Аннотация
Өзектілігі. Эпилепсия ұстамалары гамма-аминомай қышқылы (ГАМҚ) тежегіш жүйесінің әлсіреуінің салдары болып табылады, бұл өз кезегінденейрондарының өліміне әкелуі мүмкін. Эпилепсияны емдеудің күрделілігі 1000-нан астам геннің экспрессиясымен түсіндіріледі. Эпилептиформды белсенділік негізіндегі клеткалық модельдерді қолдану – эпилепсия табиғатын зерттеу міндетін біршама жеңілдетеді сонымен қатар процестің көптеген қатысушыларының рөлін анықтауға, олардың қатысуымен сигнал беру тізбегін құруға, белсенділігін реттеу механизмдерін анықтауға мүмкіндік береді. Эпилептиформды белсенділікке потенциалға тәуелді кальций каналдары (Kv7) каналдары мен кальций-өткізгіш АМРА рецепторларының әсерінің анықталуы, ғылым саласында үлкен бір қадам бола отырып, гиперқозудың фармакологиялық жолдарын ашады. Зерттеу мақсаты: Эпилептиформды белсенділіктегі пароксизмальды деполяризациялық ығысу (ПДЫ) кластерлерінің құрылымына Kv7 каналдарының ингибиторы мен активаторларының әсерін анықтау. Материалдар мен зерттеу әдістері: Тәжірибелерде жаңа туған (1-3 күн) Wistar егеуқұйрықтарының миынан алынған гиппокампалық жасушаларының аралас нейроглиальды культурасы қолданылды. Тәжірибелер гиппокампалық нейрондық культурада өсірудің 12-14 күнінде жүргізілді. Барлық зерттеулер in vitro жасушалық деңгейде жүргізілді. Жасушаішілік кальций концентрациясының өзгерісін флуоресценттік микроскопия әдісі арқылы тіркелді. Мембраналық потенциалдың өзгеруі Patch-Clamp әдісі арқылы тіркелді. Алынған нәтижелерді талдау және өңдеу жұмыстары Origin 9.1 және Image J бағдарламалары қолданылды. Зерттеу нәтижелері: Жүргізілген тәжірибелер кластердің ұзақтығы дискретті (ПДЫ бүтін санына өзгереді) және бақылауда бір кластерге азаятынын көрсетті, бұл стохастикалық процестің кластер индукциясына қатысуын көрсетеді. Kv7 каналдар кластерді қалыптастыруға да, ПДЫ-ның өзіне де қатысады. Қорытынды: Kv7 тұқымдас калий каналдары ПДЫ кластерінің гиперполяризациядан кейінгі жылдамдығын арттыра отырып, эпилептиформды белсенділіктегі әрекет потенциал жиын ұзақтығын және кальций импульстарының ұзақтығын азайтады. Сондай-ақ, Kv7 каналдарының тікелей активаторлары мен ингибиторлары синхронды жиын белсенділік және Ca2+импульстарының параметрлерін олардың ұзақтығын, амплитудасын өзгертеді, алайда эпилептиформалық белсенділіктегі нейрондардағы деполяризациялық ығысу жиілігі өзгеріссіз қалады. Relevance: Seizures of epilepsy are a consequence of a weakening of the inhibitory GABAergic system and, due to the presence of positive feedback, can lead to the death of neurons. The complexity of epilepsy treatment is due to the complexity of the process in which the expression of more than 1,000 genes changes. The presence of cellular models of epileptiform activity somewhat simplifies the task of investigating the nature of the phenomenon and allows us to establish the role of many participants in the process, and to build a chain of signal transmission with their participation and to find out the mechanisms of regulation of their activity. The discovery of the involvement of potential-dependent potassium channels (Kv7) and calcium-permeable AMP receptors in epileptiform activity is a definite step in this direction and opens up new ways of pharmacological correction of hyperexcitation. Aim: To study the effect of Kv7 channel inhibitors and activators on the structure of clusters of paroxysmal depolarization shift (PDS) in epileptiform activity. Materials and methods: The experiments used a mixed neuroglial culture of hippocampal cells (12-14 DIV) isolated from the brain of newborn (1-3 days old) Wistar rats. All studies were conducted at the cellular level in vitro. Changes in intracellular calcium concentration were recorded using fluorescence microscopy. The Patch-Clamp method in the whole-cell configuration was used to register changes in the membrane potential. The analysis and processing of the obtained results was carried out using the Origin 9.1 and Image J programs. Results and discussion: The experiments show that the cluster duration is discrete (varies by an integer number of PDS) and varies in the control by one PDS, indicating that a stochastic process is involved in cluster induction. Kv7 channels are involved in both cluster formation and the PDSs themselves. Conclusion: Kv7 family potassium channels decrease the duration of action potential bursts and the duration of calcium pulses during epileptiform activity, increasing the rate of posthyperpolarisation of the PDS cluster. Also direct activators and inhibitors of Kv7 channels change such parameters of synchronous bundle activity and Ca2+ impulses as their duration, amplitude, but not the frequency of depolarisation shifts in neurons during epileptiform activity. Актуальность: Приступы эпилепсии являются следствием ослабления тормозной ГАМКергической системы и вследствие наличия положительных обратных связей могут приводить к гибели нейронов. Сложность лечения эпилепсии обусловлена сложностью процесса, в котором меняются экспрессия более 1000 генов. Наличие клеточных моделей эпилептиформной активности несколько упрощает задачу исследования природы явления и позволяет установить роль многих участников процесса, и выстроить цепочку передачи сигнала с их участием и выяснить механизмы регуляции их активности. Обнаружение участия потенциал-зависимых калиевых каналов (Kv7) и кальций-проницаемых АМРА-рецепторов в эпилептиформной активности является определенным шагом в этом направлении и открывает новые пути фармакологической коррекции гипервозбуждения. Цель исследования: Изучить влияние ингибиторов и активаторов Kv7-каналов на структуру кластеров пароксизмального деполяризационного сдвига (PDS) при эпилептиформной активности. Материалы и методы исследования: В экспериментах использовали смешанную нейроглиальную культуру клеток гиппокампа (12-14 DIV), выделенных из головного мозга новорожденных (1–3 дня) крыс линии Wistar. Все исследования проводились на клеточном уровне in vitro. Изменения концентрации внутриклеточного кальция регистрировали с помощью метода флуоресцентной микроскопии. Для регистрации изменения мембранного потенциала использовали метод Patch-Clamp в конфигурации whole-cell. Анализ и обработку полученных результатов проводили с помощью программ Origin 9.1 и Image J. Результаты исследования и обсуждение: Проведенные эксперименты показали, что длительность кластера дискретна (изменяется на целое число PDS) и варьирует в контроле на один кластер, что указывает на участие стохастического процесса в индукции кластера. Каналы Kv7 принимают участие как в формировании кластера, так и самих PDS. Выводы: Калиевые каналы семейства Kv7 уменьшают длительность пачек потенциалов действия и длительность кальциевых импульсов при эпилептиформной активности, увеличивая скорость постгиперполяризации кластера PDS. А также прямые активаторы и ингибиторы Kv7 каналов меняют такие параметры синхронной пачечной активности ПД и Са2+ импульсов, как их длительность, амплитуду, но не частоту деполяризационных сдвигов в нейронах при эпилептиформной активности.