Молекулярно-генетические и эпигенетические механизмы нейровоспаления, опосредованного М1/M2 микроглией, и их роль в развитии стресс-индуцированного патогенеза мозга (на модели зебраданио, zebrafish)

В ходе НИР с использованием созданной авторами модели хронического стресса зебраданио (Song et al., 2018) будут:

• проанализированы молекулярные биомаркеры М1 и М2-микроглии зебраданио;
• произведена сортировка клеток микроглии по подтипам с использованием флуоресцентной проточной цитометрии (FACS на базе МФТИ);
• оценены геномные профили обоих подтипов микроглии на фоне их активации при стрессе;
• подтип-специфические эпигенетические маркеры стресса на уровне экспрессии генов ключевых эпигенетических ферментов, продуктов их экспрессии, а также уровня метилирования ДНК и ацетилирования гистонов. Для валидации методики;
• будут оценены поведенческие, нейрохимические и нейроэндокринные показатели стресса;
• проведена фармакологическая коррекция М1/М2 микроглии (миноциклином и другими ингибиторами) c изучением их эффектов на физиологические и поведенческие маркеры стресса.

Применение зебраданио в данной работе обладает особой научно-прикладной новизной и актуальностью, поскольку этот организм недавно стал применяться для изучения психических заболеваний, и практически не используется в России. Перспектива разработки на основе зебраданио новых эффективных платформ для скрининга биологически активных веществ и лекарственных средств-модуляторов М1/M2 микроглии отражает научно-практическую новизну проекта.

Актуальность проекта

Стресс-индуцированные расстройства - наиболее частые психические заболевания в мире, а их лечение является важнейшей задачей биомедицины. Поскольку нейроглиальные клетки являются важными модуляторами ЦНС, а стресс и нейровоспаление представляют собой важнейшие триггеры ЦНС, активирующие микроглию, выяснение молекулярно-генетических и эпигенетических механизмов вовлечения различных подтипов микроглии в стресс-индуцированние нейровоспаление важно. 

Проект НИР актуален, поскольку он направлен на решение этой важной биомедицинской проблемы.

Научная и практическая значимость проекта

Нейровоспаление с участием микроглии играет важную роль в усилении патогенеза стрессорных расстройств ЦНС. Активированная микроглия существует в виде двух типов (М1 и М2), которые отличаются морфологически, а также по секретируемым цитокинам и нейротоксичности. В то же время, ряд вопросов остается неизученным, и их решение представляет конкретные научные задачи данного проекта НИР:

• как именно хронический стресс активирует клетки микроглии М1 и М2 подтипов, способствуя провоспалительному ответу в ЦНС? В частности, каковы подтип-специфические паттерны активации (М1 и М2, в том числе в сравнении), вызванные хроническим стрессом в микроглии?
• какова роль каждого из подтипов микроглии - М1 и М2 - в реализации данных патологических процессов?
• каковы геномные и эпигенетические ответы M1 и M2 микроглии на действие хронического стресса?

Научная цель НИР - изучить данные вопросы экспериментально с использованием модели хронического стресса (CUS) у зебраданио. Выбор хронической модели стресса для НИР обусловлен ее клинической значимостью и высокой чувствительностью зебраданио к данным воздействиям. Выбор зебраданио как модельного организма для НИР обусловлен наличием у них выраженных М1/М2 микроглии, нейровоспалительных ответов, стресс-индуцированных поведенческих и нейроэндокринных изменений, а также геномных и эпигенетических ответов.

Ожидаемые результаты

Выявление общих и подтип-специфичных молекулярно-генетических механизмов М1/M2 микроглии при аффективном патогенезе мозга в экспериментальных моделях стресса у зебраданио. Исследование может способствовать выявлению новых молекулярных механизмов нейропсихических заболеваний и, в перспективе, - созданию новых нейротропных антистрессорных лекарственных средств, направленных на коррекцию M1/M2 микроглии и/или запускаемых ими эпигенетических механизмов патогенеза.

Партнеры