Флуоресцентно-микроскопический анализ вклада эндоплазматического ретикулума в кальциевый сигналинг нейронов и глии в первичной нейрональной культуре из кортекса мозга крысы
DOI:
https://doi.org/10.48612/path/2310-0435.2026.02.80-92Ключевые слова:
глутаматные рецепторы, кальциевая сигнализация, внутриклеточный кальций, флуоресцентная микроскопия, glutamate receptors, calcium signaling, intracellular calcium, fluorescence microscopyАннотация
Гиперактивация ионотропных глутаматных рецепторов (iGluRs) вызывает нарушение ионного гомеостаза и биоэнергетики нейронов и является одним из ключевых механизмов, лежащих в основе патогенеза многих острых патологических состояний мозга (инсульта, последствий травмы, эпилептиформной активности) и хронических заболеваний (болезни Альцгеймера, Паркинсонизма и ряда других). Недавние исследования выявили, что активация глутаматом (Glu) метаботропных рецепторов (mGluRs) может влиять на активность iGluRs.
Цель. Определить вклад mGluRs и iGluRs в изменения внутриклеточного гомеостаза Ca2+ в нейронах и глии, индуцированные Glu в первичной культуре клеток из коры мозга крысы. Идентифицировать кальциевые сигналы, вызванные высвобождением Ca2+ из эндоплазматического ретикулума (ЭПР) при активации mGluRs
Методы. Нейроглиальные культуры получали из коры головного мозга новорожденных крысят Вистар и использовали для флуоресцентно-микроскопических измерений на 10–13-е сутки. Изменения внутриклеточной концентрации свободного Ca2+ ([Ca2+]i) регистрировали на микроскопе Nikon Ti-2, используя флуоресцентный индикатор Fura-2. Для оценки вклада Ca2+, запасенного в ЭПР, в общее повышение [Ca²⁺]i, вызванное Glu, использовали бескальциевый буфер (Ca2+ замещен на 0,1 мМ EGTA) и ингибитор эндоплазматической Ca2+-АТФазы тапсигаргин (5мкМ). Для ингибирования mGluRs применяли AIDA (100 мкМ), для ингибирования iGluRs – МК-801 + CNQX (10 мкМ каждый).
Результаты. При действии Glu (100 мкМ) в 90% (7 экспериментов, 537 клеток) клеток реагировали быстрым увеличением [Ca²⁺]i. В 15% клеток Glu вызывал осцилляции [Ca²⁺]i, которые в бескальциевом буфере имели вид однократного скачка, ингибируемого тапсигаргином, что типично для астроцитов и указывает на экспрессию в них mGluRs первого типа, mGluR5.
Заключение Анализ морфологических признаков клеток в культуре в сочетании с измерениями Ca2+ сигнализации с применением ингибиторов ионотропных и метаботропных рецепторов глутамата, удалением Ca2+ из внеклеточной среды и ингибированием Ca2+-насоса ЭПР позволили оценить временной профиль сигналов и соотношение нейронов и глиальных клеток в нейрональной культуре. Обнаружена тенденция снижения вклада mGluRs в Glu-индуцированный рост [Ca2+]i в тех клетках, вероятно, нейронах, в которых происходит массивный вход Ca2+ из окружающего буфера. Полученные параметры динамики изменений [Ca2+]i могут быть полезными для испытания нейротоксичности веществ, влияющих на Glu-индуцированную Ca2+ сигнализацию.
