ДЕЙСТВИЕ УАБАИНА И БУФАЛИНА НА НЕЙРОНЫ ПЕРВИЧНОЙ КУЛЬТУРЫ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ МОЗГА КРЫСЫ В УСЛОВИЯХ ГЛЮКОЗО-КИСЛОРОДНОЙ ДЕПРИВАЦИИ

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2019-10-03
Номер журнала: 
10
Год издания: 
2019

А.В. Лопачев мл. науч. сотрудник, ФГБНУ «Научный центр неврологии» (Москва) E-mail: lopsasha@yandex.ru О.М. Лопачева инженер, Международный учебно-научный биотехнологический центр МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва); мл. науч. сотрудник, ФГБНУ «Научный центр неврологии» (Москва) К.Н. Куличенкова аспирант, мл. науч. сотрудник, ФГБНУ «Научный центр неврологии» (Москва) О.И. Куликова мл. науч. сотрудник, ФГБНУ «Научный центр неврологии» (Москва) Т.Н. Федорова д.б.н., зав. лабораторией клинической и экспериментальной нейрохимии, ФГБНУ «Научный центр неврологии» (Москва)

Цель работы – сравнить нейропротекторное действие преинкубации первичной культуры клеток коры больших полушарий мозга крысы с кардиотоническими стероидами (КТС), уабаином и буфалином, в условиях глюкозо-кислородной депривации (ГКД), а также исследовать запуск внутриклеточных сигнальных каскадов, способных влиять на жизнеспособность нейронов. Материал и методы. Для моделирования 4-часовой ГКД с 20-часовой реоксигенацией использовали 10–12-дневную первичную культуру нейронов коры больших полушарий мозга крысы. Уабаин и буфалин в концентрациях 10 и 100 нМ вносили за 30 мин до начала ГКД. Окислительный стресс (ОС) вызывали при помощи 24-часовой инкубации культуры с 20 мкМ ротеноном. Жизнеспособность культуры после эксперимента оценивали при помощи MTT-теста. Оценку активации киназы Akt проводили по соотношению фосфорилированной и общей формы Akt при помощи вестерн блоттинга. Результаты. Установлено, что уабаин в концентрациях 10 и 100 нМ, в отличие от буфалина, защищал клетки от гибели при 30-минутной преинкубации культуры. При этом в данном исследовании уабаин не защищал нейроны от гибели при индукции ОС ротеноном. Уабаин, в отличие от буфалина, вызывал активацию киназы Akt. Выводы. Уабаин, но не буфалин, оказывает нейропротекторное действие в условиях ГКД. При этом уабаин не защищает нейроны от прямой индукции ОС. Нейропротекторный эффект уабаина, вероятно, связан с тем, что он, в отличие от буфалина, активирует киназу Akt.

Ключевые слова: 
уабаин
буфалин
глюкозо-кислородная депривация
ишемия
окислительный стресс
Akt
Для цитирования: 
Лопачев А.В., Лопачева О.М., Куличенкова К.Н., Куликова О.И., Федорова Т.Н. ДЕЙСТВИЕ УАБАИНА И БУФАЛИНА НА НЕЙРОНЫ ПЕРВИЧНОЙ КУЛЬТУРЫ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ МОЗГА КРЫСЫ В УСЛОВИЯХ ГЛЮКОЗО-КИСЛОРОДНОЙ ДЕПРИВАЦИИ . Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2019; (10): -https://doi.org/10.29296/25877313-2019-10-03

Список литературы: 
  1. Lopachev A.V., Lopacheva O.M., Osipova E.A., Vladychenskaya E.A., Smolyaninova L.V., Fedorova T.N., Koroleva O.V., Akkuratov E.E. Ouabain-induced changes in MAP kinase phosphorylation in primary culture of rat cerebellar cells // Cell Biochem. Funct. 2016; 34(5): 367–377.
  2. Антонов С.М., Кривой И.И., Драбкина Т.М., Миронова Е.В., Евстратова А.А. Нейропротекторное действие уабаина и экспрессия пептида Bcl-2 при гиперактивации NMDA-рецепторов в нейронах коры головного мозга крыс in vitro // Доклады академии наук. 2009; 426(4): 552–555 (Antonov S.M., Krivoj I.I., Drabkina T.M., Mironova E.V., Evstratova A.A. Nejroprotektornoe dejstvie ua-baina i ekspressiya peptida Bcl-2 pri giperaktivacii NMDA-receptorov v nejronah kory golovnogo mozga krys in vitro // Doklady akademii nauk. 2009; 426(4): 552–555).
  3. Isaev N.K., Stelmashook E.V., Halle A., Harms C., Lautenschlager M., Weih M., Dirnagl U., Victorov I.V., Zorov D.B. Inhibition of Na(+),K(+)-ATPase activity in cultured rat cerebellar granule cells prevents the onset of apoptosis induced by low potassium // Neurosci. Lett. 2000; 283(1): 41–44.
  4. Song H.L., Demirev A.V., Kim N.Y., Kim D.H., Yoon S.Y. Ouabain activates transcription factor EB and exerts neuroprotection in models of Alzheimer's disease // Mol. Cell. Neurosci. 2019; 95: 13–24.
  5. Golden W.C., Martin L.J. Low-dose ouabain protects against excitotoxic apoptosis and up-regulates nuclear Bcl-2 in vivo // Neuroscience. 2006; 137(1): 133–144.
  6. Akkuratov E.E., Wu J., Sowa D., Shah Z.A., Liu L. Ouabain-Induced Signaling and Cell Survival in SK-N-SH Neuroblastoma Cells Differentiated by Retinoic Acid // CNS & neurological disorders drug targets. 2015; 14(10): 1343–1349.
  7. Park J.H., Kim C.K., Lee S.B., Lee K.-H., Cho S.-W., Ahn J.-Y. Akt attenuates apoptotic death through phosphorylation of H2A under hydrogen peroxide-induced oxidative stress in PC12 cells and hippocampal neurons // Scientific reports. 2016; 6: 21857.
  8. Sanderson T.H., Kumar R., Murariu-Dobrin A.C., Page A.B., Krause G.S., Sullivan J.M. Insulin activates the PI3K-Akt survival pathway in vulnerable neurons following global brain ischemia // Neurol. Res. 2009; 31(9): 947–958.
  9. Лопачев А.В., Лопачева О.М., Никифорова К.А., Филимонов И.С., Федорова Т.Н., Аккуратов Е.Е. Сравнительное действие кардиотонических стероидов на внутриклеточные процессы в нейронах коры головного мозга крысы // Биохимия. 2018; 83(2): 238–250 (Lopachev A.V., Lopacheva O.M., Nikiforova K.A., Fili-monov I.S., Fedorova T.N., Akkuratov E.E. Sravnitel'noe dejstvie kardiotonicheskih steroidov na vnutrikle-tochnye processy v nejronah kory golovnogo mozga krysy // Biohimiya. 2018; 83(2): 238–250).
  10. Brassai A., Suvanjeiev R.G., Ban E.G., Lakatos M. Role of synaptic and nonsynaptic glutamate receptors in ischaemia induced neurotoxicity // Brain Res. Bull. 2015; 112: 1–6.
  11. Dobrota D., Fedorova T.N., Stepanova M.S., Babusikova E., Statelova D., Tatarkova Z., Stvolinsky S.S, Boldyrev A.A. Oxidative stress induced in rat brain by a combination of 3-nitropropionic acid and global ischemia // Int. J. Clin. Exp. Med. 2010; 3(2): 144–151.
  12. Song H., Karashima E., Hamlyn J.M., Blaustein M.P. Ouabain-digoxin antagonism in rat arteries and neurones // J. Physiol. (Lond.). 2014; 592(5): 941–969.
  13. Zhang L., Zhang Z., Guo H., Wang Y. Na+/K+-ATPase-mediated signal transduction and Na+/K+-ATPase regulation // Fundam. Clin. Pharmacol. 2008; 22(6): 615–621.
  14. Madan N., Xu Y., Duan Q., Banerjee M., Larre I., Pierre S.V., Xie Z. Src-independent ERK signaling through the rat alpha3 isoform of Na/K-ATPase // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2017; 312(3): C222–C232.
  15. Yin P.H., Liu X., Qiu Y.Y., Cai J.F., Qin J.M., Zhu H.R., Li Q. Anti-tumor activity and apoptosis-regulation mechanisms of bufalin in various cancers: new hope for cancer patients // Asian Pac. J. Cancer Prev. 2012; 13(11): 5339–5343