Лаборатории
Правовые документы
ПОЧТА old.nphys.ru
Новости
Публикации

ЛАБОРАТОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НЕЙРОХИМИИ


Сотрудники

Владимир Вячеславович Шерстнев – руководитель лаборатории, доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ .

Лаборатория создана в 1977 году.
Ведущее направление исследований – изучение принципов нейрохимической организации и молекулярных механизмов специфической деятельности мозга и нервных клеток.
Опыты проводятся на половозрелых крысах линии Wistar, мышах линии Balb/c, C57Bl и взрослых виноградных улитках. Поведение животных исследуется с помощью методов «открытого поля», угашения акустической «стартл - реакции», УРПИ, водного лабиринта Морриса, оригинальной модели отвергания определенного запаха в условиях питьевой мотивации при отрицательном подкреплении раствором хинина, а также ноцицептивной сенситизации и ассоциативного аверсивного навыка на пищу, методов тестирования на указанные и дифференцировочные стимулы, процедуры напоминания. На идентифицированных нейронах ЦНС улиток применяются методы внутриклеточной регистрации биоэлектрической активности; вне- и внутриклеточного введения биологически активных веществ путем пневмоинъекций и микроионофореза, прижизненного компьютерного анализа изображений. Используется твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA), Вестерн–иммуноблоттинг, радиолигандный анализ, полимеразная цепная реакция (ПЦР), иммуногистохимический метод. Применяются ингибиторы процессов транскрипции и трансляции биосинтеза белка; олигонуклеотиды к транскрипционным факторам C/EBP, SRF, zif268, CREB и др., флуоресцентные зонды SYTO 12 и16, отражающие прижизненную активность РНК и ДНК в нервных клетках; факторы, обладающие про- и антиапоптотической активностью (S100b, HLDF6, BDNF, GDNF и др.), модуляторы процессов нейрогенеза, агонисты и антагонисты AMPA и NMDA рецепторов глутамата. Образование, дифференцировка и фенотипирование вновь образованных клеток в различных структурах мозга определяется с использованием маркеров пролиферации EdU и BrdU, Ki-6, маркеров зрелых и незрелых нейронов, астроцитов (NeuN, S100b, GFAP) с применением двойного флюоресцентного мечения, трансфокальной и флюоресцентной микроскопии.
В проведенных в лаборатории исследованиях выявлены особенности участия различных мозгоспецифических белков в нейрохимических механизмах врожденного и приобретенного поведения животных. Продемонстрировано наличие функционального взаимодействия естественных олигопептидов и нейроспецифических белков на поведенческом и клеточном уровнях. Показано избирательное и гетерохронное включение нейротрофических факторов в обеспечение процессов обучения и памяти. Документирована вовлеченность молекул, обладающих нейроростовым и трофическим действием, в механизмы нейрональной пластичности. Выдвинуто представление о гетерохронии формирования центральных молекулярных механизмов функциональных систем поведенческих актов у взрослых индивидуумов.
Выделены неизвестные ранее эндогенные пептидные лиганды мозгоспецифических белков группы S 100, и характеризован спектр их поведенческой и иммунологической активности. Обнаружены нейропротективные и ростовые эффекты синтетических аналогов пептидных фрагментов белка S100b и его олигопептидных лигандов. Совместно с сотрудниками Института биоорганической химии им. И. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН выделены и изучены новые эндогенные пептиды, обладающие агрессотропным и анксиолитическим действием.
В исследованиях, проведенных с коллегами-клиницистами, показаны особенности спектра и динамики аутоантител к нейротрофическим и ростовым факторам в системе мать-плод у детей первого года жизни с врожденными и приобретенными нарушениями деятельности нервной системы. Характеризованы молекулярные маркеры церебрального инсульта и дисциркуляторной энцефалопатии – регуляторные факторы с трофической и ростовой активностью (белки S100b, HLDF, VEGF, BDNF, GDNF и антитела к ним), определяемые с помощью разработанных лабораторных тест-систем в сыворотке крови пациентов. Выявлены диагностические и прогностические критерии степени тяжести, течения и функционального исхода заболевания, а также состояния двигательных, когнитивных и сосудистых функций пациента при дисциркуляторной энцефалопатии.
Исследования последних лет направленны на изучение роли постнатального нейрогенеза и программированной клеточной гибели в механизмах интегративной деятельности мозга и нервных клеток. Впервые выявлены региональные различия в динамике и выраженности нейрогенеза и апоптоза в мозжечке, гиппокампе и коре мозга зрелых крыс, а также в направленности и силе корреляционных связей между указанными процессами. Показано, что формирование и упрочнение долговременной памяти, связанной с функциями гиппокампа, вызывает достоверные количественные и качественные изменения показателей нейрогенеза и апоптоза в различных структурах головного мозга половозрелых животных. Обнаружены корреляции между процессами пролиферации, дифференцировки и программированной гибели «новых» и «старых» клеток в зрелом мозге у «интактных» и обученных крыс. Документированы экспериментальные свидетельства связи способности животных к обучению с уровнем нейрогенеза в гиппокампе и коре зрелого мозга. Получены приоритетные данные об участии нейрогенеза и нейроапоптоза в обеспечении механизмов реактивации и реконсолидации долговременной памяти. Обнаружено не известное ранее явление функциональной асимметрии нейрогенеза/апоптоза в мозге у взрослых животных. Сформулированы и разрабатываются теоретические положения о том, что процессы нейрогенеза и апоптоза, протекающие как в развивающемся, так и зрелом мозге, подчиняются закономерностям системогенеза, а также структурно-функциональном и «молекулярном» взаимодействии нейрогенеза и нейроапоптоза.
В исследованиях, выполненных на идентифицированных нейронах виноградной улитки с использованием оригинальной методики прижизненной микроскопии, окрашенных флуоресцентными зондами нейронов, впервые обнаружены отличия нейрофизиологических и нейрохимических механизмов различных стадий обучения. Отдельные стадии характеризуются особенностями пластичности плазматической мембраны и синаптических «входов» нейронов, а также избирательным взаимодействием нейромедиаторов, вторичных внутриклеточных посредников и генома клеток. Описан новый тип специфической синаптической пластичности, основанный на избирательном вовлечении разных генетических локусов и определенных каскадов сигнальных молекул в механизмы индукции долговременной пластичности различных синаптических входов идентифицированного нейрона. Обнаружено, что синаптические «входы» нейрона от хеморецепторов головы улитки регулируются цАМФ и зависимым от него транскрипционным фактором раннего гена С/ЕВР, тогда как в механизмах регуляции другого сенсорного входа, опосредующего возбуждения от механорецепторов головы вовлечены протеинкиназа С и зависимый от нее транскрипционный фактор SRF. Показана важная роль в механизмах специфической активации генома при обучении и воспроизведении энграммы короткоживущих негистоновых белков хроматина.
На модели ассоциативного навыка отвергания определенного вида пищи у улиток при изучении механизмов хранения и воспроизведения долговременной памяти обнаружено, что нарушение реактивации памяти рядом биологически активных веществ приводит к развитию амнезии, включающую две стадии. Ранняя стадия, продолжительностью менее 10 дней, характеризуется возможностью восстановления памяти при повторном обучении или действии мнемотропных препаратов. Поздняя «стойкая» стадия амнезии, развивавшаяся через 10 дней после ее индукции, необратима и не чувствительна к указанным воздействиям. Выявленный феномен развития устойчивой амнезии после нарушения реконсолидации памяти обнаружен нами также на модели отвергания крысами определенного запаха в условиях питьевой мотивации при подкреплении раствором хинина.
Выявлено, что значительный «вклад» в механизмы долговременной ассоциативной памяти и амнезии у улиток вносит зависимая от синтеза белков модификация синаптических связей командных нейронов оборонительного поведения. Полученные данные являются экспериментальным подтверждением предложенной П.К Анохиным гипотезы интегративной деятельности нейрона и ее центрального положения о том, что сохранение информационной значимости гетерогенных возбуждений, конвергирующих к отдельным нервным клеткам, основывается на взаимосодействующих, специфических постсинаптических нейрохимических процессах.
Лаборатория работает в тесном научном контакте с кафедрой неврологии РГМУ и НИИ инсульта Минсоцразвития РФ, изучая молекулярные маркеры «когнитивных» функций и их нарушений при церебральном инсульте с целью разработки эффективных прогностических и диагностических методов цереброваскулярных заболеваний. В совместных исследованиях с департаментом фармакологии Уэльской школы фармации Университета г. Кардиффа, Уэльс, Великобритания (Cardiff University, Welsh School of pharmacy, UK) проводятся экспериментальные работы, направленные на выяснение вопросов участия нейротрофических и ростовых факторов в процессах памяти и обучения. Осуществляется научное сотрудничество c департаментом медицинской биохимии и биофизики Университета г. Умеа, Швеция (Department of medical biochemistry &biophysics, Umea University, Sweden) в области изучения аутоиммунных механизмов нейродегенерации при конформационных заболеваниях.

Научные публикации

Шерстнев В.В. Нейроспецифические регуляторные белки генома кле¬ток мозга и системные процессы памяти. Вестник РАМН. 1994. 10: 16-19.
Шерстнев В.В., Галева Н.Н., Козырев С.А., Никитин В.П., Плетников М.В., Судаков К.В., Сторожева З.И. Физиологическая характеристика новых агрессотропных нейропептидов. Журн. высш. нервн. деят. 1995. 45 (4): 723-731.
Шерстнев В.В., Грудень М.А., Плетников М.В. и др. Участие молекул клеточной адгезии –лектинов CSL и R1 в процессах обучения и памяти у зрелых животных. Нейрохимия. 1997. 14 (2): 200-210.
Грудень М.А., Дектярев Д.Н., Шумова Е.А., Деев И.И., Шерстнев В.В. Аутоантитела к нейротрофическим факторам и пренатальные нарушения деятельности мозга у детей. Вестник РАМН. 1998. 2: 30-33.
Шерстнев В.В., Сторожева З.И., Грудень М.А., Прошин А.Т. Участие нейротрофических факторов в центральных механизмах поведения у взрослых животных. Росс. Физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1999. 85 (1): 20-27.
Шевелкин А.В., Козырев С.А., Никитин В.П., Шерстнев В.В. Прижизненное исследование активности генома и синаптической пластичности нейронов улитки при обучении. Российский физиол. журн. им.И.М.Сеченова. 2004. 90 (2): 158-169.
Шерстнев В.В., Юрасов В.В., Сторожева З.И., Грудень М.А., Яковлева Н.Е. Биохимические маркеры апоптоза в различных отделах мозга при обучении. Журн. высш. нервн. деят. 2005. 33 (6): 729-733.
Шерстнев В.В., Юрасов В.В., Котов А.В., Яковлева Н.Е., Грудень М.А., Толпыго С.М., Певцова Е.И., Лагутина Л.В. Апоптоз в зрелом мозге при формировании нового поведенческого навыка. Нейрохимия. 2006. 23(3): 1-6.
Никитин В.П., Козырев С.А. Влияние антисмысловых олигонуклеотидов к мРНК немедленного раннего гена zif268 на механизмы синапс-специфической пластичности. Журн. высш. нервн. деят. 2006. 56 (4): 499-505.
Никитин В.П. Новый механизм синапс-специфической нейрональной пластичности. Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2006. 92 (4): 402-419.
Gruden MA, Davidova TB, Malisauskas M, Sewell RD, Voskresenskaya NI, Wilhelm K, Elistratova EI, Sherstnev VV, Morozova-Roche LA. Differential neuroimmune markers to the onset of Alzheimer's disease neurodegeneration and dementia: autoantibodies to Abeta (25-35) oligomers, S100b and neurotransmitters. J. Neuroimmunol. 2007. 186 (1-2): 181-192.
V.V.Sherstnev, V.V.Yurasov, Z.I.Storogeva, M.A.Gruden The Relationship between Neurogliogenesis and Apoptosis in the Brain of Adult Rats. Neurochemical Journal, 2008. 25 (4): 270–277.
Storozheva ZI, Proshin AT, Sherstnev VV, Storozhevykh TP, Senilova YE, Persiyantseva NA, Pinelis VG, Semenova NA, Zakharova EI, Pomytkin IA. Dicholine salt of succinic acid, a neuronal insulin sensitizer, ameliorates cognitive deficits in rodent models of normal aging, chronic cerebral hypoperfusion, and beta-amyloid peptide-(25-35)-induced amnesia. BMC Pharmacol. 2008 Jan 23;1-8.
Никитин В.П., Шерстнев В.В. Концепция интегративной деятельности нейрона и механизмы нейропластичности. Нейрохимия. 2009. 26 (1): 35–41.
Солнцева С.В., Никитин В.П. Обратимая и необратимая стадии развития амнезии после нарушения реактивации ассоциативной памяти у улитки. Журн. высш. нервн. деят. 2009. 59 (3): 344-352.
Козырев С.А., Никитина В.П. Нейронные механизмы реактивации ассоциативного аверсивного навыка на пищу у виноградной улитки. Российский физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2009. 95 (6): 652-662.
Шевёлкин А.В., Никитин В.П., Шерстнев В.В. Прижизненное изучение эффектов серотонина и глутамата на динамику активности ДНК нейронов Л-ППл1 виноградной улитки. Бюлл. эксперим. биол. и мед. 2009. 147 (10): 364-368.

 
Warning: include(uploads/fotos/linker.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/n/nphys/old.nphys.ru/public_html/index.php on line 228 Warning: include(uploads/fotos/linker.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/n/nphys/old.nphys.ru/public_html/index.php on line 228 Warning: include(): Failed opening 'uploads/fotos/linker.php' for inclusion (include_path='.:/opt/php53/share/pear') in /home/n/nphys/old.nphys.ru/public_html/index.php on line 228