Надеев А.П.

ГБОУ ВПО "Новосибирский государственный медицинский университет" Минздрава России

Перова О.В.

ГБОУ ВПО "Новосибирский государственный медицинский университет" Минздрава России

Травин М.А.

ГБОУ ВПО "Новосибирский государственный медицинский университет" Минздрава России

Роль цитокинов в дифференцировке клеток паравентрикулярной зоны головного мозга у плодов с внутриутробным энцефалитом

Журнал: Архив патологии. 2014;76(3): 20-23

Просмотров : 6

Загрузок :

Как цитировать

Надеев А. П., Перова О. В., Травин М. А. Роль цитокинов в дифференцировке клеток паравентрикулярной зоны головного мозга у плодов с внутриутробным энцефалитом. Архив патологии. 2014;76(3):20-23.

Авторы:

Надеев А.П.

ГБОУ ВПО "Новосибирский государственный медицинский университет" Минздрава России

Все авторы (3)

Паравентрикулярная зона (ПВЗ) развивающегося мозга плодов в период между 26-й и 40-й неделями беременности проходит ряд морфологических изменений, связанных с процессами миграции и дифференцировки зародышевых клеток [1]. Известно, что в исходе миграции нейробласты дифференцируются в нейроны, а глиобласты дают начало клеткам глии. Миграция нейробластов из зародышевого слоя в корковую пластинку заканчивается к 32-33-й неделе. Затем начинается миграция глиобластов, которые созревают в астроциты и олигодендроциты [2]. ПВЗ - это богато васкуляризированная область, имеющая незрелую сосудисто-капиллярную сеть, созревающую по мере исчезновения ПВЗ. Капилляры ПВЗ включают эндотелиоциты на тонкой и прерывистой базальной мембране, которая частично окружена отростками астроцитов, экспрессирующих глиальный фибриллярный белок промежуточного типа [3], немногочисленные перициты, которые не полностью окружают капилляр [4]. Отсутствие существенной механической поддержки делает сосуды ПВЗ чувствительными к увеличению давления и местной гипоксии, что ведет к субэпендимальным кровоизлияниям и прорыву крови в боковые желудочки головного мозга [5]. Значение образования сосудистой сети ПВЗ также обусловлено тем, что сосуды обеспечивают миграцию нейрональных предшественников в ряд зон головного мозга, таких как обонятельная луковица, при этом рост сосудов связан с сосудистым эндотелиальным фактором роста (VEGF), экспрессируемым астроцитами [6]. Показано, что в условиях внутриутробной гипоксии изменяются процессы клеточной дифференцировки и миграции в ПВЗ [7], а при преждевременных родах нейрогенез у новорожденных нарушается, в том числе подавляется миграция клеток из ПВЗ [8].

Трансформирующий фактор роста β (ТGF-β), являясь ключевым регулятором клеточного роста, миграции и дифференцировки, обладает нейропротективным действием, стимулирует синтез фактора роста нервных клеток [9], участвует в неоангиогенезе, экспрессируя VEGF, является противовоспалительным цитокином [10]. Фактор некроза опухолей α (ТNF-α), синтезируемый мононуклеарными фагоцитами, индуцирует антивирусную защиту и является провоспалительным цитокином [11].

Внутриутробный энцефалит характеризуется высокой летальностью плодов и новорожденных и развитием инвалидности в последующие периоды жизни, в том числе в связи с детским церебральным параличом [12]. Морфологическая картина воспалительного процесса в головном мозге характеризуется значительным полиморфизмом [13, 14], что обусловлено как полиэтиологичностью энцефалитов [12, 13], так и гетероформным реагированием нейронов в условиях патологии [14].

В этой связи изменения в клеточном составе ПВЗ, а также механизмы ее редукции и кровоизлияний при внутриутробном энцефалите у плодов человека остаются недостаточно изученными.

Целью исследования было изучение роли ряда цитокинов в процессах клеточной дифференцировки в ПВЗ у плодов человека при внутриутробном энцефалите.

Материал и методы

Исследовали головной мозг 47 плодов, которых разделили на 2 группы: 1-ю группу составили 37 плодов при сроке гестации 26-27 нед, у которых выявляли признаки врожденного энцефалита и менингоэнцефалита. Прерывание беременности носило самопроизвольный характер в 54,1% случаев. Во 2-й (контрольной) группе было 10 плодов при сроке гестации 26-27 нед, полученных после искусственного прерывания беременности по медицинским показаниям со стороны матери (юные первородящие, психоневрологические нарушения и др.). Для световой микроскопии и иммуногистохимического исследования забирали фрагменты головного мозга, его таламическую область, фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина и проводили по стандартной методике. Готовили серийные парафиновые срезы толщиной 5 мкм, окрашивали гематоксилином и эозином, по Нисслю с последующей световой микроскопией («Axiostar, Zeiss», Германия) [15]. На парафиновых срезах методом иммуногистохимического типирования с использованием пероксидазной метки определяли при помощи моноклональных антител («Novocastra Laboratories Ltd», Великобритания) глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP), эндотелий сосудов - CD34, пролиферативную активность клеток ПВЗ (Ki-67), а также экспрессию в них VEGF, TNF-α, ТGF-β. В таламической области подсчитывали численную плотность (Nai) всех клеток ПВЗ, глиальных клеток и нейронов в тестовой площади 25 мкм2.

В ПВЗ подсчитывали количество (Nai) сосудов; клеток ПВЗ, экспрессирующих GFAP, VEGF, TNF-α, ТGF-β, Ki-67 в тестовой площади 25 мкм2. Для оценки достоверности различий средних величин с учетом нормального распределения признаков применяли t-критерий Стьюдента при р<0,05 [16].

Результаты и обсуждение

У плодов 1-й группы энцефалит явился проявлением генерализованной внутриутробной инфекции (86,48%), при которой врожденный менингоэнцефалит сочетался с гепатитом, интерстициально-десквамативной пневмонией, межуточным миокардитом, продуктивным энтероколитом, акцидентальной инволюцией тимуса разной степени. В 12,5% выявляли признаки задержки развития плода. Основное заболевание осложнялось геморрагическим синдромом с субэпендимальными кровоизлияниями в 20,8%, внутрижелудочковыми кровоизлияниями в 16,67%, а также лептоменингеальными кровоизлияниями (66,67%) и кровоизлияниями в хориальные сплетения (8,33%), выявляли очаги перивентрикулярной лейкомаляции, отек вещества и оболочек головного мозга.

Патоморфологические изменения в головном мозге плодов при внутриутробном энцефалите проявились очаговым (периваскулярным) продуктивным и продуктивно-некротическим воспалением, в том числе с образованием гранулем, нередко с вовлечением в воспалительный процесс мягких мозговых оболочек. При морфологическом исследовании в таламической области головного мозга отмечали неравномерное полнокровие, очаги микрокровоизлияний, дистрофические изменения нейронов с вакуолизацией цитоплазмы, хроматолизом. Изменения нейронов были представлены наличием крупных, гиперхромных или гипохромных ядер, кариопикнозом. Вокруг сосудов и в веществе головного мозга наблюдали скопления из макрофагов, лимфоцитов, в ряде случаев с примесью нейтрофилов, периваскулярный и перицеллюлярный отек, деструкцию стенок сосудов. Отмечали гиперплазию глиальных клеток с образованием очаговых скоплений. Учитывая результаты морфологического исследования головного мозга, а также наличие инфекционного поражения последа в виде виллузита, интервиллузита, базального и париетального децидуита в сочетании с хронической плацентарной недостаточностью, отрицательные результаты бактериологического исследования головного мозга, и сопутствующие воспалительные поражения внутренних органов, можно предположить, что основным путем инфицирования плода был гематогенный, а этиология, вероятно, вирусной, микоплазменной или хламидийной природы [13].

У плодов 1-й группы (внутриутробный энцефалит) ПВЗ была представлена неравномерным скоплением зародышевых клеток с очагами скопления и разрежения, полнокровными сосудами, очагами кровоизлияний. ПВЗ у плодов 2-й группы (контрольной) была представлена равномерно расположенными мелкими герминативными клетками с полнокровными сосудами.

Общее количество клеток ПВЗ таламической области головного мозга у плодов 1-й группы было меньше, чем у плодов 2-й группы на 33%, а их пролиферативная активность, наоборот, увеличена: экспрессия Ki-67-положительных клеток была больше в 1,86 раза у плодов 1-й группы по сравнению с величиной аналогичного показателя у плодов 2-й группы (табл. 1).

Результаты морфометрического исследования клеток таламической области свидетельствуют, что в этой зоне у плодов 1-й группы увеличивается количество нейронов и глиальных клеток: их численные плотности были больше по сравнению с величинами аналогичных показателей у плодов 2-й группы в 1,2 и 2,5 раза соответственно (см. табл. 1).

Известно, что GFAP является маркером зрелости астроцитов и выявляется в головном мозге у плодов при сроке гестации 14 нед [13]. Численная плотность клеток ПВЗ, экспрессирующих GFAP, у плодов 1-й группы была больше на 37% по сравнению с величиной аналогичного показателя у плодов 2-й группы (табл. 2).

У плодов 1-й группы выявляли уменьшение численной плотности сосудов ПВЗ в 3,4 раза (табл. 3).

Учитывая, что рост сосудов связан с ростовым фактором VEGF, то, вероятно, его сниженная экспрессия в клетках ПВЗ (в 1,5 раза) обусловила нарушение ее ангиогенеза.

У плодов 1-й группы выявляли увеличение численной плотности клеток, экспрессирующих ТNF-α, по сравнению с величиной аналогичного показателя у плодов 2-й группы в 1,4 раза (см. табл. 3), а количество клеток, экспрессирующих TGF-β, было меньше на 26%.

Учитывая тесные структурно-функциональные взаимоотношения нейронов, глиального ретикулума и сосудистой сети головного мозга в процессе нормального функционирования и патологического воздействия, головной мозг рассматривают как единую нейроглиососудистую систему [14]. В этой связи полученные результаты свидетельствуют, что при внутриутробном энцефалите количество нейроэпителиальных клеток в ПВЗ, несмотря на их повышенную пролиферативную активность, уменьшается, в то время как количество нейронов и глиальных клеток в таламической области увеличивается, при этом возрастает количество клеток, экспрессирующих GFAP, что можно рассматривать, вероятно, как ускоренное созревание нейроэпителия до нейронов и глиальных клеток с их миграцией из ПВЗ. Показано, что ускоренная дифференцировка клеток может быть связана с секрецией воспалительными клетками цитокинов, оказывающих регулирующие влияние на процессы дифференцировки и миграции клеток в ПВЗ, таких как IFN-γ, TNF-α, IL-1β, IL-6 [17]. У плодов 1-й группы с внутриутробным энцефалитом также выявляли увеличение численной плотности клеток, экспрессирующих ТNF-α, что могло привести к нарушению процессов клеточной миграции и пополнению пула клеток в других отделах головного мозга.

Известно, что неоангиогенез в большой степени определяется ростовым фактором VEGF. В этой связи уменьшение количества клеток, его экспрессирующих, обусловило существенное уменьшение количества сосудов ПВЗ, что в свою очередь могло сопровождаться нарушением процессов клеточной миграции, осуществляемой по ходу сосудов, и пополнения пула клеток в других отделах головного мозга [18].

Сниженное количество клеток, экспрессирующих VEGF, у плодов 1-й группы могло быть связано с уменьшением численной плотности клеток, экспрессирующих ТGF-β, обладающий стимулирующим эффектом в отношении VEGF. Кроме того, уменьшение экспрессии ТGF-β, являющегося противовоспалительным цитокином, способствовало поддержанию экспрессии провоспалительного TNF-α [19]. Изменение миграции клеток из ПВЗ и их дифференцировки в нейроны и глиальные клетки, нарушение экспрессии цитокинов могло обусловить персистирующую незрелость сосудов ПВЗ и способствовать их разрыву и кровоизлияниям.

Выводы

1. Морфологические изменения в головном мозге плодов человека при внутриутробном энцефалите характеризовались продуктивным и продуктивно-некротическим воспалением и явились в большинстве случаев проявлением генерализованной внутриутробной инфекции.

2. При внутриутробном энцефалите уменьшение ее общей клеточности и увеличение пролиферативной активности клеток ПВЗ сопровождалось увеличением количества нейронов и глиальных клеток в таламической области.

3. При внутриутробном энцефалите уменьшение плотности сосудов в ПВЗ может быть обусловлено снижением экспрессии VEGF и TGF-β, обусловливающих нарушение процессов клеточной миграции и дифференцировки нейрональных предшественников.

4. При внутриутробном энцефалите в клетках ПВЗ повышена экспрессия провоспалительного цитокина TNF-α, что, вероятно, обусловлено вирусной этиологией энцефалита.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: А.П.Н.

Сбор и обработка материала: О.В.П.

Написание текста: М.А.Т.

Редактирование: А.П.Н.

Конфликт интересов отсутствует.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail