Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии, 2022, T. 39, № 1, стр. 44-53

ВВЕДЕНИЕ

Сукцинатный рецептор SUCNR1 (GPR91, G-protein coupled receptor 91), открытый в 2004 г., экспрессируется в различных типах клеток организма и служит системой детекции экстремальных состояний (локального стресса), таких как ишемия, гипоксия, повреждение тканей, воспаление [1]. Лиганд рецептора янтарная кислота – интермедиат цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) – в условиях физиологического покоя обнаруживается в крови и внеклеточной среде в низких концентрациях (2–20 мкМ) [2]. При гипоксии/ишемии продукция янтарной кислоты экспоненциально увеличивается в восстановительном (обратном) цикле Кребса в результате фумарат-редуктазной активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), что позволяет рассматривать сукцинат как сигнал опасности (алармин), инициирующий через активацию сукцинатного рецептора SUCNR1 адаптивные механизмы, направленные на снижение кислородного/энергетического дефицита, включая вазодилатацию, ангиогенез, пролиферацию эритроидных прогениторных клеток, повышение артериального давления, стимуляцию сердечной деятельности [3, 4].

Исследования минувшего пятилетия раскрыли иммуномодулирующую роль янтарной кислоты. Было показано, что сукцинатный рецептор конститутивно экспрессируется главными популяциями иммуноцитов (лимфоциты, моноциты, макрофаги, дендритные клетки), а сигнальная система сукцинат/SUCNR1 является важным регулятором врожденного [5], адаптивного иммунитета [6] и тканевого гомеостаза [7].

Одним из нерешенных вопросов текущего этапа изучения иммуномодулирующей активности янтарной кислоты остается ее роль в воспалительной реакции. Некоторые исследования продемонстрировали провоспалительную природу сукцината и его участие в развитии хронического нерегулируемого воспаления. Согласно этому представлению провоспалительные стимулы инициируют производство и высвобождение сукцината из цитотоксических (воспалительных) макрофагов, после чего внеклеточный сукцинат стимулирует в SUCNR1-экспрессирующих мононуклеарных фагоцитах продукцию IL-1β, поддерживая хроническое воспалительное состояние через аутокринный и паракринный механизмы [8, 9]. Однако недавние исследования подтвердили ключевую роль оси сукцинат/SUCNR1 в активации противовоспалительных механизмов. Было показано, что SUCNR1^–/– макрофаги демонстрируют более выраженную провоспалительную поляризацию (М1-фенотип) в сравнении с контролем в ответ на стимуляцию липополисахаридом [10], SUСNR1-экспрессирующие нервные стволовые клетки под действием внеклеточного сукцината оказывают противовоспалительные эффекты [11], активация SUCNR1 макрофагов мышей индуцирует преобладающий противовоспалительный М2-фенотип [12].

В настоящее время внеклеточный сукцинат определяют как метабокин (иммунометаболит), способный оказывать рецептор-опосредованное влияние на метаболизм, морфологию и функции иммунных клеток [13]. В целом накопленные данные свидетельствуют о том, что сукцинат, производимый и высвобождаемый провоспалительными макрофагами, может активировать SUCNR1 на мононуклеарных фагоцитах и формировать как провоспалительные, так и противовоспалительные фенотипы [10]. Противоречивые интерпретации роли сукцинатной сигнализации в функционировании макрофагов, отсутствие исследований влияния SUCNR1 на морфофункциональную трансформацию резидентных макрофагов (микроглия) центральной нервной системы (ЦНС), проблема низкой проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) для любых перспективных аналогов сукцината [10] предопределили проведение настоящего исследования.

В работе в качестве формы сукцината, способной преодолевать ГЭБ, был использован отечественный препарат мексидол (этилметилгидроксипиридина сукцинат), который в настоящее время широко применяется в клинической и амбулаторной практике для лечения различных заболеваний, связанных с синдромами ишемии и гипоксии различного генеза, в том числе патологией мозга и сердечно-сосудистой системы, включая инсульты и возрастные нейродегенеративные болезни. Широкий спектр эффектов мексидола (энерготропный, антигипоксический, антиоксидантный) определяется его базисным политаргетным механизмом действия и мультимодальными свойствами, реализуемыми SUCNR1-опосредованно и SUCNR1-независимо [14–16]. Мексидол гидролизуется до сукцинат-аниона и этилметилгидроксипиридинового (ЭМГП) катиона, преодолевает ГЭБ, достигает наибольшего содержания в коре головного мозга, выявляется в цитозольной и митохондриальной фракциях, окисляется в митохондриях, реализуя антигипоксическое действие. Пиридиновый цикл ЭМГП облегчает транспорт сукцината через мембраны, повышает проницаемость ГЭБ для мексидола, оказывает антиоксидантное действие [17, 18]. Мексидол улучшает энергетический статус клетки [19], повышает активность Se-зависимой глутатионпероксидазы, снижает активность индуцибельной NO-синтазы [16], уменьшает глутаматную эксайтотоксичность [20]. Установлено, что мексидол оптимизирует процессы обучения и памяти, нарушенные у старых мышей, улучшая как обучение, так и хранение и воспроизведение информации, и увеличивает продолжительность жизни животных [21, 22].

Ранее нами было показано [23], что курсовое введение мексидола аутбредным крысам-самцам молодого и старческого возраста сопровождается дозозависимой индукцией в коре головного мозга (КГМ) животных сукцинатного рецептора SUCNR1 и белков-маркеров биогенеза митохондрий: транскрипционного коактиватора PGC-1α, транскрипционных факторов NRF1, TFAM, каталитических субъединиц дыхательных ферментов (NDUFV2, SDHA, cyt b, COX2) и ATP-синтазы (ATP5A). Полученные данные свидетельствуют о способности мексидола индуцировать церебральный митохондриогенез и устранять митохондриальную дисфункцию у молодых и старых животных и, таким образом, оказывать влияние на одно из ключевых патогенетических звеньев развития нарушений при старении и нейродегенеративных заболеваниях. В развитии сукцинат/SUCNR1-зависимой индукции митохондриальных ферментов в КГМ нельзя исключать потенцирующие эффекты других сигнальных систем, в частности, SUCNR1-опосредованное формирование нейропротекторного репаративного фенотипа микроглии (М2-поляризация) и M2-зависимую секрецию ростовых и нейротрофических факторов, активирующих митохондриогенез [7].

Противовоспалительные эффекты мексидола в аспекте регуляторного влияния сигнальной системы сукцинат/SUCNR1 на иммунные и воспалительные реакции ранее не исследовались.

Цель работы заключалась в оценке влияния этилметилгидроксипиридина сукцината на поляризацию микроглии при хроническом воспалении в стареющем мозге.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование было выполнено на белых беспородных крысах-самцах в возрасте 3, 6 и 18 месяцев (молодые, средневозрастные, старые крысы; n = 90), выращенных в стандартных условиях вивария ФГБНУ “НИИ общей патологии и патофизиологии” при естественном чередовании суточной освещенности, свободном доступе к пище и воде. Эксперименты проводили в соответствии с Национальным стандартом РФ ГОСТ Р-53 434-2009 “Принципы надлежащей лабораторной практики”, Директивой 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского Союза по охране животных, используемых в научных целях. Протоколы экспериментов были утверждены этическим комитетом ФГБНУ “НИИОПП”.

Мексидол (2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинат) использовали в инъекционной форме (ООО “НПК “ФАРМАСОФТ”, 50 мг/мл) для внутрибрюшинного (в/б) введения в дозе 100 мг/кг ежедневно в течение 3, 7, 14 дней. Для каждого анализируемого периода курса (3, 7, 14-й день) и для каждого возраста (3, 6, 18 месяцев) были сформированы группы контроля (курс ежедневных в/б инъекций изотонического раствора (NaCl 0.9%) в соответствии со схемой введения мексидола; 9 групп, в каждой n = 4) и опытные группы (9 групп, в каждой n = 6). Забой животных осуществляли декапитацией под эфирным наркозом через сутки после заключительной инъекции. Непосредственно после декапитации КГМ отделяли на льду, замораживали и хранили в жидком азоте.

В лизатах КГМ методом иммуноблотинга выявляли поверхностные маркеры про- (M1) и противовоспалительного (M2) фенотипа микроглии (CD86, T‑lymphocyte activation antigen; CD206, macrophage mannose receptor 1 соответственно), цитоплазматический маркер микроглии/макрофагов Iba1 (ionized calcium-binding adapter molecule 1), а также провоспалительные интерлейкины TNF-α (tumor necrosis factor alpha) и IL-1β (interleukin 1 beta) (экспрессируются M1-микроглией), иммуносупрессорный цитокин TGF-β1 (transforming growth factor beta) и нейротрофин BDNF (brain-derived neurotrophic factor) (экспрессируются M2-микроглией) [24].

Замороженные образцы КГМ растирали в жидком азоте до порошкообразного состояния. Навески массой 100 мг лизировали на льду в течение 30 мин в охлажденном до 2°С лизис-буфере (в соотношении 1V ткань : 6V буфер; 50 мМ HEPES, pH 7.6, 150 мМ NaCl, 2 мМ EGTA, 1% тритон X-100, 10% глицерин, 1 мМ дитиотреитол, 1 мМ Na₃VO₄, 1 мМ AEBSF, 60 мкг/мл апротинин, 10 мкг/мл леупептин, 1 мкг/мл пепстатин A) (Sigma-Aldrich, США) [25]. После центрифугирования (30 мин, 14 000 g, 4°C) супернатант (лизат КГМ без ядерной фракции), содержащий искомые белки, смешивали с загрузочным буфером (4× Laemmli Sample Buffer), инкубировали 5 мин при 95°С и хранили при –80°C. Концентрацию общего белка в пробах определяли спектрофотометрически по методу Бредфорда. Белки лизата КГМ разделяли в 10% полиакриламидном геле, переносили на нитроцеллюлозную мембрану электроэлюцией. Мембрану инкубировали с первичными моноклональными антителами (разведение 1 : 500, 14 ч, 4°С; Santa Cruz Biotechnology Inc., США) против CD86 (sc-28347), CD206 (sc-58986), Iba1 (sc-32725), BDNF (sc-65514), SDHA (sc-166909); первичными поликлональными антителами (разведение 1 : 500, 14 ч, 4°С; Santa Cruz Biotechnology Inc., США; Abcam plc, Великобритания) против IL-1β (sc-1252), TNF-α (sc-1349), TGF-β1 (ab-92486), SUCNR1/GPR91 (ab-41505); вторичными антителами (разведение 1 : 5000, 1 ч, 4°С), коньюгированными с пероксидазой хрена (anti-mouse sc-516102, anti-goat sc-2768, anti-rabbit ab-205718). В качестве контроля использовали антитела к актину (sc-376421). Детектирование белков осуществляли в реакции с ECL-реагентами (Pierce Biotechnology, США) на пленку фирмы Kodak с последующей денситометрией в программе Adobe Photoshop 7.0 (Adobe Systems, США). О содержании искомых белков судили по плотности окрашивания полосы связывания антител с белком. Результат выражали в относительных денситометрических единицах (ОДЕ).

Статистический анализ данных проводили с помощью программы Statistica 10 (StatSoft Inc., США) с использованием непараметрического рангового U-критерия Уилкоксона–Манна–Уитни. Различия между сравниваемыми группами считали статистически достоверными при p < < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В исследовании была выполнена оценка уровня экспрессии белков-маркеров провоспалительного (цитотоксического) М1-фенотипа микроглии и противовоспалительного (регенеративного) М2-фенотипа. М1-трансформация микроглии развивается в ответ на воздействие бактериальных и вирусных агентов, молекул паттерна клеточного повреждения (damage-associated molecular pattern, DAMP), интерферонов, гипоксии/ишемии и характеризуется округлой формой, утолщенными короткими отростками, высокой пролиферативной и миграционной активностью, продукцией провоспалительных цитокинов и хемокинов, матриксных металлопротеиназ, цитотоксичных активных форм кислорода и азота. М1-микроглия выполняет микробицидную, антигенпредставляющую, иммуностимулирующую функции [24, 26, 27]. М2-микроглия формируется в ответ на воздействие глюкокортикоидов, противовоспалительных цитокинов, некоторых метаболитов (аденозин), характеризуется крупными размерами, амебоидной формой, высокой фагоцитарной активностью, секрецией ростовых факторов, противовоспалительных цитокинов, нейротрофинов. М2-микроглия подавляет воспалительную реакцию, активирует механизмы репарации/ регенерации [24, 26, 27]. Концепция полярных состояний (М1/М2) микроглии (макрофагов) подверглась в последние годы существенному пересмотру. Согласно текущим представлениям в условиях in vivo мононуклеарные фагоциты представлены в виде промежуточных (смешанных) состояний активации, образующих широкий вариативный спектр между крайними фенотипами поляризации М1/М2 и обеспечивающих высокоэффективную координацию воспалительных/репаративных ответов в зависимости от изменения условий и стимулов [27, 28].

Оценка базового уровня экспрессии поверхностных маркеров, специфически продуцируемых провоспалительным (CD86) и противовоспалительным (CD206) фенотипом микроглии, показала, что содержание CD86 в КГМ снижалось у старых крыс на 20% в сравнении с 3- и 6-месячными крысами, в то время как содержание CD206 прогрессивно снижалось с увеличением возраста животных: на 25% в группе 6-месячных крыс и на 55% в группе старых крыс в сравнении с молодыми 3-месячными крысами (рис. 1а, 1б, 2а, 2б). Снижение экспрессии поверхностных рецепторов является типичной особенностью стареющей (дистрофической) микроглии, также как уменьшение размеров микроглиоцитов, количества отростков и их разветвлений [29].

Рис. 1.

Динамика экспрессии поверхностных маркеров провоспалительного (CD86, а) и противовоспалительного/регенеративного (CD206, б) фенотипа микроглии, воспалительных цитокинов (TNF-α, в; IL-1β, д), трансформирующего фактора роста (TGF-β1, г), нейротрофического фактора мозга (BDNF, е), сукцинатного рецептора (SUCNR1, ж) и каталитической субъединицы сукцинатдегидрогеназы (SDHA, з) в коре головного мозга крыс в возрасте 3, 6 и 18 месяцев на протяжении 14-дневного курса мексидола (100 мг/кг; в/б; ежедневные инъекции). Показаны результаты денситометрического анализа иммуноблотов. ОДЕ – относительные денситометрические единицы. △ – данные отличаются от группы молодых (3-месячных) крыс (p < 0.01) в соответствующем временнóм периоде; ▲ – данные отличаются от группы средневозрастных (6-месячных) крыс (p < 0.01) в соответствующем временнóм периоде; * – данные отличаются от контроля внутри возрастной группы (p < 0.01). CD86 – T‑lymphocyte activation antigen, CD206 – macrophage mannose receptor 1, TNF-α – tumor necrosis factor alpha, TGF-β1 – transforming growth factor beta 1, IL-1β - interleukin 1 beta, BDNF – brain-derived neurotrophic factor, SUCNR1 – succinate receptor 1, SDHA – succinate dehydrogenase subunit A.

Несмотря на возрастзависимое снижение уровня поверхностных маркеров про- и, особенно, противовоспалительного фенотипов микроглии, содержание цитоплазматического микроглиального маркера Iba1, экспрессируемого независимо от фенотипа, оставалось неизменным во всех исследованных группах (рис. 2и), что косвенно указывает на поддержание количественно равноценных популяций микроглии в разновозрастных группах.

Рис. 2.

Фотографии Rg-пленок, совмещенных с нитроцеллюлозной мембраной (предокрашенный маркер молекулярных масс белков, кДа), демонстрируют результаты хемолюминесцентной детекции белков-маркеров микроглиальных фенотипов в коре головного мозга крыс в возрасте 3, 6 и 18 месяцев на протяжении 14-дневного курса мексидола (100 мг/кг; в/б; ежедневные инъекции). Показаны репрезентативные иммуноблоты лизатов КГМ молодых (1, 4, 7, 10), средневозрастных (2, 5, 8, 11) и старых (3, 6, 9, 12) крыс в контроле и через 3, 7, 14 дней введения мексидола соответственно. Поверхностные маркеры провоспалительного (CD86, а) и противовоспалительного/регенеративного (CD206, б) фенотипа микроглии, воспалительные цитокины (TNF-α, в; IL-1β, д), трансформирующий фактор роста (TGF-β1, г), нейротрофический фактор мозга (BDNF, е), сукцинатный рецептор (SUCNR1, ж), каталитическая субъединица сукцинатдегидрогеназы (SDHA, з), цитоплазматический маркер микроглии (Iba1, и), актин (к).

Содержание провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-1β в КГМ увеличивалось на 20% в группе старых животных в сравнении с молодыми и средневозрастными (рис. 1в, 1д, 2в, 2д). Уровень экспрессии BDNF снижался на 30%, а TGF-β1 – на 40% у 18-месячных крыс в сравнении с молодыми и средневозрастными (рис. 1г, 1е, 2г, 2е).

В целом выявленное значительное снижение содержания маркеров противовоспалительной поляризации микроглии у старых крыс свидетельствует о доминировании провоспалительного статуса микроглии в стареющем мозге. Факт провоспалительной трансформации стареющей микроглии хорошо известен и, предположительно, связан с накоплением повреждений ДНК в долгоживущих микроглиоцитах нервной ткани [29].

Курсовое введение мексидола (100 мг/кг, в/б, 14 дней, ежедневно) сопровождалось слабым снижением (на 15%) уровня экспрессии CD86 и значимым увеличением (на 45%) уровня CD206 в КГМ старых животных, который достигал содержания CD206 у средневозрастных крыс (рис. 1а, 1б, 2а, 2б).

14-дневный курс мексидола вызывал слабое снижение (на 15%) уровня провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-1β (рис. 1в, 1д, 2в, 2д), в то время как содержание TGF-β1 и BDNF (маркеры противовоспалительного фенотипа) увеличивалось на 60 и 35% соответственно (рис. 1г, 1е, 2г, 2е).

Полученные результаты свидетельствуют о способности сукцинатсодержащего препарата мексидола индуцировать противовоспалительную поляризацию микроглии в условиях хронического умеренного воспаления в стареющем мозге. Морфофункциональные изменения стареющей микроглии остаются малоизученными, также как причины формирования устойчивого к фармакологической коррекции М1-подобного провоспалительного фенотипа [29]. В нашем исследовании показано, что уровень экспрессии провоспалительных маркеров микроглии слабо увеличивается при старении, в то время как уровень маркеров противовоспалительного М2-фенотипа микроглии (CD206, TGF-β1, BDNF) снижался значительно. Таким образом, одной из вероятных причин развития асептического нейровоспаления и формирования провоспалительного состояния микроглии в стареющем мозге может быть возрастзависимое снижение уровня важнейших регуляторов противовоспалительного ответа, таких как глюкокортикоиды, половые и тиреоидные гормоны, подавляющие активность главного провоспалительного фактора транскрипции NF-kB [30].

Наблюдаемый эффект противовоспалительной поляризации микроглии под действием ЭМГП сукцината (мексидола) могут быть опосредованы сукцинатным рецептором SUCNR1, конститутивно экспрессируемым микроглией [7]. В нашей предшествующей работе [23] было показано, что курсовое введение мексидола в дозах 40  и 100 мг/кг вызывало в КГМ молодых, средневозрастных и старых крыс дозозависимое увеличение содержания фактора роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor, VEGF), что является хорошо известным эффектом активации SUCNR1 в мозге [31]. Изолированное введение ЭМГП в количествах, эквивалентых его содержанию в применяемых дозах мексидола, не влияло на экспрессию VEGF, что свидетельствует о вовлеченности сукцината и сукцинат/ SUCNR1-сигнализации в обнаруженный ангиогенный эффект мексидола.

В настоящем исследовании влияния курсового применения мексидола на поляризацию микроглии обращает внимание отсутствие заметных эффектов у молодых и средневозрастных животных. Одной из возможных причин ограничения регуляторного влияния сукцинат/SUCNR1-сигнализации на формирование противовоспалительного фенотипа микроглии у молодых животных может быть высокая экспрессия/активность митохондриальной СДГ, осуществляющей окисление янтарной кислоты и, тем самым, ограничивающей эффективность сукцинатной сигнализации. В нашем исследовании у молодых и средневозрастных крыс уровень экспрессии каталитической субъединицы СДГ (SDHA, рис. 1з, 2з) превосходил ее содержание у старых животных на 30%. Более того, у молодых и средневозрастных крыс курсовое введение мексидола сопровождалось быстрой и значительной индукцией SDHA (в 1.5–1.7 раз), что происходило сопряженно с увеличением содержания сукцинатного рецептора SUCNR1 в КГМ (рис. 1ж, 2ж). У старых крыс уровень SUCNR1 был снижен на 40% в сравнении с молодыми и взрослыми крысами, а увеличение содержания SUCNR1 до его уровня у средневозрастных крыс и слабая индукция SDHA наблюдались только после продолжительных (7- и 14-дневные) курсов мексидола (рис. 1ж, 1з, 2ж, 2з).

Поскольку митохондрии являются главным источником сукцината старческая супрессия митохондриогенеза и редукция митохондриального аппарата при старении [32] сопровождаются снижением продукции сукцината, уровня экспрессии SUCNR1, ослаблением межклеточной сукцинатной сигнализации между нейронами, астроцитами и микроглией, подавлением SUCNR1-зависимых адаптивных механизмов, что в целом может потенцировать провоспалительную поляризацию стареющей микроглии.

При обсуждении механизмов выявленной противовоспалительной активности сукцинатсодержащего препарата мексидола необходимо подчеркнуть, что регуляторные влияния внеклеточного сукцината и внутриклеточного сукцината могут оказывать противоположные эффекты на развитие воспалительной реакции [2, 3]. В ЦНС внеклеточный сукцинат активирует специфический рецептор SUCNR1 на поверхности нейронов, астроцитов и микроглиоцитов (резидентные иммунные клетки ЦНС) [7, 11, 13]. SUCNR1 принадлежит к классу рецепторов, сопряженных с G-белком (G-protein-coupled receptors, GPCRs). В гетеротримерных G-белках (Gαβγ) Gα-субъединица определяет специфичность связывания с рецептором и внутриклеточным эффектором. В настоящее время SUCNR1 ЦНС рассматривают как Gα_q-, Gα_i-сопряженный рецептор [33]. Активация Gα_i-белка связана с ингибированием аденилатциклазного сигнального пути, инициацией сигнальных каскадов митоген-активируемых протеинкиназ (ERK1/2), контролирующих пролиферацию, дифференцировку, миграцию клеток, продукцию провоспалительных цитокинов TNF-α, IL-1β [7], что предопределило формирование представления о сукцинате как усилителе (алармин) воспалительной реакции. Однако прямая стимуляция дендритных клеток сукцинатом не вызывает индукцию провоспалительных цитокинов [2]. Противоспалительная/регенеративная активность миелоидных клеток считается опосредованной активацией Gα_q-белка и развитием внутриклеточного кальциевого каскада. Примерами таких Gα_q-сопряженных рецепторов являются лактатный и пуриновый P2Y1-рецепторы, контролирующие противовоспалительную поляризацию миелоидных клеток [33]. Хорошо известная для сукцинатного рецептора мобилизация внутриклеточного кальция, связываемая с активацией Gα_q-белка, объясняется также активностью гетеродимера Gβγ G_i-белка. Gβγ-зависимая активация фосфолипазы С (PLCβ) и последующая мобилизация внутриклеточного кальция [33] активирует Ca²⁺/ кальмодулин (СаМ)-зависимые протеинкиназы, которые фосфорилируют/активируют транскрипционный фактор CREB, контролирующий экспрессию генов противовоспалительных факторов, таких как PGC-1α, IL-10 [34, 35]. Транскрипционный коактиватор PGC-1α необходим в развитии регенеративной/противовоспалительной М2-поляризации макрофагов, блокирует активацию главного провоспалительного фактора транскрипции NF-kB [36], контролирующего экспрессию провоспалительных цитокинов (TNF-α, IL-1β, IL-6), и активирует ключевые противовоспалительные транскрипционные факторы PPARs и ERRs, ответственные за усиление процессов митохондриогенеза и окислительного фосфорилирования, характеризующих М2-фенотип микроглии/макрофагов [9, 24]. Активатором PPAR, по данным хемореактомного анализа, также может служить этилметилгидроксипиридин мексидола [37].

В настоящее время определяющая роль регуляторной оси сукцинат/SUCNR1 в ограничении воспалительной реакции находит все больше подтверждений, а состояние устойчивого воспаления связывают с недостаточной экспрессией рецептора SUCNR1 иммунными клетками и/или дефектами структуры SUCNR1 [12].

Важно отметить, что внутриклеточный сукцинат вовлекается в провоспалительную поляризацию микроглии/макрофагов, что было детально изучено ранее и осуществляется по SUCNR1-независимому механизму. Провоспалительная поляризация макрофагов может быть вызвана гипоксией/ишемией, провоспалительными сигналами (патогены, лиганды TLRs, воспалительные цитокины, интерфероны), связана с активацией и стабилизацией NF-kB, HIF-1α, инициирующих экспрессию воспалительных цитокинов и прооксидантных ферментов, а также блокаду ЦТК на уровне изоцитратдегидрогеназы и сукцинатдегидрогеназы, что сопровождается внутриклеточной аккумуляцией сукцината. Сукцинат ингибирует пролилгидроксилазы, инициирующие деградацию HIF-1α и деактивацию NF-kB, и, тем самым, усиливает воспалительную реакцию [2, 9, 24, 26].

Таким образом, сукцинат может играть двойную роль в воспалении: как активатор на ранних стадиях воспаления (внутриклеточный сукцинат, SUCNR1-независимый клеточно-автономный механизм) и на более поздних стадиях как фактор ограничения воспаления (внеклеточный сукцинат, механизм SUCNR1-зависимого межклеточного взаимодействия) [2].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые исследовано влияние этилметилгидроксипиридина сукцината (мексидола) на поляризацию микроглии в стареющем мозге. 14-дневное курсовое в/б введение препарата (100 мг/кг) вызывало увеличение уровня экспрессии маркеров противовоспалительного М2-фенотипа микроглии в коре головного мозга старых крыс, что свидетельствует о вовлечении сукцинат/ SUCNR1-сигнализации в М2-противовоспалительную поляризацию резидентных иммунных клеток при хроническом умеренном нейровоспалении в стареющем мозге. Данные развивают представления о церебральных эффектах сигнальной системы сукцинат/SUCNR1 и раскрывают механизм противовоспалительной активности мексидола.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Источники финансирования. Работа выполнялась в рамках программы исследований “Патогенетические механизмы нейродегенеративных заболеваний и разработка их комплексной терапии” № 0520-2019-0029, запланированных в ФГБНУ “НИИ Общей патологии и патофизиологии”.

Соответствие принципам этики. Все применимые международные, национальные и институциональные принципы ухода и использования животных были соблюдены.