Метилений хөх ба тархины тулгуур эсүүд: астроцит, микрогли болон үрэвсэл

Та нэг ижил хөх будгаар хоёр туршилт хийж, найдвар төрүүлэх хоёр үр дүн авлаа гэж бодъё. Нэг өсгөврийн аяганд од хэлбэртэй тулгуур эсүүд хүчилтөрөгч, глюкозын дутагдлыг даван амьд үлдэнэ. Нөгөөд нь тархины дархлааны эсүүд бактерийн хорт бодисын нөлөөнд орсон ч тайван төлөвийн салаалсан хэлбэрээ хадгална. Эдгээрийг нэгтгээд, энэ будаг тархины үрэвслийг намжааж, тархийг хамгаалдаг гэж дүгнэмээр санагдаж болно. Чухам энэ хоёр үр дүнг нэгтгэх мөчид анхааралтай уншигчид яарахгүй байх хэрэгтэй.

Тархинд өөр өөр үүрэгтэй хоёр бүлэг тулгуур эс байдаг бөгөөд метилений хөхийг тэдгээрийн тус бүрд өөр өөр өдөөгч ашигласан туршилтаар судалжээ. Астроцитууд бол бодисын солилцоог дэмждэг эсүүд юм. Тэд судас, нейроны хооронд байрлаж, илүүдэл глутаматыг зайлуулж, калийн түвшний хэлбэлзлийг тогтворжуулж, гликоген нөөцөлж, хэрэгцээ огцом өсөхөд нейронуудад түлш дамжуулдаг. Микрогли бол тархинд байнга оршдог дархлааны хяналтын эсүүд юм. Тэдний нарийн сэртэнгүүд эдийг хянаж, бактерийн болон гэмтлийн дохиог илрүүлдэг. Аюулын дохио ирэхэд сэртэнгүүдээ татаж, шилжин хөдөлж, залгин шингээхэд тохирсон бөөрөнхий амёб төст хэлбэрт орон, дохиоллын молекулууд ялгаруулдаг. Нэг бүлэг эсэд гарсан үр дүнг нөгөөд нь шууд хамааруулж болохгүй бөгөөд тохиолдол бүрд ашигласан хэмжилт нь яг юуг харуулсныг тодорхойлно.

Бодисын солилцооны стресст орсон астроцитууд: гол үр дүн нь хэрэглэх үе шат

Астроцитын туршилт хангамжийг тасалдуулахаас эхэлдэг. Судлаачид нярай хулганы тархины бор гадаргын астроцитуудыг өсгөвөрлөж, глюкоз болон хүчилтөрөгчийг бараг бүхэлд нь зургаан цагийн турш хассан. Дараа нь хоёуланг нь хорин дөрвөн цагийн турш сэргээсэн нь харвалтын дараа цусны урсгал сэргэх явцыг лабораторид загварчилсан хэрэг юм. Хангамж тасалдсан үед метилений хөх байхад эсийн амьд үлдэх үзүүлэлт муудсан. Харин зөвхөн хүчилтөрөгчийн хангамжийг сэргээх үед 0.1 ба 1 micromolar концентрацад нэмэхэд кальцеинаар хэмжсэн эсийн амьдрах чадвар мэдэгдэхүйц сайжирчээ. Хулганы астроцитын судалгаанд энэ үе шатнаас хамаарсан ялгааг эсийн амьсгалын өгөгдлийн хамт тайлагнасан.

Энэ ялгаа нь хамгийн чухал үр дүн юм. Хангамж тасалдсан үед электрон хүлээн авах хүчилтөрөгч бараг байхгүй тул электрон дамжуулагчид электроноо хүргэх газар үгүй. Харин хүчилтөрөгчийн хангамж сэргэхэд эсийн механизм дахин ажиллаж эхэлж, будаг үүргээ гүйцэтгэх боломжтой болдог. Метилений хөхөөр үйлчилсэн астроцитууд илүү их хүчилтөрөгч хэрэглэж, илүү их глюкоз шингээж, илүү их ATP үүсгэн, гликогенийн нөөцөө нөхөн бүрдүүлсэн. Үүний зэрэгцээ гексокиназын идэвх нэмэгдсэн ч митохондрийн супероксид өсөөгүй. Санал болгосон тайлбар нь метилений хөхийг митохондрийн электрон зөөвөрлөгч гэж тайлбарласан нийтлэлд дурдсан танил механизм юм: амьсгалын гинжин хэлхээний саатсан хэсгүүдийг тойруулан электрон дамжуулснаар электронууд алдагдаж, урвалын идэвхтэй нэгдлүүд үүсгэхийн оронд эсийн амьсгал хэвийн сэргэнэ.

Энэ ямар төрлийн нотолгоо болохыг анхаараарай. Энэ нь тусгаарлан өсгөвөрлөсөн нэг төрлийн эсийн амьд үлдэх байдал болон бодисын солилцооны үр дүн бөгөөд үр нөлөөтэй үе шат нь тодорхой — хангамж тасалдсан үе биш, сэргэх үе — мөн концентраци нь тодорхой хүрээтэй. Энэ үр дүн дархлааны дохиоллын талаар ч, зан үйлийн талаар ч юу ч хэлэхгүй.

Бактерийн аюулын дохионд өртсөн микрогли: бодисын солилцооны дахин программчлал

Микроглийн туршилтууд эсрэг өдөөгчөөс эхэлдэг: тэжээлийн дутагдал бус, халдварын хуурамч дохио. Бактерийн гадна мембраны нэг хэсэг болох липополисахарид нь төрөлхийн дархлааны мэдрэгчидтэй холбогдож, амьд бактери огт байхгүй ч микроглид өвчин үүсгэгч нэвтэрсэн мэт дохио өгдөг. Липополисахарид өгсөн хулганад болон өсгөвөрлөсөн микроглийн эсийн шугамд танил үрэвслийн хөтөлбөр өрнөдөг: үрэвслийг өдөөх хүчин зүйлс нэмэгдэж, микрогли довтлох шинжтэй M1 төлөвт шилжин, хөрш нейронууд үхэж, амьтдын суралцах болон ой тогтоолтын даалгаврын гүйцэтгэл мууддаг.

Хулганад хийсэн энэ хариу урвалын судалгаагаар уг өөрчлөлтийг хүчилтөрөгч мэдрэх замтай холбон тайлбарласан: липополисахарид нь уг замын дээд хэсгийн Siah2/Morg1 гинжин холбоогоор дамжин пролил гидроксилазын гурван ферментийн нэг болох PHD3-ын илэрхийллийг хэт нэмэгдүүлдэг. Үүний зэрэгцээ эсүүд энергийн хэрэглээгээ аэроб гликолиз руу дахин программчилж, митохондрийн хүчилтөрөгчийн идэвхтэй хэлбэрүүд нэмэгддэг. Судлаачид энэ шилжилтийг хүчилтөрөгчийн хэрэглээ болон эсийн гаднах орчны хүчилжилтийг хэмждэг Seahorse бодисын солилцооны шинжилгээгээр шууд хэмжжээ. Метилений хөх нь бодисын солилцооны шилжилт болон PHD3-ын хэт илэрхийллийг хоёуланг нь буцаан өөрчилж, үрэвслийн хүчин зүйлсийг бууруулж, нейроны үхлийг багасган, зан үйлийн үнэлгээг сайжруулсан. Позитрон ялгаруулалтын томографи нь дүрслэлийн нэмэлт нотолгоо болсон: липополисахаридын нөлөөгөөр FDG-PET дээр гиппокампын глюкозын шингээлт нэмэгдсэн бол метилений хөхөөр үйлчлэхэд буурчээ. Энэ нь амьд тархинд үрэвсэлтэй холбоотой бодисын солилцоо намжсантай нийцэж байв.

Энэ нь астроцитын судалгаанаас илүү олон талын хэмжилттэй — цитокин, бодисын солилцоо, дүрслэл, амьтдын зан үйл — боловч өөр өдөөгч, өөр эсэд хамаарна. Энэ хоёрыг харьцуулж буй уншигчид өдөөгчдийг ялгаж авч үзэх хэрэгтэй: нэг судалгаа тэжээл дутагдсан тулгуур эсүүдийг сэргэх үед нь аварсан бол нөгөө нь дархлааны эсүүдэд үүссэн халдварын хуурамч дохиог намжаасан.

Микроскопоор харсан микрогли: хэлбэрийг үзүүлэлт болгон ашиглах нь

Гурав дахь туршилт бактерийн тэрхүү аюулын дохиог зөвхөн эсийн хэлбэрээр нь авч үзжээ. Хархны тархины бор гадаргаас гарган авсан гли эсийн өсгөвөрт IBA1 маркераар будсан хяналтын микрогли олон нарийн сэртэнтэй, орчноо хянах салаалсан хэлбэртэй харагддаг. 10 micrograms per milliliter концентрацтай липополисахаридаар хорин дөрвөн цаг үйлчилсний дараа эсүүд хавтгайран, амёб төст хэлбэрт шилжиж, эсийн их биеийн талбай томорсон ч хүрээний урт нь ойролцоогоор хэвээр үлдсэн. Энэ нь бөөрөнхийрөхийн геометрийн шинж юм. Хорт бодистой хамт 1 micromolar концентрацтай метилений хөх өгөхөд салаалсан сэртэнгүүд хадгалагдаж, эсийн их биеийн талбай болон хүрээний урт хяналтын утгатай ойролцоо байжээ. Хархны эсийн өсгөврийн судалгаанд хэлбэр ийнхүү хадгалагдсаныг эсийн их биеийн талбай болон хүрээний уртыг хэмжиж тоон үзүүлэлтээр тодорхойлсон.

Хоёр нарийн зүйл энэ судалгааг энгийн зургаас илүү үнэ цэнтэй болгож байна. Нэгдүгээрт, ижил концентрацад хэрэглэсэн харьцуулах бодис болох исэлдэн ангижрах идэвхтэй өөр нэг молекул — менадион — эсийн хэлбэрийг хадгалаагүй бөгөөд дангаараа ч эсүүдийг идэвхжсэн хэлбэрт шилжүүлсэн. Тиймээс энэ нөлөө нь исэлдэн ангижрах мөчлөгт оролцдог бүх бодисын нийтлэг шинж биш юм. Хоёрдугаарт, судлаачид будгийн нөлөөг зөвхөн идэвхтэй нэгдлүүдийг шууд саармагжуулахтай бус, антиоксидант болон үрэвслийн эсрэг генүүдийн үйл ажиллагааг зохицуулдаг транскрипцийн хүчин зүйл Nrf2-ын идэвхжилтэй холбожээ. Исэлдэн ангижрах үйл явц болон үрэвслийн дохиоллын тухай холбогдох тайлбарууд энэ Nrf2 холбоог илүү өргөн хүрээнд ойлгоход тусална.

Гэсэн ч хэлбэр нь эдгээр гурван хэмжилтээс хамгийн хязгаарлагдмал нь юм. Салаалсан эс ихэвчлэн хяналтын төлөвт, бөөрөнхий эс ихэвчлэн идэвхжсэн төлөвт байдаг боловч морфологи бол орлуулан ашиглаж буй үзүүлэлт болохоос генийн транскрипцийн мэдээлэл биш. Энэ өсгөвөрт цусаар дамжин ирэх дархлааны эсүүд, мэдрэлийн хэлхээ, зан үйлийн илрэл аль нь ч байгаагүй.

Гурван үр дүнг зэрэгцүүлэн унших нь

Мөрүүдийг харьцуулахад өдөөгч бүр өөрийн хэмжилт, өөрийн хариутай нь харагдана. Бодисын солилцоог сэргээсэн үр дүн бодисын солилцооны асуултад хариулна. Цитокин болон зан үйлийн өгөгдөл үрэвслийн асуултад хариулна. Хэлбэрийн хэмжилт хэлбэрийн асуултад хариулна. Эдгээр гурвын аль нь ч дангаараа бусдынхаа хүрээнд дүгнэлт хийх үндэс болохгүй.

Илүү тайван харагдах микрогли юуг нотолдоггүй вэ

Энэ сэдвийг бүхэлд нь авч үзэхэд зайлшгүй хэрэгтэй өгүүлбэр бол: микрогли бага идэвхжсэн мэт харагдах, эсвэл түүний бодисын солилцоо өөрчлөгдөх нь дангаараа тархины үйл ажиллагаа сайжирсныг нотлохгүй.

Үйл ажиллагаа нь дагаж өөрчлөгдөөгүй байхад ч эсийн хэлбэр өөрчлөгдөж болно. Эс салаалсан сэртэнгээ хадгалсан ч цитокин ялгаруулсаар байж болно. Эсвэл эсийн хаягдал цэвэрлэх ашигтай үүрэг гүйцэтгэхдээ бөөрөнхийрч болно. Бодисын солилцооны хэмжилтэд мөн адил хязгаар бий: Seahorse хэмжилтийн муруй эсвэл PET зураг энергийн боловсруулалтыг харуулдаг болохоос танин мэдэхүйг харуулдаггүй. Бодисын солилцооны болон эсийн хэлбэртэй холбоотой үзүүлэлтүүдийг зан үйлийн сорилтой хослуулсан хулганы судалгаа илүү хүчтэй байгаа нь нэг хэмжилтээр бүх дүгнэлтийг батлуулахыг оролдохын оронд олон түвшний нотолгоог давхардуулсанд оршино. Гэхдээ тэнд ч ердийн хязгаарлалтууд хүчинтэй: липополисахарид нь бодит халдварыг бус, халдваргүй аюулын дохиог загварчилдаг, хулгана бол хүн биш, мөн судлаачид өөрсдөө зүйлийн ялгааг онцолсон. Дараагийн шатны судалгаа төлөвлөж буй хэн боловч энэ зам хүний эдэд яг адил ажиллана гэж таамаглахаасаа өмнө микроглийн үр дүнг өөр өөр загварт хэрхэн хамааруулж болохыг нягтлах хэрэгтэй.

Үүнээс хэрэглэх үе шаттай холбоотой практик дүгнэлт гарна. Астроцитын үр дүнд эрт өгөх нь сөрөг, сэргэх үед өгөх нь эерэг нөлөөтэй байв. Харин микроглийн үр дүн нь үрэвслийн өдөөгч үйлчлэх үеийн орчимд өгсөн нөхцөлөөс гарсан. Бодит амьдрал дахь тархины гэмтэлд хоёр үе шат зэрэгцэн оршдог: энергийн хангамжийн алдагдал болон дархлааны аюулын дохио хэдэн цагийн турш хувьсан өөрчлөгдөнө. Нэг үе шатыг тусгаарласан туршилт эдгээр нь хавсарсан нөхцөлд хэрэглэх хуваарийг тогтоож чадахгүй. Тиймээс хэрэглэх тохиромжтой үеийн тухай хэлэлцүүлэгт хангамж тасалдах болон үрэвслийн хугацааны явцыг тусад нь авч үздэг.

Үнэн зөв хураангуйг нэг догол мөрөнд багтааж болно. Тусгаарласан астроцитуудад хүчилтөрөгчийн хангамж сэргэх үед метилений хөх өгөхөд эсийн амьсгал дахин ажиллаж, эсүүд амьд үлддэг. Бактерийн хэсгээр өдөөсөн микроглид энэ бодис PHD3-ын тодорхой замаар дамжин үрэвслийн бодисын солилцооны хөтөлбөрийг буцаан өөрчилж, тайван төлөвийн хэлбэрийг хадгалдаг. Үр дүн бүр өөрийн туршилтын нөхцөлд бодитой боловч аль нь ч тархины үрэвслийн тухай ерөнхий дүгнэлт биш. Гли эсүүдийг ингэж харьцуулах нь эдгээр хоёр өөр үр дүнг нэг ойлголт болгон хольж хутгахаас сэргийлдэг учраас л хэрэгтэй юм.