1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии
  4. T. 40, № 6, 2023

Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии, 2023, T. 40, № 6, стр. 463-471

Интерферон α2b как модулятор афферентного глутаматергического синапса вестибулярного аппарата лягушки

И. В. Рыжова a, *, Е. А. Корнева b, Т. В. Тобиас a, Е. А. Протасов b, Е. А. Вершинина a

a Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
199034 Санкт-Петербург, Россия

b Институт экспериментальной медицины
197376 Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: ireneryzhova@mail.ru

Поступила в редакцию 05.04.2023
После доработки 02.05.2023
Принята к публикации 13.05.2023

Аннотация

Известно, что молекулы, вовлеченные в формирование врожденного и адаптивного иммунного ответа, могут модулировать синаптическую активность центральной нервной системы. Интерфероны широко используются в лечении онкологических и вирусных заболеваний. Несмотря на то что интерфероны относят к ототоксическим веществам, механизм их воздействия на синаптическую активность внутреннего уха остается неизученным. Целью работы явилось изучение модулирующего влияния интерферона α2b (IFN-α2b) на функцию афферентного глутаматергического синапса в условиях аппликации препарата в синаптическую зону. Эксперименты были проведены на изолированном вестибулярном аппарате лягушки при помощи электрофизиологического метода. IFN-α2b (0.2–40 нг/мл) вызывал повышение фоновой импульсной активности афферентных волокон с последующим снижением частоты разрядов, как правило, в ответ на аппликацию высоких концентраций. IFN-α2b уменьшал ответ на аппликацию глутамата (L-Glu) и модулировал частоту активности афферентных волокон, восстановленную L-Glu на фоне блока выделения медиатора из волосковых клеток в гипер-Mg2+–гипо-Ca2+-растворе, что предполагает постсинаптическое влияние интерферона. Представленные данные свидетельствуют о нейромодулирующем действии IFN-α2b на синаптическую активность афферентного синапса вестибулярного аппарата.

Ключевые слова: провоспалительные цитокины, интерферон, вестибулярный аппарат, волосковая клетка, глутаматергический синапс, нейроиммуномодуляция

Список литературы

  1. Wang B.X., Fish E.N. 2019. Global virus outbreaks: Interferons as 1st responders. Semin. Immunol. 43, 101300. https://doi.org/10.1016/j.smim.2019.101300

  2. Mehta S., Mukherjee S., Balasubramanian D., Chowdhary A. 2014. Evaluation of neuroimmunomodulatory activity of recombinant human interferon α. Neuroimmunomodulation. 2014. 21 (5), 250–256. https://doi.org/10.1159/000357309

  3. Zhang L.J. 2019. Type1 interferons potential initiating factors linking skin wounds with psoriasis pathogenesis. Front. Immunol. 10, 1440. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01440

  4. Lasfar A., Abushahba W., Balan M., Cohen-Solal K.A. 2011. Interferon Lambda: A new sword in cancer immunotherapy. Clin. Dev. Immunol. 2011, 349575. https://doi.org/10.1155/2011/349575

  5. Stiff A., Carson W. 2015. Investigations of interferon-lambda for the treatment of cancer. J. Innate Immun. 7 (3), 243–250. https://doi.org/10.1159/000370113

  6. Klinkhammer J., Schnepf D., Ye L., Schwaderlapp M., Gad H.H., Hartmann R., Garcin D., Mahlakõiv T., Staeheli P. 2018. IFN-λ prevents influenza virus spread from the upper airways to the lungs and limits virus transmission. eLife. 7. e33354. https://doi.org/10.7554/eLife.33354

  7. Smith K.J., Norris S., O’Farrelly C., O’Mara S.M. 2011. Risk factors for the development of depression in patients with hepatitis C taking interferon-α. Neuropsychiatr. Dis. Treat. 7, 275–292. https://doi.org/10.2147/NDT.S13917

  8. Udina M., Castellví P., Moreno-España J., Navinés R., Valdés M., Forns X., Langohr K., Solà R., Vieta E., Martín-Santos R. 2012. Interferon-induced depression in chronic hepatitis C: A systematic review and meta-analysis. J. Clin. Psychiatry. 73 (8), 1128–1138. https://doi.org/10.4088/JCP.12r07694

  9. Haji Abdolvahaba M., Moradi-Kalbolandi S., Zarei M., Bose D., Majidzadeh-A K., Farahmand L. 2021. Potential role of interferons in treating COVID-19 patients. Int. Immunopharmacol. 90, 107171. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2020.107171

  10. Medhat E., Esmat G., Hamza E., Aziz A.A., Fathalah W.F., Darweesh S.K., Zakaria Z., Mostafa S. 2016. Ophthalmological side effects of interferon therapy of chronic hepatitis C. Hepatobiliary Surg. Nutr. 5 (3), 209–216.

  11. Mendes-Corrêa M.C.J., Bittar R.S., Salmito N., Oiticica J. 2011. Pegylated interferon/ribavirin-associated sudden hearing loss in a patient with chronic hepatitis C in Brazil. Braz. J. Infect. Dis. 15 (1), 87–89.

  12. Sharifian M.R., Kamandi S., Sima H.R., Zaringhalam M.A., Bakhshaee M. 2013. INF-α and ototoxicity. Biomed. Res. Int. 2013, 295327. https://doi.org/10.1155/2013/295327

  13. Guth P.S., Perin P., Norris C.H., Valli P. 1998. The vestibular hair cells: Post-transductional signal processing. Prog. Neurobiol. 54 (2), 193–247.

  14. Vega R., Soto E. 2003. Opioid receptors mediate a postsynaptic facilitation and a presynaptic inhibition at the afferent synapse of axolotl vestibular hair cells. Neuroscience. 118 (1), 75–85. https://doi.org/10.1016/s0306-4522(02)00971-5

  15. Andrianov G.N., Ryzhova I.V., Tobias T.V. 2009. Dopaminergic modulation of afferent synaptic transmission in the semicircular canals of frog. Neurosignals. 17 (3), 222–228.

  16. Holt J.C., Jordan P.M., Lysakowski A., Shah A., Barsz K., Contini D. 2017. Muscarinic acetylcholine receptors and M-currents underlie efferent-mediated slow excitation in calyx- bearing vestibular afferents. J. Neurosci. 37 (7), 1873–1887.

  17. Poppi L.A., Holt J.C., Lim R., Brichta A.M. 2020. A review of efferent cholinergic synaptic transmission in the vestibular periphery and its functional implications. J. Neurophysiol. 123 (2), 608–629. https://doi.org/10.1152/jn.00053.2019

  18. Farrar W.L., Hill J.M., Harel-Bellan A., Vinocour M. 1987. The immune logical brain. Immunol. Rev. 100, 361–378. https://doi.org/10.1111/j.1600-065x.1987.tb00539.x

  19. Flook M., Frejo L., Gallego-Martinez A., Martin-Sanz E., Rossi-Izquierdo M., Amor-Dorado J.C., Soto-Varela A., Santos-Perez S., Batuecas-Caletrio A., Espinosa-Sanchez J.M., Pérez-Carpena P., Martinez-Martinez M., Aran I., Lopez-Escamez J.A. 2019. Differential proinflammatory signature in vestibular migraine and meniere disease. Front. Immunol. 10, 1229. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.01229

  20. Cohen B., Novick D., Barak S, Rubinstein M. 1995. Ligand-induced association of the type I interferon receptor components. Mol. Cell. Biol. 15 (8), 4208–4214. https://doi.org/10.1128/MCB.15.8.4208

  21. Liu C.C., Gao Y.J., Luo H., Berta T., Xu Z.Z., Ji R.R., Tan P.H. 2016. Interferon alpha inhibits spinal cord synaptic and nociceptive transmission via neuronal-glial interactions. Sci. Rep. 6. 34356. https://doi.org/10.1038/srep34356

  22. Dafny N., Prieto-Gomez B., Dong W.Q., Reyes-Vazquez C. 1996. Interferon modulates neuronal activity recorded from the hypothalamus, thalamus, hippocampus, amygdala and the somatosensory cortex. Brain Res. 734 (1–2), 269–274.

  23. Mendoza-Fernández V., Andrew R.D., Barajas-López C. 2000. Interferon-alpha inhibits long-term potentiation and unmasks a long-term depression in the rat hippocampus. Brain Res. 885 (1), 14–24. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(00)02877-8

  24. Bonsacquet J., Brugeaud A., Compan V., Desmadryl G., Chabbert C. 2006. AMPA type glutamate receptor mediates neurotransmission at turtle vestibular calyx synapse. J. Physiol. 576 (Pt. 1), 63–71.

  25. Sterling P., Matthews G. 2005. Structure and function of ribbon synapses. Trends Neurosci. 28. 20–29.

  26. Safieddine S., El-Amraoui A., Petit C. 2012. The auditory hair cell ribbon synapse: From assembly to function. Annu. Rev. Neurosci. 35, 509–528. https://doi.org/10.1146/annurev-neuro-061010-113705

  27. Qin Z.F., Hou D.Y., Fang Y.Q., Xiao H.J., Wang J., Li K.C. 2012. Interferon-alpha enhances excitatory transmission in substantia gelatinosa neurons of rat spinal cord. Neuroimmunomodulation. 19 (4), 235–240. https://doi.org/10.1159/000335167

  28. Панченко Л.Ф., Алябьева Т.Н., Малиновская В.В., Балашов А.М. 1987. Взаимодействие альфа-интерферона с опиатными рецепторами в мозге крыс. Бюлл. экспер. биол. мед. 104 (7), 87–89.

  29. Wang J.Y., Zeng X.Y., Fan G.X., Yuan Y.K., Tang J.S. 2006. mu- but not delta- and kappa-opioid receptor mediates the nucleus submedius interferon-alpha-evoked antinociception in the rat. Neurosci. Lett. 397 (3), 254–258. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2005.12.046

  30. Di Filippo M., Tozzi A., Sara Arcangeli S., de Iure A., Durante V., Di Gregorio M., Gardoni F., Calabresi P. 2016. Interferon -β1a modulates glutamate neurotransmission in the CNS through CaMKII and GluN2A-containing NMDA receptors. Neuropharmacology. 100, 98–105.

  31. Hosseini S., Michaelsen-Preusse K., Grigoryan G., Chhatbar C., Kalinke U., Korte M. 2020. Type I interferon receptor signaling in astrocytes regulates hippocampal synaptic plasticity and cognitive function of the healthy CNS. Cell Rep. 31 (7), 107666. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107666

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал