Імуногістохімічний аналіз експресії гліального фібрилярного кислого протеїну при експериментальній гострій печінковій енцефалопатії
Ключові слова:
гостра печінкова енцефалопатія, астрогліальна реактивність, GFAPАнотація
Актуальність. Патогенез гострої печінкової енцефалопатії (ОПЕ) представляється комплексним, і тонкі ланки її розвитку все ще вимагають свого з'ясування. Вважається, що механізми ОПЕ в цілому зосереджені на нейротоксичности аміаку, нейрозапаленні, дисбалансі нейромедіаторів і важкому астроцитарному набуханні, що приводить до генерализованного набряку мозку. Вважається, що астроглія, будучи основною популяцією клітин мозку, що відповідає за всі види тканинного гомеостазу, є основною мішенню для підвищених рівнів аміаку в даних умовах. Будучи досить неоднорідною в залежності від мозкового регіону і контексту подій, астрогліальная реакція на різні патологічні впливи також представляється гетерогенною. Мета визначення імуногістохімічних особливостей експресії гліального фібрилярного кислого протеїну (GFAP) в різних відділах мозку щурів в умовах експериментальної гострої печінкової енцефалопатії. Матеріали та методи. Дослідження проводилося на щурах лінії Вістар: 5 контрольних і 10 щурів з відтворенням моделі ацетамінофен індукованої печінкової недостатності (AILF). Імуногістохімічне дослідження експресії GFAP в сенсомоторної корі, білій речовині, гіпокампі, таламусі, хвостатому ядрі/скорлупі проводили в період 12-24 год після ін'єкції. Результати. Починаючи з 6-ї години після ін'єкції у всіх тварин AILF-групи спостерігалося прогресуюче наростання клінічних ознак гострої мозкової дисфункції, яка завершилася у 6 щурів до 24 годин коматозним станом; вони склали підгрупу AILF-B, «загиблі тварини». Чотири тварини вижили до кінця експерименту, 24 ч (підгрупа AILF-A «тварини, що вижили»). У групі AILF-B, починаючи з 16-24 годин після процедури AILF, в головному мозку спостерігалося статистично значуще (щодо контролю) регіон-залежне динамічне зниження рівня експресії GFAP: в підкірковій білій речовині на 125,65%, в таламусі на 526,66%, в хвостатому ядрі/скорлупі на 103,12%, в гіпокампі на 176,31%, з 18-ої години в корі головного мозку, на 537,5% при найбільш значному зниженні показників в корі і таламусі: відповідно в 6,47 і 6,26 рази. Висновки. В умовах експериментальної AILF спостерігається раннє динамічне зниження реактивності астроглії в корі, таламусі, гіпокампі, білій речовині й області хвостатого ядра/скорлури. Найбільш істотне зниження показників GFAP в корі і таламусі позначає ці області як більш уразливі для системних агресивних чинників і токсико-метаболічного навантаження в умовах гострої печінкової недостатності, з іншого боку, підкреслює відносно більш виражену чутливість і реактивність місцевої астроглії у відповідь на дію пошкоджуючих речовин в цьому стані і на даному часовому етапі розвитку патології. Динамічне зниження рівня GFAP в головному мозку щурів, асоційоване з таким же динамічним погіршенням стану тварин, вказує на значення такого патологічного астрогліального ремоделювання в механізмах розвитку ОПЕ у щурів.
Посилання
Shulyatnikova T, Shavrin V. Modern view on hepatic encephalopathy: basic terms and concepts of pathogenesis. Pathologia. 2017;14(3):371-380. doi: 10.14739/2310-1237.2017.3.118773
Ferenci P. Hepatic encephalopathy. Gastro-enterol Rep (Oxf). 2017 May;5(2):138-147. doi: 10.1093/gastro/gox013. Epub 2017 Apr 18. PMID: 28533911; PMCID: PMC5421503.
Jayakumar AR, Norenberg MD. Hyperam-monemia in Hepatic Encephalopathy. J Clin Exp Hepatol. 2018 Sep;8(3):272-280. doi: 10.1016/j.jceh.2018.06.007. Epub 2018 Jun 20. PMID: 30302044; PMCID: PMC6175739.
Dasarathy S, Mookerjee RP, Rackayova V, Rangroo Thrane V, Vairappan B, Ott P, Rose CF. Ammonia toxicity: from head to toe? Metab Brain Dis. 2017 Apr;32(2):529-538. doi: 10.1007/s11011-016-9938-3. Epub 2016 Dec 24. PMID: 28012068.
Ochoa-Sanchez R, Tamnanloo F, Rose CF. Hepatic Encephalopathy: From Metabolic to Neurodegenerative. NERE. 2021;46(10):2612–2625. https://doi.org/10.1007/s11064-021-03372-4
Butterworth RF. The concept of "the in-flamed brain" in acute liver failure: mechanisms and new therapeutic opportunities. Metab Brain Dis. 2016 Dec;31(6):1283-1287. doi: 10.1007/s11011-015-9747-0. Epub 2015 Oct 20. PMID: 26481639.
Liotta EM, Kimberly WT. Cerebral edema and liver disease: Classic perspectives and contem-porary hypotheses on mechanism. Neurosci Lett. 2020 Mar 16;721:134818. doi: 10.1016/j.neulet.2020.134818. Epub 2020 Feb 5. PMID: 32035166; PMCID: PMC7773170.
Agarwal AN, Mais DD. Sensitivity and Specificity of Alzheimer Type II Astrocytes in He-patic Encephalopathy. Arch Pathol Lab Med. 2019 Oct;143(10):1256-1258. doi: 10.5858/arpa.2018-0455-OA. Epub 2019 May 7. PMID: 31063011.
Verkhratsky A, Ho MS, Vardjan N, Zorec R, Parpura V. General Pathophysiology of Astroglia. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2019;1175:149-179. doi: 10.1007/978-981-13-9913-8_7. PMID: 31583588; PMCID: PMC7188602.
Li D, Liu X, Liu T, Liu H, Tong L, Jia S, Wang YF. Neurochemical regulation of the expres-sion and function of glial fibrillary acidic protein in astrocytes. Glia. 2020 May;68(5):878-897. doi: 10.1002/glia.23734. Epub 2019 Oct 18. PMID: 31626364.
Jaeger V, DeMorrow S, McMillin M. The Direct Contribution of Astrocytes and Microglia to the Pathogenesis of Hepatic Encephalopathy. J Clin Transl Hepatol. 2019 Dec 28;7(4):352-361. doi: 10.14218/JCTH.2019.00025. Epub 2019 Nov 13. PMID: 31915605; PMCID: PMC6943208.
Batiuk M, Martirosyan A, Wahis J, de Vin F, Marneffe C, Kusserow C et al. Identification of region-specific astrocyte subtypes at single cell reso-lution. Nature Communications. 2020;11(1). doi: 10.1038/s41467-019-14198-8
Shulyatnikova TV. Immunohistochemical analysis of microglial changes in the experimental acute hepatic encephalopathy. Pathologia. 2021;18(1):33-38. doi: 10.14739/2310-1237.2021.1.227642.
Mitchell RA, Rathi S, Dahiya M, Zhu J, Hussaini T, Yoshida EM. Public awareness of acet-aminophen and risks of drug induced liver injury: Results of a large outpatient clinic survey. PLoS One. 2020 Mar 4;15(3):e0229070. doi: 10.1371/journal.pone.0229070. PMID: 32130228; PMCID: PMC7055817.
McGill MR, Williams CD, Xie Y, Rama-chandran A, Jaeschke H. Acetaminophen-induced liver injury in rats and mice: comparison of protein adducts, mitochondrial dysfunction, and oxidative stress in the mechanism of toxicity. Toxicol Appl Pharmacol. 2012 Nov 1;264(3):387-94. doi: 10.1016/j.taap.2012.08.015. Epub 2012 Aug 23. PMID: 22980195; PMCID: PMC3478469.
Mossanen JC, Tacke F. Acetaminophen-induced acute liver injury in mice. Lab Anim. 2015 Apr;49(1 Suppl):30-6. doi: 10.1177/0023677215570992. PMID: 25835736.
Shulyatnikova T, Shavrin V. Mobilisation and redistribution of multivesicular bodies to the endfeet of reactive astrocytes in acute endogenous toxic encephalopathies. Brain Res. 2021 Jan 15;1751:147174. doi: 10.1016/j.brainres.2020.147174. Epub 2020 Oct 24. PMID: 33172595.
Jayakumar AR, Rama Rao KV, Norenberg MD. Neuroinflammation in hepatic encephalopathy: mechanistic aspects. J Clin Exp Hepatol. 2015 Mar;5(Suppl 1):S21-8. doi: 10.1016/j.jceh.2014.07.006. Epub 2014 Aug 5. PMID: 26041953; PMCID: PMC4442850.
Shulyatnikova T, Shavrin V. Regional-specific activation of phagocytosis in the rat brain in the conditions of sepsis-associated encephalopathy. Zaporozhye medical journal. 2021;23(1):111-119. doi: 10.14739/2310-1210.2021.1.224921.
Thumburu KK, Dhiman RK, Vasishta RK, Chakraborti A, Butterworth RF, Beauchesne E, Desjardins P, Goyal S, Sharma N, Duseja A, Chawla Y. Expression of astrocytic genes coding for proteins implicated in neural excitation and brain edema is altered after acute liver failure. J Neurochem. 2014 Mar;128(5):617-27. doi: 10.1111/jnc.12511. Epub 2013 Nov 14. PMID: 24164438.
Lachmann V, Görg B, Bidmon HJ, Keitel V, Häussinger D. Precipitants of hepatic encephalo-pathy induce rapid astrocyte swelling in an oxidative stress dependent manner. Arch Biochem Biophys. 2013 Aug 15;536(2):143-51. doi: 10.1016/j.abb.2013.05.004. Epub 2013 May 24. PMID: 23707757.
Daverey A, Agrawal SK. Curcumin allevi-ates oxidative stress and mitochondrial dysfunction in astrocytes. Neuroscience. 2016 Oct 1;333:92-103. doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.07.012. Epub 2016 Jul 14. PMID: 27423629.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис до редакції журналу «Morphologia», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції матеріалу, в тому числі таких об'єктів, що охороняються авторським правом, як фотографії автора, малюнки, схеми, таблиці і т.п.), в тому числі на відтворення в пресі і в мережі Інтернет; на поширення; на переклад рукопису на будь-які мови; експорту та імпорту примірників журналу зі статтею Авторів з метою поширення, доведення до загального відома. Зазначені вище права Автори передають Редакції без обмеження терміну їх дії і на території всіх країн світу без обмеження.
Автори гарантують, що вони мають виняткові права на використання матеріалів, переданих до редакції. Редактори не несуть відповідальності перед третіми особами за порушення гарантії, надані авторами. Розглянуті права передаються до редакції з моменту підписання поточної публікації для публікації. Відтворення матеріалів, опублікованих в журналі іншими особами та юридичними особами, можливе лише за згодою редакції, з обов'язковим зазначенням повної бібліографічного посилання первинної публікації. Автори залишають за собою право використовувати опублікований матеріал, його фрагменти і частини для навчальних матеріалів, усні презентації, підготовку дисертації дисертації з обов'язковою бібліографічною посиланням на оригінальну роботу. Електронна копія опублікованій статті, що завантажується з офіційного веб-сайту журналу в форматі .pdf, може бути розміщена авторами на офіційному веб-сайті їх установ, будь-яких інших офіційних ресурсах з відкритим доступом.
