RU2383615C1 - Method of screening pharmacological compounds according to neuroprotective activity - Google Patents
Method of screening pharmacological compounds according to neuroprotective activity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383615C1 RU2383615C1 RU2009108719/13A RU2009108719A RU2383615C1 RU 2383615 C1 RU2383615 C1 RU 2383615C1 RU 2009108719/13 A RU2009108719/13 A RU 2009108719/13A RU 2009108719 A RU2009108719 A RU 2009108719A RU 2383615 C1 RU2383615 C1 RU 2383615C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- neurons
- cells
- cultured
- semax
- primary
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к биотехнологии. Изобретение позволяет ускорить скрининг соединений, а также осуществлять поиск новых соединений с наибольшей нейропротекторной активностью.The invention relates to biotechnology. The invention allows to speed up the screening of compounds, as well as to search for new compounds with the highest neuroprotective activity.
Уровень исследований и знаний на настоящее времяCurrent level of research and knowledge
Создание новых эффективных и безопасных фармакологических средств для повышения эффективности умственного труда в сложных условиях и коррекции патологий центральной нервной системы (ЦНС), включающих нейродегенеративные заболевания, особенно актуально в современную эпоху, которая характеризуется повышением влияния стрессогенных факторов на организм человека, а также ухудшением экологической обстановки во многих областях земного шара. Длительное психическое напряжение, сопряженное с указанными выше факторами, постоянно сопровождает многие современные сферы деятельности человека несмотря на постоянное совершенствование их технического обеспечения и приводит к повреждению и гибели нервных клеток. Развитие нейродегенеративных процессов в ЦНС также связано с различными патологиями, наследственной предрасположенностью и черепно-мозговыми травмами. Доля нейродегенеративных заболеваний в общей структуре заболеваемости возрастает при увеличении продолжительности жизни. Наиболее распространенными являются болезнь Альцгеймера и инсульты. Инсульты, по нашему мнению, могут быть отнесены к нейродегенеративным заболеваниям в связи с массовой гибелью клеток, в частности нейронов, в ЦНС. В настоящее время количество людей в мире, страдающих болезнью Альцгеймера, составляет по разным оценкам до 10 миллионов человек. По прогнозам, в случае, если ученые не найдут средство против этой болезни, уже через 25 лет от этого недуга будут страдать 22 миллиона жителей нашей планеты, а через 50 лет - примерно 45 миллионов. Сходная ситуация и с инсультами. Ежегодно в мире переносят инсульт около 6 миллионов человек, умирает 4,7 миллиона. В России в год регистрируется до 450 тысяч инсультов, причем большинство из них относится к тяжелой и средней степени тяжести. Лишь около 20% выживших больных могут вернуться к прежней работе.The creation of new effective and safe pharmacological agents to increase the effectiveness of mental labor in difficult conditions and to correct pathologies of the central nervous system (CNS), including neurodegenerative diseases, is especially relevant in the modern era, which is characterized by an increase in the influence of stressful factors on the human body, as well as environmental degradation in many areas of the globe. Long-term mental stress, coupled with the above factors, constantly accompanies many modern areas of human activity despite the continuous improvement of their technical support and leads to damage and death of nerve cells. The development of neurodegenerative processes in the central nervous system is also associated with various pathologies, a hereditary predisposition and traumatic brain injuries. The proportion of neurodegenerative diseases in the overall morbidity structure increases with increasing life expectancy. The most common are Alzheimer's disease and strokes. Strokes, in our opinion, can be attributed to neurodegenerative diseases in connection with the mass death of cells, in particular neurons, in the central nervous system. Currently, the number of people in the world suffering from Alzheimer's disease, according to various estimates, up to 10 million people. According to forecasts, if scientists do not find a cure for this disease, after 25 years, 22 million people on our planet will suffer from this ailment, and after 50 years - about 45 million. A similar situation with strokes. About 6 million people suffer a stroke annually, 4.7 million die. In Russia, up to 450 thousand strokes are registered per year, most of them related to severe and moderate severity. Only about 20% of surviving patients can return to their previous job.
Известны нейротрофины - семейство регуляторных белков нервной ткани, которые синтезируются нейронами и клетками нейроглии и способствуют дифференцировке и поддержанию жизнеспособности и функционирования периферических и центральных нейронов. При этом используются аутокринный и паракринный механизмы регуляции (Yuen et al., 1996). Во время эмбрионального развития нейротрофины способствуют выживанию периферических нейронов до и во время иннервации клеток-мишеней. Они функционируют так же, как физиологические сигналы выживания для центральных нейронов. При развитии нервной системы с помощью нейротрофинов регулируется выживаемость нейронов, то есть в зрелой нервной системе присутствуют те нейроны, которые в процессе развития нервной системы получили нейротрофины в надлежащем количестве от соответствующих клеток-мишеней. "Лишние" же нейроны удаляются по механизму программируемой клеточной гибели. Нейротрофины регулируют нейрональную дифференцировку, индуцируют ветвление дендритов (арборизацию) и рост аксонов (спрутинг) в направлении клеток-мишеней. В зрелой нервной системе нейротрофины регулируют как краткосрочную синаптическую передачу, так и долговременное потенцирование (LTP), участвуя, таким образом, в обеспечении пластичности нервной системы, необходимой для ее нормального функционирования.Neurotrophins are known - a family of regulatory proteins of nervous tissue that are synthesized by neurons and neuroglia cells and contribute to the differentiation and maintenance of the viability and functioning of peripheral and central neurons. In this case, autocrine and paracrine regulatory mechanisms are used (Yuen et al., 1996). During embryonic development, neurotrophins contribute to the survival of peripheral neurons before and during the innervation of target cells. They function in the same way as physiological survival signals for central neurons. With the development of the nervous system with the help of neurotrophins, the survival of neurons is regulated, that is, in the mature nervous system there are those neurons that in the process of development of the nervous system received neurotrophins in the proper amount from the corresponding target cells. The "extra" neurons are removed by the mechanism of programmed cell death. Neurotrophins regulate neuronal differentiation, induce branching of dendrites (arborization) and axon growth (sprouting) in the direction of target cells. In the mature nervous system, neurotrophins regulate both short-term synaptic transmission and long-term potentiation (LTP), thus participating in ensuring the plasticity of the nervous system necessary for its normal functioning.
Известен нейротрофин - фактор роста нервов (NGF). Основными мишенями для NGF, первого обнаруженного нейротрофина, являются холинергические нейроны переднего мозга, играющие значительную роль в таких функциях ЦНС, как внимание, обучение, память; холинергические нейроны стриатума, вовлеченные в контроль движения; чувствительные нейроны и большинство нейронов симпатической нервной системы.Known neurotrophin - nerve growth factor (NGF). The main targets for NGF, the first neurotrophin detected, are forebrain cholinergic neurons, which play a significant role in the central nervous system functions such as attention, learning, memory; striatal cholinergic neurons involved in movement control; sensitive neurons and most neurons of the sympathetic nervous system.
Известен нейротрофин - нейротрофический фактор мозга (BDNF). Выявленными мишенями для BDNF являются дофаминергические нейроны черной субстанции, холинергические нейроны переднего мозга, серотонинергические нейроны коры, ГАМК-ергические нейроны стриатума, гранулярные нейроны мозжечка; мотонейроны, нейроны ресничного ганглия; нейроны спинномозговых узлов.Known neurotrophin is a brain neurotrophic factor (BDNF). Identified targets for BDNF are dopaminergic neurons of the substantia nigra, cholinergic neurons of the forebrain, serotonergic neurons of the cortex, GABAergic neurons of the striatum, granular neurons of the cerebellum; motor neurons, neurons of the ciliary ganglion; neurons of the spinal nodes.
Известен гептапептид Семакс (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro), синтезированный в Институте заявителя. Установлена эффективность использования Семакса в качестве нейропротекторного средства в остром периоде ишемического инсульта (Гусев и др., 1997). Семакс оказывает выраженное нейропротекторное действие, основными компонентами которого являются торможение глиальных реакций воспаления, улучшение трофического обеспечения мозга, торможение синтеза оксида азота и других реакций оксидантного стресса, а также иммуномодуляция. Индуцированные Семаксом цепи метаболических превращений взаимно усиливают и поддерживают друг друга, приводя к торможению большинства важных механизмов отсроченной смерти клеток (Скворцова и др., 1999).Known heptapeptide Semax (Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro), synthesized at the Institute of the applicant. The effectiveness of using Semax as a neuroprotective agent in the acute period of ischemic stroke has been established (Gusev et al., 1997). Semax has a pronounced neuroprotective effect, the main components of which are inhibition of glial inflammation reactions, improvement of trophic support of the brain, inhibition of nitric oxide synthesis and other oxidative stress reactions, as well as immunomodulation. The chains of metabolic transformations induced by Semax mutually reinforce and support each other, inhibiting most of the important mechanisms of delayed cell death (Skvortsova et al., 1999).
Сопоставление клинической динамики в группе с применением Семакса и без нее обнаружило достоверное улучшение восстановительных процессов на фоне лечения Семаксом у больных со среднетяжелым и тяжелым инсультом. При ишемическом инсульте средней тяжести с преобладанием очаговых неврологических симптомов эффективность Семакса проявлялась с первых суток заболевания и выражалась в общей активизации больных и ускорении регресса очаговой симптоматики. У 88% больных, получавших Семакс, течение инсульта было регредиентным со стабильным регрессом неврологических нарушений, что значительно превышало аналогичный показатель в контрольной группе (55,2%). Под действием Семакса к концу острого периода инсульта у 84% больных констатировано хорошее восстановление функций, причем у 32% пациентов регресс очаговых симптомов был полным (Гусев и др., 1999). При тяжелом инсульте применение Семакса в первые часы и дни заболевания позволило достоверно ускорить регресс не только очаговых, но и общемозговых и вегетативных симптомов. У всех больных, поступивших в состоянии оглушения, к концу вторых суток вернулось ясное сознание. К пятым суткам инсульта у 80% больных расстройство сознания и менингеальные симптомы полностью исчезли. У 80% больных, получавших Семакс, определялось регредиентное течение заболевания против 62% в контроле. В группе с применением Семакса летальность при тяжелом инсульте составила 10%, тогда как в контрольной группе - 28,4%.Comparison of clinical dynamics in the group with and without Semax showed a significant improvement in recovery processes during treatment with Semax in patients with moderate to severe stroke. With an ischemic stroke of moderate severity with a predominance of focal neurological symptoms, the effectiveness of Semax manifested itself from the first day of the disease and was expressed in the general activation of patients and accelerated regression of focal symptoms. In 88% of patients treated with Semax, the course of the stroke was regredient with a stable regression of neurological disorders, which significantly exceeded the same indicator in the control group (55.2%). Under the influence of Semax, by the end of the acute period of stroke in 84% of patients, a good restoration of functions was observed, and in 32% of patients the regression of focal symptoms was complete (Gusev et al., 1999). In severe stroke, the use of Semax in the first hours and days of the disease significantly relieved the regression of not only focal, but also cerebral and autonomic symptoms. In all patients who arrived in a state of stunning, a clear consciousness returned by the end of the second day. By the fifth day of stroke in 80% of patients, the disorder of consciousness and meningeal symptoms completely disappeared. In 80% of patients receiving Semax, the regredient course of the disease was determined against 62% in the control. In the Semax group, mortality in severe stroke was 10%, while in the control group it was 28.4%.
Известны первичные культуры эукариотических клеток, которые используются для скрининга соединений с различными свойствами [1].Primary cultures of eukaryotic cells are known that are used to screen compounds with various properties [1].
Задача эффективного поиска и быстрого скрининга соединений с нейропротекторной активностью является в настоящее время чрезвычайно актуальной. Актуальна также задача выявления соединений с нежелательными эффектами, особенно, способствующих пролиферации глиальных клеток и их злокачественному перерождению.The task of effective search and rapid screening of compounds with neuroprotective activity is currently extremely urgent. The urgent task of identifying compounds with undesirable effects, especially promoting the proliferation of glial cells and their malignant degeneration.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Применение первичных культур нейрональных клеток позволяет оценивать цитотоксические и нейропротекторные эффекты тестируемых соединений.The use of primary cultures of neuronal cells allows us to evaluate the cytotoxic and neuroprotective effects of the tested compounds.
Применение первичных культур глиальных клеток позволяет оценивать не только цитотоксические и нейропротекторные эффекты тестируемых соединений, но и их действие на пролиферативную активность этих клеток.The use of primary cultures of glial cells allows us to evaluate not only the cytotoxic and neuroprotective effects of the tested compounds, but also their effect on the proliferative activity of these cells.
Дополнительный анализ экспрессии генов нейротрофинов в глиальных клетках под действием тестируемых соединений дает дополнительную информацию относительно их нейропротекторных свойств. Применение предлагаемой тест-системы позволяет осуществлять ускоренный скрининг (порядка двух недель) большого количества соединений на наличие у этих соединений нейропротекторной активности, а также выявление побочных активностей этих соединений (эффект на пролиферацию).An additional analysis of the expression of neurotrophin genes in glial cells under the action of the tested compounds provides additional information regarding their neuroprotective properties. The use of the proposed test system allows for accelerated screening (of the order of two weeks) of a large number of compounds for the presence of neuroprotective activity in these compounds, as well as the detection of side activities of these compounds (effect on proliferation).
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является ускорение тестирования соединений с нейропротекторной активностью, выявление новых соединений с нейропротекторной активностью, оценка побочных эффектов тестированных соединений на клеточном уровне. Указанный технический результат достигается за счет использования первичных нейрональных и глиальных клеточных культур из мозга млекопитающих. В данной заявке описано использование нервных и глиальных клеток, полученных из мозга крысы. Кроме этого, указанный технический результат достигается за счет оценки способности тестируемых фармакологических соединений стимулировать экспрессию нейротрофинов глиальными клетками.The technical result achieved by the implementation of the present invention is the acceleration of testing compounds with neuroprotective activity, the identification of new compounds with neuroprotective activity, the assessment of side effects of the tested compounds at the cellular level. The specified technical result is achieved through the use of primary neuronal and glial cell cultures from the mammalian brain. This application describes the use of nerve and glial cells derived from rat brain. In addition, this technical result is achieved by evaluating the ability of the tested pharmacological compounds to stimulate the expression of neurotrophins by glial cells.
Определение терминовDefinition of Terms
Под первичной нейрональной культурой понимается клеточная культура, выделенная из 16-17-дневных эмбрионов (Е16-17) крыс по стандартной методике [2].Primary neuronal culture is understood as a cell culture isolated from 16-17-day-old embryos (E16-17) of rats by a standard method [2].
Под первичной глиальной культурой понимается клеточная культура, выделенная из мозга крыс возраста 1-3 дня по стандартной методике [3].Primary glial culture refers to a cell culture isolated from the brain of rats 1-3 days old by a standard technique [3].
Под нейропротекцией понимается способность фармакологического соединения предотвращать гибель нервных клеток.Neuroprotection refers to the ability of a pharmacological compound to prevent the death of nerve cells.
Под пролиферацией понимается способность фармакологического соединения стимулировать деление клеток.Proliferation refers to the ability of a pharmacological compound to stimulate cell division.
Примеры собственных экспериментовExamples of own experiments
Собственными исследованиями было установлено, что гептапептид последовательности Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro (Семакс) обладает нейропротекторными свойствами (патенты РФ №2124365, №2251429) и применяется при лечении инсультов, заболевании, связанном с массовой гибелью нейронов в мозге человека.Our own studies have found that the heptapeptide of the Met-Glu-His-Phe-Pro-Gly-Pro sequence (Semax) has neuroprotective properties (RF patents No. 2124365, No. 2251429) and is used in the treatment of strokes, a disease associated with the mass death of neurons in human brain.
Собственными исследованиями было показано, что нейроны, полученные из эмбрионального мозга млекопитающих в условиях культивирования in vitro, подвергаются гибели, в основном, по пути апоптоза. Применение пептида Семакс существенным образом замедляло этот процесс.Own studies have shown that neurons obtained from the mammalian embryonic brain under in vitro cultivation undergo death, mainly along the path of apoptosis. The use of the Semax peptide significantly slowed down this process.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.The following are examples illustrating the invention.
Пример 1Example 1
Проводили исследование способности пептида Семакс и его структурного природного аналога АКТГ(4-7) (Met-Glu-His-Phe) замедлять процесс гибели нейронов, полученных из мозга крысы, in vitro.We studied the ability of the Semax peptide and its natural structural analogue of ACTH (4-7) (Met-Glu-His-Phe) to slow down the process of death of neurons obtained from rat brain in vitro.
Первичные диссоциированные культуры нейронов базальных ядер переднего мозга крысы получали из 16-17-дневных эмбрионов (Е16-17) по стандартной методике [2]. Крыс линии Sprague-Dowly массой 200-300 г ссаживали в соотношении 1 самец - 3 самки после 18 ч вечера; следующий день после рассаживания считался первым днем беременности. Крыс умерщвляли методом углекислотной асфиксии (15 мин) и помещали на 1 мин в 80% раствор этанола в воде. Далее все операции проводили в асептических условиях при температуре 4-7°С. Выделенный из эмбриона мозг помещали в раствор Хэнкса и затем выделяли базальные ядра переднего мозга, освобождая ткань от оболочек. Выделенную ткань один раз промывали раствором Хэнкса и переносили в среду MEM/F12 (1:1), содержащую 20% эмбриональной сыворотки коровы и 2 мМ L-глутамин. Ткань механически диссоциировали на отдельные клетки с помощью пипетирования. Полученную клеточную суспензию два раза промывали средой с помощью центрифугирования (200 g). Клетки считали в гемоцитометре (камера Горяева) и засевали с плотностью 100 тыс.клеток/см2 на обработанные поли-L-лизином 12-луночные (или 24-луночные) планшеты в среде MEM/F12 (1:1), содержащей 6 г/л D-глюкозы, 2 мМ L-глутамин, 25 мг/л инсулина, 100 мг/л трансферрина, 20 нМ прогестерон, 100 нМ путресцин и 30 нМ селенит натрия. Культивирование клеток проводили в СО2-инкубаторе при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО2 и 95% воздуха. Аналогичным образом получали первичные нейрональные культуры и из других отделов мозга эмбрионов крысы (гиппокамп, кора, мозжечок, средний мозг).Primary dissociated cultures of rat forebrain basal nucleus neurons were obtained from 16-17-day-old embryos (E16-17) by a standard method [2]. Sprague-Dowly rats weighing 200-300 g were planted in the ratio of 1 male to 3 females after 18 pm; the day after planting was considered the first day of pregnancy. Rats were killed by carbon dioxide asphyxiation (15 min) and placed for 1 min in an 80% solution of ethanol in water. Further, all operations were carried out under aseptic conditions at a temperature of 4-7 ° C. The brain isolated from the embryo was placed in a Hanks solution and then the basal nuclei of the forebrain were isolated, freeing the tissue from the membranes. The isolated tissue was washed once with Hanks' solution and transferred to MEM / F12 (1: 1) medium containing 20% fetal bovine serum and 2 mM L-glutamine. Tissue was mechanically dissociated into individual cells by pipetting. The resulting cell suspension was washed twice with medium by centrifugation (200 g). Cells were counted in a hemocytometer (Goryaev’s chamber) and seeded with a density of 100 thousand cells / cm 2 onto 12-well (or 24-well) plates treated with poly-L-lysine in 1: 1 MEM / F12 medium containing 6 g / l D-glucose, 2 mM L-glutamine, 25 mg / l insulin, 100 mg / l transferrin, 20 nM progesterone, 100 nM putrescine and 30 nM sodium selenite. The cells were cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C in an atmosphere containing 5% CO 2 and 95% air. Primary neuronal cultures were similarly obtained from other parts of the brain of rat embryos (hippocampus, cortex, cerebellum, midbrain).
Культивирование первичных культур нейронов проводили в 12-луночных планшетах в 6 параллелях для каждого варианта. Соответствующие соединения, включая Семакс, добавляли в объеме 100 мкл сразу после прикрепления клеток к подложке, однократно. Выживаемость культивируемых нейронов через 7 дней культивирования оценивали путем подсчета цитохимически или иммуноцитохимически окрашенных клеток в 18 случайных полях каждой лунки. Холинергические нейроны визуализировали с помощью окраски на ацетилхолинестеразу. Культуры фиксировали 4% параформальдегидом 1 ч при комнатной температуре, промывали PBS и инкубировали 48 ч в 50 мМ ацетатном буфере (рН 5,0), содержащем 4 мМ ацетилхолин-иодид, 2 мМ CuSO4, 10 мМ глицин и 0,2 мМ этопропазин. Затем инкубационную среду отбирали, клетки промывали водой и на 1-2 мин добавляли 1,25% раствор Na2S. Среду отбирали и на 1-2 мин добавляли 1% раствор AgNO3. Среду отбирали, и планшеты промывали водой. Полученные данные представлены в таблице.The primary cultures of neurons were cultured in 12-well plates in 6 parallels for each variant. The corresponding compounds, including Semax, were added in a volume of 100 μl immediately after the cells were attached to the substrate, once. Survival of cultured neurons after 7 days of cultivation was assessed by counting cytochemically or immunocytochemically stained cells in 18 random fields of each well. Cholinergic neurons were visualized by acetylcholinesterase staining. The cultures were fixed with 4% paraformaldehyde for 1 h at room temperature, washed with PBS and incubated for 48 h in 50 mM acetate buffer (pH 5.0) containing 4 mM acetylcholine iodide, 2 mM CuSO 4 , 10 mM glycine and 0.2 mM ethopropazine . Then, the incubation medium was taken, the cells were washed with water, and a 1.25% Na 2 S solution was added for 1-2 min. The medium was taken and a 1% AgNO 3 solution was added for 1-2 min. The medium was taken and the plates were washed with water. The data obtained are presented in the table.
Полученные результаты свидетельствуют о существенном нейропротекторном эффекте Семакса (в 1,5-1,6 раза) по сравнению с контролем и фрагментом АКТГ (4-7). Важно отметить, что эффект пептида был сопоставим с эффектом нейротрофического фактора мозга - хорошо известного соединения, способного предотвращать гибель нервных клеток. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования первичной нейрональной культуры для тестирования фармакологических соединений с нейропротекторной активностью.The results indicate a significant neuroprotective effect of Semax (1.5-1.6 times) compared with the control and ACTH fragment (4-7). It is important to note that the effect of the peptide was comparable to the effect of the neurotrophic factor of the brain, a well-known compound that can prevent nerve cell death. The results obtained indicate the possibility of using a primary neuronal culture for testing pharmacological compounds with neuroprotective activity.
Пример 2Example 2
Проводили исследование способности пептида Семакс замедлять процесс гибели дофаминергических нейронов в первичных нейрональных культурах, полученных из мозга крысы. Первичные диссоциированные культуры нейронов среднего мозга крысы получали из 15-16-дневных эмбрионов (Е15-16) по стандартной методике [2]. Крыс линии Sprague-Dowly массой 200-300 г ссаживали в соотношении 1 самец - 3 самки после 18 ч вечера; следующий день после рассаживания считался первым днем беременности. Крыс умерщвляли методом углекислотной асфиксии (15 мин) и помещали на 1 мин в 80% раствор этанола в воде. Далее все операции проводили в асептических условиях при температуре 4-7°С. Выделенный из эмбриона мозг помещали в раствор Хэнкса и затем выделяли базальные ядра переднего мозга, освобождая ткань от оболочек. Выделенную ткань один раз промывали раствором Хэнкса и переносили в среду MEM/F12 (1:1), содержащую 20% эмбриональной сыворотки коровы и 2 мМ L-глутамин. Ткань механически диссоциировали на отдельные клетки с помощью пипетирования. Полученную клеточную суспензию два раза промывали средой с помощью центрифугирования. Клетки считали в гемоцитометре (камера Горяева) и засевали с плотностью 100 тыс.клеток/см2 на обработанные поли-L-лизином 12-луночные (или 24-луночные) планшеты в среде MEM/F12 (1:1), содержащей 6 г/л D-глюкозы, 2 мМ L-глутамин, 25 мг/л инсулина, 100 мг/л трансферрина, 20 нМ прогестерон, 100 нМ путресцин и 30 нМ селенит натрия. Культивирование клеток проводили в СО2-инкубаторе при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО2 и 95% воздуха.We studied the ability of the Semax peptide to slow down the process of death of dopaminergic neurons in primary neuronal cultures obtained from rat brain. Primary dissociated cultures of rat midbrain neurons were obtained from 15-16-day-old embryos (E15-16) by a standard method [2]. Sprague-Dowly rats weighing 200-300 g were planted in the ratio of 1 male to 3 females after 18 pm; the day after planting was considered the first day of pregnancy. Rats were killed by carbon dioxide asphyxiation (15 min) and placed for 1 min in an 80% solution of ethanol in water. Further, all operations were carried out under aseptic conditions at a temperature of 4-7 ° C. The brain isolated from the embryo was placed in a Hanks solution and then the basal nuclei of the forebrain were isolated, freeing the tissue from the membranes. The isolated tissue was washed once with Hanks' solution and transferred to MEM / F12 (1: 1) medium containing 20% fetal bovine serum and 2 mM L-glutamine. Tissue was mechanically dissociated into individual cells by pipetting. The resulting cell suspension was washed twice with medium by centrifugation. Cells were counted in a hemocytometer (Goryaev’s chamber) and seeded with a density of 100 thousand cells / cm 2 onto 12-well (or 24-well) plates treated with poly-L-lysine in 1: 1 MEM / F12 medium containing 6 g / l D-glucose, 2 mM L-glutamine, 25 mg / l insulin, 100 mg / l transferrin, 20 nM progesterone, 100 nM putrescine and 30 nM sodium selenite. The cells were cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C in an atmosphere containing 5% CO 2 and 95% air.
Культивирование первичных культур нейронов проводили в 12-луночных планшетах в 6 параллелях для каждого варианта. Соответствующие соединения, включая Семакс, добавляли в объеме 100 мкл сразу после прикрепления клеток к подложке, однократно. Выживаемость культивируемых нейронов через 12 дней культивирования оценивали путем подсчета иммуноцитохимически окрашенных клеток в 18 случайных полях каждой лунки. Результаты приведены на фиг.1.The primary cultures of neurons were cultured in 12-well plates in 6 parallels for each variant. The corresponding compounds, including Semax, were added in a volume of 100 μl immediately after the cells were attached to the substrate, once. The survival of cultured neurons after 12 days of cultivation was assessed by counting immunocytochemically stained cells in 18 random fields of each well. The results are shown in figure 1.
Полученные результаты свидетельствуют о существенном нейропротекторном эффекте Семакса (в 4,5-5,0 раза) по сравнению с контролем. Полученные результаты подтверждают возможность использования первичной нейрональной культуры для тестирования фармакологических соединений с нейропротекторной активностью in vitro.The results indicate a significant neuroprotective effect of Semax (4.5-5.0 times) compared with the control. The obtained results confirm the possibility of using a primary neuronal culture for testing pharmacological compounds with neuroprotective activity in vitro.
Пример 3Example 3
Проводили исследование способности пептида Семакс оказывать влияние на пролиферацию глиальных клеток in vitro. Первичную культуру глиальных клеток получали согласно стандартной методике [3]. Крыс линии Sprague-Dowly или Вистар возраста 1-3 дня умерщвляли с помощью углекислотной асфиксии (15 мин) и помещали на 1 мин в 80% раствор этанола в воде. Далее все операции проводили в асептических условиях при температуре 4-7°С. Выделенный мозг помещали в раствор Хэнкса и затем выделяли базальные ядра переднего мозга, освобождая ткань от оболочек. Выделенную ткань один раз промывали раствором Хэнкса и переносили в среду MEM/F12 (1:1), содержащую 20% эмбриональной сыворотки коровы и 2 мМ L-глутамин. Ткань механически диссоциировали на отдельные клетки с помощью пипетирования. Полученную клеточную суспензию один раз промывали средой того же состава с помощью центрифугирования при 200 g. Клетки считали в гемацитометре (камера Горяева) и засевали с плотностью 200 тыс.клеток/см2 на обработанные поли-L-лизином культуральные флаконы площадью 75 см2. Культивирование клеток проводили в СО2-инкубаторе при 37°С в атмосфере, содержащей 5% СО2 и 95% воздуха в среде MEM/F12, содержащей 15% эмбриональной сыворотки коровы, 2 мМ L-глутамин, 100 мкг/мл гентамицина. Культуральную среду меняли каждые 3 дня. Пересев клеток проводили после образования монослоя в соотношении 1:3.We studied the ability of the Semax peptide to influence the proliferation of glial cells in vitro. The primary culture of glial cells was obtained according to standard methods [3]. Sprague-Dowly or Wistar rats 1-3 days old were euthanized by carbon dioxide asphyxiation (15 min) and placed for 1 min in 80% ethanol in water. Further, all operations were carried out under aseptic conditions at a temperature of 4-7 ° C. The isolated brain was placed in Hanks' solution and then the basal forebrain nuclei were isolated, freeing the tissue from the membranes. The isolated tissue was washed once with Hanks' solution and transferred to MEM / F12 (1: 1) medium containing 20% fetal bovine serum and 2 mM L-glutamine. Tissue was mechanically dissociated into individual cells by pipetting. The resulting cell suspension was washed once with medium of the same composition by centrifugation at 200 g. Cells were counted in a hemacytometer (Goryaev camera) and plated at a density of 200 tys.kletok / cm2 onto poly-L-lysine culture flasks of 75 cm2. The cells were cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C in an atmosphere containing 5% CO 2 and 95% air in MEM / F12 medium containing 15% fetal bovine serum, 2 mM L-glutamine, 100 μg / ml gentamicin. The culture medium was changed every 3 days. Reseeding of cells was carried out after the formation of a monolayer in a ratio of 1: 3.
Для экспериментов использовали клетки, полученные в результате третьего пересева. Соответствующие соединения, включая Семакс, добавляли в объеме 100 мкл сразу после прикрепления клеток к подложке, однократно. Оценку пролиферации культивируемых глиальных клеток проводили через 24 ч после добавления тестируемого соединения.For experiments, cells obtained as a result of the third reseeding were used. The corresponding compounds, including Semax, were added in a volume of 100 μl immediately after the cells were attached to the substrate, once. Assessment of the proliferation of cultured glial cells was performed 24 hours after the addition of the test compound.
Данные эксперимента представлены на фиг.2. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии достоверного влияния данного пептида на пролиферацию глиальных клеток. В качестве положительного контроля была использована эмбриональная сыворотка коровы.The experimental data are presented in figure 2. The results obtained indicate the absence of a significant effect of this peptide on the proliferation of glial cells. Cow embryonic serum was used as a positive control.
Пример 4Example 4
Проводили исследование способности пептида Семакс влиять на уровень экспрессии генов нейротрофинов в первичных культурах клеток глии. Клетки глии выделенные, как описано в примере 2, после третьего пересева засевали на обработанные поли-L-лизином 4-луночные планшеты (диаметр лунки 6 см) в 5 мл среды DMEM, содержащей 15% эмбриональной сыворотки коровы, 2 мМ L-глутамин и 100 мкг/мл гентамицина, и после образования клеточного монослоя меняли среду на DMEM с 1% сыворотки и 2 мМ L-глутамином и 100 мкг/мл гентамицина. Через 48 ч в среду вносили 50 мкл стерильного раствора Семакса до указанной конечной концентрации или эквивалентный объем стерильной воды. В указанные промежутки времени культуральную среду отбирали и клетки промывали PBS (4°С). Тотальную РНК выделяли фенол-хлороформной экстракцией с использованием набора Promega RNAgents® Total RNA Isolation System («Promega», США), следуя методике и рекомендациям фирмы-производителя. После этанольного осаждения осадок РНК дважды промывали 70% этанолом и хранили при -70°С. Для удаления возможной примеси геномной ДНК образцы РНК растворяли в обработанной диэтилпирокарбонатом (DEPC) воде и инкубировали 1 ч при 37°С в присутствии ДНКазы, свободной от РНКаз. После дополнительной фенол-хлороформной экстракции РНК осаждали, промывали 70% этанолом, растворяли в обработанной DEPC воде и хранили при -70°С.A study was made of the ability of the Semax peptide to affect the level of expression of neurotrophin genes in primary glia cell cultures. Glia cells isolated as described in Example 2 were seeded after the third reseeding on 4-well plates treated with poly-L-lysine (6 cm well diameter) in 5 ml of DMEM medium containing 15% fetal bovine serum, 2 mM L-glutamine and 100 μg / ml gentamicin, and after the formation of the cell monolayer, the medium was changed to DMEM with 1% serum and 2 mM L-glutamine and 100 μg / ml gentamicin. After 48 hours, 50 μl of a sterile Semax solution was added to the medium to the indicated final concentration or an equivalent volume of sterile water. At the indicated time intervals, the culture medium was taken and the cells were washed with PBS (4 ° C). Total RNA was isolated by phenol-chloroform extraction using the Promega RNAgents ® Total RNA Isolation System kit (Promega, USA), following the methodology and recommendations of the manufacturer. After ethanol precipitation, the RNA pellet was washed twice with 70% ethanol and stored at -70 ° C. To remove possible impurities of genomic DNA, RNA samples were dissolved in water treated with diethyl pyrocarbonate (DEPC) and incubated for 1 h at 37 ° C in the presence of RNase-free DNase. After additional phenol-chloroform extraction, RNA was precipitated, washed with 70% ethanol, dissolved in DEPC-treated water and stored at -70 ° C.
Для проведения обратной транскрипции отбирали 2 мкг тотальной РНК и проводили реакцию 1 ч при 37°С в 25 мкл среды, содержавшей 1 мкг oligo(dT)15 праймеров, 50 мМ Трис-HCl, 15 мМ (NH4)2SO4, 5 мМ MgCl2, 0,01% желатины, 0,01% Tween-20, 0,2 мг/мл BSA, 5% глицерина, 2 мкМ dNTPs, 30 ед. ингибитора РНКазы (Fermetas) и 50 U Moloney Murine Leukemia Virus (М-MLV)-обратной транскриптазы ("Синтол", Россия). После инкубации в течение 10 мин при 95°С образцы кДНК замораживали и хранили при -20°С. С полученными образцами кДНК проводили амплификацию, используя следующие праймеры и условия:For reverse transcription, 2 μg of total RNA was selected and the reaction was performed for 1 h at 37 ° C in 25 μl of medium containing 1 μg oligo (dT) 15 primers, 50 mM Tris-HCl, 15 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 5 mM MgCl 2 , 0.01% gelatin, 0.01% Tween-20, 0.2 mg / ml BSA, 5% glycerol, 2 μM dNTPs, 30 units RNase inhibitor (Fermetas) and 50 U Moloney Murine Leukemia Virus (M-MLV) reverse transcriptase (Synthol, Russia). After incubation for 10 min at 95 ° C, cDNA samples were frozen and stored at -20 ° C. The obtained cDNA samples were amplified using the following primers and conditions:
Указанные праймеры приведены на фиг.3.These primers are shown in figure 3.
Амплификацию проводили в среде объемом 20 мкл, содержащей 2 мкл кДНК образца, 5 пмоль каждого праймера, причем один из каждой пары был мечен 32Р-αАТР с помощью Т4-полинуклеотидкиназы («Силекс», Россия), 5 мМ MgCl2, 200 мкМ dNTPs, 50 мМ Трис-HCl, 15 мМ (NH4)2SO4, 5 мМ MgCl2, 0,01% желатины, 0,01% Tween-20, 0,2 мг/мл BSA, 5% глицерина. После начальной денатурации в течение 5 мин при 94°С в реакционную смесь вводили 2,5 Ед. Taq-полимеразы («Силекс», Россия) и после 28 циклов (число циклов соответствовало линейной зависимости количества продукта от количества исходной кДНК) и последующей инкубации в течение 10 мин при 72°С продукты разделяли в 8% неденатурирующем полиакриламидном геле в присутствии бромистого этидия. Полосы, соответствующие продуктам амплификации, вырезали и определяли радиоактивность на сцинтилляционном счетчике "Mark-3" («Nuclear Chicago», США). Все образцы тестировались в трех параллелях. Полученные относительные количества продуктов для NGF и BDNF нормализовали по относительному количеству продукта для β-актина.Amplification was performed in a medium with a volume of 20 μl containing 2 μl of cDNA sample, 5 pmol of each primer, one of each pair being labeled with 32 P-αATP using T4 polynucleotide kinase (Sileks, Russia), 5 mM MgCl 2 , 200 μM dNTPs, 50 mM Tris-HCl, 15 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 5 mM MgCl 2 , 0.01% gelatin, 0.01% Tween-20, 0.2 mg / ml BSA, 5% glycerol. After initial denaturation for 5 min at 94 ° C, 2.5 U were introduced into the reaction mixture. Taq polymerase (Sileks, Russia) and after 28 cycles (the number of cycles corresponded to a linear dependence of the amount of the product on the amount of the original cDNA) and subsequent incubation for 10 min at 72 ° C, the products were separated in 8% non-denaturing polyacrylamide gel in the presence of ethidium bromide . The bands corresponding to the amplification products were cut out and the radioactivity was determined on a Mark-3 scintillation counter (Nuclear Chicago, USA). All samples were tested in three parallels. The obtained relative amounts of products for NGF and BDNF were normalized by the relative amount of product for β-actin.
Данные экспериментов представлены на фиг.4.The experimental data are presented in figure 4.
Полученные результаты свидетельствуют о существенной стимуляции экспрессии генов NGF (примерно в 5 раз) и BDNF (примерно в 8 раз) под действием данного пептида в первичных культурах глиальных клеток.The results indicate a significant stimulation of the expression of the NGF (about 5 times) and BDNF (about 8 times) genes under the action of this peptide in primary cultures of glial cells.
ЛитератураLiterature
[1]. Freshney R. // Culture of Animal Cells: a Manual of Basic Technique. New-York: Wiley-Liss, 1994. - 486 p.[one]. Freshney R. // Culture of Animal Cells: a Manual of Basic Technique. New York: Wiley-Liss, 1994 .-- 486 p.
[2]. Hefti F., Hartikka J. and J. S.-R. / In: A Dissection and Tissue Culture Manual of the Nervous System. Eds.: A.Shahar and J.de Vellis. - New-York: Wiley-Liss, 1989. - P.172-182. [2]. Hefti F., Hartikka J. and J. S.-R. / In: A Dissection and Tissue Culture Manual of the Nervous System. Eds .: A.Shahar and J.de Vellis. - New York: Wiley-Liss, 1989 .-- P.172-182.
[3]. Cole R. and de Vellis J. / In: A Dissection and Tissue Culture Manual of the Nervous System. Eds.: A.Shahar and J.de Vellis. - New-York: Wiley-Liss, 1989. - P.121-133.[3]. Cole R. and de Vellis J. / In: A Dissection and Tissue Culture Manual of the Nervous System. Eds .: A.Shahar and J.de Vellis. - New York: Wiley-Liss, 1989 .-- P.121-133.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108719/13A RU2383615C1 (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Method of screening pharmacological compounds according to neuroprotective activity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108719/13A RU2383615C1 (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Method of screening pharmacological compounds according to neuroprotective activity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2383615C1 true RU2383615C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=42135228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009108719/13A RU2383615C1 (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Method of screening pharmacological compounds according to neuroprotective activity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383615C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017015337A1 (en) * | 2015-07-21 | 2017-01-26 | Neuro Probe Incorporated | Assay apparatus and methods |
| RU2634268C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-10-24 | Александр Ливиевич Ураков | Method for bruise bleachers screening |
| RU2646446C1 (en) * | 2016-06-02 | 2018-03-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной генетики Российской академии наук | Method for assessing neuroprotective properties of vitro substances and the test system for its implementation |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2124365C1 (en) * | 1997-05-13 | 1999-01-10 | Институт молекулярной генетики РАН | Method for treating the cases of ischemic insult |
| RU2251429C2 (en) * | 2002-12-30 | 2005-05-10 | Институт Молекулярной Генетики Российской Академии Наук (Имг Ран) | Pharmaceutical composition for treating ischemic insult and method for therapy |
-
2009
- 2009-03-12 RU RU2009108719/13A patent/RU2383615C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2124365C1 (en) * | 1997-05-13 | 1999-01-10 | Институт молекулярной генетики РАН | Method for treating the cases of ischemic insult |
| RU2251429C2 (en) * | 2002-12-30 | 2005-05-10 | Институт Молекулярной Генетики Российской Академии Наук (Имг Ран) | Pharmaceutical composition for treating ischemic insult and method for therapy |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017015337A1 (en) * | 2015-07-21 | 2017-01-26 | Neuro Probe Incorporated | Assay apparatus and methods |
| US10384207B2 (en) | 2015-07-21 | 2019-08-20 | Neuro Probe Incorporated | Assay apparatus and methods |
| US11071983B2 (en) | 2015-07-21 | 2021-07-27 | Neuro Probe Incorporated | Assay apparatus and methods |
| RU2634268C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-10-24 | Александр Ливиевич Ураков | Method for bruise bleachers screening |
| RU2646446C1 (en) * | 2016-06-02 | 2018-03-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной генетики Российской академии наук | Method for assessing neuroprotective properties of vitro substances and the test system for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | MicroRNA-146a promotes oligodendrogenesis in stroke | |
| Tong et al. | Effects of moderate and deep hypothermia on RNA-binding proteins RBM3 and CIRP expressions in murine hippocampal brain slices | |
| US20190264173A1 (en) | Stem cell-derived schwann cells | |
| Conforti et al. | Lack of huntingtin promotes neural stem cells differentiation into glial cells while neurons expressing huntingtin with expanded polyglutamine tracts undergo cell death | |
| CN110914412B (en) | Method for isolating dopaminergic nerve cells and pharmaceutical composition for treating parkinson's disease comprising dopaminergic nerve cells isolated by using the same | |
| KR20150045935A (en) | Generating pluripotent cells de novo | |
| Srivastava et al. | Long-term functional restoration by neural progenitor cell transplantation in rat model of cognitive dysfunction: co-transplantation with olfactory ensheathing cells for neurotrophic factor support | |
| JP2013135685A (en) | Method for producing in high yield neural precursor cell, neurocyte and functional dopamine neurocyte from human embryonic stem cell | |
| JP2008512989A (en) | Methods and compositions for producing germ cells from germline stem cells derived from peripheral blood | |
| Schmeer et al. | Cell-replacement therapy and neural repair in the retina | |
| Lei et al. | Cultured pluripotent planarian stem cells retain potency and express proteins from exogenously introduced mRNAs | |
| RU2383615C1 (en) | Method of screening pharmacological compounds according to neuroprotective activity | |
| Novosadova et al. | A platform for studying molecular and cellular mechanisms of Parkinson’s disease based on human induced pluripotent stem cells | |
| Yatsenko et al. | The power of mouse genetics to study spermatogenesis | |
| AU2013389474B2 (en) | Transplantation adjuvant in cell therapy using neural progenitor cells | |
| RU2383619C1 (en) | Method for assessment of neurotrophin genes expression | |
| Warskulat et al. | Identification of osmosensitive and ammonia-regulated genes in rat astrocytes by Northern blotting and differential display reverse transcriptase-polymerase chain reaction | |
| Prasad et al. | Axon guidance in the dopamine system | |
| EP1838841A2 (en) | Engineered dopamine neurons and uses thereof | |
| US20120202745A1 (en) | Adult cerebellum-derived neural stem cells and compositions and methods for producing oligodendrocytes | |
| Ju et al. | Clonal analysis for elucidating the lineage potential of embryonic NG2+ cells | |
| CN110623975B (en) | MicroRNA328 regulating TERT gene expression and its application | |
| Tutrow et al. | Human induced pluripotent stem cell-derived microglia with a CX3CR1-V249I genetic variant exhibit dysfunctional phenotypes and modulate neuronal growth and function | |
| Touahri et al. | Plagl1 is part of the mammalian retinal injury response and a critical regulator of Müller glial cell quiescence | |
| Ali | Mef2c transcription factor is required for the development of medium spiny neurons of the mouse striatum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110704 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200313 |