Нейроны речного рака помогут в проверке на выживаемость в стрессовых условиях

Ученые Лаборатории «Молекулярная нейробилогия» Южного федерального университета разработали экспериментальную модель на основе рецептора речного рака для изучения сигнальных механизмов выживания и гибели нейронов и глиальных клеток, находящихся под воздействием стресса. Так, можно оценивать влияние различных веществ на выживание нейронов и глиальных клеток в условиях шок-реакций на доступной и, главное, эффективной модели с помощью речного рака. Это расширит понимание о фундаментальных механизмах клеточной адаптации к стресс-воздействиям, а также внесет существенный вклад в разработку методов защиты нейронов. Результаты проекта опубликованы в журналах Journal of Photochemistry and Photobiology и Journal of Molecular Neuroscience.


Станислав Редькин, младший научный сотрудник лаборатории «Молекулярная нейробилогия» Южного федерального университета. Credit: ЮФУ


В современном научном мире большое значение имеет грамотно выбранная эмпирическая модель исследования. Изучение молекулярно-клеточных механизмов нервной системы представляет большую актуальность, но омрачено дороговизной модельных объектов и слабой возможности переноса полученных результатов на человеческий организм. Научным коллективом лаборатории «Молекулярная нейробиология» Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского была поставлена задача найти и разработать удобную экспериментальную модель изучения сигнальных механизмов выживания и гибели нейронов и глиальных клеток (проводники нервных импульсов) в условиях различных стрессовых воздействий. «Золотым ключом» решения проблемы стал обыкновенный речной рак. 

«На периферии брюшка рака расположен рецептор растяжения, состоящий из двух механорецепторных нейронов, окруженных глиальными клетками, а также пары рецепторных мышц. Не нужно готовить сложные смеси для выращивания культуры клеток, достаточно поместить нейроны в простой физиологический раствор для хладнокровных животных, который можно приготовить в любой биохимической лаборатории в течение пяти минут. Так, введя микроэлектроды в клетки и подключив их к специальному оборудованию, можно услышать биение «невидимых сердец» механорецепторных нейронов речных раков — биоэлектрическую импульсную активность.  Добавляя в раствор с нейронами активаторы и ингибиторы различных сигнальных белков, можно буквально за несколько часов оценить их нейропротекторный либо нейротоксический эффект в таких шок-ситуациях для клетки, как, например, полный разрыв аксона (отросток нейрона, передающий биоэлектрические сигналы), либо фотодинамическое воздействие. Разработанная модель позволяет выявить внутриклеточные процессы, регулирующие выживание и различные формы гибели нервных клеток – апоптоз или некроз при окислительном повреждении, что очень важно для лечения многих патологий, таких как, например, инсульт, онкология, травма нервов», – рассказал Станислав Родькин, младший научный сотрудник Лаборатории «Молекулярная нейробиология».  

По словам ученого, оба воздействия являются прямым отражением важнейших проблем здравоохранения. Первое – полный разрыв аксона часто сопровождает травмы нервов, второе – фотодинамическая терапия (метод повреждения патологически измененной ткани, протекающий при взаимодействии света, кислорода и фотосенсибилизатора) используется для лечения онкологии, в частности опухолей мозга. 

«В первом случае нужно сохранить поврежденные нейроны для их регенерации, во втором — здоровые, окружающие опухоль. Но как это сделать, когда не знаешь, как работает сложная клеточная машина в условиях стресса? Механорецепторные нейроны – вот ответ. Это идеальная модель для изучения электрофизиологии, морфологии и биохимии. Мы окрасили нейроны и глиальные клетки недорогими красителями – пропидиумом йодида и Hoechst-33342 и увидели «флуоресценцию жизни либо смерти». Пропидиум йодид визуализирует некротические, то есть мертвые, клетки, а Hoechst-33342 – живые», – рассказал Станислав Родькин


Текст: пресс-служба ЮФУ

В психических расстройствах виноваты гормоны стресса

Учёные из университета Бристоля предлагают внести поправки в общепринятые механизмы работы гормонов, ответственных за стрессовые реакции в головном мозге. Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале…

Выпадают ли волосы от стресса? Доказать пока не удалось

«Если много нервничать, могут выпасть волосы», — это утверждение вроде бы не подвергается сомнению. Тем более, что эксперименты на животных показали, что стресс может провоцировать…

Где в мозге «живет» стресс?

Исследователи из Йельского университета опубликовали в журнале Nature Communications новую работу, посвященную нейрональной локализации стрессовых реакций. В гиппокампе – области, отвечающей за формирование воспоминаний – они обнаружили…

Домашние животные спасут нашу жизнь от стресса

В Университете штата Вашингтон провели исследование, в результате которого доказали, что уровень кортизола (основного гормона стресса) значительно снижается в результате взаимодействия с домашними животными. Конечно,…

Как стресс заставляет гиппокамп пожирать свои клетки

Хронический стресс, оказывается, особенно вредит гиппокампу и появлению в нем новых нейронов. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Autophagy,  хронический стресс заставляет взрослые стволовые нейрональные клетки…

Как нейроны справляются с опасностью

Российские исследователи изучили, как нервные клетки адаптируются к опасным для них условиям: изменению концентрации веществ в окружающей среде, избытку нейромедиаторов и нарушению формирования цитоскелета. Исследование…

Нейронауки в ведущих журналах. Обзор 3: воспалительная природа депрессии и общение, борющееся с зависимостью

Мы продолжаем добрую традицию кратких рассказов о последних новостях нейрона из ведущих журналов. Представляем вашему вниманию обзор некоторых статей из свежих номеров журналов Neuron и Nature Neuroscience….