Быстрое ускорение нейронального митохондриального биогенеза после гипоксически-ишемического повреждения головного мозга

Введение и цель исследования. Митохондриальный биогенез регулируется с помощью координированного взаимодействия ядерного и митохондриального геномов, вследствие чего происходит непрерывное обновление этих органелл. Этот высокоорганизованный процесс был четко определен в скелетных и сердечной мышцах, однако о его роли в нервных клетках, в частности, в условиях стресса или травмы известно мало. В настоящем исследовании мы впервые сообщаем о резком ускорении митохондриального биогенеза в модели неонатального гипоксически-ишемического повреждения головного мозга (Г/И) у крыс. Методы. На 7-й день жизни у детенышей крыс было спровоцировано Г/И-повреждение головного мозга путем одностороннего лигирования сонной артерии и последующей гипоксии в течение 2,5 часов. Относительное содержание церебральной митохондриальной ДНК (мтДНК) после Г/И определяли полуколичественно с использованием ПЦР длинных фрагментов в различных временны`х точках. Белки HSP60 и COXIV изучали при помощи вестерн-блоттинга. Экспрессию трех генов, имеющих критически важное значение для транскрипционного регулирования митохондриального биогенеза, таких как активируемый пролифераторами пероксисом рецептор-гамма-коактиватор-1 (PGC-1), ядерный респираторный фактор-1 (NRF-1) и митохондриальный транскрипционный фактор А (TFAM), изучали при помощи вестерн-блоттинга и ПЦР с обратной транскрипцией. Результаты. Содержание церебральной мтДНК заметно возросло через 6 часов после Г/И и продолжало увеличиваться до 24 часов после Г/И. Параллельно этим временны`м изменениям содержания мтДНК в пограничной зоне инфаркта после Г/И произошло увеличение количества митохондрий, повышение уровня белков HSP60 и COXIV и активности цитрат-синтазы в нейронах коры головного мозга. Кроме того, экспрессия NRF-1 и TFAM в коре головного мозга увеличивалась с 6 до 24 часов после Г/И, тогда как экспрессия PGC-1 не изменилась. Заключение. Неонатальное Г/И-повреждение головного мозга резко ускоряет биогенез митохондрий, который, возможно, является новым компонентом эндогенных репаративных механизмов головного мозга.

В. Йин, А.П. Сигноре, М. Иваи, Г. Као, Й. Гао, Дж. Чен