Геномика прекондиционирования

Непродолжительные эпизоды ишемии могут способствовать защите мозга от последующего ишемического повреждения; однако молекулярные механизмы, лежащие в основе защитного эффекта, не вполне ясны. Идентификация генов, участвующих в этом процессе, поможет лучше понять природу выживания клеток и принципы лечения инсульта. В экспериментах на мышах мы разработали модель ишемического прекондиционирования с последующим инсультом и использовали профилирование экспрессии генов для выявления тех из них, которые могут быть ответственными за нейропротекцию. У животных прекращали кровоток в средней мозговой артерии на 15 мин (прекондиционирование), на 60 мин (инсульт) или сначала на 15 мин, а через 72 ч — на 60 мин (прекондиционирование и инсульт). РНК из областей коры головного мозга, подвергшихся ишемическому прекондиционированию, исследовали с применением наборов из большого числа олигонуклеотидов на миниатюрных твердых подложках. В экспериментах по изучению ионного трансмембранного транспорта в нейронах в условиях недостатка кислорода и глюкозы использовали методику измерения потока ионов через изолированные участки клеточной мембраны. Инсульт, ишемическое прекондиционирование, и ишемическое прекондиционирование с последующим инсультом приводили к разным функциональным изменениям генетического аппарата. Инсульт вызывает стойкое повышение, а ишемическое прекондиционирование с последующим инсультом — значительное снижение экспрессии генов. Гены, экспрессия которых повышается при инсульте, участвуют в активации стрессового и воспалительного ответа, повышении метаболизма и функций ионных каналов. На фоне прекондиционирования отмечена тенденция к уменьшению числа генов, участвующих в этих процессах. Последующие эксперименты показали, что ишемическое прекондиционирование снижает потенциалзависимое перемещение ионов калия in vitro и увеличивает время кровотечения. Ишемическое прекондиционирование модифицирует ответ генома на ишемическое повреждение за счет влияния на процессы транскрипции, которые могут проявляться подавлением метаболизма и иммунных реакций, уменьшением активности ионных каналов и свертываемости крови. Эти изменения похожи на развившуюся в процессе эволюции способность тканей к выживанию в условиях сниженного кровотока и недостатка кислорода во время зимней спячки.

Стензел-Поор М.П., Стевенс С.Л., Симон Р.П.