Введение к работе
Актуальность исследования: Последнее десятилетие ознаменовалось быстрым развитием нейроиммунологии. возникшей на стыке классических иммунологии и нейробиологии. Получены данные о важнейших иммунорегуляторных функциях центральной нервной системы и механизмах, их опосредующих (Абрамов В.В.,1991. Девойно Л.В.. Ильюченок Р.Ю. 1993. Husband А.. 1995, BlalockJ., 1994). Эти факты доказывают существование тесных функциональных взаимосвязей нервной и иммунной систем In vivo. Однако изучение процессов нейроиммуномодуляции в настоящее время ограничивается в основном исследованием функций гипоталамических центров в регуляции иммунного ответа и сравнительно мало известно о роли полушарий головного мозга в этих процессах. Существующие данные демонстрируют неодинаковое влияние противоположных полушарий головного мозга на функциональную активность иммунной системы (Neveu P.J.,1990. Renoux G.,1991). но результаты этих исследований весьма противоречивы и во многом зависят от использованного авторами методического подхода, что затрудняет их сравнение.
Несмотря на тот факт, что изучение асимметричной нейроимму-
норегуляции продолжается более 15 лет. обратное явление, то есть
воздействие иммунной системы на асимметрию полушарий головного
мозга остается малоизученным. В этой связи представляется перс
пективным изучение общих для нервной и иммунной систем биологи
чески активных веществ, их распределение и роль в ЦНС при иммун
ном ответе. s
В последнее время показано существование в ЦНС нового класса потенциальных нейромедиаторов - цитокинов иммунной системы (Dlnarello С.А., 1994). Первым и наиболее изученным цитокином, влияние которого из ЦНС на иммунитет было описано, является ин-терлейкин-1 (ИЛ-1) (Sundar S.K. et al., 1990, Weiss J.M. et al., 1993). Кроме того, выявлены изменения содержания ИЛ-1 и его рецепторов в ЦНС при активации иммунной системы (Bodmer S. et al.. 1985. Takao Т. et al.,1994,1995). а также ряд регуляторных воздействий на интрацеребральный ИЛ-1 со стороны ряда центральных нейромедиаторных систем, принимающих участие в нейроиммуномодуляции (Mohankumar P.S. et al.,1991. Shlntani F. et al.. 1993, 1995). Эти факты свидетельствуют о возможной физиологической значимости существования интрацеребрального ИЛ-1 и его связи с активностью иммунологических процессов.
- 4 -Цель исследования: Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы являлось изучение экспрессии гена ИЛ-ip в контрала-теральных полушариях головного мозга в норме и при формировании иммунного ответа, а также выяснение возможных механизмов участия иммунной системы в регуляции экспрессии гена ИЛ-ip в контралате-ральных полушариях головного мозга.
В рамках поставленной проблемы ставились следующие задачи: 1. Исследовать уровень мРНК ИЛ-1{5 в контралатеральных полушариях головного мозга интактных животных (мышей). 2.Определить кинетику экспрессии мРНК ИЛ-ір в полушариях головного мозга и органах иммунной системы (селезенке) при периферическом введении т-неза-висимого антигена (липополисахарида). 3.Определить кинетику экспрессии мРНК ИЛ-ір в полушариях головного мозга и органах иммунной системы (селезенке) при периферическом введении Т-зависимого антигена (эритроцитов барана). 4.Исследовать влияние периферического введения капсаицина на экспрессию мРНК ИЛ-ip в полушариях головного мозга и селезенке взрослых мышей. 5.Изучить влияние периферического введения индометацина на экспрессию мРНК ИЛ-1(5 в полушариях головного мозга и селезенке. 6.Исследовать влияние периферического введения ИЛ-ір на экспрессию мРНК ИЛ-ip в полушариях головного мозга и селезенке.
Основные результаты исследования и их наичная новизна: Впервые установлено, что содержание мРНК гена ИЛ-ір в противоположных полушариях головного мозга мышей неодинаково. Уровень экспрессии мРНК данного цитокина в правом полушарии превышает таковой в левом полушарии головного мозга.
Впервые выявлены закономерности изменения экспрессии мРНК ИЛ-10 в контралатеральных полушариях головного мозга в процессе активации иммунной системы антигенами разных типов - Т-независи-мым (липополисахарид) и Т-зависимым (эритроциты барана). Продемонстрировано, что эти изменения в левом полушарии не зависят от типа использованного антигена и проявляются в виде снижения уровня мРНК ИЛ-ір на пике экспрессии мРНК этого цитокина в иммунной системе, тогда как в правом полушарии головного мозга экспрессия мРНК ИЛ-ір повышается главным образом при введении Т-зависимого антигена при усилении экспрессии мРНК данного гена в иммунной системе. Также нами показано, что в ранний период формирования иммунного ответа на Т-независимый и Т-зависимый антигены происходит преобладание относительной активности правого полушария головного мозга по параметру экспрессии мРНК гена ин-терлейкина-ір.
Установлено, что блокада периферических чувствительных нервных окончаний капсаицином приводит к повышению уровня мРНК ИЛ-ір в правом полушарии головного мозга и селезенке, но не в левом полушарии мозга мышей.
Также показан разный характер влияния блокады синтеза периферических простагландинов на экспрессию мРНК гена ИЛ-1(5 в противоположных полушариях мозга. Продемонстрировано отсутствие влияния блокатора синтеза простагландинов индометацина на экспрессию мРНК ИЛ-ір в левом полушарии головного мозга и стимулирующее действие его на уровень мРНК этого цитокина в правом полушарии.
Выявлено, что цитокин интерлейкин-1& при периферическом введении оказывает стимулирующее влияние на уровень мРНК интер-лейкина-ір в правом и левом полушариях мозга. Показан эффект разных доз рекомбинантного интерлейкина-1|3 на асимметрию экспрессии мРНК гена, интерлейкина-10 в полушариях головного мозга.
Теоретическая значимость и практическая ценность работы: Представленный материал имеет большое теоретическое значение, поскольку позволяет установить существование принципиально нового явления - асимметрии экспрессии гена ИЛ-lfJ в полушариях головного мозга. Более того, показано наличие тесной .взаимосвязи между состоянием иммунной системы и асимметричной экспрессией гена ИЯ-1|5 в левом и правом полушарии головного мозга. Полученные результаты значительно расширяют существующие представление о регуляции экспрессии генов цитокинов в центральной нервной системе, а также о процессах взаимодействия двух важнейших гоме-остатических систем организма (нервной и Иммунной) в ходе антигенной стимуляции.
Представленные результаты имеют также и'практическую значимость, поскольку выяснение конкретных биохимических маркеров функциональной активности контралатеральных полушарий головного мозга -при иммуногенезе и механизмов их взаимосвязи с иммунной системой монет в дальнейшем как прояснить роль контралатеральных полушарий в нейроиммунорегуляции, так и послужить предпосылкой для обоснованной иммунокоррекции посредством воздействия на им-мунорегуляторную функцию конкретных полушарий головного мозга.
Положения, выносимые на защшщ: 1. В контралатеральных по^ лушариях головного мозга ген ИЛ-1(5 экспрессируется асимметрично. 2. Развитие иммунного ответа на Т-зависимый и Т-независимый антигены сопровождаются несходными динамическими изменениями содержания мРНК гена ИЛ-1Д в контралатеральных полушариях головно-
го мозга. 3. Мессенжеры иммунной системы ИЛ-ір и простагландини оказывают регулирующее воздействие на экспрессию гена ИЛ-ір в контралатеральных полушариях головного мозга. 4. Периферические чувствительные нервные окончания принимают участие во взаимосвязи экспрессии гена ИЛ-lp в полушариях головного мозга и иммунной системе.
Апробация работы и пиблцкшши: Материалы диссертации доложены и обсуждены на 2-й отчетной конференции ИКИ СО РАМН (Новосибирск, 1994); семинаре лаб. нейроиммунологии ИКИ СО РАМН (Новосибирск, 1996); конференции молодых ученых ИКИ СО РАМН (Новосибирск. 1996); 3-й отчетной конференции ИКИ СО РАМН (Новосибирск, 1997). Апробация диссертации состоялась на расширенном семинаре ИКИ СО РАМН (Новосибирск, 27 мая 1997 г.). По теме диссертации бпубликованно 8 работ.
Объем и структура работы: Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, их обсуждения, заключения й- выводов. Диссертация включает в себя 18 рисунков и 2 таблицы. Библиографический список включает 163 источника, в том числе 146 на иностранном.
