АПОПТОЗ И АУТОФАГИЯ В ПАТОГЕНЕЗЕ ОСТРОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Аннотация

По данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно от цереброваскулярных заболеваний умирает около 5 млн человек. При этом удельный вес инфаркта головного мозга, или ишемического инсульта (ИИ), среди форм острого нарушения мозгового кровообращения достигает 80–85%. Несмотря на активное изучение биохимических и морфологических изменений, приводящих к острой цереброваскулярной ишемии, проблема ранней диагностики, профилактики, а также прогнозирования исхода данного заболевания по-прежнему актуальна. Не вызывает сомнений тот факт, что прерывание ишемического каскада на более ранних этапах может сопровождаться большим эффектом от лечения. Для своевременного и эффективного фармакологического вмешательства требуется четкое понимание патохимических и биологических процессов, лежащих в основе острой ишемии, на молекулярном уровне. Высокая смертность и инвалидизация, сопровождающие острый ИИ, диктуют необходимость создания новых алгоритмов диагностики и прогноза как в остром периоде ИИ, так и в период восстановления. По мнению ряда авторов, выяснение путей, которые лежат в основе патогенетических механизмов, действующих в пенумбре, имеют большой клинический интерес для разработки новых диагностических и терапевтических стратегий. Изучение механизмов апоптоза и аутофагии нейронов в динамике острого периода ИИ, модуляция процесса аутофагии в зоне пенумбры может способствовать разработке новых методов диагностики и лечения острого ИИ. В обзоре представлены результаты новейших экспериментальных исследований, посвященных изучению роли апоптоза и аутофагии в развитии острой ишемии головного мозга и попыткам модуляции этих процессов с целью воздействия на ишемический каскад. При подготовке обзора использовались источники литературы, полученные из международных и отечественных баз данных: Scopus, Web of Science, Springer, РИНЦ.

Об авторах

Список литературы

1. Клюшник Т.П., Отман И.Н., Чуканова А.С., Надарейшвили Г.Г., Гулиева М.Ш., Гусев Е.И. Динамика маркеров апоптоза в остром периоде ишемического инсульта. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2018;118(9):26-31.

2. Медведева Л.А., Авакян Г.Н., Загорулько О.И., Гнездилов А.В., Скворцова В.И., Шамалов Н.А. и др. Результаты внедрения тромболитической терапии при ишемическом инсульте в Российской Федерации. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2010; 110(12): 17-22.

3. Li H., Qiu S., Li X., Li M., Peng Y. Autophagy biomarkers in CSF correlates with infarct size, clinical severity and neurological outcome in AIS patients. J. Transl. Med. 2015; 13:359. https://doi.org/10.1186/s12967-015-0726-3

4. Becker K. Autoimmune Responses to Brain Following Stroke. Transl. Stroke Res. 2012; 3(3): 310–7.

5. Lopes-Pinheiro M.A., Kooij G., Mizee M.R., Kamermans A., Enzmannb G., Lyck R. et al. Immune cell trafficking across the barriers of the central nervous system in multiple sclerosis and stroke. Biochimica et Biophysica Acta. 2016; 1862(3): 461–7.

6. Tang Y.C., Tian H.X., Yi T. and Chen H.B. The critical roles of mitophagy in cerebral ischemia. Protein Cell. 2016; 7(10): 699–713.

7. Guan R., Zou W., Dai X., Yu X., Liu H., Chen O. et al. Mitophagy, a potential therapeutic target for stroke. Journal of Biomedical Science. 2018; 25: 87. https://doi.org/10.1186/s12929-018-0487-4

8. Gabryel B., Kost A., Kasprowska D. Neuronal autophagy in cerebral ischemia – a potential target for neuroprotective strategies? Pharmacological Reports. 2013; 64(1): 1–15.

9. Gong Z., Pan J., Shen Q., Li M., Peng Y. Mitochondrial dysfunction induces NLRP3 inflammasome activation during cerebral ischemia/reperfusion injury. J. Neuroinflammation. 2018; 15:242. https://doi.org/10.1186/s12974-018-1282-6

10. Gao B., Zhang X., Han R., Zhang T., Chen C., Qin Z. et al. The endoplasmic reticulum stress inhibitor salubrinal inhibits the activation of autophagy and neuroprotection induced by brain ischemic preconditioning. Acta Pharmacologica Sinica. 2013; 34(5): 657–66.

11. Li W., Zhang X., Zhuang H., Chen H., Chen Y., Tian W. et al. MicroRNA-137 Is a Novel Hypoxia-responsive MicroRNA That Inhibits Mitophagy via Regulation of Two Mitophagy Receptors FUNDC1 and NIX. J. Biol. Chem. 2016; 289(15): 10691–701.

12. Hu C., Zhao L., Wu D. and Li L. Modulating autophagy in mesenchymal stem cells effectively protects against hypoxia- or ischemia-induced injury. Stem Cell Research and Therapy. 2019; 10:120. https://doi.org/10.1186/s13287-019-1225-x

13. Рева И.В., Ямамото Т.Т., Одинцова И.А., Мартыненко С.Г., Тоторкулов Р.И., Николаенко Г.А. и др. Апоптоз и его роль в нарушении функций нейронов. Современные проблемы науки и образования. 2016; 6. URL:https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=25497

14. Banfalvi G. Methods to detect apoptotic cell death. Apoptosis. 2017; 22(2): 306–23.

15. Elmore S.A., Dixon D., Hailey J.R., Harada T., Herbert R.A., Maronpot R.R. et al. Recommendations from the INHAND Apoptosis/Necrosis Working Group. Toxicol. Pathol. 2016; 44(2): 173–88.

16. Fan D., Krishnamurthi R., Harris P., Barber P.A.,Guan J. Plasma cyclic glycine proline/IGF-1 ratio predicts clinical outcome and recovery in stroke patients. Annals of Clinical and Translational Neurology. 2016; 6 (4): 669-77.

17. Zhang W., Meng А. MicroRNA 124 expression in the brains of rats during early cerebral ischemia and reperfusion injury is associated with cell apoptosis involving STAT3. Exp. Ther. Med. 2019; 17(4): 2870–6.

18. Jungverdorben J., Till A., Brüstle O. Induced pluripotent stem cell-based modeling of neurodegenerative diseases: a focus on autophagy. J. Mol. Med. 2017; 95(7): 705–18.

19. Chen R., Jiang M., Li B., Zhong W., Wang Z., Yuan W. et al. The role of autophagy in pulmonary hypertension: a double-edge sword. Apoptosis. 2018; 23(9): 459-69.

20. Taylor M.A., Das B.C., Ray S.K. Targeting autophagy for combating chemoresistance and radioresistance in glioblastoma. Apoptosis. 2018; 23(11-12): 563–75.

21. Chen Y., Chang C., Chen H., Hsieh C-W., Tang K-T., Yang M-C. et al. Association between autophagy and inflammation in patients with rheumatoid arthritis receiving biologic therapy. Arthritis Res. Ther. 2018; 20:268. https://doi.org/10.1186/s13075-018-1763-0

22. Clarke A.J., Ellinghaus U., Cortini A., Stranks A., Simon A.K., Botto M. et al. Autophagy is activated in systemic lupus erythematosus and required for plasmablast development. Ann. Rheum. Dis. 2015; 74: 912–20.

23. Fu D., Yu J.Y., Yang S., Wu M., Hammad S.M., Connel A. R. et al. Survival or death: a dual role for autophagy in stress-induce pericyte loss in diabetic retinopathy. Diabetologia. 2016; 59(10): 2251–61.

24. Зубова С.Г., Шитикова Ж.В., Поспелова Т.В.. TOR-центрическая регуляция митогенных, метаболических и энергетических сигнальных путей в клетке. Цитология. 2012; 54(58): 589-602.

25. Dunn W.A. Jr., Cregg J.M., Kiel A.K.W., Klei I.J., Oky M., Sakai Y. et al. Pexophagy. The Selective Autophagy of Peroxisomes. Autophagy. 2005; 1(2): 75–83.

26. Kucheryavenko O., Nelson G., Zglinicki T., Viktor I., Korolchuk V.I., Carroll B. The mTORC1-autophagy pathway is a target for senescent cell elimination. Biogerontology. 2019; 20: 331–5.

27. Li M., Lindblad J.L., Perez E., Bergmann A., Fan Y. Autophagy-independent function of Atg1 for apoptosis-induced compensatory proliferation. BMC Biol. 2016; 14 :70.

28. Li J., McCullough L. Effects of AMP-activated protein kinase in cerebral ischemia. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2010; 30(3): 480–92.

29. Urbanek T., Kuczmik W., Basta-Kaim A., Gabryel B. Rapamycin induces of protective autophagy in vascular endothelial cells exposed to oxygenglucose deprivation. Brain Research. 2014; 1553: 1-11.

30. Yang Z., Zhong L., Zhong S., Xian R., Yuan B. Hypoxia induces microglia autophagy and neural inflammation injury in focal cerebral ischemia model. Exp. Mol. Pathol. 2015; 98(2): 219-24.

31. Yue Z., Wang Q.J., Komatsu M. Neuronal autophagy: going the distance to the axon. Autophagy. 2008; 4(1): 94-6.

32. Schiller M., Bekeredjian-Ding I., Heyder P., Blank N., Ho A.D., Lorenz H.M. Autoantigens are translocated into small apoptotic bodies during early stages of apoptosis. Cell Death Differ. 2008; 15(1): 183–91.

33. Carmichael S.T. Targets for neural repair therapies after stroke. Stroke. 2010; 41(10):124-6.

34. Sheng R., Zhang L., Han R., Liu X, Gao B., Qin Z. Autophagy activation is associated with neuroprotection in a rat model of focal cerebral ischemic preconditioning. Autophagy. 2010; 6(4): 482-94.

35. Di Y., He Y., Zhao T., Huang X., Wu K.W., Liu S.H. et. al. Methylene Blue Reduces Acute Cerebral Ischemic Injury via the Induction of Mitophagy. Mol. Med. 2015; 21: 420–9.

36. Bjorkoy G., Lamark T., Brech A., Outzen H., Perander M., Overvatn A. et. al. 62/SQSTM1 forms protein aggregates degraded by autophagy and has a protective effect on huntingtin-induced cell death. J. Cell. Biol. 2005; 171(4): 603–14.

Ключевые слова