РОЛЬ НЕЙРОГЛОБИНА ПРИ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ИШЕМИИ/ГИПОКСИИ И ДРУГОЙ НЕЙРОПАТОЛОГИИ
Аннотация
Цель работы: обобщение данных литературы о локализации, функциях и роли нейроглобина при ишемии/ гипоксии головного мозга и нейропатологии иного генеза. Результаты: нейроглобин – представитель семейства глобиновых белков нервной системы, участвующий в поддержании газового гомеостаза нервных клеток. Он служит для депонирования и переноса кислорода к митохондриям нейронов, а при патологии может предотвращать нейродегенерацию через антиоксидантные и антиапоптотические механизмы. Нейроглобин участвует в связывании и нейтрализации активных форм кислорода и азота, количество которых увеличивается при развитии церебральной ишемии/гипоксии, поддерживает ионный гомеостаз и энергетический метаболизм клетки, выступая как нейропротектор и регулятор клеточного дыхания. Изучение изменения экспрессиии нейроглобина при ишемии/гипоксии головного мозга и другой нейропатологии – актуальная задача, так как нарушение его нейропротекторных механизмов является патогенетическим механизмом нейродегенеративных заболеваний.
Литература
Korzhevskij DJe, Gilerovich EG, Kirik OV. Immunogistohimicheskoe issledovanie golovnogo mozga [Immunohistochemical study of the brain]. Sankt-Peterburg: SpetsLit; 2016. 143 p. (Russian).
Burmester T, Weich B, Reinhardt S, Hankeln T. A vertebrate globin expressed in the brain. Nature. 2000;407:520-523. doi: 10.1038/35035093.
Li RC, Guo SZ, Lee SK, Gozal D. Neuroglobin protects neurons against oxidative stress in global ischemia. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2010;30(11):1874-1882. doi: 10.1038/jcbfm.2010.90.
Li Y, Dai YB, Sun Y. Xiang Y, Yang J, Dai SY. Zhang X. Neuroglobin Attenuates Beta Amyloid-Induced Apoptosis Through Inhibiting Caspases Activity by Activating PI3K/Akt Signaling Pathway. J. Mol. Neurosci. 2016;58(1):28-38. doi: 10.1007/s12031-015-0645-z.
Sun Y, Jin K, Mao XO, Zhu Y, Greenberg DA. Neuroglobin is upregulated by and protects neurons from hypoxic-ischemic injury. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2001;98(26):15306-15311. doi: 10.1073/pnas.251466698.
Paxinos G. The rat brain in stereotaxic coordinates. 6th ed. London: Academic Press; 2007. 448 p.
Hua S, Antao S, Corbett A, Witting P. The significance of neuroglobin in the brain. Curr. Med. Chem. 2010;17(2):160-172. doi: 10.2174/092986710790112611.
Khan AA, Mao XO, Banwait S, DerMardirossian CM, Bokoch GM, Jin K, Greenberg DA. Regulation of hypoxic neuronal death signaling by neuroglobin. FASEB J. 2008;22(6):1737-1747. doi: 10.1096/fj.07-100784.
Tiso M, Tejero J, Basu S, Azarov I, Wang X, Simplaceanu V, Frizzell S, Jayaraman T, Geary L, Shapiro C, Ho C, Shiva S, Kim-Shapiro DB, Gladwin MT. Human neuroglobin functions as a redox-regulated nitrite reductase. J. Biol. Chem. 2011;286(20):18277-18289. doi: 10.1074/jbc.M110.159541.
Maksimovich NYe. Rol oksida azota v patogeneze ishemicheskih i reperfuzionnyh povrezhdenij mozga [The role of nitric oxide in the pathogenesis of ischemic and reperfusion injury of the brain]. Grodno: GrGMU; 2004. 180 p. (Russian).
Lipton P. Ischemic cell death in brain neurons. Physiol. Rev. 1999;79(4):1431-1568.
Avella G, Ardiccioni C, Scaglione A, Moschetti T, Rondinelli C, Montemiglio LC, Savino C1 Giuffrè A, Brunori M, Vallone B. Engineering the internal cavity of neuroglobin demonstrates the role of the haem-sliding mechanism. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 2014;70(Pt 6):1640-1648. doi: 10.1107/S1399004714007032.
Cai B, Li W, Mao X, Winters A, Ryou MG, Liu R, Greenberg DA, Wang N, Jin K, Yang SH. Neuroglobin overexpression inhibits AMPK signaling and promotes cell anabolism. Mol. Neurobiol. 2016;539(2):1254-1265. doi: 10.1007/s12035-014-9077-y.
Melgarejo-Gutierrez M, Acosta-Pena E, Venebra-Munoz A, Escobar C, Santiago-García J, Garcia-Garcia F. Sleep deprivation reduces neuroglobin immunoreactivity in the rat brain. Neuroreport. 2013;24(3):120-125. doi: 10.1097/ WNR.0b013e32835d4b74.
Galluzzi L, Blomgren K, Kroemer G. Mitochondrial membrane permeabilization in neuronal injury. Nat. Rev. Neurosci. 2009;10(7):481-494. doi: 10.1038/nrn2665.
Ren C, Wang P, Wang B, Li N, Li W, Zhang C, Jin K, Ji X. Limb remote ischemic per-conditioning in combination with post-conditioning reduces brain damage and promotes neuroglobin expression in the rat brain after ischemic stroke. Restor. Neurol. Neurosci. 2015;33(3):369-379. doi: 10.3233/RNN-140413.
Lin MT, Beal MF. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in neurodegenerative diseases. Nature.2006;443(7113):787-795.
Chen X, Liu Y, Zhang L. Long-term neuroglobin expression of human astrocytes following brain trauma. Neurosci. Lett. 2015;606:194-199. doi: 10.1016/j.neulet.2015.09.002.
DiPietro V, Lazzarino G, Amorini AM, Tavazzi B, D’Urso S, Longo S, Vagnozzi R, Signoretti S, Clementi E, Giardina B, Lazzarino G, Belli A. Neuroglobin expression and oxidant/ antioxidant balance after graded traumatic brain injury in the rat. Free Radic. Biol. Med. 2014; 69:258-264. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2014.01.032.
Taylor JM, Kelley B, Gregory EJ, Berman NE. Neuroglobin overexpression improves sensorimotor outcomes in a mouse model of traumatic brain injury. Neurosci Lett. 2014;577:125-129. doi: 10.1016/j.neulet.2014.03.012.
Ferrer L, Gómez A, Carmona M, Huesa G, Porta S, Riera-Codina M, Biagioli M, Gustincich S, Aso E. Neuronal hemoglobin is reduced in Alzheimer’s disease, argyrophilic grain disease, Parkinson’s disease, and dementia with Lewy bodies. J. Alzheimers Dis. 2011;23(3):537-550. doi: 10.3233/JAD-2010-101485.
Xie LK, Yang SH. Brain globins in physiology and pathology. Med. Gas. Res. 2016;6(3):154163. doi: 10.4103/2045-9912.191361.
Morrill GA. Kostellow AB. Molecular рroperties of globin channels and pores: role of cholesterol in ligand binding and movement. Front. Physiol. 2016;7:360. doi: 10.3389/fphys.2016.00360.
Emelyanchik SV, Zimatkin SM. Mozg pri holestaze [The brain in cholestasis]. Grodno: GrGU; 2011. 211 p. (Russian
