 2005). Эффективным индуктором окислительного стресса является фотодинамическое (ФД) воздействие. В его основе лежит образование активных форм кислорода (в частности, весьма токсичного синглетного кислорода) при освещении окрашенных клеток в присутствии кислорода. Это вызывает окислительный стресс и клеточную гибель (Dougherty et al., 1998). ФД эффект лежит в основе фотодинамической терапии (ФДТ), применяемой в онкологии, в частности, для разрушения опухолей мозга. При этом могут повреждаться здоровые нейроны и ГК, окружающие опухоль. Но если влияние ФД воздействия на опухолевую ткань подробно изучено (Dougherty et al., 1998; Dolmans et al., 2003; Oleinik et al., 2002), то реакции нервной ткани на ФД повреждение, и роль в них нейроглиальных взаимодействий, практически не исследована. Между тем, выяснение механизмов устойчивости здоровой нервной ткани к ФД воздействию помогло бы оптимизировать режимы ФД воздействия при клиническом применении и разработать способы как усиления ФД повреждения опухолевых клеток, так и защиты здоровых.

В устойчивости нейронов и ГК к фотоокислительному стрессу особую роль играют процессы меж- и внутриклеточной сигнальной трансдукции, которые регулируют процессы функциональной инактивации и смерти нейронов и ГК (Oleinik et al., 2002; Bragin et al., 2003; Uzdensky et al., 2005). Поэтому изучение клеточно-молекулярных механизмов повреждения и устойчивости нейронов и ГК к фотоокислительному стрессу, является важной нейрофизиологической задачей.

Задачи исследования:

1. Изучить изменения функциональной активности механорецепторных нейронов речного рака, а также процессы смерти нейронов и окружающих глиальных клеток под влиянием фотодинамического воздействия.

2. Изучить роль межклеточных и поверхностных белков-мишеней проте-олитических ферментов, обеспечивающих нейроглиальные взаимодействия, нейротрофических факторов (NGF, GDNF и HRG1-{31), а также Са2+-зависимых сигнальных белков (кальмодулина и кальмодулин-зависимой ки-назы II, фосфатидилинозитол- и фосфатидитхолин-специфических изоформ фосфолипазы С, Са2+-АТФаз ЭПР) в регуляции устойчивости нейронов и глиальных клеток к фотоиндуцированному некрозу.

3. Изучить участие данных сигнальных путей в регуляции устойчивости глиальных клеток к фотоиндуцированному апоптозу.

4. Изучить влияние этих межклеточных и внутриклеточных сигнальных механизмов на фотоиндуцированное прекращения импульсной активности механорецепторного нейрона.

Научная новизна результатов исследования.

1. Впервые установлена важная роль процессов меж- и внутриклеточной сигнализации в выживаемости нейронов и глии рецептора растяжения рака при фотоокислительном стрессе. Показано, что эти сигнальные механизмы различаются в нейронах и глиальных клетках, а также неодинаковы при фотоокислительном стрессе и смерти клеток при аксотомии и изоляции.

2. Впервые обнаружено влияние нейротрофических факторов на нейроны и ГК ракообразных как в темноте, так и при ФД-воздействии. Продемонстрирована модуляция импульсной активности нейронов нейрегулином HRGl-pi и влияние GDNF и NGF на устойчивость ГК к апоптозу, вызванному аксото-мией или фотоокислительным стрессом.

3. Выявлено участие фосфолипазы С и внеклеточных белков-мишеней протеиназ в фотоиндуцированном апоптозе глиальных клеток. Обнаружено, что уровень импульсной активности нейронов влияет на устойчивость сател-литных ГК к проапоптозному действию фотоокислительного стресса.

4. Впервые показано, что фосфолипаза С, кальмодулин и кальмодулин-зависимая киназа II участвуют в ФД-индуцированном некрозе нейронов и глиальных клеток.

5. Показано влияние нейротрофического фактора NGF на фотоиндуциро-ванный некроз глиальных клеток. Таким образом, продемонстрировано, что в процессах фотоиндуцированного некроза клеток механорецептора рака учал « ствуют Са -зависимые сигнальные белки. Установлено, что в ФД-индуцированном торможении импульсной активности механорецепторного нейрона участвуют белки межклеточного матрикса и фосфолипаза С.

Научно-практическая значимость работы.

Полученные данные о фотодинамическом повреждении нейронов и глиальных клеток могут быть использованы при разработке и оптимизации способов фотодинамической терапии опухолей мозга. Данные о фармакологической модуляции сигнальных процессов могут применяться для разработки методов повышения селективности ФД-воздействия в нейроонкологии и экспериментальной нейробиологии, позволяющих усилить фотоиндуцирован-ную смерть перерожденных клеток и защитить нормальные нейроны и ГК. Результаты работы использованы при выполнении исследований по грантам

РФФИ № 02-04-48027 и 05-04-48440, а также в учебном процессе в спецкурсах по фотобиологии и фотомедицине, читаемых на кафедре биофизики и биокибернетики ЮФУ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Реакция нейронов и ГК механорецептора рака на фотодинамическое воздействие регулируется процессами меж- и внутриклеточной сигнализации, различающимися в нейронах и глиальных клетках. Фармакологическая модуляция сигнальных процессов может усиливать повреждение клеток или защищать их от фотоокислительного стресса.

2. В обеспечении устойчивости глиальных клеток рецептора растяжения рака к проапоптозному действию фотоокислительного стресса участвуют межклеточные и поверхностные белки-мишени протеиназ, нейротрофиче-ские факторы, фосфолипаза С и импульсная активность нейрона.

3. Фосфолипаза С, кальмодулин и кальмодулин-зависимая киназа II снижают устойчивость нейронов и глиальных клеток к некрозу, вызванному фотоокислительным стрессом, a NGF ее повышает.

4. В процессе функциональной инактивации механорецепторного нейрона при фотодинамическом воздействии участвуют белки внеклеточного мат-рикса и фосфолипаза С, а также нейрегулин HRG1-(31.

Апробация диссертационной работы. Материалы диссертации представлены на всероссийских и международных конференциях: «IV съезд фотобиологов России» (Саратов, 2005), «Биология - наука XXI века». 9-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых (Пущино, 2005), «11th Congress of the European Society for Photobiology» (Aix-Les-Bains, France 2005), «I съезд Физиологов СНГ» (Сочи, 2005), Колосовские чтения, (СпБ, 2006); 2-й Международный Междисциплинарный Конгресс, (Судак, Украина, 2006), «Glia in health and disease» (Cold Spring Harbor Laboratory, USA, 2006), «Simpler Nervous Systems» (Казань, 2006), «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2007), «Saratov Fall Meeting» (Саратов,

2007), «12th Congress European Society for photobiology» (London, England, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ. Личный вклад автора в опубликованном материале в среднем 50%, объем 2,5 п.л.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Лобанов, Андрей Владимирович

ВЫВОДЫ:

1. Фотодинамическое воздействие вызывает некроз, апоптоз и увеличение плотности распределения глиальных клеток в изолированном рецепторе растяжения речного рака, а также некроз нейронов и сокращение продолжительности его импульсации.

2. Процессы фотоиндуцированной инактивации и смерти нейронов и глиальных клеток регулируются процессами меж- и внутриклеточной сигнализации. В нейронах и глиальных клетках сигнальные пути, регулирующие фотодинамическое повреждение, различаются. Фармакологическая модуляция сигнальных путей может усиливать повреждение клеток или защищать их от фотоокислительного стресса.

3. В ФД-индуцированном некрозе нейронов и глиальных клеток участвуют кальмодулин и кальмодулин-зависимая протеинкиназа II. Фосфотидили-нозитол-специфичная фосфолипаза С, а также проназа способствуют фотоиндуцированному некрозу глии, но не нейронов. NGF обеспечивает защиту глиальных клеток, но не нейронов от фотоиндуцированного некроза.

4. Устойчивость глиальных клеток к ФД-индуцированному апоптозу повышается при разрушении межклеточных и поверхностных белков протеина-зами, действии нейротрофических факторов NGF и GDNF, а также при инги-бировании фосфотидилинозитол-специфичной фосфолипазы С или при напряженном функционировании нейронов.

5. В процессе ФД-индуцированного прекращения импульсации нейронов участвует фосфотидилинозитол-специфичная фосфолипаза С. Время фотоиндуцированной инактивации нейронов сокращается при действии нейрегулина HRGl-pl и разрушении межклеточных и поверхностных белков колла-геназой.

Благодарности

Автор выражает искреннею благодарность своему научному руководителю, доктору биологических наук, профессору Узденскому Анатолию Борисовичу, директору НИИ Нейрокибернетики ЮФУ доктору биологических наук, профессору Владимирскому Борису Михайловичу, сотрудников НИИ нейрокибернетики Колосова Михаила Станиславовича и Ро-маненко Наталью Сергеевну, а также всем, кто помогал в написании работы, включая моих друзей и родителей.

Работа поддержана грантами РФФИ № 02-04-48027 и 05-04-48440

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лобанов, Андрей Владимирович, Ростов-на-Дону

1. Авдонин П.В., Ткачук В.А. Рецепторы и внутриклеточный кальций// М.: Наука, 1994. с 44-50.

2. Агол В.И. Генетически запрограммированная смерть клетки // Соросов-ский образовательный журнал, -1996. -N6. С. 20-24.

3. Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев А.И. Свободные радикалы в живых системах // Биофизика (Итоги НиТ ВИНИТИ АН СССР).-М. 1991.- Т.29.-252.

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

5. Гусев Н. Б. Внутриклеточные Са-связывающие белки// Соросовский образовательный журнал, -1998. N5, С. 10-16.

6. Ильинский О.Б. Физиология сенсорных систем // Часть III. Физиология механорецепторов. -JI.: Наукаю -1975. -560 с.

7. Зенков Н.К., Меньшикова Е Б., Шергин С.М. Окислительный стресс // Диагностика, терапия, профилактика. Новосибирск, -1993.- 181 с.

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

9. Конев С.В., Волотовский И. Д. Введение в молекулярную фотобиологию// «Наука и техника», Минск, -1971. 230 стр.

10. Ю.Коршунов А. М., Преображенская И. С. Программированная смерть клеток (апоптоз) //Неврологический журнал -1998. №1. -С. 35-38.

11. П.Крутецкая З.И., Лебедев. О.Е., Курилова Л.С. Механизмы внутриклеточной сигнализации// СПб, -2003.

12. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита// Соросовский образовательный журнал,-1999. №1.-С.2-7

13. Лобанов А.В., Карантыш Г. В., Лысенко А.В. Са2+-опосредованные процессы нейродегенерации и их регуляция нейропептидами // Сб. науч. раб. асп. мол. преп/ Ростов-на-Дону, -2001, -Т. 3. -С.98-107.

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

15. Миронов А.Ф. Фотодинамическая терапия рака новый эффективный метод диагностики и лечения злокачественных опухолей// Соросовский образовательный журнал, -1996. -№8. -С. 32-40

16. Новиков B.C. Программированная клеточная гибель// С.-Пб.: Наука, -1996.

17. П.Родионов И.М. Фактор роста нервов, гипертрофия и деструкция симпатической системы в эксперименте //Соросовский образовательный журнал, -1996. -№3. С. 17-22.

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

19. Узденский А.Б., Жаворонкова А.А., Миронов А.Ф., Кузьмин С.Г. Исследование фотодинамического действия новых фотосенсибилизаторов на изолированную нервную клетку // Изв. РАН. сер. биол. -2000. -Т. 2. -С.230-238

20. Улумбеков Э.Г (Под. ред.) Гистология, введение в патологию// Гэотар Медицина, М. -1998.

21. Хухо Ф. Нейрохимия, основы и принципы// -М., Мир. -1990.

22. Abbracchio М., Ongini Е., Memo. М. Disclosing apoptosis in CNS // Trends Pharmacol. Sci, -1999. Vol. 20. - P. 129-131.

23. Adler V., Yin Z., Fuchs S.Y., Benezra M., Rosario L., Tew K.D., Pincus M.R., Sardana M., Henderson C.J., Wolf C.R., Davis R.J., Ronai Z. Regulation of JNK signaling by GSTp// EMBO J -1999. -Vol. 18. -P. 1321-1334.

24. Agell N., Bachs O., Rocamora N., Villalonga P. Modulation of the Ras/Raf/MEK/ERK pathway by Ca2+, and Calmodulin// Cell. Signal. -2002. -Vol.14.-P. 649- 654

25. Alberts B, Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson J. D., Molecular biology of the cell // Garland Publishing, Inc. -1994, 1350 p.

26. Allison R.R., Downie G.H., Cuenca R., Ни X., Childs C.J.H., Sibata C.H. Pho-tosensitizers in clinical PDT// Photodiagn. Photodyn. Ther -2004. -Vol. 1. -P. 27-42.

27. Almeida R.D., Manadas B. J., Carvalho A. P., Duarte С. B. Intracellular signaling mechanisms in photodynamic therapy// Biochim. Biophys. Acta -2004. -Vol. 1704.-P. 59-86

28. Anton E. S., Hadjiargyrou M., Patterson P. H., Matthew W. D. CD9 Plays a Role in Schwann Cell Migration in vitro // The Journal of Neuroscience -1995. -Vol. 15. -P. 584-595

29. Aschner M., Allen J.W., Kimelberg H.K., LoPachin R.M., Streit W.J. Glial cells in neurotoxicity development // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. -1999. -Vol.39.-P. 151-173

30. Ashkenazi A., Dixit V. M. Apoptosis control by death and decoy receptors //Curr. Opin. Cell Biol. -1999, Vol.11. -P. 255-260

31. Balice-Gordon R.J., Bone L.J., Scherer S.S. Functional gap junctions in the Schwann cell myelin sheath //J Cell Biol. -1998. -V.142. -P. 1095-1104.

32. Bansal R, Pfeiffer S.E. Regulation of oligodendrocyte differentiation by fibroblast growth factors//. Adv. Exp. Med. Biol. -1997, -Vol. 429.-P. 69-77.

33. Barde, Y.A. Neurotrophic factors: an evolutionary perspective// J. Neurobiol. -1994, -Vol. 25.-P. 1329-1333

34. Baron W, Colognato H, Ffrench C. -Constant Integrin-Growth Factor Interactions as Regulators of Oligodendroglial Development and Function // Glia -2005. -Vol. 49. -P. 467-479

35. Barres BA, Barde Y. Neuronal and glial cell biology//Curr Opin Neurobiol. -2000. -Vol. 10(5). -P. 642-8.

36. Barrett G.L. The p75 neurotrophin receptor and neuronal apoptosis// Progr Neurobiol, -2000. -Vol. 61. -P. 215-229.

37. Benn S.C. and Woolf C. Adult neuron survival strategies slamming on the brakes.//Nature Reviews Neuroscience September. -2004. -Vol. 5. -P. 687-700

38. Bereiter-Hahn J., Voth M. Dynamics of mitochondria in living cells: shape changes, dislocations, fusion, and fission of mitochondria// Microsc. Res. Tech. -1994. -Vol. 27.-P. 198-219.

39. Beresford P.J, Zhang D, Oh D.Y, Fan Z, Greer E.L, Russo M.L, Jaju M, Lieberman J. Granzyme A activates an endoplasmic reticulum associated cas-pase-independent nuclease to induce single stranded DNA nicks. // J Biol Chem -2001. -Vol. 276. -P. 43285±93.

40. Berg K, Bommer J.C, Moan J. Evaluation of sulfonated aluminum phthalo-cyanines for use in photochemotherapy. Cell uptake studies // Cancer Lett. -1989. -Vol.44. -P.7-15.

41. Bialik S, Kimchi A. DAP-kinase as a target for drug design in cancer and diseases associated with accelerated cell death// Seminars in Cancer Biology -2004.-Vol. 14. -P.283-294

42. Birling M.-C., Tait S., Hardy R. J., and Brophy P.J. A novel rat tetraspan protein in cells of the oligodendrocyte lineage. //J. Neurochem., -1999. Vol. 73. -P.2600-2608

43. Boehning D., Patterson R.L., Segaghat L., Glebova N.O., Kurosaki Т., Snyder S.H. Cytochrome с binds to inositol (1,4,5) trisposphste receptor, amplifying calcium-dependent apoptosis// Nat Cell Biol. -2003. -Vol.5. -P.1051-1061

44. 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. -P.99-105.

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

46. Brennan A., Dean C.H., Zhang A.L., Cass D.T., Mirsky R., Jessen K.R., Endo-thelins control the timing of Schwann cell generation in vitro and in vivo// Dev. Biol. -2000. -Vol. 227 -P. 545-557.

47. Brookes P. S., Yoon Y., Robotham J. L., Anders M. W., Sheu S-S. Calcium, ATP, and ROS: a mitochondrial love-hate triangle // AJP-Cell Physiol. -2004. -Vol 287. P. 817-833

48. Bunge R.P. Expanding roles for the Schwann cell: ensheathment, myelination, trophism and regeneration.// Curr Opin Neurobiol. -1993. -Vol. 3. -P. 805-809.

49. Burgoyne R. D. Weiss J. L. The neuronal calcium sensor family of Ca2+-binding proteins//Вiochem. J. -2001. -Vol. 353. -P.l-12

50. Carter B. D., Kaltschmidt C., Kaltschmidt В., Offenhauser N., Matthaei R., Baeuerle P. A., Barde Y.A. Selective activation of NF-kappa В by nerve growth factor through the neurotrophin receptor p75 // Science -1996. -Vol. 272. -P. 542-545.

51. Casaccia-Bonnefil P, Carter B.D., Dobrowsky R.T., Chao M.V. Death of oligodendrocytes mediated by the interaction of nerve growth factor with its receptor p75. //Nature. -1996. -Vol. 383. -P.716-719.

52. Castagne I., Gautschi M., Lefevre K., Posada A. and. Clarke P G.H. Relationships between neuronal death and the cellular redox status, focus on the developing nervous system// Progress in Neurobiology. -1999. Vol. 59. -P. 397-423,

53. Castano A.P., Demidova T.N., Hamblin M.R. PhD Mechanisms in photody-namic therapy: part one-photosensitizers, photochemistry and cellular localization //Photodiagnosis and Photodynamic Therapy -2004. -Vol. 1. -P. 279—293

54. Castonguay A., Robitaille R. Differential regulation of transmitter release by presynaptic and glial internal stores at the neuromuscular synapse// J Neurosci. -2001.-Vol. 21.-P.1911-1922.

55. Chao M., Casaccia-Bonnefil P., Carter B, Chittka A, Kong H, Yoon S O. Neurotrophin receptors: mediators of life and death// Brain Research Reviews. -1998. -Vol. 26.-P. 295-301

56. Chao M.V, Hempstead B.L. p75 and Trk: a two-receptor system//Trends Neurosci.-1995. -Vol.18.-P. 321-326.

57. Chao T.I., Skatchkov S.N., Eberhardt W., Reichenbach A. Na+ channels of Muller (glial) cells isolated from retinae of various mammalian species including man//Glia -1994.-Vol 10.-P.173-185

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

59. Chen G., Goeddel D.V. TNF-R1 signaling: a beautiful pathway// Science -2002. -Vol. 296. -P.1634-1635.

60. Chen H.J., Rojas-Soto M., Oguni A., Kennedy M.B. A synaptic Ras-GTPase activating protein (pl35 SynGAP) inhibited by CaM kinase II// Neuron. -1998. -Vol. 20. -P. 895-904.

61. Chih C-P., Lipton P., Roberts, Jr. E.L. Do active cerebral neurons really use lactate rather than glucose?// TRENDS in Neurosciences. -2001. -Vol.24. -P. 573-8.

62. Chinopoulos C, Adam-Vizi V. Calcium, mitochondria and oxidative stress in neuronal pathology //FEBS Journal -2006. -Vol.273. -P. 433-450

63. Cockcroft S. The latest phospholipase C, PLCh, is implicated in neuronal function// TRENDS in Biochemical Sciences. -2006. -Vol.31. -P. 4-7

64. Cohen H.Y., Lavu S., Bitterman K.J., Hekking В., Imahiyerobo T.A., Miller C., Frye R., Ploegh H., Kessler B.M., Sinclair D.A. Acetylation of the C-terminous of Ku70 by СВР and PCAF controls Bax-mediated apoptosis// Mol Cell. -2004. -Vol.13.-P. 627-638

65. Cohen R.I., Marmur R., Norton W.T., Mehler M.F., Kessler J.A. Nerve growth and neurotrophin-3 differentially regulate the proliferation and survival of developing rat brain oligodendrocytes //J. Neurosci. 1996. -Vol.16. -P. 64336442.

66. Cohen R.I, Rottkamp D. M, Marie D, Barker J. L. and Hudson L. D. A role for semaphorins and neuropilins in oligodendrocyte guidance // Journal of Neu-rochemistry -2003. -Vol.85. -P. 1262-1278

67. Colbran R J. and Brown A. M. Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II and synaptic plasticity //Current Opinion in Neurobiology -2004, -Vol.14. -P. 318-327

68. Colbran R.J, Targeting of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II// Biochem. J. -2004. -Vol.378. -P. 1-16

69. Colognato C, Baron W, Avellana-Adalid V, Relvas J, Baron-van Everco-orenA, Georges-Labouesse E, Ffrench-Constant C. CNS integrins switch growth factor signalling to promote target dependent survival//Nature Cell Biol -2002.-Vol.4-P. 833-841.

70. Cowley S, Paterson H, Kemp P. and Marshall C. J. Activation of MAP kinase kinase is necessary and sufficient for PC 12 differentiation and for transformation of NIH 3T3 cells //Cell. -1994. -Vol. 77. -P. 841-852

71. Crompton M. The mitochondrial permeability transition pore and its role in cell death.//Biochem. J. -1999. -Vol.341. -P. 233-249

72. Cross D. A. E, Alessi D. R, Cohen P, Andjelkovich M. Hemmings B. A. Inhibition of glycogen synthase kinase-3 by insulin mediated by protein kinase В // Nature -1995. -Vol.378. -P. 785-789.

73. Cruzalegur F.H. and Bading H. Calcium-regulated protein kinase cascades and their transcription factor targets//, Cell. Moll. Life Sci. -2000. -Vol 57. -P. 403410

74. Csordas G, Thomas AP, Hajnoczky G. Quasi-synaptic calcium signal transmission between endoplasmic reticulum and mitochondria// EMBO -1999. -Vol.18. -P. 96-108

75. Cui Z.J, Kanno T. Photodynamic triggering of calcium oscillation in the isolated rat pancreatic acini, //J. Physiol. -1997. -Vol.504 -P. 47-55.

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

77. Deitmer J.W. Evidence that glial control of extracellular pH in the leech central nervous system. // Glia -1992. -Vol. 5 -P.43-47

78. Deng Y., Lin Y., Wu X. TRAIL-induced apoptosis requires Bax-dependent mitochondrial release of Smac/DIABLO//Genes Dev -2002. -Vol. 16. -P. 33±45.

79. Desagher S., Martinou J.C. Mitochondria as the central control point of apoptosis trends in cell// Biology. -2000. -Vol.10 -P. 369-377

80. Dobrowsky R.T., Jenkins G.M., Hannun Y.A. Neurotrophins induce sphingomyelin hydrolysis: modulation by co-expression of p75 with Trk receptors // J Biol Chem -1995. -Vol. 270. -P. 22135-22142.

81. Dolmans D.E., Fukumura D., Jain R.K. Photodynamic therapy for cancer //Nature Reviews 2003, -Vol.3. -P. 380-387.

82. Dougherty T. J., Gomer C. J., Henderson B. W., Jori G., Kessel D., Korbelik M., Moan J., Peng Q. Photodynamic Therapy// Journal of the National Cancer Institute. -1998. -Vol. 90, -P.889-905

83. Driscoll M, Chalfie M. The mec-4 gene is a member of a family of Caenorhab-ditis elegans genes that can mutate to induce neuronal degeneration.// Nature. -1991 -Vol.349 (6310) -P. 564-5.

84. Falls D.L. Neuregulins and the neuromuscular system: 10 years of answers and questions//Journal ofNeurocytology -2003. -Vol. 32. -P. 619-647

85. Ferreira S.D., Tedesco A.C., Sousa G., Zangaro R.A., Silva N.S., Pacheco M.T., Pacheco-Soares C. Analysis of mitochondria, endoplasmic reticulum and actin filaments after PDT with AlPcS(4) // Lasers Med Sci. -2004. -V.18(4). -P.207-212.

86. Fimia G.M., Sassone-Corsi P. Cyclic AMP signaling // J. of cell science 2000 -Vol.114 (11). -P.1971-1972

87. Finkel T. Oxygen radicals and signaling// Current Opinion in Cell Biology -1998. -Vol. 10. P.248-253

88. Gafurov В., Urazaev A.K., Grossfeld R.M., Lieberman E.M. Nacetylaspartyl-glutamate (NAAG) is the probable mediator of axonto-glia signaling in the crayfish medial giant nerve fiber // Neuroscience -2001. -Vol.106. -P. 227-235.

89. Gafurov B.S., Urazaev A. K., Grossfeld R.M. Lieberman E.M. Mechanism of NMDA Receptor Contribution to Axon-to-Glia Signaling in the Crayfish Medial Giant Nerve Fiber//GLIA -2002. -Vol. 38. -P.80-86.

90. Giancotti F.G., Tarone G. Positional control of cell fate through joint in-tegrin/receptor protein kinase signaling. //Annu Rev Cell Dev Biol -2003 -Vol.19.-P. 173-206.

91. Granville D. J., Levy J. G. David W.C. Hunt Photodynamic therapy induces caspase-3 activation in HL-60 cells// Cell Death and Differentiation -1997. -Vol. 4. -P. 623 ± 628

92. Granville D.J., Ruehlmann D.O., Choy J.C., Cassidy B.A., Hunt D.W., van Breemen C., McManus B.M. Bcl-2 increases emptying of endoplasmic reticulum Ca2+ stores during photodynamic therapy-induced apoptosis// Cell Calcium -2001. -Vol.30. -P. 343-350

93. Griffith L. С., Lu С. S., Sun X. X. CaMKII, an Enzyme on the Move: Regulation of Temporospatial Localization //Molecular intervention -2003. -Vol. 3, -P. 386-403

94. Griffith L.C. Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase II: An Unforgettable Kinase // The Journal of Neuroscience, 2004. -Vol. 24(39) -P.8391- 8393

95. 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. -Vol.16.-P. 6107-6118.

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

97. Gunn-Moore F J, Tavare J M. Progress Toward Understanding the Molecular Mechanisms of Neurotrophic Factor Signalling//Cell. Signal. Vol. -1998 -Vol.10. No. 3,-P. 151-157,

98. Gunter K.K., Gunter Т.Е., Transport of calcium by mitochondria// J. Bio-energ. Biomemb. -1994. -Vol. 5 -P.471-485.

99. Hajnoczky G., Robb-Gaspers L.D., Seitz M.B., Thomas A.P., Decoding of cytosolic calcium oscillations in the mitochondria // Cell -1995 -Vol. 82 . P. 415-424.

100. Hansen M. R., Vijapurkar U., Koland J. G., Green S. H. Reciprocal signaling between spiral ganglion neurons and Schwann cells involves neuregulin and neurotrophins//Hearing Research.-2001. -Vol.161. -P. 87-98

101. Haunstetter A., Izumo S. Apoptosis Basic Mechanisms and Implication for Cardiovascular Disease Circ Res. -1998 -Vol. 82(11) -P. 1111-29.

102. Hefti F. Pharmacology of Neurotrophic Factors //Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. -1997. -Vol. 37. -P.239-67

103. Hertz L., Hansson E. Lars Ronnback Signaling and gene expression in the neuron-glia unit during brain function and dysfunction: Holger Hyden in mem-oriam// Neurochemistry International -2001. -Vol. 39. -P. 227-252

104. Heuckeroth R.O. Finding Your Way to the End: A Tale of GDNF and Endo-thelin-3 //Neuron -2003. -Vol. 40. -P.871-879

105. Holcik M., Gibson H., Korneluk R.G., XIAP: apoptotic brake and promising therapeutic target// Apoptosis, -2001 -Vol. 6. -P. 253-261

106. Hu Y., Benedict MA, Wu D, Inohara N, Nunez G. () Bcl-xL interacts with Apaf-1 and inhibits Apaf-1-dependent caspase-9 activation// Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. -1998 -Vol. 95, -P. 4386-4391

107. Huang E. J., Reichardt L.F. Neurotrophins: Roles in Neuronal Development and Function //Annu. Rev. Neurosci. -2001. -Vol. 24. -P. 677-736

108. Huang RP, Wu JX, Fan Y, and Adamson ED. UV activates growth factor receptors via reactive oxygen intermediates.// J Cell Biol. -1996 -Vol. 133. -P. 211-220

109. Hubmer A., Hermann A., Uberriegler K., Krammer B. Role of calcium in photodynamically induced cell damage of human fibro-blasts// Photochem. Photobiol. -1996 Vol. 64-P. 211-215.

110. Hudmon A., Schulman H. Structure-function of the multifunctional Ca2+\calmodulin-dependent protein kinase II// Biochem. J. -2002. -Vol. 364. -P.593-611

111. Hynes R.O. Integrins: bidirectional, allosteric signaling machines. //Cell -2002. -Vol. 110.-P. 673-687.

112. Hynes R.O. Cell adhesion: old and new questions// Trends Cell Biol. -1999 -Vol. 9 (12). -P. 33-37

113. Hyrc K, Handran S.D., Rothman S.M. , Goldberg M.P. Ionized intracellular calcium concentration predicts excitotoxic neuronal death: observations with low-affinity fluorescent calcium indicators // J Neurosci -1997 -Vol. 17. -P. 6669-6677.

114. Ichas F, Mazat JP. From calcium signaling to cell death: two conformations for the mitochondrial permeability transition pore. Switching from low- to high-conductance state.//Biochim Biophys Acta. -1998 -Vol. 10; -P. 33-50.

115. Inbal В., Bialik S., Sabanay I., Shani G., Kimchi A. DAP-kinase and DRP-1 mediate membrane blebbing and the formation of autophagic vesicles during programmed cell death.// J Cell Biol -2002. Vol. 157. -P. 455-68.

116. Jaaro H., Beck G., Conticello S G., Fainzilber M. Evolving better brains: a need for neurotrophins?// TRENDS in Neurosciences -2001. -Vol.24. -P. 79-85

117. Jaattela M. Programmed cell death: many ways for cells to die decently//Ann Med -2002. -Vol. 34. -P. 480±488

118. James P., Vorher T. Carafoli E. Calmodulin-binding domains: just two faced or multi-faceted? //TIBS -1995. -Vol. 20. P 38-42

119. Jammerson R, Dubinsky J. M, Brustovetsky N. Cytochrome с Release from CNS mytochondria and Potential for Clinical Intervention in Apoptosis-mediated CNS Diseases // Antioxidants and redox signaling. -2005. -Vol. 7. -P. 1158-1172

120. Jarvis, C.R, Xiong Z.G, Plant J.R, Churchill D, Lu W.Y.,. Mac Vicar B.A, MacDonald J.F. Neurotrophin modulation of NMDA receptors in cultured murine and isolated rat neurons. //J. Neurophys 1997. -Vol. 78: -P. 2363-2371.

121. Jarvis, C.R, Xiong Z.G, Plant J.R, Churchill D, Lu W.Y, Mac Vicar B.A, MacDonald J.F. Neurotrophin modulation of NMDA receptors in cultured murine and isolated rat neurons. //J. Neurophys -1997. -Vol. 78. -P. 2363— 2371.

122. Kaplan D. R, Miller F. D. Signal transduction by the neurotrophin recep-tors//Current Opinion in Cell Biology -1997. -Vol. 9. -P. 213-221

123. Kaplan D.R, Miller F.D. A move to sort life from death. //Nature -2004. -Vol 427-P. 843-8.

124. Kaplan, D.R, R.M. Stephens. Neurotrophin signal transduction by the Trk receptor. //J. Neurobiol. 1994 -Vol. 25. -P. 1404-1417.

125. Keizer J, Li Y, Stojilkovic S, Rinzel J. InsP3-induced Ca2f Excitability of the Endoplasmic Reticulum// Molecular Biology of the Cell -1995.- Vol. 6. -p. 945-951

126. Kelekar A., Thompson С. B. Bcl-2-family proteins: the role of the BH3 domain in apoptosis.// Trends Cell Biol. -1998 -Vol. 8 -P. 324-330

127. Kessel D., Luo Y., Intracellular Sites of Photodamage as a Factor in Apop-totic Cell Death.// J. Porphyrin Phthalocyanines- -2001, -Vol. 5, -P.181-184.

128. Khosravi-Far R., Campbell S., Rossman K.L., Der C.J. Increasing complexity of Ras signal transduction: involvement of Rho family proteins.// Adv Cancer Res-1998;-Vol. 7. 57-107

129. Kim SU, de Vellis J. Microglia, in health and disease.//J Neurosci Res. -2005.-Vol. 81(3).-P. 302-13

130. Knebel A, Rahmsdorf HJ, Ullrich A, Herrlich P. Dephosphorylation of receptor tyrosine kinases as target of regulation by radiation, oxidants or alkylating agents. //EMBO J. -1996. -Vol. 15 -P. 5314-5325

131. Kolosov M., Uzdensky A. Crayfish mechanoreceptor neuron prevents photoinduced apoptosis of satellite glial cells// Brain Res. Bull., -2006. -Vol. 69, -P.495-500

132. Kolosov M. S., Bragin D. E., Kohany A., Uzdensky A. B. Photodynamic injury of isolated neuron and satellite glial cells: Morphological study //IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics -2003. -Vol.9. -P. 337-342

133. Korf J., de Boer J., Baarsma R., Venema K., Okken A. Monitoring of glucose and lactate using microdialysis: Application in neonates and rat brain. //DevNeurosci 1993. -Vol. 15 -P. 240-246.

134. Krantic S., Mechawar N., Reix S. and Quirion R. Molecular basis of programmed cell death involved in neurodegeneration //TRENDS in Neurosci-ences. -2005. -Vol. 28(12). -P. 670-6

135. Krauss G. Biochemistry of Signal Transduction and Regulation, Second Edition. // Wiley-VCH Verlag GmbH -2001. -506p

136. Krebs J. The role of calcium in apoptosis// BioMetals -1998, -Vol. 11, -P. 375-382

137. Kroemer G. Apoptosis inducing factor (AIF): a phylogenetically old, cas-pase-independent effector of cell death //Cell Death and Differentiation -1999. -Vol. 6.-P. 516 ±524

138. Kroemer G., Dallaporta В., Resche-Rigon M. The mitochondrial death/life regulator in apoptosis and necrosis// Annu. Rev. Physiol. -1998. -Vol. 60. -P.619-42

139. Kumar S. Mechanisms mediating caspase activation in cell death//Cell Death and Differentiation -1999. -Vol. 6. -P. 1060 ± 1066

140. Laming A., Kimelberg H., Robinson S., Salm A., Hawrylak N., Miller C., Roots В., Ng K. Neuronal-glial interactions and behaviour// Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2000, -Vol. 24. -P.295-340

141. Latt S.A., Stetten G. Spectral studies on 33258 Hoechst and related bisben-zimidazole dyes useful for fluorescent detection of deoxyribonucleic acid synthesis // J. Histochem. Cytochem. -1976. -Vol.24(l). -P.24-33.

142. Leist M., Jaattela. M. Four deaths and a funeral: from caspasesto alternative mechanisms. //Nat Rev Mol Cell Biol. -2001.-Vol. 2 -P. 589±98.

143. Leist M., Triggering J. of apoptosis by cathepsins//Cell Death and Differentiation-2001.-Vol. 8.-P. 324 ±326

144. Lenaz G. Role of mitochondria in oxidative stress and ageing// Biochimica et Biophysica Acta-1998.-Vol. 1366. -P. 53-67

145. Li L.Y., Luo X., Wang X. Endonuclease G is an apoptotic DNase when released from mitochondria.// Nature. -2001. -Vol. 412. -P. 95±9.

146. Li Y., Maher P., Schubert D. () Phosphatidylcholine-specific phospholipase С regulates glutamate-induced nerve cell death// Proc Natl Acad Sci U S A .-1997.-Vol. 95.-P. 7748-7753.

147. Lilge L, Portnoy M, Wilson ВС. Apoptosis induced in vivo by photody-namic therapy in normal brain and intracranial tumour tissue // Br J Cancer. -2000.-Vol.83.-P. 1110-1117.

148. Lobanov A.V., Uzdensky A.B. PDT-induced death of sensory neurons and glial cells in the isolated crayfish stretch receptor after proteolytic treatment. //J. Neurosci. Res. -2005. -Vol. 82 (6). -P. 866-874.

149. Luksiene Z. Photodynamic therapy: mechanism of action and ways to improve the efficiency of treatment// Medicina (Kaunas) -2003. -Vol.39(12). -P. 1137-50

150. Mara H., Miduturu S., David C., Eliana S. Calmodulin Kinase Pathway Mediates the K-Induced Increase in Gap Junctional Communication between Mouse Spinal Cord Astrocytes // J. Neurosci -2001. -Vol. 21 -P. 6635-6643

151. McKay SE, Angela L. Purcell, Carew T.J. Regulation of Synaptic Function by Neurotrophic Factors in Vertebrates and Invertebrates: Implications for Development and Learning //Learning & Memory -1999. -Vol. 6. -P. 193-215

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

153. Meech, R.W. Calcium-dependent potassium activation in nervous tissues // Annu. Rev. Biophys. Bioeng. -1978. -Vol. 7. -P. 1-18

154. Meier C., Parmantier E., Brennan A., Mirsky R., lessen K.R., Developing Schwann cells acquire the ability to survive without axons by establishing an autocrine circuit involving IGF, NT-3 and PDGF-BB// J. Neurosci. -1999. -Vol. 19. -P. 3847-3859.

155. Messer C.J., Son J.H, Joh Т.Н., Beck K.D., Nestler E.J. Regulation of tyrosine hydroxylase gene transcription in ventral midbrain by glial cell line-derived neurotrophic factor// Synapse -1999. -Vol. 34. -P. 241-243.

156. Metzler D.E. Biochemistry. The chemical reactions in the living cells. // New York, SanFrancisco, London: Acad. Press, -1977, 926 p. (in Russian).

157. Mirsky R., Jessen K. R., Brennan A., Parkinson D., Dong Z., Meier C., Parmantier E., Lawson D. Schwann cells as regulators of nerve development //Journal of Physiology Paris - 2002. -Vol. 96. -P. 17-24

158. Moor A.C. Signaling pathways in cell death and survival after photodynamic therapy. //J Photochem Photobiol -2000. -Vol. 57. -P. 1-13.

159. Muragaki Y, Chou TT, Kaplan DR, Trojanowski JQ, Lee V.M.Y. Nerve growth factor induces apoptosis in human medulloblastoma cell lines that express trkA receptors //J. Neurosci -1997. -Vol. 17. -P. 530-542.

160. Nadim W., Anderson P.N., Turmaine M. The role of Schwann cells and basal lamina tubes in the regeneration of axons through long lengths of freeze-killed nerve grafts // Neuropathol. Appl. Neurobiol. -1990. -Vol. 16. -P. 411421.

161. Nakagawara A, Azar CG, Scavarda NJ, Brodeur GM: Expression and function of trk-B and BDNF in human neuroblastomas // Mol Cell Biol -1994. -Vol. 14. -P. 759-767.

162. Nedergaard M. Direct signaling from astrocytes to neurons incultures of mammalian brain cells// Science -1994. -Vol. 263. -P. 1768-1771,.

163. Ng L. Death associated protein kinase: From regulation of apoptosis to tumor suppressive functions and В cell malignancies // Apoptosis -2002; -Vol. 7. -P. 261-270

164. Nicholls D.G. Budd S.L. Mitochondria and neuronal survival.// Physiol Rev -2000. -Vol. 80-P. 315-360.

165. Nicholson D.W. and Thornberry N.A. Caspases: killer proteases. Trends //Biochem. Sci. -1997. -Vol. 22. 299 ± 306

166. Nicholson D.W., Caspase structure, proteolytic substrates, and functiondur-ing apoptotic cell death //Cell Death and Differentiation -1999. -Vol. 6. -P. 1028±1042

167. Nicotera P., Leist M, L. Manzo. Neuronal cell death: a demise with different shapes //TiPS -1999. -Vol. 20. -P. 46-51

168. Niziolek M, Korytowski W, Girotti A.W. Nitric oxide inhibition of free radical-mediated lipid peroxidation in photodynamically treated membranes and cells// Free Radic. Biol. Med. -2003. -Vol. 34 -P. 997-1005

169. Nowis D, Makowski M, Stoklosa T, Legat M., Issat T, Golab J. Direct tumor damage mechanisms of photodynamic therapy //Acta biochimica Polo-nica -2005. -Vol. 52 (2). -P. 339-352

170. Nozaki C, Asai N, Murakami H., Iwashita T, Iwata Y, Horibe K, Klein R.D, Rosenthal A, Takahashi M. Calcium-dependent Ret activation by GDNF and neurturin //Oncogene -1998. -Vol. 16. -P. 293-299.

171. Nur-E-Kamal A, Gross S.R, Pan Z, Balklava Z, Ma J., Liu L.F. Nuclear translocation of cytochrome с during apoptosis// J Biol Chem -2004. -Vol. 279. -P.24911-24914

172. Oleinik 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.

173. Pan G, Dixit V.M.: An antagonist decoy receptor and a new deathdomain-containing receptor for TRAIL// Science -1997, -Vol. 277. -P. 815-818.

174. Patterson, S.L, T. Abel, T.A. Deuel, K.C. Martin, J.C. Rose, and E.R. Kan-del. Recombinant BDNF rescues deficits in basal synaptic transmission and hippocampal LTP in BDNF knockout mice. //Neuron -1996. -Vol. 16: -P.1137-1145.

175. Pellerin L, Pierre J. Magistretti J. How to balance the brain energy budget while spending glucose differently// J Physiol -2003. Vol. 546 (2). -P. 325

176. Peng H.B, Yang J.-F, Dai Z„ Lee C.W, Hung H.W, Feng Z.H, Ко C.P. Differential Effects of Neurotrophins and Schwann Cell-Derived Signals on

177. Neuronal Survival/Growth and Synaptogenesis// J. Neurosci. -2003 -Vol. 23(12). -P.5050-60.

178. Peng X, Greene L.A., Kaplan D.R., Stephens R.M. Deletion of conserved juxtamembrane sequence in Trk abolishes NGF promoted neurogenesis //Neuron -1995. -Vol. 15. -P. 395-406.

179. Plaetzer K., Kiesslich Т., Krammer В., Hammerl P. Characterization of the cell death modes and the associated changes in cellular energy supply in response to AlPcS4-PDT// Photochem. Photobiol. Sci., -2002, -Vol. 1, -P. 172177

180. Proud C. G. p70 S6 kinase: an enigma with variations //Trends Biochem. Sci.-1996. -Vol. 5.-P. 181-185.

181. Pulido, D., Campuzano S., Koda Т., Modolell J., Barbacid M. Dtrk, a Dro-sophila gene related to the trk family of neurotrophin receptors, encodes a novel class of neural cell adhesion molecule. //EMBO J. -1992. -Vol. 11. -P. 391404.

182. Reed J.C. Mechanisms of apoptosis //Am. J. Pathol. -2000, -Vol. 157, -P. 1415-1430.

183. Rhee SG. Redox signaling: hydrogen peroxide as intracellular messenger.// Exp Mol Med -1999. -Vol. 31. -P. 53-59

184. Ridet J.L., Malhotra S.K., Privat A., Gage F.H. Reactive astrocytes: cellular and molecular cues to biological function// TINS -1997. -Vol. 20, (12). -P. 570577

185. Ringham G.L. Origin of nerve impulse in slowly adapting stretch receptor of crayfish //J. Neurophysiol. -1971 -Vol. 34. -P. 773-784.

186. Robitaille R. Modulation of synaptic efficacy and synaptic depression by glial cells at the frog neuromuscular junction.// Neuron -1998. -Vol. 21. -P.847- 855

187. Rochon D., Rousse I., Robitaille R. Synapse-Glia Interactions at the Mammalian Neuromuscular Junction //The Journal of Neuroscience, 2001. -Vol. 21(11). -P. 3819-3829

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

189. Ruck A., Beck G., Bachor R., Akgun N., Gschwend M.H., Schneckenburger H., Steiner R. Dynamic fluorescence changes of hydrophilic and lipiphic phthalocyanine during PDT in vivo and in vitro // Proc. SPIE. -1996. -Vol. 2625. -P. 124-137.

190. Rutter GA. Rizzuto R. Regulation of mitochondrial metabolism by ER Ca2+release: an intimate connection//TIBS -2000. -Vol.25. -P. 215-221

191. Saarma M., Sariola H. Other Neurotrophic Factors: Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor (GDNF)// Microscopy Research and Technique -1999. -Vol.45. -P. 292-302

192. Salet C, Moreno G. Photosensitization of mitochondria. Molecular and cellular aspects // J. Photochem. and Photobiol. B. Biology. -1990. -Vol. 5. -P.133-150.

193. Sastry P. S., Rao K.S. Apoptosis and the Nervous System // J. Neurochem. -2000. -Vol. 74, (1).-P. 1-20

194. Schmoll D., Cesar M., Fuhrmann E., Hamprecht B. Colocalization of fructose- 1,6-biphosphatase and glial fibrillary acidic protein in rat brain.// Brain Res. -1995, -Vol. 677. -P. 341-344.

195. Schousboe A., Westergaard N., Sonnewald U., Petersen S., Huang R. Hertz L. Glutamate and glutamine metabolism and compartmentation in astrocytes. //Dev Neurosci -1993. -Vol.15. -P. 359-366.

196. Scorrano L., Asliya A.M., Butle K., Weiler S., Oakes S.A., Mannella C.A., Korsmeyer S.J. A distinct pathways remodels mitochondrial cristae and mobilizes cytochrome с during apoptosis. //Dev Cell -2002. -Vol. 2. -P.55-67,

197. Sharman WM, Allen CM, van Lier JE. Photodynamic therapeutics: basic principles and clinical applications //DDT -1999. -Vol. 4(11). -P.57-61

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

199. Simpson P В., Russell J T. Role of mitochondrial Ca regulation in neuronal and glial cell signalling //Brain Research Reviews -1998. -Vol. 26 -P. 72-81

200. Sintichaki P., Tavernarakis N. The biochemistry of neuronal necrosis: rogue biology? // Nat Rev Neurosci. -2003. -Vol.4(8). -P. 672-84.

201. 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. -Vol. 9(5). - P.683-697.

202. Soderling T.R. The Ca21-calmodulin-dependent protein kinase cascade // TIBS -1999. -Vol. 24.-P. 232-236

203. Sola C., Barroa S., Tusell J.M., Separossa J. The Ca /calmodulin signaling system in the neural response to excitability involvement, of neuronal and glial cells // Progress in Neurobiology -1999. -Vol. 58, -P. 207 232

204. Song Z., Steller H. Death by design: mechanism and control of apoptosis// TIBS -1999. -Vol. 24(12). -P. 49-52

205. Srinivasula S.M., Ahmed M., Fernandes-Alnemri Т., Alnemri E.S. () Auto-activation of procaspase-9 byApaf-1-mediated oligomerization // Mol. Cell -1998.-Vol. l.-P. 949 ±957

206. Stadtman E.R., Oliver C.N. Metal-catalyzed oxidation of proteins. Physiological consequence.// J Biol Chem -1991. -Vol. 266. -P. 2005-2008

207. Stevens В., Tanner S., Douglas R. Fields Control of Myelination by Specific Patterns of Neural Impulses// The Journal ofNeuroscience -1998, -Vol. 18 (22). -P. 9303-9311

208. Storz G., Imlay J. Oxidative stress //Current Opinion in Microbiology -1999. -Vol. 2.-P. 188-194

209. Swanson R.A., Morton M.T., Sagar S.M., Sharp F.R. Sensory stimulation induces local cerebral glycogenolysis: demonstration by autoradiography. //Neuroscience -1992. -Vol. 51. -P. 451-461.

210. Sykove E., Jendelove P., Svoboda J., Sedman G., Ng K.T. Activity-related rise in extracellular potassium concentration in the brain of 1-3-day-old chicks. //Brain Res Bull -1990. -Vol.24. -P. 569-575.

211. Takano H., Fukushi H., Morishima Y., Shirasaki Y. Calmodulin and calmodulin-dependent kinase II mediate neuronal cell death induced by depolarization.// Brain Res -2003. -Vol.962. -P. 41-47.

212. Tamatani M. Che Y.H., Matsuzaki H., Ogawa S„ Okado H., Miyake S., Mizuno Т., Tohyama M. Tumor necrosis factor induces Bcl-2 and Bcl-x expression through NFkB activation in primary hippocampal neurons //J. Biol. Chem. -1999. -Vol.274. -P. 8531-8538.

213. Tan X., Jean Y., Wang J. A. The caspase-RB connection in cell death // Trends in Cell Biology -1998. -Vol. 8. -P. 116-121

214. Temburni M. К., Jacob М. Н. New functions for glia in the brain 11 PNAS -2001. -Vol. 98(7). -P. 3631-3632

215. Tao-Cheng J.H., Hirosawa K., Nakajima Y. Ultrastructure of the crayfish stretch receptor in relation to its function // J. Сотр. Neurol. -1981. -Vol. 200 -P.1-21.

216. Thannickal V. J., Fanburg B. L. Reactive oxygen species in cell signal-ing//Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol -2000. -Vol.279. -P.l005-1028

217. Travis M.A., Humphries J.D., Humphries M.J. An unraveling tale of how integrins are activated from within// Trends Pharmacol Sci. -2003. -Vol. 24(4). -P. 192-7.

218. Treiman, M., Caspersen C, Christensen SB., A tool coming of age: thapsi-gargin as an inhibitor of sarco-endoplasmic reticulum Ca2+-ATPases// Trends Pharmacol. Sci. -1998. -Vol.19.-P. 131-135

219. Uzdensky A. B. Laser microirradiation of single nerve cell // Proc. SPIE. -1993.-Vol.1882.-P. 254-267,

220. Uzdensky A., Bragin D., Kolosov M., Dergacheva O., Fedorenko G., Zhavo-ronkova A., Photodynamic inactivation of isolated crayfish mechanoreceptor neuron // Photochem. Photobiol. -2002. -Vol.76(4). -P.431-437.

221. Uzdensky A.B., Bragin D.E, Kolosov M.S and Zhavoronkova A.A. PDT effect of different photosensitizers on a single nerve cell: Electrophysiological and Pharmacological Study.// IEEE J. Select. Topics Quant. Electron. -2001. -Vol.7, N.6. -P.989-995.

222. Uzdensky A, Juzeniene A, Ma L.W, Moan J. Photodynamic inhibition of enzymatic detachment of human cancer cells from a substratum // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) General Subjects. -2004. -Vol.1670. -P. 1-11.

223. Vega C, Martiel J.-L, Drouhault D., Burckhart M.-F, Coles J.A. Uptake of locally applied deoxyglucose, glucose and lactate by axons and Schwann cells of rat vagus nerve// J Physiol. -2003. -Vol. 546 (2). -P. 551-564

224. Vercammen D, Brouckaert G, Denecker G, Van de Craen M, Declercq W., Fiers W, Vandenabeele P. Dual signaling of the Fas receptor: initiation of both apoptotic and necrotic cell death pathways// J Exp Med -1998. -Vol.188. -P. 919±30

225. Verkhratsky A., Orkand R K,. Kettenmann H. Glial Calcium: Homeostasis and Signaling Function// Physiological Reviews -1998. -Vol. 78(1). -P. 99-141

226. Verkhratsky A., Toescu E. Calcium and neuronal ageing//TINS.- 1998.- Vol. 1.- P. 2-7.

227. Vuorinen V., Siironen J., Roytta M. Axonal regeneration into chronically denervated distal stump. Electron microscope studies // Acta Neuropathol (Berl). -1995. -V.89. -P.209-218.

228. Wang K.K. Calpain and caspase: can you tell the difference?//Trends Neuro-sci -2000. -Vol. 23. -P. 20±6.

229. Wang W.J., Kuo J.C., Yao C.C., Chen R.H. DAP-kinase induces apoptosis by suppressing integrin activity and disrupting matrix survival signals// J Cell Biol -2002. -Vol.159. -P. 169-79

230. Wang Y., Lin S.Z., Chiou A.L., Williams L.R., Hoffer B.J. Glial cell line-derived neurotrophic factor protects against ischemia-induced injury in the cerebral cortex// J Neurosci -1997. -Vol.17. -P. 4341- 4348.

231. Waxham M.N., Tsai A.L., Putkey J.A. () A mechanism for calmodulin (CaM) trapping by CaM-kinase II defined by a family of CaM-binding peptides.//J. Biol. Chem. -1998. -Vol.273.-P. 17579-17584

232. Wedler F.C., Vichnin M.C., Ley B.W., Tholey G., Ledig M., Copin J.C., Effects of Са (II) ions on Mn (II) dynamics in chick glia and rat astrocytes: potential regulation of glutamine synthetase// Neurochem. Res. -1994 -Vol.19. -P. 145-151.

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

234. Wolf D.E., McKinnon C.A.,. Daou M.-C, Stephens R.M., Kaplan D.R., Ross A.H., Interaction with trkA immobilizes gp75 in the high affinity nerve growth factor receptor complex.//J. Biol. Chem. -1995. -Vol.270 -P. 2133-2138.

235. Wyllie A., Donahue V., Fischer В., Hill D., Keesey J., Manzow S. Apoptosis and Cell Proliferation, 2nd edition//© by Boehringer Mannheim GmbH, Bio-chemica -1998. -139 p

236. Xue L.-Y., Chiu S.-M., Oleinick N. L. Photochemical destruction of the Bcl-2 oncoprotein during photodynamic therapy with the phthalocyanine hoto-sensitizer Pc4// Oncogen -2001. -Vol. 20. -P. 3420-3427

237. Yamashima T. Implication of cysteine proteases calpain, cathepsin and cas-pase in ischemic neuronal death of primates. //Prog Neurobiol. -2000 -Vol. 62(3). -P. 273-95.

238. Yan G.Z., Ziff E.B. NGF regulates the PC 12 cell cycle machinerythrough specific inhibition of the cdk kinases and induction ofcyclin Dl. //J Neurosci -1995.-Vol. 15.-P. 6200-6212.

239. Yan Y., Wei C-l., Zhang W-R., Cheng H-p., Liu J. Cross-talk between calcium and reactive oxygen species signaling // Acta Pharmacologica Sinica -2006. -Vol.27 (7).-P.821-826.

240. Yasuhara N., Eguchi Y., Tachibana Т., Imamoto N., Yoneda Y., Tsujimoto Y. Essential role of active nuclear transport in apoptosis //Genes Cells -1997. -Vol.2(l). -P. 55-64.

241. Yong V.W., Forsyth P.A., Krekoskic C.A., Dylan R.E. Matrix metallopro-teinases and diseases of the CNS. //Trends Neurosci -1998. -Vol.21. -P. 75-80.

242. YoshidaY., Dereski M.O., Garcia J.H., Hetzel F.W. Chopp M. Neuronal injury after photoactivation of Photofrin II // Am. J. Pathol. -1992. -Vol.141. -P.989-997.

243. Yu S.W., Wang H., Poitras M.F., Coombs C., Bowers W.J., Federoff H.J., Poirier G.G., Dawson T.M., Dawson V.L. Mediation of poly(ADPribose) polymerase-1-dependent cell death by apoptosis-inducing factor//Science -2002. -Vol.297. -P. 259-263

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

245. Zheng T.S., Hunot S., Kuida K., Flavell R.A. Cell Death and Differentiation // Apoptosis -1999. -Vol. 6. -P. 1043 ± 1053

246. Zheng T.S., Hunot S., Kuida K., Flavell R.A. Caspase knockouts: matters of life and death// Cell Death Differ. -1999. -Vol.6(l 1). -P. 1043-53.

247. Zhu L.P., Yu X.D., Ling S., Brown R.A., Kuo Т.Н. Mitochondrial Ca(2+)homeostasis in the regulation of apoptotic and necrotic cell deaths.// Cell Calcium. -2000. -Vol.28(2). -P. 107-17.

Информация о работе

Лобанов, Андрей Владимирович
кандидата биологических наук
Ростов-на-Дону, 2007
ВАК 03.00.13

Диссертация

Роль нейроглиальных взаимодействий и кальциевой сигнальной системы в реакциях нейронов и глиальных клеток речного рака на фотодинамическое воздействие - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы