Влияние фактора роста фибробластов-2 на активацию микроглии гиппокампа мыши в модели нейровоспаления, индуцированного липополисахаридом in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Активация провоспалительного фенотипа микроглии может являться одной из причин возникновения хронического нейровоспаления и, как следствие, приводить к патологическим состояниям головного мозга. Применение нейротрофических факторов, таких как фактор роста фибробластов (FGF2), может стать одним из перспективных методов коррекции нейродегенеративных заболеваний, однако до сих пор вопрос влияния этого фактора на активацию микроглии остается открытым.

Цель исследования – изучить влияние FGF2 на активацию микроглии гиппокампа мыши в модели нейровоспаления, индуцированного липополисахаридом (ЛПС) in vitro.

Материал и методы. Исследование проводили на культуре первичных смешанных глиальных клеток гиппокампа мыши. Для количественной оценки, площади и морфологических изменений клеток микроглии в ответ на воздействие ЛПС и FGF2 проводили иммуногистохимический анализ на маркеры астроцитов (GFAP) и микроглии (Iba-1). Анализ уровня экспрессии IL-1β, IL-6, IL-10, TNF-α осуществляли методом количественной полимеразной цепной реакции.

Результаты. В ответ на воздействие ЛПС наблюдалось увеличение процента Iba-1+ клеток, их площади, изменение морфологических характеристик в совокупности с повышением уровня экспрессии провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6, TNF-α и противовоспалительного цитокина IL-10 в течение как 6, так и 12 ч. Добавление FGF2 приводило к снижению процента Iba-1+ клеток в культуре, уменьшению площади микроглии. Снижение относительного уровня экспрессии IL-1β и IL-6 было отмечено в группах культивирования с ЛПС и FGF2, при этом экспрессия TNF-α не изменялась. При увеличении времени культивирования до 12 ч в данной группе отмечалась повышенная экспрессия IL-10.

Заключение. Стимуляция ЛПС способствует переходу микроглии из покоящегося в активированный провоспалительный фенотип, о чем свидетельствует повышенная пролиферативная активность Iba-1+ клеток в совокупности с увеличением уровня экспрессии провоспалительных цитокинов. Ингибирование двух провоспалительных цитокинов (IL-1β и IL-6) из трех и значительное увеличение уровня IL-10 в культуре клеток дает возможность сделать предположение о противовоспалительном эффекте FGF2.

Об авторах

Маргарита Романовна Шульц

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта»

Автор, ответственный за переписку.
Email: margarita.r.schulz@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-0638-0911

магистрант Высшей школы живых систем БФУ им. Иммануила Канта

Россия, 236041, Калининград, ул. Университетская, д. 2

Антон Сергеевич Шульц

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта»

Email: anton.s.schulz@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-1844-554X

магистрант Высшей школы живых систем БФУ им. Иммануила Канта

Россия, 236041, Калининград, ул. Университетская, д. 2

Оксана Павловна Тучина

ФГАОУ ВО «БФУ им. Иммануила Канта»

Email: otuchina@kantiana.ru
ORCID iD: 0000-0003-1480-1311

заведующая Лабораторией синтетической биологии Высшей школы живых систем БФУ им. Иммануила Канта. Кандидат биологических наук, доцент

Россия, 236041, Калининград, ул. Университетская, д. 2

Список литературы

  1. Zhou R., Ji B., Kong Y., Qin L., Ren W., Guan Y., Ni R. PET Imaging of Neuroinflammation in Alzheimer’s Disease. Frontiers in immunology. 2021; 12 (739130): 1–16. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.739130
  2. Rodriguez A.M., Rodriguez J., Giambartolomei G.H. Microglia at the Crossroads of Pathogen-Induced Neuroinflammation. ASN Neuro. 2022; 14: 1–15. https://doi.org/10.1177/17590914221104566
  3. Olah M., Biber K., Vinet J., Boddeke H.W. Microglia phenotype diversity. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2011; 10: 108–18. https://doi.org/10.2174/187152711794488575
  4. Zhang Y., Xu S., Liang K.Y., Li K., Zou Z.P., Yang C.L., Tan K., Cao X., Jiang Y., Gao T.M., Bai X.C. Neuronal mTORC1 Is Required for Maintaining the Nonreactive State of Astrocytes. The J. of biological chemistry. 2017; 292: 100–11. https://doi.org/10.1074/jbc.M116.744482
  5. Hu J., Wang P., Wang Z., Xu Y., Peng W., Chen X., Fang Y., Zhu L., Wang D., Wang X., Lin L., Ruan L. Fibroblast-Conditioned Media Enhance the Yield of Microglia Isolated from Mixed Glial Cultures. Cell Mol Neurobiol. 2023; 43: 395–408. https://doi.org/10.1007/s10571-022-01193-9
  6. Schildge S., Bohrer C., Beck K., Schachtrup C. Isolation and culture of mouse cortical astrocytes. J. Vis Exp. 2013; 71: 1–7. https://doi.org/10.3791/50079
  7. Mecha M., Iñigo P.M., Mestre L., Hernangómez M., Borrell J.I., Guaza C. An easy and fast way to obtain a high number of glial cells from rat cerebral tissue: A beginners approach. Protocol exchange. 2011; 1–9. https://doi.org/10.1038/protex.2011.218
  8. He Y., Taylor N., Yao X., Bhattacharya A. Mouse primary microglia respond differently to LPS and poly(I:C) in vitro. Sci Rep. 2021; 11: 1–14. https://doi.org/10.1038/s41598-021-89777-1
  9. Tang M.M., Lin W.J., Pan Y.Q., Li Y.C. Fibroblast Growth Factor 2 Modulates Hippocampal Microglia Activation in a Neuroinflammation Induced Model of Depression. Front Cell Neurosci. 2018; 12: 1–14. https://doi.org/10.3389/fncel.2018.00255
  10. Cunha C., Gomes C., Vaz A.R., Brites D. Exploring New Inflammatory Biomarkers and Pathways during LPS-Induced M1 Polarization. Mediators Inflamm. 2016; 2016: 1–17. https://doi.org/10.1155/2016/6986175
  11. Leyh J., Paeschke S., Mages B., Michalski D., Nowicki M., Bechmann I., Winter, K. Classification of Microglial Morphological Phenotypes Using Machine Learning. Front Cell Neurosci. 2021; 15: 1–17. https://doi.org/10.3389/fncel.2021.701673
  12. Mecha M., Feliú A., Carrillo-Salinas F.J., Rueda-Zubiaurre A., Ortega-Gutiérrez S., de Sola R.G., Guaza C. Endocannabinoids drive the acquisition of an alternative phenotype in microglia. Brain Behav Immun. 2015; 49: 233–45. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2015.06.002
  13. Ransohoff R.M. A polarizing question: do M1 and M2 microglia exist? Nat Neurosci. 2016; 19: 987–91. https://doi.org/10.1038/nn.4338
  14. Патлай Н.И., Сотников Е.Б., Тучина О.П. Роль микроглиальных цитокинов в модуляции нейрогенеза во взрослом мозге. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований 2020: 5: 15–23. doi: 10.17513/mjpfi.13062 [Patlay N.I., Sotnikov E.B., Tuchina O.P. The role of microglial cytokines in the modulation of neurogenesis in the adult brain. International J. of Applied and Basic Research 2020; 5: 15–23. doi: 10.17513/mjpfi.13062 (in Russian)]
  15. Виноградова А.В., Тучина О.П. Роль реактивной глии в модуляции нейро- и синаптогенеза in vitro. Молекулярная медицина. 2021; 19 (6): 59–64. doi.org/10.29296/24999490-2021-06-10 [Vinogradova A.V., Tuchina O.P. The role of reactive glia in the modulation of neuro- and synaptogenesis in vitro. Molecular Medicine. 2021; 19 (6): 59–64. doi.org/10.29296/24999490-2021-06-10 (in Russian)]
  16. Eves E.M., Skoczylas C., Yoshida K., Alnemri E.S., Rosner M.R. FGF induces a switch in death receptor pathways in neuronal cells. J. Neurosci. 2001; 21: 4996–5006. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.21-14-04996.2001
  17. Hobbs S., Reynoso M., Geddis A.V., Mitrophanov A.Y., Matheny R.W. Jr. LPS-stimulated NF-κB p65 dynamic response marks the initiation of TNF expression and transition to IL-10 expression in RAW 264.7 macrophages. Physiol Rep. 2018; 6 (21): 1–16. https://doi.org/10.14814/phy2.13914

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Площадь (а) и процент Iba+ клеток (б) в первичной смешанной глиальной культуре мыши. Данные представлены в виде среднего значения ± SD, n=3 (независимые эксперименты). ANOVA

Скачать (38KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Динамика изменения экспрессии гена IL-1β (а), IL-6 (б), IL-10 (в) и TNF-α (г). Данные представлены в виде среднего значения ± SD, n=3 (независимые эксперименты). ANOVA

Скачать (81KB)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».