Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Для цитирования:

Savyuk M. O., Krivonosov M. I., Ivanchenko M. V., Poloznikov A. A., Mitroshina E. V., Vedunova M. V. Network activity in primary hippocampal cultures upon HIF-prolyl hydroxylase inhibition [Савюк М. О., Кривоносов М. И., Иванченко М. В., Полозников А. А., Митрошина Е. В., Ведунова М. В. Нейросетевая активность в первичных культурах гиппокампа при ингибировании HIF-пролилгидроксилазы] // Известия вузов. ПНД. 2021. Т. 29, вып. 3. С. 421-427. DOI: 10.18500/0869-6632-2021-29-3-421-427


Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 29)
Язык публикации: 
английский
Тип статьи: 
Краткое сообщение
УДК: 
576.54; 57.087
DOI: 
10.18500/0869-6632-2021-29-3-421-427

Network activity in primary hippocampal cultures upon HIF-prolyl hydroxylase inhibition
[Нейросетевая активность в первичных культурах гиппокампа при ингибировании HIF-пролилгидроксилазы]

Авторы: 
Савюк Мария Олеговна, Нижегородский государственный университет имени Н.И.Лобачевского (ННГУ)
Кривоносов Михаил Игоревич, Нижегородский государственный университет имени Н.И.Лобачевского (ННГУ)
Иванченко Михаил Васильевич, Нижегородский государственный университет имени Н.И.Лобачевского (ННГУ)
Полозников Андрей Александрович, Высшая школа экономики
Митрошина Елена Владимировна, Нижегородский государственный университет имени Н.И.Лобачевского (ННГУ)
Ведунова Мария Валерьевна, Нижегородский государственный университет имени Н.И.Лобачевского (ННГУ)
Аннотация: 

Важной научной задачей является исследование нейросетевой функциональной активности и оценка реорганизации сети в различных патологических состояниях, например, при моделировании гипоксии. Гипоксия является одним из ключевых повреждающих факторов при различных патологиях головного мозга, таких как инсульт, черепно-мозговая травма, нейродегенеративные заболевания и т. д. Гипоксическое повреждение приводит к структурным и функциональным нарушениям нейрон-глиальных сетей. Белок, называемый фактором, индуцируемым гипоксией (HIF), является одним из основных эндогенных молекулярных регуляторов реакции клетки на гипоксию. Его функциональная активность находится под контролем HIF-пролилгидроксилазы (белка пролилгидроксилазного домена, PHD). Недавние исследования показали, что регулируя активность HIF с помощью ингибиторов фермента HIF-пролилгидроксидазы PHD возможно повышать адаптационные способности клеток при гипоксии. Целью данной работы было исследование влияния ингибитора PHD на сетевые характеристики функциональной кальциевой активности в первичных культурах нервных клеток в модели гипоксии in vitro. Методы. Для анализа кальциевой активности в первичных культурах клеток гиппокампа был использован недавно разработанный нами метод обработки данных флуоресцентной визуализации кальция. Он включает в себя декомпозицию сигнала на отдельные клетки и реконструкцию сетевых динамических взаимодействий между клетками. Результаты. Наши данные показывают, что блокада фермента HIF-пролилгидроксилазы при моделировании гипоксии, сохраняет связность нейрон-глиальных сетей в постгипоксическом периоде. Выводы. Описаны параметры, характеризующие связность нейрон-глиальной сети в модели культуры клеток in vitro в нормальных условиях и при моделировании патологии. Фармакологическое ингибирование PHD, которое вызывает накопление HIF, может быть использовано в качестве эффективного подхода для терапевтической коррекции гипоксического повреждения.

Благодарности: 
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 18-015-00391) и Проекта государственного задания № 0729-2020-0061
Список источников: 
  1. Dukoff DJ, Hogg DW, Hawrysh PJ, Buck LT. Scavenging ROS dramatically increase NMDA receptor whole-cell currents in painted turtle cortical neurons. The Journal of Experimental Biology. 2014;217(18):3346–3355. DOI: 10.1242/jeb.105825.
  2. Cerychova R, Pavlinkova G. HIF-1, metabolism, and diabetes in the embryonic and adult heart. Frontiers in Endocrinology. 2018;9:460. DOI: 10.3389/fendo.2018.00460.
  3. Vedunova M, Sakharnova T, Mitroshina E, Perminova M, Pimashkin A, Zakharov Y, Dityatev A, Mukhina I. Seizure-like activity in hyaluronidase-treated dissociated hippocampal cultures. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2013;7:149. DOI: 10.3389/fncel.2013.00149.
  4. Vedunova MV, Sakharnova TA, Mitroshina EV, Shishkina TV, Astrakhanova TA, Mukhina IV. Antihypoxic and neuroprotective properties of BDNF and GDNF in vitro and in vivo under hypoxic conditions. Modern Technologies in Medicine. 2014;6(4):38–45.
  5. Vedunova MV, Mishchenko TA, Mitroshina EV, Mukhina IV. TrkB-mediated neuroprotective and antihypoxic properties of brain-derived neurotrophic factor. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2015;2015:453901. DOI: 10.1155/2015/453901.
  6. Kustikova V, Krivonosov M, Pimashkin A, Denisov P, Zaikin A, Ivanchenko M, Meyerov I, Semyanov A. CalciumCV: Computer vision software for calcium signaling in astrocytes. Analysis of Images, Social Networks and Texts. 7th International Conference, AIST 2018, July 5–7, Moscow, Russia. Springer, Cham; 2018. P. 168–179. DOI: 10.1007/978-3-030-11027-7_17.
  7. Mitroshina EV, Krivonosov MI, Burmistrov DE, Savyuk MO, Mishchenko TA, Ivanchenko MV, Vedunova MV. Signatures of the consolidated response of astrocytes to ischemic factors in vitro. International Journal of Molecular Sciences. 2020;21(21):7952. DOI: 10.3390/ijms21217952.
Поступила в редакцию: 
13.11.2020
Принята к публикации: 
29.12.2020
Опубликована: 
31.05.2021