ИСТИНА

Система толл-подобных рецепторов (TLR) относится к ключевым молекулярным компонентам воспалительных ответов, которые сопровождают развитие большинства неинфекционных заболеваний, в том числе различных патологий нервной системы. Для воспалительных ответов характерно участие полиненасыщенных жирных кислот (арахидоновой, докозагексаеновой и др.), а также их оксипроизводных, которые относятся к группе сигнальных липидов. Роль оксилипинов в межклеточном взаимодействии и регуляции функций разных типов клеток остается неясной. Цель проекта - установить роль сигнальных липидов в регуляции функций астроцитов и нейронов при стимуляции агонистами TLR4 и TLR3 рецепторов микроглии, астроцитов, нейронов и смешанных культур этих клеток. Оригинальное сочетание методов культивирования первичных клеток, характеристики воспалительных ответов на молекулярном уровне, и применение современных методов UPLC/MS/MS позволяющих одновременно определять более ста сигнальных липидов на качественном и количественном уровне, позволит получить значимые результаты. На клеточном уровне будут получены характеристики синтеза сигнальных липидов отдельными видами клеток нервной системы, данные по действию комбинаций сигнальных липидов на основные функции астроцитов и нейронов, проведена оценка действия низкомолекулярных ингибиторов ветвей трансформации сигнальных липидов на функции астроцитов и нейронов при активации TLR сигнального пути на этих клетках. Выполнение проекта позволит создавать управляемые модели воспалительных ответов на клеточном уровне. Результаты будут представлены на международных конференциях и опубликованы в международных научных журналах.

The toll like receptor signaling system represents the key molecular component of inflammatory responses that accompany development of most non-infectious diseases, including various pathologies of the nervous system. Participation of polyunsaturated fatty acids (arachidonic, docosahexaenoic, etc.), as well as their hydroxy derivatives, which belong to the group of signal lipids is characteristic to inflammatory responses. The role of oxylipins in intercellular interactions and regulation of functions of different cell types remains unclear. The goal of the project is to establish the role of signaling lipids in regulation of astrocyte and neuron functions upon stimulation of microglia astrocytes, neurons and mixed cultures of these cells with TLR4 and TLR3 agonists. An original combination of methods for primary cell culturing, characteristics of inflammatory responses at the molecular level and implementation of modern methods of UPLC/MS/MS that allow simultaneous determination of more than one hundred signal lipids at a qualitative and quantitative levels will yield meaningful results. At the cellular level, characteristics of synthesis of signal lipids by separate types of cells of the nervous system will be obtained. Data on actions of combinations of signal lipids on the main functions of astrocytes and neurons will be analyzed, the effect of low molecular weight inhibitors of the signal lipid transformation branches on the functions of astrocytes and neurons upon activation of the TLR signaling pathway on these cells will be evaluated. The project will implement controlled models of inflammatory responses at the cellular level. The results will be presented at international conferences and published in international scientific journals.

Будет 1. Проведена сравнительная качественная и количественная характеристика синтеза оксилипинов при действии TLR3 и TLR4 агонистов в зависимости от состава клеточной культуры (астроциты, микроглия, смешанная культура микроглии/астроцитов, нейроны). Планируется публикация статьи. 2. Определена роль микроглии и астроцитов в регуляции участия нейронов в синтезе оксилипинов. Планируется публикация статьи. 3. Определена возможность направленного управления синтезом оксилипинов при перераспределении “информационного потока” высвобождаемых в ходе активации клеток TLR стимулами с помощью блокировки отдельных участков трансформации полиненасыщенных жирных кислот: от высвобождения после сигналов из фосфолипидов мембраны, до трансформации через известные полиферментные пути. Планируется публикация статьи. 4. Получены данные о протективных, повреждающих и других свойствах смесей оксилипинов, полученных при стимуляции TLR агонистами при фиксированных временных точках. 5. Проведена оценка изменения функций астроцитов и нейронов под действием смесей оксилипинов, полученных при различных блокировках отдельных путей трансформации оксилипинов. Планируется публикация статьи. 6. Проведена дифференцировка видов ответов астроцитов и нейронов в зависимости от качественного и количественного состава смеси оксилипинов на цитотоксичность, генерацию активных форм кислорода в клетках и другие параметры окислительного стресса. Таким образом, научная значимость получаемых результатов заключается в том, что на клеточном уровне будут получены данные по действию смеси оксилипинов на основные функции астроцитов и нейронов и проведена оценка действия низкомолекулярных ингибиторов ветвей трансформации оксилипинов на функции астроцитов и нейронов при активации TLR сигнального пути на этих клетках, что позволит создавать управляемые модели воспалительных ответов на клеточном уровне. Результаты будут опубликованы в международных научных журналах (4 публикации), сделано 4 доклада на международных конференциях.

Научный коллектив проекта имеет опыт экспериментальных исследований проводимых с различными типами первичных клеток: астроциты, микроглия, нейроны, имеет значительный опыт экспериментальной работы с воспалительными процессами в глиальных клетках. В работе (Chistyakov et.al. 2018; doi: 10.3390/ijms19010113) было показано, что агонист ядерного рецептора PPARgamma росиглитазон способен стимулировать выброс цитокина IL-10 и PGE2 в условиях активации систем врожденного иммунитета. В работе (Chistyakov et.al. 2018, doi: 10.1016/j.bbrc.2018.04.040) была показана роль сигнальных липидов в регуляции пролиферации астроцитов, а также впервые была показана способность астроцитов синтезировать данные циклопентеноновые простагланидны, ассоциированные в литературе с завершением воспалительного ответа. Также научным коллективом проекта впервые показано, что при стимуляции Толл-подобного рецептора 4 на астроцитах происходит стабилизация мРНК ядерных рецепторов PPARalpha, PPARgamma (Chistyakov et.al. 2015; DOI:10.1111/jnc.13101) и PPARbeta (Chistyakov et.al. 2014; DOI:10.1111/jnc.12757). На первичных астроцитах крысы в работе (Pankevich et.al. 2017; doi:10.1134/S0006297917110050) было показано, что с помощью низкомолекулярного лиганда рецептора PPARgamma можно стимулировать выброс IL-10 и регулировать скорость деградации мРНК. Имеется опыт работы с нейронами, измерением уровня Ca2+, и рецепторами Na/K-АТФазой и NMDA (Akkuratov et.al. 2015,doi: 10.1007/s12035-014-8975-3). В коллективе проекта есть опытный микроскопист, имеющий публикации в высокорейтинговых журналах (Deng et.al. 2016, doi: 10.1016/j.cub.2016.07.020; Atabekova et.al. 2018, doi: 10.1016/j.biochi.2017.10.020), что позволит провести на высоком уровне работы по характеризации клеточных моделей, а также регуляции белков за счет локализации методами флуоресцентной и конфокальной микроскопии.