Network activity in primary hippocampal cultures upon hif-prolyl hydroxylase inhibition

Важной научной задачей является исследование нейросетевой функциональной активности и оценка реорганизации сети в различных патологических состояниях, например, при моделировании гипоксии. Гипоксия является одним из ключевых повреждающих факторов при различных патологиях головного мозга, таких как инсульт, черепно-мозговая травма, нейродегенеративные заболевания и т. д. Гипоксическое повреждение приводит к структурным и функциональным нарушениям нейрон-глиальных сетей. Белок, называемый фактором, индуцируемым гипоксией (HIF), является одним из основных эндогенных молекулярных регуляторов реакции клетки на гипоксию. Его функциональная активность находится под контролем HIF-пролилгидроксилазы (белка пролилгидроксилазного домена, PHD). Недавние исследования показали, что регулируя активность HIF с помощью ингибиторов фермента HIF-пролилгидроксидазы PHD возможно повышать адаптационные способности клеток при гипоксии. Целью данной работы было исследование влияния ингибитора PHD на сетевые характеристики функциональной кальциевой активности в первичных культурах нервных клеток в модели гипоксии in vitro. Методы. Для анализа кальциевой активности в первичных культурах клеток гиппокампа был использован недавно разработанный нами метод обработки данных флуоресцентной визуализации кальция. Он включает в себя декомпозицию сигнала на отдельные клетки и реконструкцию сетевых динамических взаимодействий между клетками. Результаты. Наши данные показывают, что блокада фермента HIF-пролилгидроксилазы при моделировании гипоксии, сохраняет связность нейрон-глиальных сетей в постгипоксическом периоде. Выводы. Описаны параметры, характеризующие связность нейрон-глиальной сети в модели культуры клеток in vitro в нормальных условиях и при моделировании патологии. Фармакологическое ингибирование PHD, которое вызывает накопление HIF, может быть использовано в качестве эффективного подхода для терапевтической коррекции гипоксического повреждения.