Разное

Что такое нсг головного мозга: Что такое нейросонография (НСГ)? — Детский медицинский центр Поллианна

Содержание

НСГ — нейросонография — диагностика в детском неврологическом центре «Доктрина»

Нейросонография позволяет исследовать структуры головного мозга и выявить различные врожденные аномалии (в том числе, полученные в утробе матери или в процессе родов) или приобретенные поражения нервных тканей, обнаружить различные дефекты сосудов, кисты, оценить их размеры, а также косвенным образом определить повышение внутричерепного давления и установить его причины. С помощью данного метода можно получить достоверную картину состояния головного мозга у новорожденных и грудных детей начиная с четырехдневного возраста. Кроме того, нейросонография обладает перед томографией множеством несомненных преимуществ:
  • во-первых, при нейросоногафической диагностике используются абсолютно безвредные и безопасные для здоровья ультразвуковые волны, поэтому пациент не получает какой-либо лучевой нагрузки
  • во-вторых, в процессе исследования не требуется обеспечивать полную неподвижность ребенка, а следовательно, отсутствует необходимость в применении наркоза.

Зачем нужна эта диагностика?

Диагностика неврологических заболеваний у новорожденных и грудных детей осложнена тем, что сам маленький пациент по вполне очевидным причинам пока еще не может рассказать врачу, что именно его беспокоит. Вместе с тем, существует множество симптомов, способных вызывать обоснованную тревогу у родителей малыша среди них: нарушения сна, частые срыгивания, тремор ручек или подбородка, задержка психомоторного развития, различные нарушения в развитии речи и моторики, увеличение окружности головы. 

Детей старшего возраста могут также беспокоить периодические головокружения, мигрени, слабость и сонливость, метеозавсимость. Причинами всех этих явлений могут быть неврологические проблемы, поэтому чем раньше врач выявит заболевание и назначит соответствующее лечение, тем быстрее будет достигнут положительный эффект.

Кому показана НСГ?


  • всем новорожденным с целью плановой диагностики состояния ЦНС;
  • недоношенным детям;
  • детям, появившимся на свет в результате осложненных родов;
  • пациентам с симптомами различных неврологических заболеваний, в случае травм, перенесенных инфекций, при наличии головных болей, головокружения, слабости;
  • младенцам, проявляющим такие симптомы, как частое срыгивание, беспокойный сон, различные нарушения рефлекторных реакций и т. д.

Как это работает?

Ультразвуковые исследования (к которым относится, в том числе, и нейросонография) основываются на особенностях распространения звуковых волн в средах с различным акустическим сопротивлением и плотностью. Часть излучаемых диагностическим аппаратом ультразвуковых волн (акустических волн высокой частоты) отражается от поверхности внутренних органов, часть распространяется дальше, поглощается и рассеивается. С помощью специальных датчиков, улавливающих отраженные волны, диагностическое оборудование строит на экране достоверное изображение внутренних органов человека.

При проведении нейросонографии изучению тканей головного мозга могут помешать плотные кости черепа, поэтому в ходе исследования детей в возрасте до года используются естественные «окошки» в строении костного скелета — центральный родничок, тонкая чешуйчатая часть височной кости, переднебоковой родничок (он расположен на виске), или заднебоковой родничок. В старшем возрасте применяется методика транскраниальной нейросонографии – ультразвукового исследования через кости черепа — в этом случае используется более точное и мощное диагностическое оборудование.

Как проводится исследование?

Исследование проводится с помощью ультразвукового датчика через физиологические «окна». У детей до года он прикладывается к родничку, у детей старше – к виску. Исследование занимает 10–15 минут. Оно абсолютно безвредно и безболезненно. При проведении УЗИ чувствуется только прикосновение датчика к телу и холод от геля, который наносится на кожу, чтобы между ней и датчиком не было воздушной прослойки.


Сделать нейросонографию головного мозга

Если Вашему ребенку в возрасте до 1 года нужно пройти обследование головного мозга, в медицинском центре French Clinic выполнят точную и быструю диагностику с помощью нейросонографии (НСГ) — ультразвукового исследования головного мозга.

Запишитесь на нейросонографию

НСГ помогает выявить пороки развития центральной нервной системы, опухоли, расстройства мозгового кровообращения, воспаления, кисты и другие патологии. Исследование не требует специальной подготовки и занимает не больше 30 минут.

Оставьте свой номер телефона.
Вам перезвонит администратор клиники.

Зачем нужно проходить

Нейросонография — это одно из обязательных обследований для новорожденных малышей. При наличии показаний его проводят в первые дни или даже первые часы жизни ребенка, для исключения отклонений в развитии центральной нервной системы.

Вот основной перечень показаний, по которым вашему ребенку могут назначить срочную дивгностику:

  • во время скрининга по беременности были выявлены изменения в структурах головного мозга;
  • во время беременности у вас был тяжелый токсикоз, в том числе поздний (так называемый гестоз), или вы болели инфекционным заболеванием;
  • у вас обнаружили внутриутробную инфекцию;
  • роды прошли на сроке до 32 недель или позже 40 недель, либо путем кесарева сечения;
  • при родах малыш перенес асфиксию;
  • вес ребенка при рождении не достигал 2800 граммов;
  • голова новорожденного имеет асимметричную или яйцевидную форму.

Это показания к срочному УЗИ головного мозга, когда сделать его нужно как можно скорее. Своевременная диагностика поможет выявить нарушения и максимально скорректировать их. В остальных случаях нейросонография проводится в возрасте 3 месяцев или по назначению невролога.

Какие изменения можно выявить с помощью НСГ

Нейросонография помогает обнаружить заболевания и патологии, которые зачастую незаметны при других обследованиях и не дают о себе знать:

  • кровоизлияния в головном мозге,
  • пороки развития мозга,
  • воспаление, опухоли и кисты,
  • повышенное внутричерепное давление,
  • последствия гипоксии головного мозга.

Если по тем или иным показаниям нужно сделать операцию на головном или спинном мозге, УЗИ помогает досконально исследовать его структуру и выбрать наиболее подходящую тактику хирургического вмешательства.

УЗИ головного мозга рекомендуется делать в возрасте до 1 года. В это время у ребенка еще не закрыт родничок, ультразвук свободно проходит через него, и обследование дает максимально точные данные.

Как процедура проходит

Нейросонографию маленькому ребенку удобнее всего делать, когда он сыт и спит:) Малыш лежит на руках у родителей или няни в комфортной  для него позе, что позволяет максимально точно провести исследование, связанное с допплеровским сканированием сосудов головного мозга.

В результате ультразвукового исследования врач получает серошкальное изображение твердых и мягких тканей головы, мозга и питающих его сосудов. Изображение выводится на монитор, с помощью которого можно детально рассмотреть все структуры и выявить отклонения от нормы даже на самых ранних стадиях.

Важно знать: если у ребенка высокая температура тела, проконсультируйтесь с педиатром и отложите обследование, пока температура не спадет. Во время жара работа головного мозга меняется, и диагностика может дать недостоверные данные.

Все исследования в нашем медицинском центре проводят врачи-диагносты с большим стажем работы. Если у вас обнаружили какие-либо отклонения, мы подберем максимально щадящие и эффективные современные методы терапии.

Популярные вопросы

1. К какому врачу идти с результатами исследования?

К педиатру или детскому неврологу. Захватите с собой заключение диагноста по НСГ, медицинскую карточку ребенка и данные других анализов, если они есть у вас на руках.

2. Правда, что для обследования гелем мажут и датчики, и голову? Нужно брать с собой полотенце?

Правда, потому что гипоаллергенный диагностический гель является физической средой-проводником для ультразвуковых волн. В клинике вам дадут одноразовую мягкую салфетку, которой можно быстро стереть гель. Его используют не слишком много, и процедура проходит комфортно.

3. Что лучше, нейросонография или ЭЭГ?

Это разные методы диагностики, и они решают разные задачи. Нейросонография помогает исследовать мягкие и твердые ткани головы, выявить изменения в их структуре. Электроэнцефалограмму делают для оценки функций мозга.
 

УЗИ головного мозга детям (нейросонограмма) в Ростове-на-Дону

Записей не найдено.

«Девять десятых нашего счастья зависит от здоровья». А. Шопенгауэр.

ЗАГЛЯНУТЬ В МОЗГ ПОМОЖЕТ НЕЙРОСОНОГРАФИЯ

 

Можно ли заглянуть в человеческий мозг? Звучит фантастически, но ростовские доктора из центра «Авиценна» знают, как это сделать! Метод ультразвукового исследования головного мозга абсолютно безвреден для детского организма и назначается неврологами как при подозрениях на какое-либо заболевание, так и как плановая процедура — для стандартной оценки работы этого самого сложного и загадочного органа.

О преимуществах безопасного и высокоинформативного диагностического метода нейросонографии рассказывает врач ультразвуковой диагностики Демьяненко Наталья Сергеевна.

Наталья Сергеевна, какие патологии может выявить нейросонография?

Нейросонография – это самый современный, надежный и безопасный способ изучить работу головного мозга, а также получить данные о строении и функционировании органа и других структур, расположенных в черепной коробке. Метод незаменим в исследовании неврологических расстройств. Исследование позволяет оценить анатомическое строение головного мозга и выявить опухоли, врожденные аномалии, нарушение циркуляции ликвора, признаки внутриутробных инфекций, перенесенной гипоксии плода. НСГ дает возможность врачу-неврологу оценить течение болезни, эффективность терапии и определить необходимость ее коррекции.

Когда ребенку необходимо сделать нейросонографию?

Чтобы обезопасить кроху от серьезных неприятностей в настоящем и будущем, сделайте нейросонографию как можно скорее. Ее рекомендуют проводить каждому грудничку в возрасте одного месяца, а далее — в соответствии с выявленной патологией. Обычно на первом году жизни процедуру повторяют каждые три месяца, детям старше года проводят его раз-два в год при наличии показаний. Даже абсолютно здоровым малышам целесообразно проводить нейросонографию раз в год для комплексной оценки состояния здоровья. При патологии нервной системы нейросонография входит в стандарт обследования практически при всех заболеваниях.

В какой форме проходит исследование?

Простота выполнения считается одним из несомненных достоинств метода. Нейросонография длится недолго, она безболезненна, не имеет противопоказаний и не дает нежелательных последствий. Исследование не требует специальной подготовки, может проводиться при любом состоянии ребенка и сочетается с любыми другими процедурами.

 Имеет ли значение, врач с какой квалификацией будет проводить исследование?

Безусловно, результат будет более точным, если нейросонографию выполнит опытный специалист. В медицинском центре «Авиценна» ее проводят грамотные врачи, которые прошли профессиональную подготовку и имеют соответствующие сертификаты. Мы используем аппараты экспертного уровня. В сложных случаях у нас есть возможность консультации с докторами ведущих неврологических клиник города Санкт-Петербурга.

Ирина Сергеевна, а если требуется повторить процедуру несколько раз?

Нейросонография абсолютно безопасна даже при многократном повторении. Важно, чтобы родители сохраняли все результаты исследований, поскольку в юном возрасте нервная система только формируется. Опираясь на данные НСГ разных периодов, квалифицированный невролог сможет следить за динамикой развития головного мозга — как для постановки диагноза, так и для контроля лечения.

При наличии направления к неврологу из поликлиники по месту жительства диагностика проводится бесплатно по системе обязательного медицинского страхования. По инициативе родителей нейросонографию их ребенку сделают на платной основе, направление для этого не требуется.

Нейросонограмма в Ростове-на-Дону: узи головного мозга детям

Нейросонограмма новорожденных в Ростове-на-Дону ― это безопасная и точная методика ультразвукового обследования, в ходе которого врач оценивает состояние головного мозга грудничка. В обязательном порядке метод используется до достижения малышом одного года. В это время исследование информативно, так как структуры органа просматриваются через большой родничок.

Пройти нейросонограмму головного мозга вы можете в медицинском центре «Гармония». Кабинет функциональной диагностики оснащен новейшим оборудованием экспертного класса. Процедура проходит под контролем опытного врача, что позволяет тщательно просканировать мозговые структуры, определить соответствие норме и зафиксировать изменения при их наличии.

Показания к проведению нейросонографии

Нейросонограмма головного мозга проводится планово (сразу после рождения, а также в 1, 3, 6 месяцев) и по показаниям. Рекомендации по внеплановому обследованию обычно дает невропатолог. В их числе:

  • преждевременное появление ребенка на свет;
  • кесарево сечение, осложненные роды;
  • внутриутробная гипоксия, неправильное тазовое предлежание плода к моменту родоразрешения;
  • оценка жизнеспособности плода по шкале Апгар, значение которой менее 7 баллов;
  • наличие резус-конфликта между матерью и плодом;
  • механические повреждения младенца (ушибы, удары, травмы) и прочее.

По времени УЗИ головного мозга детям занимает в среднем 15 минут, исследование не вызывает боли и дискомфорта. В ходе осмотра становятся заметны даже малейшие отклонения от нормы врожденного или приобретенного типа. Цена исследования невысока, официальная стоимость указана в прайс-листе клиники.

Особенности проведения НСГ

Большой родничок недавно появившегося на свет малыша еще не зарос, поэтому через такое «окно» при нейросонограмме хорошо заметны особенности головного мозга. Врач наносит на тело ребенка небольшое количество гипоаллергенного геля, который облегчает скольжение датчика. А затем, медленно передвигая преобразователь ультразвукового сигнала, специалист внимательно обследует необходимую область. После зарастания родничка скрининг выполняется через височную кость.   

Многих родителей пугает выявление кисты при расшифровке результатов нейросонограммы, однако такой страх обоснован лишь частично. Дело в том, что кистозные образования выявляются в 50% случаев сразу после рождения ребенка. Как показывает практика, большинство из них самостоятельно рассасывается к полугодовалому возрасту.

Несмотря на это, за кистой рекомендуется наблюдать в динамике, чтобы в случае необходимости предпринять срочные меры. Если вы еще не определились, где сделать нейросонограмму, запишитесь на прием в клинику «Гармония». Здесь работают высококвалифицированные врачи с большим опытом практической деятельности.

Нейросонография новорожденных в Самарском диагностическом центре

НСГ – это УЗИ коры головного мозга. Метод применяется для того, чтобы на ранней стадии установить наличие патологических изменений внутри организма. Чаще всего такой способ диагностики требуется новорожденным, так как именно в этом возрасте нервная система наиболее уязвима, а своевременная терапия позволит купировать или вылечить различные симптомы заболеваний.

Когда проводится НСГ новорожденным

Существует довольно много причин, которые могут вызвать проблемы с нервной системой младенца: внутриутробная гипоксия, дистресс плода во время родов, а также ряд иных факторов. Важно провести диагностику в возрасте до 3х месяцев, а также до того, как начнется стандартный протокол вакцинации ребенка.

Первый год жизни малыша – время особо активного развития всех систем и органов. Так как развитие происходит волнообразно и затрагивает не все системы одновременно, многие родители отмечают одну особенность – в некоторых показателях ребенок явно превосходит сверстников, а в некоторых – уступает. Это связано с дозревание нервной системы младенца. УЗИ НСГ позволяет провести диагностику и выявить ряд серьезных нарушений:

  1. Кровоизлияния.
  2. Ишемичные поражения.
  3. Новообразования.
  4. Кисты.
  5. Гидроцефалию.

Особое коварство большинства болезней заключается в том, что первоначальное течение практически бессимптомное. Очень важно выявить такие грозные заболевания на ранних стадиях, так как запущенная форма тяжело поддается коррекции, а порой, вообще не подлежит лечению.

Особенности нейросонографии у младенцев

Дело в том, что ультразвуковое исследование возможно лишь в ситуации, когда датчик проходит по мягким тканям. Исследование организма через кости невозможно. Поэтому детям проводится такой вид диагностики только до того момента, пока не закрылся родничок (небольшое мягкое образование на своде черепа). Для детей более старшего возраста проводится ТКДГ – метод диагностики при котором УЗИ делается через височную область, а также посредством других мест схождения костей.

Исследование проводит врач Заикина Т.В.

НСГ – это УЗИ коры головного мозга. Метод применяется для того, чтобы на ранней стадии установить наличие патологических изменений внутри организма. Чаще всего такой способ диагностики требуется новорожденным, так как именно в этом возрасте нервная система наиболее уязвима, а своевременная терапия позволит купировать или вылечить различные симптомы заболеваний.

Когда проводится НСГ новорожденным

Существует довольно много причин, которые могут вызвать проблемы с нервной системой младенца: внутриутробная гипоксия, дистресс плода во время родов, а также ряд иных факторов. Важно провести диагностику в возрасте до 3х месяцев, а также до того, как начнется стандартный протокол вакцинации ребенка.

Первый год жизни малыша – время особо активного развития всех систем и органов. Так как развитие происходит волнообразно и затрагивает не все системы одновременно, многие родители отмечают одну особенность – в некоторых показателях ребенок явно превосходит сверстников, а в некоторых – уступает. Это связано с дозревание нервной системы младенца. УЗИ НСГ позволяет провести диагностику и выявить ряд серьезных нарушений:

  1. Кровоизлияния.
  2. Ишемичные поражения.
  3. Новообразования.
  4. Кисты.
  5. Гидроцефалию.

Особое коварство большинства болезней заключается в том, что первоначальное течение практически бессимптомное. Очень важно выявить такие грозные заболевания на ранних стадиях, так как запущенная форма тяжело поддается коррекции, а порой, вообще не подлежит лечению.

Особенности нейросонографии у младенцев

Дело в том, что ультразвуковое исследование возможно лишь в ситуации, когда датчик проходит по мягким тканям. Исследование организма через кости невозможно. Поэтому детям проводится такой вид диагностики только до того момента, пока не закрылся родничок (небольшое мягкое образование на своде черепа). Для детей более старшего возраста проводится ТКДГ – метод диагностики при котором УЗИ делается через височную область, а также посредством других мест схождения костей.

Исследование проводит врач Заикина Т.В.

УЗИ головного мозга грудничка — Evaclinic IVF

УЗИ головного мозга (УЗИ ГМ) рекомендовано всем грудничкам до года. Оно легко переносится и может быть успешно проведено пока малыш спит. Это информативное исследование, которое не имеет противопоказаний. Безопасность воздействия ультразвука на организм новорожденного подтверждена многочисленными исследованиями. Нейросонография (НСГ) позволяет выявить дефекты развития и различные изменения в головном мозге.

Что можно увидеть во время УЗИ головного мозга?

Врачи EVACLINIC в совершенстве владеют техникой проведения нейросонографии. Благодаря многолетнему опыту и регулярному прохождению актуальных образовательных программ, специалисты клиники, применяя данный метод, могут получить максимум диагностической пользы:

• выявление кровоизлияний различного рода в головной мозг
• поражения головного мозга в результате кислородного голодания
• пороки развития головного мозга
• инфекционные поражения головного мозга
• опухоли и кисты головного мозга
• расширение желудочков мозга, гидроцефалию
• воспалительные процессы мозга
• ишемию головного мозга

Как проходит исследование?

УЗИ проводится до того момента как на поверхности черепа остаются пространства между составляющими его плотными костями. Если состояние ребенка в норме, не наблюдается никаких тревожащих симптомов, НСГ назначают в плановом порядке – на 1 и 3 месяце жизни. Недоношенным деткам проводят скрининг сразу после рождения и еще несколько раз в течение первого месяца жизни.

Исследование включает в себя следующие этапы:

1.    Ребенка укладывают животом вверх на кушетку, которую предварительно застилают чистой пеленкой.

2.    Если ребенок тревожный, сопровождающего родственника просят отвлечь его внимание.

3.    Врач работает с областью родничков: наносит специальный гель, повышающий проводимость ультразвуковых волн, и прикладывает датчик.

4.    Доступ через большое затылочное отверстие позволяет получить информацию о задних (стволовых) структурах головного, переходящих в начальные отделы спинного мозга.

5.    В среднем процедура занимает 5-10 минут: диагност изучает структуры, которые визуализируются на экране, и фиксирует данные в протоколе, который должен включать информацию о 16 стандартных мозговых срезах.

Специалист также может применить допплерографию, которая дает представление о кровообращении в интересующем участке и состоянии сосудов.

Нейросонография в EVACLINIC проводится с использованием ультразвуковых приборов экспертного класса. Врач функциональной диагностики подробно анализирует полученные данные и делает обширное заключение, с которым Вы можете посетить невролога для консультации и получения практических рекомендаций.

Артёмовская детская больница

1. Амбулаторная медицинская помощь включает все виды амбулаторной помощи, разрешенные в амбулаторных условиях, детям, подросткам:

    1.1. Профилактические осмотры детей и подростков при поступлении в дошкольные, средние и высшие учебные заведения.
1.2. Профилактические медицинские осмотры детей и подростков до 18 лет, посещающих образовательные учреждения.
1.3. Проведение амбулаторно-поликлиническими учреждениями по территориально-производственному принципу (за исключением приобретения иммунобиологических препаратов) детям, подросткам, взрослому населению прививок, входящих в национальный календарь профилактических прививок, согласно федеральным законам от 17 сентября 1998 года № 157-ФЗ «Об иммунопрофилактике инфекционных болезней», от 30 марта 1999 года № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», приказу Министерства здравоохранения Российской Федерации от 27 июня 2001 года № 229 «О национальном календаре профилактических прививок и календаре профилактических прививок по эпидемическим показаниям», приказу Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от              11 января 2007 года № 14 «О внесении изменений в приказ Минздрава России от 27 июня 2001 г. № 229 «О национальном календаре профилактических прививок и календаре профилактических прививок по эпидемическим показаниям» и утверждении отчетной формы № 68 «Сведения о контингентах детей и взрослых, дополнительно иммунизированных против гепатита B, полиомиелита, гриппа, краснухи, и о движении вакцин для иммунизации».
1.4. Проведение   прививок  в  соответствии  с  приказом  Министерства
здравоохранения СССР от 09 апреля 1990 года № 141 «О дальнейшем совершенствовании мероприятий по профилактике клещевого энцефалита», приказами Министерства здравоохранения Российской Федерации                 от 07 октября 1997 года № 297 «О совершенствовании мероприятий по профилактике заболевания людей бешенством» (за исключением приобретения иммунобиологических препаратов), от 17 мая 1999 года № 174 «О мерах по дальнейшему совершенствованию профилактики столбняка».
1.5. Диспансерное наблюдение больных, в том числе отдельных категорий граждан, имеющих право на получение набора социальных услуг; лиц, подвергшихся воздействию радиации; беременных женщин, рожениц; здоровых и больных детей и подростков; переболевших инфекционными заболеваниями.
1.6. Динамическое медицинское наблюдение за ростом и развитием ребенка.
1.7. Флюорографическое обследование в порядке, предусмотренном постановлением Правительства Российской Федерации от 25 декабря              2001 года № 892 «О реализации Федерального закона «О предупреждении распространения туберкулеза в Российской Федерации».
1.8. Оказание неотложной медицинской помощи, диагностика, лечение
больных с острыми заболеваниями, травмами, отравлениями, обострением хронических заболеваний.
1.9. Консультации специалистов по направлению лечащего врача амбулаторно-поликлинического учреждения.
1.10. Лечение в дневном стационаре больных с острыми и хроническими заболеваниями.
1.11. Лечение в стационарах на дому больных с острыми и хроническими заболеваниями, состояние которых не требует круглосуточного наблюдения в стационарах.
1.12. Восстановительное лечение по направлению врача.
1.13. Оформление документов для направления на освидетельствование пациентов в бюро медико-социальной экспертизы для определения стойкой утраты трудоспособности и индивидуальной программы реабилитации; оформление документов для оказания высокотехнологичной медицинской помощи.
1.14. Проведение клинического наблюдения и диагностических обследований контактных пациентов в очагах инфекционных заболеваний.
1.15. Медицинское консультирование по определению профессиональной пригодности несовершеннолетних в порядке и на условиях, определенных настоящей Программой в соответствии с Основами законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан от  22 июля 1993 года № 5487-1.
1.16. Оформление документов для направления на санаторно-курортное лечение граждан.
1.17. Медицинское обследование граждан (по перечню заболеваний и видов медицинской помощи в рамках базовой программы обязательного медицинского страхования) по направлению медицинских комиссий военных комиссариатов по результатам медицинского освидетельствования в соответствии со статьей 5.1 Федерального закона от 28 марта 1998 года     № 53-ФЗ «О воинской обязанности и военной службе» и постановлением Правительства Российской Федерации от 25 февраля 2003 года № 123 «Об утверждении Положения о военно-врачебной экспертизе».
1.18. Проведение комплексного лабораторного исследования подростков 15 — 18 лет при наличии направления врача-педиатра образовательного учреждения для создания паспорта репродуктивного здоровья.

Клиническая диагностика смерти мозга и нейросонология

На встрече обсуждалось использование транскраниальной допплерографии в качестве вспомогательного теста для клинической диагностики смерти мозга

Марина Алпаидзе, доктор медицины, и Гия Томадзе, доктор медицины

Специализированная группа по нейросонологии (NSG) WFN, ранее известная как Группа прикладных исследований нейросонологии, занимается продвижением науки и исследований, а также образованием и обучением в области ультразвуковых методов и их клинического применения.Таким образом, международное сотрудничество и распространение научной информации в области нейросонологии является частью деятельности NSG WFN.

19 октября 2019 года Грузинская ассоциация трансплантологов и грузинское отделение NSG в сотрудничестве с NSG WFN организовали однодневный семинар, посвященный использованию транскраниальной допплерографии (TCD) в качестве вспомогательного теста для подтверждения клинического диагноза головного мозга. смерть. Среди преподавателей были проф.Гия Томадзе, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой хирургии Тбилисского государственного медицинского университета; Профессор Марина Джанелидзе, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой неврологии Тбилисского государственного медицинского университета; Профессор Марина Алпаидзе, президент грузинского отделения NSG WFN; и Александр Разумовский, доктор философии, FAHA, секретарь NSG WFN.

Этот однодневный курс был разработан для людей, которые заинтересованы в проведении и интерпретации исследований ТКД, конкретно связанных с клинической эффективностью ТКД, для подтверждения клинического диагноза смерти мозга.На факультете обсуждались текущие клинические рекомендации по подтверждению смерти, потенциальные ложноположительные или ложноотрицательные клинические случаи, а также причины, по которым может быть целесообразным использование дополнительных тестов для подтверждения смерти мозга. Кроме того, обсуждение также было сосредоточено на культурных и религиозных барьерах, которые часто ограничивают процедуры донорства органов, и требованиях по рационализации процессов трансплантации органов. Наконец, было подробно обсуждено клиническое значение ТКД для подтверждения прекращения общего церебрального кровотока у пациента с клиническим диагнозом смерти мозга.

Следующий аккредитованный курс NSG WFN состоится 3-5 апреля 2020 года в рамках Европейского общества нейросонологии и церебральной гемодинамики в Белграде, Сербия. •

нейрохирургов | Доктор Амир Вокшур, доктор медицины — доктор Джаред Амент, доктор медицины

ОПУХОЛИ МОЗГА И ПОЗВОНОЧНИКА

Пациенты с опухолями головного и спинного мозга получают выгоду от многопрофильного сотрудничества нейрохирургов, медицинских онкологов, онкологов-радиологов, неврологов и многих других специалистов для получения абсолютно высочайшего уровня лечения.Иногда операция откладывается, чтобы позволить другим методам, таким как лучевая или химиотерапия, лечить опухоль. В других случаях хирургическое вмешательство является наиболее важным методом лечения определенных типов опухолей.

ТРАВМА МОЗГА И ПОЗВОНОЧНИКА

Травма нервной системы и позвоночника требует квалифицированного и своевременного лечения, чтобы максимально увеличить потенциал для исцеления и восстановления. Наша команда нейрохирургов имеет большой опыт хирургического и безоперационного лечения травм.Фактически, наши нейрохирурги возглавляли крупные травматологические центры в совершенствовании своевременного лечения травмированных пациентов.

Междисциплинарный подход с оптимизацией интенсивной терапии — первый и самый важный шаг. Неотложное сканирование, диагностика и своевременное лечение — второе. Реабилитационные мероприятия — последнее (но не менее важное) в максимальном повышении функциональных возможностей пациентов и оптимизации их результатов.

МИНИМАЛЬНО ИНВАЗИВНАЯ ХИРУРГИЯ ПОЗВОНОЧНИКА

Минимально инвазивная хирургия (также известная как MIS) — это термин, используемый для описания видов хирургии позвоночника, при которых вместо традиционных открытых доступов прилагаются все усилия для минимизации травм тканей, покрывающих позвоночник (кожа, мягкие ткани, мышца).Такой подход позволяет быстрее выздороветь и уменьшить послеоперационную боль. Цель состоит в том, чтобы свести к минимуму раздражение, вызываемое операцией на поддерживающих тканях и способствующих движению позвоночника, таких как мышцы, связки и сухожилия.

ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ДЛЯ ДИСКОВОЙ БОЛИ

Боль, вызванная диском, или «дискогенная боль» — частый источник сильной боли и инвалидности. Имеются впечатляющие достижения в области биологии диска, включая науку о стволовых клетках и регенерации, которая, вероятно, облегчит страдания, связанные с отключением боли в спине и шее из-за дегенерации диска.

НЕФУЗИЯ И СОХРАНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ
БОЛЬНЫХ СЕГМЕНТОВ ПОЗВОНОЧНИКА

Среди различных хирургических и нехирургических экспертов были большие разногласия относительно оптимального лечения боли в позвоночнике из-за несостоятельности спинного сегмента. Именно по этой причине произошел взрыв спинальных имплантатов и инновационных методов биологической регенерации.

Доктор Вокшур и его команда экспертов применяют новейшие проверенные методы лечения болезненных расстройств, используя методы сохранения движения, включая артропластику диска, межостистые устройства и методы динамической стабилизации.

СТЕНОЗ И СКОЛИОЗ ПОЗВОНОЧНИКА

Нейрохирурги годами тренируются, чтобы получить специальный опыт в области микрохирургического лечения стеноза позвоночника, особенно с сопутствующим сколиозом. По мере старения позвоночника человека возникают приобретенные дегенеративные изменения, вызывающие сужение проходов для нервов и спинного мозга. По мере дегенерации структуры позвоночника появляется тенденция к асимметричному оседанию, что часто вызывает аномальное искривление в этом месте, известное как дегенеративный сколиоз.Доктор Вокшур прошел дополнительную стажировку по сложным алгоритмам хирургического лечения стеноза позвоночника и деформирующего сколиоза.

ВАРИАНТЫ НЕХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ

Запуск и поддержание алгоритма лечения любого заболевания — это цель почты, и мы обязуемся изучить все жизнеспособные альтернативы. Многие пациенты, которые обращаются к нам за консультацией по поводу операции на позвоночнике или головном мозге, на самом деле направляются к нашим коллегам-нехирургам, от массажистов до различных медицинских специалистов.Девиз наших хирургов всегда заключался в том, чтобы исчерпать все меры, прежде чем прибегать к операции. При отсутствии прогрессирующей слабости, неврологических симптомов и боли, приводящей к потере трудоспособности, многие пациенты могут поправиться после нехирургических методов и вернуться к своему прежнему уровню функций.

ЛЕЧЕНИЕ БОЛИ ПОЗВОНОЧНИКА:
ОСНОВНЫЕ И КОМПЛЕКСНЫЕ ДИАГНОСТИКИ

Боль — сложное и многофакторное проявление дисфункции позвоночника, и ее лечение лучше всего зависит от постановки точного диагноза.В институте позвоночника есть сеть специалистов по обезболиванию, которые управляют тяжелыми обострениями боли, исходящей и исходящей от позвоночника, и привлекают наших пациентов к лечению боли, а также к пред- и послеоперационной реабилитации. Первоначальная оценка боли в позвоночнике направлена ​​на постановку правильного диагноза, и это действительно имеет решающее значение для прогноза и выздоровления.

Миграция CD8 + Т-клеток в центральную нервную систему дает рост высокоэффективных анти-ВИЧ CD4dimCD8bright Т-лимфоцитов в зависимости от передачи сигналов Wnt

Введение

Мозг не является иммунной привилегией.Лимфоциты исследуют мозг, и в контексте воспаления и / или инфекции они в большем количестве являются домом для мозга (1). При ВИЧ-инфекции CD8 + Т-клетки являются домом для мозга, что продемонстрировано в человеческом посмертном ВИЧ-инфицированном мозге и в мозге SIV-инфицированных макак (2–12). Последствия опосредованного CD8 + Т-клетками ответа против ВИЧ в головном мозге неясны. С одной стороны, CD8 + Т-клетки контролируют ВИЧ-инфекцию в головном мозге (4, 6, 11), тогда как, с другой стороны, повышенный ответ против ВИЧ может привести к повреждению нейронов.

Перед тем, как попасть в мозг, CD8 + Т-клетки дифференцируются от наивных клеток до эффекторных и, в конечном итоге, эффекторных клеток памяти, центральной памяти или конечных эффекторных клеток памяти (13). Значительные данные из нашей лаборатории (14–18) и других (19–26) описывают уникальную субпопуляцию высокоактивированных зрелых Т-клеток CD8 + , которые слабо экспрессируют CD4 на своей поверхности. Эта популяция, известная как CD4 dim CD8 bright T-клетки, составляет ~ 3–5% от общего количества CD8 + T-клеток и 1–3% всех PBL (24, 25).Эти CD4 dim CD8 bright Т-клетки не являются преждевременно высвобождаемыми тимоцитами, поскольку они отрицательны по маркеру тимоцитов CD1a (18). У них есть αβ TCR и молекула αβ CD8 (17). Они отрицательны для CD16, CD56 и 6B11 и, следовательно, не являются NKT-клетками (14). Кроме того, мы показали, что CD4 dim CD8 bright Т-клетки обладают высокоэффективным противовирусным ответом как на ВИЧ, так и на ЦМВ (15). CD4 dim CD8 bright Т-клетки составляют ~ 60% тетрамерных ответов против ВИЧ (15) и являются полифункциональными, что определяется совместной экспрессией IL-2, IFN-γ, TNF-α или поверхностной экспрессией CD107ab в периферической крови в ответ на объединенные пептиды ВИЧ (15).

β-катенин, центральный медиатор пути Wnt / β-катенин, опосредует экспрессию CD4 на поверхности зрелых CD8 + Т-клеток (18). Мозг и особенно астроциты, которые составляют 40–60% резидентных клеток мозга, являются богатым источником лигандов Wnt (27). Лиганды Wnt представляют собой небольшие секретируемые эволюционно консервативные гликопротеины, некоторые из которых опосредуют каскад передачи сигнала, который завершается стабилизацией β-катенина и, следовательно, его ассоциацией с членами факторов транскрипции фактора связывания Т-клеточного фактора / лимфоидного энхансера и связыванием с генами-мишенями для регулируют экспрессию генов (18).Кроме того, Wnts способствуют коммуникации между клетками, приводя ко многим клеточным процессам, включая развитие, пролиферацию, выживание, регенерацию, заживление ран и стресс (28-30).

Признавая устойчивую секрецию Wnts в головном мозге, мы исследовали их роль в генерации фенотипа Т-клеток CD4 dim CD8 bright в ЦНС и сравнили роль одноположительных CD8 (CD4 отрицательных CD8 светлый ) по сравнению с CD4 тусклый CD8 светлый Т-клетки в контроле ВИЧ в мозге.Мы использовали мышей NOD / SCID / IL-2rcγ — / — , восстановленных с помощью PBMC человека (NSG-huPBMC), для проведения этих исследований. Мы показываем, что все три популяции присутствуют в головном мозге и что как одиночные положительные Т-клетки CD4 (например, CD4 , светлые, , CD8, , отрицательные, ), так и CD4 тусклые CD8 светлые Т-клетки инфицированы ВИЧ в ЦНС. Обогащенная Wnt среда в ЦНС побуждает одиночные положительные Т-клетки CD8 превращаться в Т-клетки CD4 dim CD8 яркие как in vitro, так и in vivo.Наиболее важно то, что мы показываем, что именно CD4 dim CD8 bright Т-клетки, а не одиночные положительные Т-клетки CD8, контролируют ВИЧ в мозге. Мозг CD4 dim CD8 bright Т-клетки ВИЧ-инфицированных мышей NSG-huPMBC являются цитотоксичными и терминально дифференцированы, но не стареют по сравнению с неинфицированными мышами. Эти данные указывают на значительную роль CD4 dim CD8 bright Т-клеток в контроле над ВИЧ в ЦНС и демонстрируют, что микросреда мозга способна изменять фенотип Т-лимфоцитов CD8 + с образованием мощного антивирусного CD8 + . Подмножество Т-клеток.

Материалы и методы

Заявление об этике

Исследования с участием людей проводились в соответствии с институциональными (IRB-L06080703) и правительственными рекомендациями США по исследованиям на людях.

Мыши

NOD / SCID / IL-2rcγ — / — и NOD.Cg-Prkdc scid IL2rγ tm1Wjl / SzJ (NSG) Мыши были приобретены в The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME; складской номер) 005557) и размещены в условиях, свободных от патогенов, в соответствии с Комитетом по институциональному уходу и использованию животных (IACUC # 14-014) в Медицинском центре Университета Раша и этическими рекомендациями по уходу за лабораторными животными в Национальных институтах здоровья.

Культура и активация PBMC и CD8

+ Т-клеток

PBMC были выделены от 12 здоровых серонегативных доноров центрифугированием в градиенте плотности фиколла-гипака. CD8 + Т-клетки выделяли с использованием набора для выделения нетронутых CD8 + Т-клеток II в соответствии с инструкциями производителя (Miltenyi Biotec, Кембридж, Массачусетс). CD8 + Т-клетки суспендировали в полной среде RPMI 1640 (cRPMI; Lonza BioWhittaker, Walkersville, MD), которая включает 10% инактивированных нагреванием FBS (Gemini Bio Products, Calabasas, CA) и 1% пенициллина / стрептомицина (Sigma -Олдрич, Св.Луис, Миссури). Культуры стимулировали 20 ед. / Мл IL-2 (AIDS Reagent Program, Germantown, MD) и, по показаниям, 1 мкг / мл растворимых α-CD3 / α-CD28 Abs (BD Biosciences, Сан-Хосе, Калифорния) и поддерживали в течение 24 часа – 6 дней, как указано.

Восстановление мышей NSG человеческими РВМС и инфицирование ВИЧ

BaL

РВМС были выделены центрифугированием в градиенте плотности из венозной крови донора человека. Мышам NSG в возрасте 6–8 недель вводили внутрибрюшинно. с 2 × 10 7 PBMC человека. Через 1-2 недели после восстановления у мышей брали кровь с помощью ретроорбитальной перфузии, и степень восстановления определялась с помощью проточной цитометрии.Восстановленных мышей инфицировали 10 4 Инфекционная доза тканевых культур 50 ВИЧ на мышь BaL i.p.

Измерение виремии у ВИЧ-инфицированных мышей

Через 2 недели после инфицирования мышей анестезировали ингаляцией изофлураном и отбирали кровь ретроорбитально с помощью стеклянных пипеток, покрытых EDTA. Затем через 1 неделю, через 3 недели после инфицирования, мышей снова анестезировали ингаляцией изофлурана и 300 мкл крови удаляли у мышей путем пункции сердца. Затем мышам перфузировали 30-50 мл ледяного PBS для иссечения других органов.Кровь собирали в микроцентрифужные пробирки с 15 мкл EDTA. Кровь вращали при 12000 об / мин в течение 15 минут и собирали сыворотку. Число вирусных копий в крови ВИЧ-инфицированных животных определяли с помощью ПЦР в реальном времени на основе TaqMan (Life Technologies, Карлсбад, Калифорния). Для выделения РНК из сыворотки крови 100 мкл сыворотки обрабатывали в мини-наборе вирусной РНК QIAAmp (QIAGEN, Валенсия, Калифорния) в соответствии с инструкциями производителя. Затем образец подвергали обратной транскрипции с помощью qScript RT Master Mix (Quanta Biosciences, Гейтерсбург, Мэриленд) и использовали для амплификации вирусной РНК с помощью ПЦР в реальном времени.Для построения стандартной кривой с помощью IDTDNA (Integrated DNA Technologies, Coralville, IA) был синтезирован фрагмент гена gBlock размером 500 п.н., охватывающий область GAG и представляющий несплицированную РНК ВИЧ. Фрагмент суспендировали в стерильном буфере ТЕ (Life Technologies) при разведениях от 50 до 1 × 10 6 копий на микролитр. Число копий рассчитывали с помощью веб-инструмента количества копий ДНК в Thermo Scientific (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс) и преобразовывали в число копий РНК путем умножения на 2.Разведения разделяли на аликвоты и хранили при -80 ° C. Праймеры и зонд были разработаны с использованием инструмента PrimerQuest в IDTDNA (Integrated DNA Technologies). Последовательность праймеров была следующей: F, 5′-CCCAGAAGTGATACCCATGTT-3 ‘и R, 5′-GCTTCCTCATTGATGGTCTCT-3’; и зонд был 5 ‘/ 56-FAM / ATTTGCATG / ZEN / GCTGCTTGATGTCCC / 3IABkFQ / -3’. Реакции ПЦР в реальном времени выполняли в 20-мкл растворе, содержащем 10 мкл смеси TaqMan Gene Expression Master Mix (Life Technologies), праймеры 900 нм и зонд 500 нм, и 7.5 мкл образца кДНК или стандарт. Цикл продолжался в системе определения последовательности Applied Biosystems 7900HT (Thermo Fisher Scientific) с использованием программного обеспечения SDS2.3 при следующих параметрах: 50 ° C в течение 2 минут, 95 ° C в течение 10 минут, затем 55 циклов при 95 ° C в течение 15 минут. с и 60 ° C в течение 1 мин. Образцы были проанализированы в двух экземплярах, и стандарты были включены в каждый анализ. Нижний предел обнаружения сигнала для стандарта составлял 40 копий на реакцию, а для образца — 2000 копий на миллилитр.

Выделение лимфоцитов из мозга и селезенки

Мышей анестезировали ингаляцией изофлурана, а затем перфузировали 30–50 мл ледяного PBS через левый желудочек. Мозг собирали и измельчали ​​ножницами перед обработкой Liberase TL (Roche, Indianapolis, IN) и ДНКазой I (Invitrogen) при 37 ° C на ротаторе для пробирок (Miltenyi Biotec) в течение 30 мин. Образцы пропускали через сетчатые фильтры для клеток Nytex (BD Biosciences) 100 мкМ, чтобы получить суспензию отдельных клеток. Мононуклеарные клетки выделяли, используя градиент 30% / 70% Перколла (Amersham, Piscataway, NJ), центрифугировали при 2500 × g в течение 20 минут при комнатной температуре без перерыва. Клетки подсчитывали с использованием исключения трипанового синего (Life Technologies Invitrogen, Carlsbad, CA).Во время перфузии у мышей собирали селезенки. Селезенку измельчали ​​и эритроциты лизировали с использованием NH 4 Cl для получения одноклеточной суспензии лимфоцитов, инфильтрирующих селезенку.

Анализ цитотоксического потенциала CD107ab

Мышей NSG восстанавливали, как описано выше, с 2 × 10 7 PBMC от одного донора. Через 2 недели PBMC были выделены от того же донора, и Т-клетки были истощены путем магнитного разделения с использованием микрогранул CD3 в соответствии с инструкциями производителя (Miltenyi Biotec). Затем лишенные Т-лимфоцитов PBMC культивировали в течение ночи при 37 ° C без пептида или с 40 мкг / мл CMVpp65 (HLA-A2: NLVPMVATV) или 2 мкг / пептид / мл объединенных пептидов ВИЧ для Gag, Nef, Pol и Env (AIDS Regent Program) в полной среде DMEM с 8 мкг / мл β 2 -микроглобулина (Sigma-Aldrich) для загрузки клеток-мишеней. Нагрузку пептида на клетки-мишени подтверждали повышающей регуляцией HLA-ABC, как определено с помощью проточной цитометрии. На следующий день общие лимфоциты, выделенные из мозга ВИЧ-инфицированной мыши, совместно культивировали с клетками-мишенями без пептида или нагружали нерелевантным пептидом CMVpp65 или объединенными пептидами ВИЧ в присутствии Ат для CD107a-FITC и CD107b-FITC (BD Biosciences).Через 1 час совместного культивирования добавляли BD GolgiStop и BD GolgiPlug (BD Biosciences) для устранения интернализации / деградации CD107ab. Культуру инкубировали еще 5 ч при 37 ° C. Затем клетки окрашивали фиксируемым красителем LIVE / DEAD Violet Dead Cell Stain (Life Technologies Invitrogen) в соответствии с инструкциями производителя. После отмывки клетки окрашивали на HLA-ABC-PE-Cy7, CD3 APC-H7, CD4-PE и CD8-PERCP-Cy5.5 (BD Biosciences). CD3 использовали, чтобы отличить клетки-мишени от Т-клеток, выделенных из мозга.Данные были получены на проточном цитометре LSR II (BD Biosciences) с программным обеспечением BD FACSDiva (BD Biosciences) и проанализированы с использованием программного обеспечения FlowJo (TreeStar, Ashland, OR).

Внутричерепная инъекция CD8

+ Т-клеток и PBMC

PBMC выделяли из венозной крови здоровых доноров, как описано выше. CD8 + Т-клетки выделяли из PBMC перед культивированием клеток с помощью нетронутого CD8 + T-cell Isolation Kit II в соответствии с инструкциями производителя (Miltenyi Biotec).CD8 + Т-клетки затем культивировали в течение ночи в cRPMI. Затем клетки окрашивали фиолетовым пролиферативным красителем BD Horizon Violet Proliferation Dye (VPD), CD8-Percp-Cy5.5 и CD4-PE (BD Biosciences) в соответствии с инструкциями производителя. Клетки обрабатывали на проточном цитометре LSR II для определения базовой окраски пролиферации, чистоты Т-клеток CD8 + в культурах, изолированных от CD8, и экспрессии CD4 на Т-клетках CD8 + . Клетки ресуспендировали до 3 × 10 6 клеток / 10 мкл в стерильном PBS.Шприцы Hamilton на 10 мкл с иглами 32-го размера (Hamilton, Reno, NV) автоклавировали и очищали 70% этанолом и стерильным PBS перед операцией. Мышей анестезировали 100 мг / кг кетамина и 20 мг / кг ксилазина и помещали в стереотаксическую рамку. Сделали разрез по средней линии черепа и просверлили отверстие для фрезы в черепе левого полушария на 0,22 мм кзади от брегмы, на 0,85 мм латеральнее средней линии и на 2,35 мм вентральнее от черепа. С помощью моторизованного инъекционного насоса (Stoelting, Wood Dale, IL) CD8 + Т-клетки или PBS вводили непосредственно в желудочек со скоростью 1 мкл / мин.Игла оставалась на месте на 2 мин после того, как весь объем был введен в мозг перед удалением из мозга. Через 6 дней мозг обрабатывали, как описано выше, для выделения инъецированных клеток для проточной цитометрии.

Проточный цитометрический анализ

Одноклеточные суспензии клеток, выделенных из мозга, селезенки или РВМС из венозной крови мыши, окрашивали фиксируемым фиолетовым мертвым красителем LIVE / DEAD (Life Technologies Invitrogen) в соответствии с инструкциями производителя. Клетки промывали PBS и окрашивали CD3-APC-H7, CD4-PE или CD4-APC и CD8-PERCP-Cy5.5, CCR7-PE, CD27-FITC, CD28-Alex Fluor 700, CD57-PE-Cy7 и / или CD45RA-PE-Cy7 (BD Biosciences) для внеклеточных пятен. Для внутриклеточного обнаружения HIV-1 core Ag-клетки p24 фиксировали и повышали проницаемость с помощью BD Cytofix / Cytoperm Solution Kit (BD Biosciences) в соответствии с инструкциями производителя перед окрашиванием 1 мкл на образец сердцевинного Ag-RD-1 ВИЧ-1 (Beckman Коултер, Пасадена, Калифорния). Когда количество клеток было ограниченным, минимум 5 × 10 3 живых гейтированных событий были собраны в каждом образце и проанализированы для поддержания количества клеток между образцами для сравнения различных популяций Т-клеток. Данные собирали на проточном цитометре LSR II с помощью программного обеспечения BD FACSDiva (BD Biosciences) и анализировали с помощью программного обеспечения FlowJo (TreeStar).

Астроциты, происходящие из предков человека

Астроциты, происходящие из предшественников человека (КПК), предоставленные доктором Юджином О. Мейджором (Национальный институт неврологических заболеваний и инсульта, Бетезда, Мэриленд), были получены из клеток-предшественников нервных клеток, как описано ранее ( 31). Вкратце, предшественники высевали в покрытые поли-d-лизином культуральные колбы Т 75 из расчета 2 × 10 6 клеток на колбу и поддерживали в среде предшественников, состоящей из нейробазальной среды (Life Technologies Invitrogen), 25 нг / мл фактора роста фибробластов, 20 нг / мл эпидермального фактора роста (R&D Systems, Миннеаполис, Миннесота), 50 мкг / мл гентамицина (Lonza BioWhittaker) и 2 мМ l-глутамина (Life Technologies Invitrogen).Для индукции дифференцировки среду предшественников заменяли средой PDA, содержащей DMEM (Life Technologies Invitrogen), с добавлением 10% инактивированного нагреванием FBS (Sigma-Aldrich), 2 мМ l-глутамина и 50 мкг / мл гентамицина. Культуры были положительными по глиальному фибриллярному кислому белку, глутамин синтетазе и EAAT2 (возбуждающий переносчик аминокислот-2) и отрицательным по нестину через 30 дней дифференцировки, что делает их сопоставимыми с коммерчески доступными первичными астроцитами плода (31). После дифференцировки PDA поддерживали в среде PDA на планшетах, покрытых поли-d-лизином, как описано выше.Среду меняли каждые 3 дня, и клетки разделяли, когда они достигли 80–90% конфлюэнтности. Среды, кондиционированные астроцитами (ACM), собирали из 3-дневных культивированных КПК. Все ACM, используемые в экспериментах по переносу, были взяты из PDA, культивированных в полной 10% инактивированной нагреванием FBS, содержащей DMEM.

Истощение лигандов Wnt из ACM

Wnts были истощены из ACM, как описано (32). Вкратце, магнитные шарики Pierce Protein A / G (Life Technologies Invitrogen) промывали два раза в течение 1 ч при 4 ° C с помощью промывочного буфера для связывания 1XGE (GE Life Sciences, Питтсбург, Пенсильвания). Затем шарики покрывали 4 мкг контрольного изотипа кроличьего Wnt1, Wnt2b, Wnt3, Wnt5b, Wnt10b или кроличьего IgG1 в течение ночи (Abcam, Cambridge, MA). Затем на шарики наносили 1 мл ACM и инкубировали в течение ночи при 4 ° C при непрерывном вращении при 30 об / мин. Затем супернатант собирали путем разделения магнитных шариков в магнитном поле, и истощение Wnt (ов) подтверждали вестерн-блоттингом супернатанта, как показано ранее (32).

Измерение ОТ-ПЦР в реальном времени транскриптов ВИЧ и Wnts

Неинфицированных и ВИЧ-инфицированных мышей NSG-huPBMC анестезировали ингаляцией изофлурана и перфузировали 30–50 мл ледяного PBS.Половину мозга помещали в TRIzol (Life Technologies Invitrogen) в пробирки Lysing Matrix D (MP Biomedicals, Санта-Ана, Калифорния). Мозг гомогенизировали с использованием тканевого гомогенизатора FASTPrep-24 (MP Biomedicals) в течение 5 мин с 1 мин отдыхом при 2400 об / мин, повторяли три раза. Затем TRIzol / хлороформ (Invitrogen Life Technologies) использовали для выделения мРНК из ткани мозга. 260/280 использовали для измерения концентрации РНК, а 1 мкг общей РНК использовали для последующих применений. Загрязнение ДНК удаляли обработкой ДНКазой I (Sigma-Aldrich) при комнатной температуре в течение 15 минут с последующей денатурацией ДНКазы I при 70 ° C в течение 10 минут.Синтез кДНК выполняли с использованием супермикса кДНК qScript (QIAGEN) в соответствии с инструкциями производителя. кДНК разводили таким образом, чтобы 1/20 от исходного объема использовалась для проведения ПЦР в реальном времени с использованием SsoFast EvaGreen Supermix с набором Low Rox (Bio-Rad, Hercules, CA) и пассивным эталонным красителем ROX (Bio-Rad) в ABI. Система быстрой ПЦР 7500 в реальном времени с использованием программного обеспечения 7500 V2.01. Условия ПЦР были следующими: стадия 1: 95 ° C в течение 20 с; этап 2: 95 ° C в течение 5 с, 60 ° в течение 30 с; и одна стадия диссоциации — 95 ° в течение 15 с.Эта последовательность выполнялась в течение 45 циклов. Анализ кривой плавления был проведен для обеспечения амплификации одного и конкретного продукта. Использовали следующие праймеры: Gag: прямой 5′-AGAGAAGGCTTTCAGCCCAGAAGT-3 ‘, обратный 5′-TGCACTGGATGCACTCTATCCCAT-3′; GapDH: прямой 5’-TGACTTCAACAGCGACACCCACT-3 ‘, обратный 5′-ACCACCCTGTTGCTGTAGCCAAAT-3’. Кратное изменение экспрессии мРНК рассчитывали с использованием сравнительного метода C T с GAPDH в качестве эндогенного контроля. Значение выкл. C T , равное 35, использовали для определения того, экспрессируется ли мРНК в ткани.Что касается кратного изменения ВИЧ, все образцы сначала были нормализованы до GAPDH, а затем далее нормализованы до образца с наименьшим обнаруживаемым ВИЧ, тем самым придав этому образцу произвольное значение 1, а остальные 27 образцов по сравнению с этим образцом.

Трансфекция с помощью TOPflash и двойного люциферазного анализа

Для измерения β-катенин-зависимой сигнальной активности 5 × 10 6 PBMC, культивированных в cRPMI или cRPMI и ACM или cRPMI и ACM с истощенным Wnt, трансфецировали 10 мкг репортерной конструкции TOPflash (Millipore, Billerica, MA) или FOPflash с использованием протокола нуклеофекции Amaxa (Amaxa, Gaithersburg, MD), как рекомендовано производителем. Через 3 дня определяли активность репортера конструкции с помощью двойного люциферазного репортерного анализа с использованием 10–20 мкл лизата (Promega, Madison, WI). Концентрацию общего белка измеряли с использованием набора Pierce BCA Protein Assay Kit (Thermo Scientific, Waltham, MA).

Статистический анализ

При нормальном распределении данных использовались ANOVA и апостериорные тесты. Когда данные не распределялись нормально, проводился непараметрический анализ. Все тесты предполагали двусторонний уровень значимости 0.05 с использованием программного обеспечения GraphPad Instat 3 (Сан-Диего, Калифорния) для анализа данных. Коэффициенты корреляции Пирсона определяли с использованием анализа SAS (Институт SAS, Кэри, Северная Каролина).

Результаты

Повышенная частота одиночных положительных CD8 и CD4

тусклых CD8 ярких Т-клеток в мозге ВИЧ-инфицированных мышей NOD / SCID / IL-2rcγ — / — , восстановленных с помощью PBMC человека (NSG-huPBMC ) по сравнению с неинфицированными мышами NSG-huPBMC

Мы оценили мозг неинфицированных и ВИЧ-инфицированных мышей NSG-huPBMC на наличие одиночных положительных CD8 (CD4 CD8 ярких ), одиночных положительных CD4 (CD4 ярких CD8 ), и CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки. Мышей NSG восстанавливали человеческими PBMC, и через 2 недели после восстановления мышей оставляли неинфицированными или инфицированными ВИЧ BaL i.p. инъекция. Виремию крови измеряли до заражения (отрицательный контроль) и через 2 и 3 недели после заражения (фиг. 1A). У ВИЧ-инфицированных мышей было 2063 копий РНК ВИЧ на миллилитр через 2 недели после инфицирования и 67 400 копий РНК ВИЧ на миллилитр через 3 недели после заражения. Эти данные согласуются с ранее опубликованными работами (33, 34). Через 2 и 3 недели после инфицирования ВИЧ мозг собирали и Т-клетки выделяли центрифугированием в градиенте Перколла.Общее количество лимфоцитов, выделенных из ВИЧ-инфицированного мозга, было в 3 и 2 раза выше по сравнению с неинфицированным мозгом через 2 и 3 недели после инфицирования соответственно (рис. 1B). Одноположительные по CD4, единичные положительные по CD8 и CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки были обнаружены как в неинфицированном, так и в ВИЧ-инфицированном мозге (рис. 1C – F). Стратегия стробирования проточной цитометрии показана на дополнительном рис. 1. ВИЧ преимущественно инфицирует CD4 + Т-клетки и приводит к их быстрому истощению.Мы демонстрируем, что это также происходит в ВИЧ-инфицированных CD4 + Т-клетках, которые проникают в мозг. Через 2 недели после инфицирования процентное соотношение CD4-лимфоцитов, CD8-лимфоцитов и CD4 dim CD8 bright Т-клеток в головном мозге было сопоставимо у ВИЧ-инфицированных и неинфицированных мышей (рис. 1C – E). В частности, для единичных положительных по CD4 он составлял 25% против 17%, для единичных положительных по CD8 — 55% против 40%, а для CD4 тусклых CD8 ярких Т-клеток он составлял 8% против 12% для CD3 + Т-клетки между неинфицированными и ВИЧ-инфицированными мышами соответственно.Однако через 3 недели после инфицирования резкое истощение одиночных положительных Т-лимфоцитов CD4 (35% против 3,3%) (рис. 1С) и увеличение частоты единичных положительных Т-клеток CD8 (37% против 56%) (рис. 1D) в мозге ВИЧ-инфицированных мышей. Единичные положительные Т-клетки CD4 были истощены на 90%, а единичные положительные Т-клетки CD8 увеличились на 68% в мозге ВИЧ-инфицированных мышей по сравнению с неинфицированными мышами (фиг. 2В и данные не показаны). Эти результаты согласуются с клиническими данными и данными модели SIV-macaque, демонстрирующими экспансию и активацию CD8 + Т-клеток в головном мозге во время острой инфекции (2–5, 10, 12).Частота CD4 dim CD8 bright Т-клеток также изменилась через 3 недели после инфицирования. CD4 dim CD8 bright Т-лимфоциты снизились с ~ 13% Т-клеток CD3 + до ~ 2% Т-клеток CD3 + в мозге ВИЧ-инфицированных мышей (рис. 1E), потеря ~ 75 % (Рис. 2Б). Эти данные показывают, что Т-клетки (одиночные положительные по CD4, одиночные положительные по CD8 и CD4 тусклые CD8 яркие ) инфильтрируют мозг и что чувствительные к ВИЧ клетки-мишени (например,g. , CD4 одноположительных и CD4 тусклых CD8 ярких Т-клеток) истощены после инфицирования. Существующая парадигма указывает на то, что непродуктивно инфицированные моноциты и периваскулярные макрофаги являются «троянскими конями» ВИЧ, что позволяет ему проникать в ЦНС. Наши результаты в этой статье показывают, что CD4 + Т-клетки также могут проникать в мозг и подвергаться истощению. CD8 + Т-клетки размножаются в ЦНС, что может способствовать усилению воспалительных реакций в ЦНС и повреждению нейронов.

РИСУНОК 1.

CD4 dim CD8 bright Т-клетки обнаружены в головном мозге мышей NSG-huPBMC. Мышей NSG восстанавливали 2 × 10 7 PBMC, выделенных от здоровых доноров-людей и инфицированных 10 4 Инфекционная доза культуры ткани 50 ВИЧ BAL. Через 2 и 3 недели после инфицирования собирали сыворотку и измеряли количество копий РНК ВИЧ на миллилитр с помощью ПЦР в реальном времени ( A ). Общее количество лимфоцитов, выделенных из мозга неинфицированных и ВИЧ-инфицированных мышей через 2 и 3 недели после инфицирования, определяли путем подсчета клеток с использованием исключения трипанового синего ( B ).Лимфоциты, выделенные из мозга, анализировали с помощью проточной цитометрии. Одноположительные по CD4 ( C ), одиночные положительные по CD8 ( D ) и CD4 тусклые CD8 яркие ( E ) Популяции Т-клеток были идентифицированы в головном мозге неинфицированных мышей и ВИЧ-инфицированных мышей через 2 секунды. и через 3 недели после инфицирования и показаны на репрезентативной диаграмме потока ( F ). n = 8 мышей на группу, * p ≤ 0,05 между неинфицированными и инфицированными животными с использованием теста Стьюдента t .

РИСУНОК 2.

Как одиночные положительные по CD4, так и CD4 тусклые CD8 светлые Т-клетки инфицированы ВИЧ, и CD4 тусклые CD8 светлые Т-клетки выживают лучше, тогда как одиночные положительные Т-клетки CD4 истощены. ВИЧ-инфицированных мышей умерщвляли через 2 и 3 недели после инфицирования, и инфильтрирующие мозг CD4 одноположительные и CD4 dim CD8 яркие Т-клетки выделяли для проточной цитометрии и окрашивали на внутриклеточный HIVp24 Core Ag. Различия между группами не были статистически значимыми ( A ).Процент CD4-положительных и CD4 dim CD8 bright Т-клеток от неинфицированных и ВИЧ-инфицированных мышей сравнивали через 2 и 3 недели после инфицирования, чтобы определить процент каждой популяции, потерянной у ВИЧ-инфицированных мышей по сравнению с неинфицированными мышами ( В ). n = 8 мышей на группу, * p ≤ 0,05 между одиночно-положительными CD4 и CD4 тусклыми CD8 яркими Т-клетками с использованием теста Стьюдента t .

ВИЧ-инфекция CD4-положительных и CD4

dim CD8 ярких Т-клеток в мозге

Экспрессия CD4 на CD8 + Т-лимфоцитах делает их восприимчивыми к ВИЧ-инфекции (16, 20). В ЦНС степень ВИЧ-инфекции между CD4-положительными (6%) и CD4 тусклыми CD8 яркими Т-клетками (3%) через 2 недели после инфицирования сопоставима, что определяется путем измерения внутриклеточной экспрессии HIVp24 (рис. 2A). ). Хотя это статистически незначимо, через 3 недели после инфицирования наблюдалась тенденция к более высокому проценту инфицированных одиночных положительных клеток CD4 по сравнению с CD4 dim CD8 яркими Т-клетками (1% одиночных положительных Т-лимфоцитов CD4 против 4% CD4 dim CD8 bright Т-клетки экспрессировали HIVp24; p ≤ 0.07) (фиг. 2A), что может быть связано с дифференциальной потерей одиночных положительных CD4 по сравнению с CD4 тусклыми CD8 яркими Т-клетками. Мы сравнили процент CD4-положительных и CD4 dim CD8 ярких Т-клеток в головном мозге неинфицированных мышей NSG-huPBMC и ВИЧ-инфицированных мышей NSG-huPBMC. Через 2 недели после заражения было потеряно ~ 60% одиночных положительных Т-лимфоцитов CD4 по сравнению с только 20% Т-клеток CD4 dim CD8 ярких Т-клеток. Кроме того, через 3 недели после инфицирования было потеряно> 90% одиночных положительных Т-лимфоцитов CD4 по сравнению с 75% Т-клеток CD4 dim CD8 ярких Т-клеток (рис.2Б). Эти данные показывают, что, хотя как одиночные положительные по CD4, так и CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки, обнаруженные в ЦНС, инфицированы ВИЧ, одиночные положительные Т-клетки CD4 теряются в более ранний момент времени, чем CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки. Уменьшение количества Т-клеток в головном мозге может быть вызвано перемещением клеток из мозга, ВИЧ-зависимой смертью, ВИЧ-независимой смертью или потерей экспрессии CD4, поскольку ВИЧ-инфекция приводит к снижению уровня CD4 на поверхности клеток.Кроме того, это открытие предполагает, что CD4 dim CD8 bright Т-клетки могут составлять новый резервуар ВИЧ в ЦНС, независимо от резидентных клеток головного мозга (микроглии, периваскулярных макрофагов и астроцитов).

CD4

dim CD8 bright Т-клетки обратно связаны с транскриптом gag ВИЧ в головном мозге

Периферические CD4 dim CD8 яркие Т-клетки демонстрируют усиленный ответ против ВИЧ по сравнению с одиночными положительными Т-клетками CD8. Они составляют> 60% тетрамер-положительного ответа CD8 + против ВИЧ и являются полифункциональными (15). Чтобы определить связь между CD4 dim CD8 bright T-клетками и контролем ВИЧ в ЦНС, мы собрали мозг от ВИЧ-инфицированных мышей NSG-huPBMC через 3 недели после инфицирования. Одно полушарие использовалось для измерения ВИЧ-инфицирования с помощью количественной ОТ-ПЦР, а другое — для выделения инфильтрирующих лимфоцитов. Мы показываем, что хотя процент одиночных положительных Т-лимфоцитов CD8 не был связан с изменением экспрессии мРНК gag ВИЧ (R = -0.24; р <0,27; Фиг. 3A), процент CD4 dim CD8 bright Т-клеток был обратно коррелирован с изменением экспрессии мРНК gag ВИЧ (R = -0,62; p ≤ 0,001; фиг. 3B). Кроме того, частоты CD4 dim CD8 bright T-клеток и CD8 одиночных положительных T-клеток были положительно связаны ( R = +0,99; p <0,0001; фиг. 3C). Эти данные предполагают, что CD4 dim CD8 bright Т-клетки играют значительную роль в ответах мозга против ВИЧ. Более того, CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки и одиночные положительные Т-клетки CD8 могут проникать в мозг с одинаковой скоростью или, попав в мозг, одиночные положительные Т-клетки CD8 могут давать начало CD4 тусклым CD8 ярким Фенотип Т-клеток.

РИСУНОК 3.

CD4 dim CD8 bright Т-клетки контролируют ВИЧ-инфекцию в мозге мышей NSG. Всего 28 ВИЧ-инфицированных мышей NSG-huPBMC были умерщвлены через 3 недели после инфицирования. Мозг был извлечен и разрезан на полушария.Лимфоциты, инфильтрирующие мозг, выделяли из одного полушария для анализа процентного содержания CD4 dim CD8 ярких Т-клеток и одиночных положительных CD8 Т-клеток с помощью проточной цитометрии. Транскрипты мРНК gag ВИЧ были амплифицированы из другого полушария с помощью количественной ОТ-ПЦР. Корреляцию между процентным содержанием CD8 одноположительных ( A ) или CD4 тусклых CD8 ярких ( B ) Т-клеток и экспрессией транскрипта gag ВИЧ определяли с использованием коэффициента корреляции Пирсона. Общее количество подсчитанных лимфоцитов умножали на процент CD8 одноположительных или CD4 тусклых CD8 ярких Т-клеток, чтобы определить частоту одиночных CD8 положительных или CD4 тусклых CD8 ярких Т-клеток. Корреляция между частотой CD4 dim CD8 bright и одиночных положительных CD8 Т-клеток из одного и того же мозга представлена ​​в ( C ).

Мозг CD4

dim CD8 bright Т-клетки от ВИЧ-инфицированных мышей проявляют анти-ВИЧ-специфические ответы

Учитывая корреляцию между увеличением CD4 dim CD8 ярких Т-клеток и снижением экспрессии мРНК gag ВИЧ в ЦНС мы оценили, проявляют ли CD4 dim CD8 bright Т-клетки анти-ВИЧ-специфические ответы.Т-клетки выделяли из мозга ВИЧ-инфицированных мышей NSG-huPBMC через 2 недели после инфицирования, совместно культивировали с сингенными CD3-истощенными PBMC, предварительно загруженными либо нерелевантным пептидом (CMVpp65), либо объединенными пептидами ВИЧ, либо оставляли незагруженными. Экспрессию CD107ab оценивали через 6 часов после культивирования ex vivo. Поверхностная экспрессия CD107a и b (также называемых мембранным белком, ассоциированным с лизосомами) является маркером цитотоксического потенциала, поскольку CD107a и b перемещаются на поверхность клетки в ответ на дегрануляцию, вызванную активацией (35).Менее 2% CD4 dim CD8 bright T-клеток, культивируемых с мишенями без пептида или мишеней, загруженных нерелевантным пептидом, экспрессировали CD107ab, тогда как 6-10% CD4 dim CD8 bright T-клеток, культивированных с загруженными мишенями с объединенными пептидами ВИЧ, экспрессирующими CD107ab (фиг. 4A и B). Эти данные показывают, что CD4 dim CD8 bright Т-клетки в мозге ВИЧ-инфицированных мышей NSG проявляют цитотоксические анти-ВИЧ-специфические ответы, которые могут способствовать пониженному уровню ВИЧ, наблюдаемому в мозгу животных с более высокой частотой. CD4 тусклых CD8 светлых Т-клеток.

РИСУНОК 4.

Мозг CD4 тусклый CD8 яркий Т-клетки от ВИЧ-инфицированных мышей проявляют анти-ВИЧ-специфические ответы ex vivo. Через 2 недели после инфицирования лимфоциты выделяли из мозга ВИЧ-инфицированных мышей и совместно культивировали с аутологичными клетками-мишенями, загруженными объединенными пептидами ВИЧ или нерелевантным пептидом (CMVpp65), или выгружали. Через 6 часов было проведено окрашивание CD107ab. ( A ) Данные представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение в процентах экспрессии CD107ab от 8 мышей. * р ≤ 0.05 между группой без пептидов и группой объединенных пептидов ВИЧ, а также группой нерелевантных пептидов и группой объединенных пептидов ВИЧ с использованием теста Стьюдента t . ( B ) Типичный график потока.

CD4 активируется на CD8

+ Т-клетках лигандами Wnt, продуцируемыми астроцитами

Затем мы оценили, может ли микросреда мозга индуцировать CD8-единичные положительные Т-клетки в CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки in vitro и in vitro. естественным образом. Мозг, особенно астроциты, является богатым источником Wnts (27, 32), которые инициируют каскад событий, индуцирующих экспрессию β-катенина.Учитывая, что экспрессия CD4 на Т-клетках CD8 + опосредуется передачей сигналов Wnt / β-катенина (18), мы оценили, опосредуют ли астроциты экспрессию Т-клеток CD4 dim CD8 bright посредством секреции Wnts. Мы культивировали αCD3 / αCD28-активированные нормальные PBMC человека с или без ACM из первичных PDA человека. ACM индуцировал CD4 dim CD8 bright T-клетки в 2 раза по сравнению с контролем (фиг. 5A). Трансфекция PBMC репортером для Wnt / β-catenin (конструкция TOPflash, которая содержит несколько сайтов связывания фактора T-клеток / лимфоидного энхансера и фактора связывания, связанных с люциферазой светлячка) индуцировала активность TOPflash в PBMC, культивируемых в ACM, на ~ 2 раза.В 5 раз (фиг. 5B) по сравнению с контролем, что свидетельствует о том, что Wnts в ACM могут управлять экспрессией Т-клеток CD4 dim CD8 bright за счет повышенной активности β-катенина. Чтобы определить, действительно ли эта индукция опосредована Wnts в ACM, и поскольку нет нейтрализующего Abs для Wnts, мы истощили ACM Wnt 1, Wnt 2b, Wnt 3, Wnt 5b или Wnt 10b с помощью магнитной иммунопреципитации, как описано (27 ). Истощение IgG использовали в качестве контроля. Истощение Wnts было подтверждено вестерн-блоттингом (данные не показаны) (27).Истощение Wnts 1, 2b, 3 и 5b из ACM аннулировало способность ACM индуцировать фенотип Т-клеток CD4 dim CD8 bright (фиг. 5C). Эти данные показывают, что Wnts, экспрессируемые астроцитами человека, могут смещать Т-клетки CD8 + в сторону фенотипа Т-клеток CD4 dim CD8 ярких Т-клеток.

РИСУНОК 5.

Wnts из ACM индуцируют экспрессию CD4 на CD8 + Т-клетках in vitro путем активации передачи сигнала β-катенина. ( A ) Человеческие PBMC от 12 здоровых доноров культивировали в течение 3 дней в cRPMI с 20 ед. / Мл IL-2 и 1 мкг / мл αCD3 / αCD28. Через 3 дня клетки культивировали в смеси 1: 1 cRPMI и ACM с 20 ед. / Мл IL-2 и α-CD3 / α-CD28 в течение дополнительных 3 дней. Клетки анализировали проточной цитометрией на экспрессию CD4 на CD8 + Т-клетках и определяли средний процент CD4 dim CD8 bright T-клеток. Результаты представляют пять отдельных экспериментов. * p ≤ 0,05 между лунками cRPMI- и ACM-культурами с использованием теста Стьюдента t . ( B ) PBMC культивировали в течение 3 дней в cRPMI, как в (A), затем трансфицировали репортерной плазмидой TOPFlash или FOPFlash перед культивированием в течение дополнительных 3 дней в одном cRPMI или в смеси cRPMI и ACM 1: 1.Затем клетки лизировали и проводили двойной анализ люциферазы. Результаты представлены в виде кратного изменения относительных световых единиц (RLU) по сравнению с контролем FOPFlash. Результаты представляют пять отдельных экспериментов. * p ≤ 0,05 между PBMC, культивируемыми cRPMI и ACM, с использованием теста Student t . ( C ) Человеческие PBMC культивировали в течение 3 дней, как в (A), затем культивировали только в cRPMI или в смеси 1: 1 cRPMI и индивидуального ACM с истощенным Wnts путем иммунопреципитации с Abs для IgG, Wnt 1, 2b, 3, 5b или 10B.Клетки анализировали проточной цитометрией на экспрессию CD4 на CD8 + Т-клетках и определяли средний процент CD4 dim CD8 bright T-клеток. Результаты представляют пять отдельных экспериментов. * p ≤ 0,05 между ACM, обработанным IgG, и ACM, обедненным Wnt, с использованием теста Стьюдента t , если иное не указано на рисунке.

Микроокружение мозга индуцирует CD8 одиночные положительные Т-клетки для экспрессии CD4 in vivo

Далее мы определили, могут ли человеческие CD8 + Т-клетки превращаться в CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки in vivo.Единичные положительные CD8 Т-клетки отделяли от здоровых PBMC человека с помощью магнитной сепарации и культивировали в течение ночи с IL-2. Через 24 ч культивирования клетки метили VPD, а затем оценивали с помощью проточной цитометрии на популяцию CD4 dim CD8 bright T-клеток (фиг. 6A) и исходную экспрессию VPD (фиг. 6D и E) непосредственно перед внутричерепным процессом. инъекция 3 × 10 6 клеток в 10 мкл PBS в боковой желудочек мозга невосстановленных мышей NSG. Перед инъекцией 0–2% Т-клеток CD8 + экспрессировали CD4 (рис.6A и C). Через 6 дней клетки повторно выделяли из мозга и анализировали с помощью проточной цитометрии на процентное содержание CD4 dim CD8 bright T-клеток. Мы показываем, что после введения в мозг 13-20% высокоочищенных одиночных положительных клеток CD8 становятся CD4 тусклыми CD8 яркими Т-клетками. Эти CD4 dim CD8 яркие Т-клетки продолжают пролиферировать в головном мозге со скоростью, сравнимой со скоростью одиночных положительных клеток CD8 (фиг. 6D и E). Эти данные показывают, что микроокружение мозга способствует дифференцировке инфильтрирующих CD8 + Т-клеток для экспрессии CD4 на своей поверхности, генерируя фенотип Т-клеток CD4 dim CD8 bright T-клеток.

РИСУНОК 6.

CD8 + Т-клетки дифференцируются в CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки в головном мозге, где они все еще пролиферируют. Человеческие РВМС выделяли от здоровых доноров, а Т-клетки CD8 + выделяли из РВМС путем выделения магнитных гранул. CD8 + Т-клетки культивировали в течение ночи с 20 ед. / Мл IL-2. На следующий день клетки окрашивали BD VPD и анализировали проточной цитометрией на экспрессию CD4 на CD8 + Т-клетках ( A и C ) и на базовую экспрессию VPD в CD8 с единичным положительным результатом ( D ) или CD4. тусклые CD8 яркие ( E ) Т-клетки.Мышам NSG внутричерепно инъецировали 3 × 10 6 клеток в 10 мкл PBS стереотаксической инъекцией. Через 6 дней клетки снова выделяли из мозга, и экспрессию CD4 на CD8 + Т-клетках оценивали с помощью проточной цитометрии ( B ). Процентное содержание CD4 dim CD8 bright Т-клеток до и после внутричерепной инъекции показано на (C). Пролиферацию CD8-лимфоцитов с единичными положительными (D) и CD4 dim CD8 ярких (E) Т-клеток также определяли по снижению VPD. n = 7, * p ≤ 0,05 находится между CD4 перед инъекцией тусклыми CD8 светлыми Т-клетками и постинъекционными CD4 тусклыми CD8 яркими Т-клетками с использованием теста Стьюдента t .

CD4

dim CD8 bright T-клетки, индуцированные микросредой мозга, являются терминальными эффекторными Т-клетками памяти

Мы оценили фенотип CD4 dim CD8 bright T-клеток мозга, в частности, являются ли эти клетки центральной памятью. эффекторная память или терминально дифференцированная эффекторная память (TEMRA) Т-клетки с использованием обычных фенотипических маркеров для различения этих подмножеств (36–39). Мы обнаружили, что, хотя большинство CD8-одиночных положительных Т-клеток были эффекторными клетками памяти (CCR7 CD27 lo CD28 lo CD45RA ) до инъекции (фиг. 7A), через 6 дней после инъекции обе CD8-одиночные положительные ( 7A) и CD4 dim CD8 bright (фиг. 7B) Т-клетки в значительной степени повторно экспрессировали CD45RA, что указывает на то, что они представляют собой терминальные эффекторные клетки памяти, повторно экспрессирующие CD45RA (TEMRA, CCR7 CD27 CD28 CD45RA + ).Клетки TEMRA представляют собой терминально дифференцированные клетки на конечной стадии с низкой пролиферативной способностью, но высокой цитотоксичностью из-за высокой экспрессии перфорина и FasL и повышенной продукции цитокинов. Было показано, что клетки TEMRA играют жизненно важную роль в контроле ВИЧ-инфекции в крови (39). Накопление терминально дифференцированных Т-клеток CD8 + с низкой экспрессией CD28 часто связано с увеличением стареющих Т-клеток (36). Чтобы оценить, являются ли Т-клетки CD4 dim CD8 bright в ВИЧ-инфицированном мозге стареющими, мы собрали лимфоциты из мозга мышей NSG-huPBMC, которые не были инфицированы или инфицированы ВИЧ, и оценили экспрессию CD28 lo CD57 + , общий показатель старения Т-клеток (37–41).Через 3 недели после инфицирования процент одиночных положительных по CD8 Т-клеток, которые были CD28 lo CD57 + , был сопоставим у неинфицированных (47%) и ВИЧ + (40%) мышей (фиг. 7C). Это также верно в отношении подгруппы CD4 dim CD8 bright , с ~ 47% инфильтрирующих в мозг CD4 dim CD8 bright клеток у неинфицированных мышей и 51% у ВИЧ-инфицированных мышей (рис. ). В совокупности эти данные указывают на то, что микросреда мозга может индуцировать экспрессию CD4 на CD8 Т-клетках, которые представляют собой мощные цитотоксические анти-ВИЧ клетки, которые не стареют и в основном имеют фенотип TEMRA в головном мозге.

РИСУНОК 7.

Одноположительные CD8 мозга и CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки являются конечными эффекторными клетками памяти и не стареют. Единичные положительные по CD8 Т-клетки выделяли из здоровых человеческих PBMC путем выделения магнитных шариков и культивировали в течение ночи с 20 ед. / Мл IL-2, затем оценивали проточной цитометрией для определения процента популяций эффекторных клеток памяти. Затем невосстановленным и неинфицированным мышам NSG внутричерепно инъецировали 3 × 10 6 клеток в 10 мкл PBS посредством стеротаксической инъекции.Через 6 дней клетки повторно изолировали, и процент эффекторной памяти (CCR7 CD27 lo CD28 lo CD45RA ) или TEMRA (CCR7 CD27 lo CD28 lo CD45RA + ) в CD8 одиночных положительных ( A ) или CD4 тусклых CD8 светлых ( B ) Т-клетках определяли с помощью проточной цитометрии. n = 7 мышей на группу, * p ≤ 0,05 между клетками TEMRA до и после инъекции или эффекторными клетками памяти с использованием теста Student t .В ( C ) инфильтрирующий мозг CD8 одиночный положительный и CD4 тусклый CD8 светлый Т-клетки оценивали для определения экспрессии стареющих маркеров CD28 lo CD57 + у неинфицированных и ВИЧ-инфицированных мышей через 3 недели после инфицирования. . n = 8 мышей на группу. Данные в (C) не являются статистически значимыми между группами.

Обсуждение

CD8 + Т-клетки играют решающую роль в противовирусных реакциях, в том числе при ВИЧ-инфекции (2–6, 10–12, 15).Однако при хронической ВИЧ-инфекции периферические CD8 + Т-клетки подвергаются старению, и их литическая активность со временем снижается и не нормализуется даже после длительного антиретровирусного лечения (42). ВИЧ обнаруживается в мозге ВИЧ-инфицированных людей в течение 7–12 дней после острой инфекции (43). Иммунологические детерминанты контроля над ВИЧ в мозге не ясны. Мы использовали модель NSG-huPBMC на мышах для оценки роли субпопуляций CD8 + Т-клеток в контроле над ВИЧ. Мы специально сосредоточились на уникальном подмножестве CD8 + Т-клеток, которые коэкспрессируют CD4 на своей поверхности (CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки), потому что периферические CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки обладают мощными ответами против ВИЧ. (15).В этой статье мы показываем, что, хотя в головном мозге мышей NSG-huPBMC HIV + обнаружены как одиночные положительные по CD8, так и CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки, это CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки , а не единичные положительные CD8 Т-клетки, которые связаны с более низким содержанием ВИЧ в головном мозге. Кроме того, мозг CD4 dim CD8 bright Т-клетки ВИЧ-инфицированных мышей проявляют анти-ВИЧ-специфические ответы ex vivo. Эти данные показывают, что в ЦНС CD4 dim CD8 bright Т-клетки контролируют ВИЧ-инфекцию.Однако из-за экспрессии CD4 на их поверхности, CD4 dim CD8 bright Т-клетки восприимчивы к ВИЧ-инфекции. Фактически, как одиночные положительные по CD4, так и CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки восприимчивы к ВИЧ-инфекции и потере, хотя потеря одиночных положительных клеток CD4 происходит в более ранний момент времени, чем CD4 тусклые CD8 яркие Т-клетки . Снижение CD4 dim CD8 bright Т-клеток в головном мозге может быть независимым от ВИЧ-инфекции, поскольку p24-положительные клетки остаются неизменными в этой популяции.Хотя мы напрямую не оценивали, являются ли Т-клетки CD4 dim CD8 яркими более устойчивыми к ВИЧ-инфекции, они обладают несколькими свойствами, которые могут придавать устойчивость. CD4 dim CD8 bright Т-клетки обогащены экспрессией β-катенина, который является котранскрипционным фактором, связанным с подавлением ВИЧ в PBMC (44). Кроме того, CD4 dim CD8 bright Т-клетки экспрессируют более высокие уровни Bcl-X L , который является антиапоптотическим фактором под контролем передачи сигнала β-катенина, который предотвращает вызванную активацией гибель клеток (18, 45).Поскольку β-катенин подавляет транскрипцию ВИЧ (44), высокая экспрессия β-катенина в Т-клетках CD4 dim CD8 bright в сочетании с богатым Wnt микроокружением мозга может либо уменьшить размер популяции ВИЧ-инфицированных. инфицированные CD4 dim CD8 яркие Т-клетки или позволяют им лучше выжить после заражения. Более того, другие механизмы, способствующие снижению количества CD4-лимфоцитов головного мозга и CD4 тусклых CD8 ярких Т-клеток с течением времени, могут быть связаны с ВИЧ-независимой смертью (например,g., воспаление / активация), изменение фенотипических маркеров (потеря CD4 на CD4 dim CD8 bright Т-клеток из-за ВИЧ-инфекции) и / или вывоз из мозга.

Путь Wnt / β-катенин важен для выживания тимоцитов, поскольку тимоциты переходят от дважды отрицательной к дважды положительной стадии (18, 45). Ранее мы показали, что этот процесс все еще происходит на периферии в Т-клетках CD8 + , чтобы управлять повторной экспрессией CD4 на зрелых Т-клетках CD8 + (18).Другая популяция специализированных Т-клеток CD8 + с высокой активностью β-катенина, высокой активностью и устойчивостью — это популяция Т-стволовых клеток памяти (CD8 + Tscm). Tscm составляют ~ 2–4% всех циркулирующих Т-клеток и могут быстро дифференцироваться в более зрелые центральные клетки памяти, эффекторные клетки памяти и эффекторные Т-клетки, сохраняя при этом свой собственный пул (46). Как и в нашем исследовании, предыдущая работа показала, что частота циркуляции CD8 Tscm у нелеченных ВИЧ-инфицированных + людей обратно коррелирует с вирусной нагрузкой, что предполагает вклад в защиту пациентов от прогрессирования ВИЧ-инфекции (47). Хотя CD4 dim CD8 bright Т-клетки и Tscm имеют много общего, неизвестно, принадлежат ли они к одной и той же популяции. Tscm обычно идентифицируют по фенотипу CD8 + CD45RA + CCR7 + CD27 + CD95 + в крови ВИЧ-инфицированных пациентов (47). CD4 dim CD8 bright Т-клетки в головном мозге мышей NSG в основном представляют собой CCR7 и CD27 , но экспрессируют CD45RA + , что указывает на то, что, по крайней мере, в головном мозге они фенотипически не одинаковы. популяция клеток.

Экспрессия CD4 dim CD8 bright Т-клеток положительно связана с одиночными положительными Т-клетками CD8 в головном мозге. Это открытие предполагает, что обе популяции могут проникать в ЦНС вместе или что, попав в мозг, CD8 Т-клетки дают начало CD4 тусклым CD8 ярким Т-клеткам или что оба события могут происходить одновременно. Это особенно вероятно, потому что ЦНС и особенно астроциты являются богатым источником Wnts, которые управляют фенотипом Т-клеток CD4 dim CD8 bright T.Действительно, Wnts из ACM индуцировали фенотип Т-клеток CD4 dim CD8 bright in vitro. Инъекция высокоочищенной популяции одиночных положительных Т-клеток CD8 в мозг также приводила к появлению CD4 dim CD8 ярких Т-клеток. Эти клетки в основном являются конечными эффекторными клетками памяти, повторно экспрессирующими CD45RA. Повторная экспрессия CD45RA в эффекторных клетках памяти является маркером терминальной дифференцировки, в результате чего эффекторные клетки памяти демонстрируют повышенные литические способности, но сниженный пролиферативный потенциал (39, 48–51).Терминальная дифференцировка общих CD8 + Т-клеток и ВИЧ-специфических CD8 + Т-клеток была связана с более медленным прогрессированием ВИЧ (52, 53). Накопление терминально дифференцированных Т-клеток CD8 + также связано со старением, которое характеризуется наличием Т-клеток CD8 + с укороченными теломерами, потерей костимулирующей молекулы CD28 и повышенной экспрессией CD57 (42). CD57 является маркером пролиферативного анамнеза и часто указывает на клетку с низкой пролиферативной способностью (42).В этой статье мы показываем, что инфильтрирующие мозг CD4 dim CD8 bright Т-клетки не более стареют в мозге ВИЧ-инфицированных мышей. Кроме того, ВИЧ-инфекция фактически подавляет старение популяций Т-клеток на периферии (39). Следовательно, микросреда мозга индуцирует CD4 dim CD8 bright Т-клетки с сильным терминальным эффекторным фенотипом и способностью лизировать ВИЧ-инфицированные клетки в головном мозге. В подтверждение этого наблюдения ранее сообщалось, что Т-клетки CD8 + в спинномозговой жидкости ВИЧ-инфицированных пациентов имеют более высокую экспрессию CD38, HLA-DR, CXCR3 и маркеров адгезии, что указывает на то, что они более высоко активированы, чем CD8 + Т-клетки на периферии (11, 38).Хотя повышенная активация и повышенная экспрессия маркеров адгезии необходимы для активированных Т-лимфоцитов CD8 + , чтобы пересечь гематоэнцефалический барьер в ВИЧ-инфицированный мозг, возможно, что микросреда мозга, вероятно, через Wnts, еще больше искажает дифференцировка CD8 + Т-клеток для повышения их противовирусной способности. Последствия увеличения воспалительных CD8 + Т-клеток в головном мозге не ясны. С одной стороны, они могут контролировать распространение ВИЧ в ЦНС, но с другой стороны, секреция воспалительных цитокинов и литических молекул может привести к повреждению нейронов.Недавно Schrier et al. (54) показали, что CD8 + IFN-γ + Т-клетки в спинномозговой жидкости ВИЧ-инфицированных пациентов положительно коррелировали с нейрокогнитивными нарушениями, тогда как CD8 + CD107ab + Т-клетки отрицательно коррелировали с нейрокогнитивными нарушениями. Наши данные показывают, что ~ 10% CD4 dim CD8 ярких Т-клеток мозга ex vivo экспрессируют CD107ab при совместном культивировании с мишенями, содержащими объединенные пептиды ВИЧ. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, связана ли частота Т-лимфоцитов CD4 dim CD8 bright с лучшим показателем нейрокогнитивных функций среди ВИЧ-инфицированных.Ответы против ВИЧ CD4 dim CD8 bright Т-клеток могут быть связаны с более низкой вирусной нагрузкой на мозг. Однако более высокая экспрессия воспалительных цитокинов и цитолитических молекул, таких как CD107ab, из Т-клеток CD4 dim CD8 bright может быть вредна для гомеостаза и функции ЦНС (15, 54). Еще предстоит определить, будут ли CD4 dim CD8 bright Т-клетки в спинномозговой жидкости также быть связаны с лучшим вирусным контролем спинномозговой жидкости и лучшим нейрокогнитивным исходом.Понимание вклада CD4 dim CD8 bright Т-клеток в иммунитет против ВИЧ и биологию Т-лимфоцитов CD8 + имеет решающее значение для разработки терапевтических стратегий для усиления и / или сохранения противовирусных реакций на широкий спектр вирусных инфекций. .

Интерлейкин-34 человека способствует дифференцировке микроглиеподобных клеток и стойкой инфекции ВИЧ-1 у гуманизированных мышей | Молекулярная нейродегенерация

  • 1.

    Валкур В., Чалермчай Т., Сайласута Н., Марович М., Лердлум С., Суттихом Д. и др.Вирусная инвазия и воспаление центральной нервной системы при острой ВИЧ-инфекции. J Infect Dis. 2012. 206 (2): 275–82.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 2.

    Ко А., Канг Г., Хаттлер Дж. Б., Галадима Х. И., Чжан Дж., Ли К. и др. Макрофаги, но не астроциты, содержат ДНК ВИЧ в мозге ВИЧ-1 инфицированных людей с авиремией, получающих подавляющую антиретровирусную терапию. J NeuroImmune Pharmacol. 2018. https: // doi.org / 10.1007 / s11481-018-9809-2.

  • 3.

    Сазерленд Э.Дж., Брю Б.Дж. Вирус иммунодефицита человека и нервная система. Neurol Clin. 2018; 36 (4): 751–65.

    Артикул PubMed Google ученый

  • 4.

    Marsden MD, Zack JA. Гуманизированные мышиные модели инфекции вируса иммунодефицита человека. Анну Рев Вирол. 2017; 4 (1): 393–412.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 5.

    Walsh NC, Kenney LL, Jangalwe S, Aryee KE, Greiner DL, Brehm MA и др. Гуманизированные мышиные модели клинического заболевания. Анну Рев Патол. 2017; 12: 187–215.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 6.

    Yong KSM, Her Z, Chen Q. Гуманизированные мыши как уникальные инструменты для исследований на людях. Arch Immunol Ther Exp. 2018; 66 (4): 245–66.

    Артикул Google ученый

  • 7.

    Boska MD, Dash PK, Knibbe J, Epstein AA, Akhter SP, Fields N, et al. Связь между микроструктурами мозга, метаболитами и когнитивными нарушениями во время хронической ВИЧ-1 инфекции гуманизированных мышей. Mol Neurodegener. 2014; 9: 58.

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 8.

    Горантла С., Макаров Э., Финке-Дуайер Дж., Кастанедо А., Ольгин А., Гебхарт К.Л. и др. Связь между прогрессирующей инфекцией ВИЧ-1 у гуманизированных мышей и вирусным нейропатогенезом.Am J Pathol. 2010. 177 (6): 2938–49.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 9.

    Dash PK, Gorantla S, Gendelman HE, Knibbe J, Casale GP, Makarov E, et al. Нарушение целостности нейронов во время прогрессирующей инфекции ВИЧ-1 у гуманизированных мышей. J Neurosci. 2011. 31 (9): 3148–57.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 10.

    Ли В, Горантла С., Гендельман Х.Е., Полуэктова Л.Ю. Системная инфекция ВИЧ-1 оставляет уникальный глиальный след в гуманизированном мозге мышей. Dis Model Mech. 2017; 10 (12): 1489–502.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 11.

    Горантла С., Полуэктова Л., Гендельман Х. Модели на грызунах нейрокогнитивных расстройств, связанных с ВИЧ. Trends Neurosci. 2012. 35 (3): 197–208.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 12.

    Scheerlinck, J-PY. Видовая специфичность цитокинов и гуманизированные мыши. В: Полуэктова Л.Ю., Гарсия Ю.В., Коянаги Ю., Манц М.Г., Тагер А.М., редакторы. Гуманизированные мыши для исследования ВИЧ. Нью-Йорк: Спрингер; 2014. с. 93–108.

  • 13.

    Wei S, Nandi S, Chitu V, Yeung YG, Yu W, Huang M и др. Функциональное перекрытие, но дифференциальная экспрессия CSF-1 и IL-34 в их CSF-1 рецептор-опосредованной регуляции миелоидных клеток. J Leukoc Biol. 2010. 88 (3): 495–505.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 14.

    Гарсо В., Смит Дж., Патон И. Р., Дэйви М., Фарес М. А., Сестер Д. П. и др. Важнейший прогресс: гены и гены рецепторов CSF-1, фактор 1 (CSF-1), интерлейкин-34 (IL-34) и CSF-1. J Leukoc Biol. 2010. 87 (5): 753–64.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 15.

    Читу В., Гохан С., Нанди С., Мехлер М.Ф., Стэнли Э.Р. Новые роли рецептора CSF-1 и его лигандов в нервной системе. Trends Neurosci.2016; 39 (6): 378–93.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 16.

    Тонг Л., Гонг И, Ван П, Ху В., Ван Дж, Чен З и др. Утрата микроглии способствует развитию большой депрессии, вызванной различными типами хронических стрессов. Neurochem Res. 2017; 42 (10): 2698–711.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 17.

    Багдади М., Умэяма Й., Хама Н., Кобаяши Т., Хан Н., Вада Х и др.Интерлейкин-34, всесторонний обзор. J Leukoc Biol. 2018; 104 (5): 931–51.

  • 18.

    Ратинам С., Пуеймиро В.Т., Рохас Дж., Мерфи А.Дж., Валенсуэла Д.М., Янкопулос Г.Д. и др. Эффективная дифференциация и функция макрофагов человека у гуманизированных мышей CSF-1. Кровь. 2011. 118 (11): 3119–28.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 19.

    Ронгво А., Виллингер Т., Мартинек Дж., Стровиг Т., Гирти С.В., Тейхманн Л.Л. и др.Развитие и функция клеток врожденного иммунитета человека в гуманизированной модели мыши. Nat Biotechnol. 2014; 32 (4): 364–72.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 20.

    Абуд Э.М., Рамирес Р.Н., Мартинес Э.С., Хили Л.М., Нгуен Ч.Х., Ньюман С.А. и др. Микроглиеподобные клетки человека, полученные из ИПСК, для изучения неврологических заболеваний. Нейрон. 2017; 94 (2): 278–93 e9.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 21.

    Виллинджер Т., Ронгво А., Такидзава Х., Янкопулос Г.Д., Валенсуэла Д.М., Мерфи А.Дж. и др. Мыши с нокаутом человеческого IL-3 / GM-CSF поддерживают развитие альвеолярных макрофагов человека и иммунные реакции человека в легких. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2011; 108 (6): 2390–5.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 22.

    Боржабад А, Брукс А.И., Вольский Д.Д. Профили экспрессии генов глии и мозга, инфицированных ВИЧ-1: к лучшему пониманию роли астроцитов в нейрокогнитивных расстройствах, связанных с ВИЧ-1.J NeuroImmune Pharmacol. 2010. 5 (1): 44–62.

    Артикул PubMed Google ученый

  • 23.

    Polyak MJ, Vivithanaporn P, Maingat FG, Walsh JG, Branton W., Cohen EA, et al. Дифференциальная экспрессия генов, регулируемых интерфероном 1 типа, в мозге при СПИДе: взаимодействие с вирусным разнообразием и нейровирулентностью. FASEB J. 2013; 27 (7): 2829–44.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 24.

    Sanna PP, Repunte-Canonigo V, Masliah E, Lefebvre C. Паттерны экспрессии генов, связанные с неврологическими заболеваниями при ВИЧ-инфекции человека. PLoS One. 2017; 12 (4): e0175316.

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 25.

    de Vree PJ, de Wit E, Yilmaz M, van de Heijning M, Klous P., Verstegen MJ, et al. Целевое секвенирование с помощью лигирования близости для комплексного обнаружения вариантов и локального гаплотипирования.Nat Biotechnol. 2014. 32 (10): 1019–25.

    Артикул CAS PubMed Google ученый

  • 26.

    Gendelman HE, Orenstein JM, Martin MA, Ferrua C, Mitra R, Phipps T, et al. Эффективное выделение и размножение вируса иммунодефицита человека на моноцитах, обработанных рекомбинантным колониестимулирующим фактором 1. J Exp Med. 1988. 167 (4): 1428–41.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 27.

    Gorantla S, Makarov E, Finke-Dwyer J, Gebhart CL, Domm W, Dewhurst S, et al. Истощение CD8 + клеток ускоряет иммунопатологию ВИЧ-1 у гуманизированных мышей. J Immunol. 2010. 184 (12): 7082–91.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 28.

    Араинга М., Су Х., Полуэктова Л.Ю., Горантла С., Гендельман Х. Паттерны репликации клеток и тканей ВИЧ-1 у инфицированных гуманизированных мышей. Научный доклад 2016; 6: 23513.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 29.

    Huey DD, Niewiesk S. Производство гуманизированных мышей путем переноса стволовых клеток. Curr Protoc Mouse Biol. 2018; 8 (1): 17–27.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 30.

    Шульц Л.Д., Сайто Ю., Надзима Ю., Танака С., Очи Т., Томидзава М. и др. Создание функциональных подмножеств человеческих Т-клеток с HLA-ограниченными иммунными ответами у гуманизированных мышей HLA класса I, экспрессирующих NOD / SCID / IL2r гамма (нулевые). Proc Natl Acad Sci U S A.2010. 107 (29): 13022–7.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 31.

    Scholbach J, Schulz A, Westphal F, Egger D, Wege AK, Patties I, et al. Сравнение гемопоэтических стволовых клеток, полученных из свежей и криоконсервированной цельной пуповинной крови в поколении гуманизированных мышей. PLoS One. 2012; 7 (10): e46772.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 32.

    Cheng L, Ma J, Li G, Su L. Гуманизированные мыши, прививаемые только человеческими HSC или HSC и тимусом, поддерживают сравнимую репликацию ВИЧ-1, иммунопатологию и ответы на АРТ и иммунотерапию. Фронт Иммунол. 2018; 9: 817.

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 33.

    Баде А.Н., Горантла С., Даш П.К., Макаров Э., Саджа Б.Р., Полуэктова Л.Ю. и др. Магнитно-резонансная томография с усилением марганца отражает патологию головного мозга во время прогрессирующей инфекции ВИЧ-1 у гуманизированных мышей.Mol Neurobiol. 2016; 53 (5): 3286–97.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 34.

    Бутовский О., Едрыховски М.П., ​​Мур С.С., Сиалик Р., Лансер А.Дж., Габриели Г. и др. Идентификация уникальной TGF-бета-зависимой молекулярной и функциональной сигнатуры в микроглии. Nat Neurosci. 2014. 17 (1): 131–43.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 35.

    Гарсия-Меса Y, Джей Т.Р., Чекли М.А., Латтге Б., Добровольский С., Валадхан С. и др.Иммортализация первичной микроглии: новая платформа для изучения регуляции ВИЧ в центральной нервной системе. J Neuro-Oncol. 2017; 23 (1): 47–66.

    CAS Google ученый

  • 36.

    Дэш П.К., Гендельман Х.Э., Рой У., Балкунди С., Альнути Й., Мосли Р.Л. и др. Наноформованная антиретровирусная терапия пролонгированного действия вызывает сильные антиретровирусные и нейрозащитные реакции у гуманизированных мышей, инфицированных ВИЧ-1. СПИД. 2012. 26 (17): 2135–44.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 37.

    Каваи Т., Акира С. Передача сигналов NF-kappaB с помощью толл-подобных рецепторов. Trends Mol Med. 2007. 13 (11): 460–9.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 38.

    Капотондо А., Милаццо Р., Полити Л.С., Кваттрини А., Палини А., Плати Т. и др. Кондиционирование мозга играет важную роль в успешном восстановлении микроглии после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109 (37): 15018–23.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 39.

    Дереки NC, Кронк JC, Кипнис Дж. Роль микроглии в поддержании мозга: последствия для синдрома Ретта. Trends Immunol. 2013; 34 (3): 144–50.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 40.

    Варвел Н.Х., Гратволь С.А., Бауманн Ф., Либих С., Бош А., Бравек Б. и др. Модель репопуляции микроглии показывает устойчивый гомеостатический процесс замены миелоидных клеток ЦНС. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109 (44): 18150–5.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 41.

    Cronk JC, Filiano AJ, Louveau A, Marin I, Marsh R, Ji E, et al. Макрофаги периферического происхождения могут приживаться в головном мозге независимо от облучения и сохранять идентичность, отличную от микроглии. J Exp Med. 2018; 215 (6): 1627–47.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 42.

    Honeycutt JB, Thayer WO, Baker CE, Ribeiro RM, Lada SM, Cao Y, et al. Персистирование ВИЧ в тканевых макрофагах гуманизированных мышей, содержащих только миелоиды, во время антиретровирусной терапии.Nat Med. 2017; 23 (5): 638–43.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 43.

    Llewellyn GN, Alvarez-Carbonell D, Chateau M, Karn J, Cannon PM. ВИЧ-1-инфекция микроглиальных клеток на модели реконструированной гуманизированной мыши и идентификация соединений, которые избирательно изменяют латентность ВИЧ. J Neuro-Oncol. 2018; 24 (2): 192–203.

    CAS Google ученый

  • 44.

    Mildner A, Schmidt H, Nitsche M, Merkler D, Hanisch UK, Mack M и др. Микроглия в мозге взрослого человека возникает из моноцитов Ly-6ChiCCR2 + только в определенных условиях хозяина. Nat Neurosci. 2007. 10 (12): 1544–53.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 45.

    Приллер Дж., Флюгель А., Венер Т., Боентер М., Хаас Калифорния, Принц М. и др. Нацеливание генно-модифицированных гемопоэтических клеток на центральную нервную систему: использование зеленого флуоресцентного белка обнаруживает приживление микроглии.Nat Med. 2001. 7 (12): 1356–61.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 46.

    Asheuer M, Pflumio F, Benhamida S, Dubart-Kupperschmitt A, Fouquet F, Imai Y, et al. Клетки CD34 + человека дифференцируются в микроглию и экспрессируют рекомбинантный терапевтический белок. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2004; 101 (10): 3557–62.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 47.

    Менасса Д.А., Гомес-Никола Д. Динамика микроглии в процессе развития человеческого мозга. Фронт Иммунол. 2018; 9: 1014.

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 48.

    Li Q, Barres BA. Микроглия и макрофаги в гомеостазе и болезнях мозга. Nat Rev Immunol. 2018; 18 (4): 225–42.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 49.

    Goldmann T, Wieghofer P, Jordao MJ, Prutek F, Hagemeyer N, Frenzel K и др. Происхождение, судьба и динамика макрофагов на интерфейсах центральной нервной системы. Nat Immunol. 2016; 17 (7): 797–805.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 50.

    Ginhoux F, Garel S. Загадочное происхождение микроглии. Nat Neurosci. 2018; 21 (7): 897–9.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 51.

    Принц М., Эрни Д., Хагемейер Н. Онтогенез и гомеостаз миелоидных клеток ЦНС. Nat Immunol. 2017; 18 (4): 385–92.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 52.

    Capotondo A, Milazzo R, Garcia-Manteiga JM, Cavalca E, Montepeloso A, Garrison BS, et al. Внутрицеребровентрикулярная доставка гематопоэтических клеток-предшественников приводит к быстрому и надежному приживлению микроглиеподобных клеток. Sci Adv. 2017; 3 (12): e1701211.

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 53.

    Беннетт ФК, Беннетт М.Л., Якуб Ф., Мулиньяве С.Б., Грант Г.А., Хайден Гепхарт М. и др. Сочетание онтогенеза и окружающей среды ЦНС устанавливает идентичность микроглии. Нейрон. 2018; 98 (6): 1170–83 e8.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 54.

    Derecki NC, Cronk JC, Lu Z, Xu E, Abbott SB, Guyenet PG, et al. Микроглия дикого типа останавливает патологию на мышиной модели синдрома Ретта. Природа. 2012. 484 (7392): 105–9.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 55.

    Хуанг И, Сюй З, Сюн С., Сунь Ф, Цинь Г, Ху Г и др. Повторное заселение микроглии происходит исключительно за счет разрастания остаточной микроглии после острого истощения. Nat Neurosci. 2018; 21 (4): 530–40.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 56.

    Mosser CA, Baptista S, Arnoux I, Audinat E. Microglia в развитии ЦНС: формирование мозга для будущего. Prog Neurobiol. 2017; 149-150: 1–20.

    Артикул PubMed Google ученый

  • 57.

    Нанди С., Чиоче М., Йунг Ю.Г., Ньевес Е., Тесфа Л., Лин Х и др. Зета-протеин-тирозинфосфатаза рецепторного типа является функциональным рецептором интерлейкина-34. J Biol Chem. 2013. 288 (30): 21972–86.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 58.

    Лоусон Л.Дж., Перри В.Х., Дри П., Гордон С. Гетерогенность в распределении и морфологии микроглии в нормальном мозге взрослой мыши. Неврология. 1990; 39 (1): 151–70.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 59.

    Уокер FR, Бейнон С.Б., Джонс К.А., Чжао З., Конгсуи Р., Кэрнс М. и др. Динамическое структурное ремоделирование микроглии при здоровье и болезни: обзор моделей, сигналов и механизмов. Иммунное поведение мозга. 2014; 37: 1–14.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 60.

    Mittelbronn M, Dietz K, Schluesener HJ, Meyermann R.Локальное распределение микроглии в нормальной центральной нервной системе взрослого человека различается до одного порядка. Acta Neuropathol. 2001. 101 (3): 249–55.

    CAS PubMed Google ученый

  • 61.

    Ибех Б.О., Фурута Ю., Хабу Дж. Б., Огбаду Л. Гуманизированная мышь как подходящая модель для ускоренных глобальных исследований в области ВИЧ и разработки вакцин: текущая тенденция. Immunopharmacol Immunotoxicol. 2016; 38 (6): 395–407.

  • 62.

    Victor GJ. Гуманизированные мыши для исследования ВИЧ и СПИДа. Curr Opin Virol. 2016; 19: 56–64.

    Артикул CAS Google ученый

  • 63.

    Honeycutt JB, Garcia JV. Гуманизированные мыши: модели для оценки NeuroHIV и стратегий лечения. J Neuro-Oncol. 2018; 24 (2): 185–91.

    Google ученый

  • 64.

    Горантла С., Гендельман Х.Е., Полуэктова Л.Ю. Могут ли гуманизированные мыши отражать сложную патобиологию нейрокогнитивных расстройств, связанных с ВИЧ? J NeuroImmune Pharmacol.2012. 7 (2): 352–62.

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 65.

    Полуэктова Л.Ю., Эпштейн А.А., Горантла С. Моделирование инфекции мозга ВИЧ-1 у гуманизированных мышей. В: Полуэктова Л.Ю., Гарсия Ю.В., Коянаги Ю., Манц М.Г., Тагер А.М., редакторы. Гуманизированные мыши для исследования ВИЧ. Нью-Йорк: Спрингер; 2014. с. 305–312.

  • 66.

    Jaeger LB, Nath A. Моделирование ВИЧ-ассоциированных нейрокогнитивных расстройств у мышей: новые подходы в меняющемся лице нейропатогенеза ВИЧ.Dis Model Mech. 2012; 5 (3): 313–22.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 67.

    Paquin-Proulx D, Greenspun BC, Kitchen SM, Saraiva Raposo RA, Nixon DF, Grayfer L. Макрофаги, полученные из интерлейкина-34 человека, обладают повышенной устойчивостью к инфекции ВИЧ-1. Цитокин. 2018; 111: 272–7.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 68.

    Гернгросс Л., Фишер Т. Доказательства передачи сигналов cFMS в производстве ВИЧ макрофагами и микроглией мозга. J Neuro-Oncol. 2015; 21 (3): 249–56.

    CAS Google ученый

  • 69.

    Gerngross L, Lehmicke G, Belkadi A, Fischer T. Роль cFMS в поддержании альтернативной поляризации макрофагов при инфекции SIV: последствия для нейропатогенеза ВИЧ. J Нейровоспаление. 2015; 12:58.

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 70.

    Kure K, Weidenheim KM, Lyman WD, Dickson DW. Морфология и распределение ВИЧ-1 gp41-положительной микроглии при подостром СПИД-энцефалите. Картина поражения, напоминающая мультисистемную дегенерацию. Acta Neuropathol. 1990. 80 (4): 393–400.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 71.

    Ge Y, Kolson DL, Babb JS, Mannon LJ, Grossman RI. Визуализация всего мозга ВИЧ-инфицированных пациентов: количественный анализ гистограммы коэффициента передачи намагниченности и фракционного объема мозга.AJNR Am J Neuroradiol. 2003. 24 (1): 82–7.

    PubMed Google ученый

  • 72.

    Кибуртц К., Кетонен Л., Кокс С., Гроссман Н., Холлоуэй Р., Бут Н. и др. Когнитивные функции и региональный объем мозга при инфекции вируса иммунодефицита человека 1 типа. Arch Neurol. 1996. 53 (2): 155–8.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 73.

    Aylward EH, Henderer JD, McArthur JC, Brettschneider PD, Harris GJ, Barta PE, et al.Уменьшение объема базальных ганглиев при деменции, связанной с ВИЧ-1: результаты количественной нейровизуализации. Неврология. 1993. 43 (10): 2099–104.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 74.

    Aylward EH, Brettschneider PD, McArthur JC, Harris GJ, Schlaepfer TE, Henderer JD, et al. Измерение уменьшения объема серого вещества при ВИЧ-деменции с помощью магнитно-резонансной томографии. Am J Psychiatry. 1995. 152 (7): 987–94.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 75.

    Мюллер С., Теммел А.Ф., Квинт С., Ригер А., Хаммель Т. Обонятельная функция у ВИЧ-положительных субъектов. Acta Otolaryngol. 2002. 122 (1): 67–71.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 76.

    Вестервельт Х.Дж., Маккаффри Р.Дж., Казинс Дж.П., Вагл В.А., Хаазе РФ. Лонгитюдный анализ обонятельного дефицита при ВИЧ-инфекции. Arch Clin Neuropsychol. 1997. 12 (6): 557–65.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 77.

    Zucco GM, Ingegneri G. Обонятельный дефицит у ВИЧ-инфицированных пациентов с комплексом деменции СПИДа и без него. Physiol Behav. 2004. 80 (5): 669–74.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 78.

    Bajramovic JJ. Регуляция врожденных иммунных ответов в центральной нервной системе. Цели лекарств от нейролизов в ЦНС. 2011; 10 (1): 4–24.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 79.

    Barichello T, Generoso JS, Goularte JA, Collodel A, Pitcher MR, Simoes LR, et al. Способствует ли активация иммунитета, вызванная инфекцией, развитию деменции? Aging Dis. 2015; 6 (5): 342–8.

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 80.

    Lee H, Lee S, Cho IH, Lee SJ. Толл-подобные рецепторы: сенсорные молекулы для обнаружения повреждений нервной системы. Curr Protein Pept Sci. 2013; 14 (1): 33–42.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 81.

    Верма Р., Бхарти К. Толл-подобный рецептор 3 и вирусные инфекции нервной системы. J Neurol Sci. 2017; 372: 40–8.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 82.

    Гельман Б.Б., Чен Т., Лисиниккья Дж. Г., Соукуп В. М., Кармил Дж. Р., Старки Дж. М. и др. Набор генов мозга национального тканевого консорциума NeuroAIDS: два типа нейрокогнитивных нарушений, связанных с ВИЧ. PLoS One. 2012; 7 (9): e46178.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 83.

    Cserhati MF, Pandey S, Beaudoin JJ, Baccaglini L, Guda C, Fox HS. База данных Национального консорциума тканей NeuroAIDS (NNTC): интегрированная база данных для исследований, связанных с ВИЧ. База данных (Оксфорд). 2015; 2015: bav074.

    Артикул CAS Google ученый

  • 84.

    Siangphoe U, Archer KJ. Экспрессия генов при ВИЧ-ассоциированных нейрокогнитивных расстройствах: метаанализ. J Acquir Immune Defic Syndr. 2015; 70 (5): 479–88.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 85.

    Винклер JM, Чаудхури AD, Fox HS. Перевод транскриптома мозга в нейроСПИД: от нечеловеческих приматов к людям. J NeuroImmune Pharmacol. 2012; 7 (2): 372–9.

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 86.

    Идальго Л., Суонсон С.М. Регуляция трансляции мРНК вируса иммунодефицита человека типа 1 (ВИЧ-1). Biochem Soc Trans. 2017; 45 (2): 353–64.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 87.

    Эндо-Муньос Л., Варби Т., Харрич Д., Макмиллан Н.А. Фосфорилирование ВИЧ tat посредством PKR увеличивает взаимодействие с TAR РНК и усиливает транскрипцию. Вирол Дж. 2005; 2: 17.

    Артикул CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 88.

    Чанг RC, Yu MS, Lai CS. Значение молекулярной передачи сигналов для контроля трансляции белков при нейродегенеративных заболеваниях. Нейросигналы. 2006. 15 (5): 249–58.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • Эффекты облучения головного мозга в иммунокомпетентных и иммунокомпрометированных моделях мышей., Радиационные исследования

    Ортотопические ксенотрансплантаты (PDOX), полученные от пациентов, точно повторяют опухоли первичной глиобластомы человека (GBM) с точки зрения гистологии и генотипа. По сравнению с другими линиями мышей, мыши NOD-scid IL2Rgammanull (NSG) демонстрируют отличную скорость поглощения опухолей, что делает их идеальным хозяином для PDOX. Однако мыши NSG обладают мутацией в каталитической субъединице ДНК-зависимой протеинкиназы (ДНК-PKcs), которая делает их относительно радиочувствительными.Это часто вызывает озабоченность в исследованиях ионизирующего излучения. В этом исследовании мы оценили токсичность мозга мышей NSG по сравнению с тремя другими линиями мышей, часто используемыми в исследованиях радиации в дозах, обычно используемых в экспериментальных исследованиях комбинированной терапии. Мыши C3H / Sed / Kam, C57Bl / 6, nude и NOD-scid IL2Rgammanull получали однократную дозу 4 Гр в правое полушарие мозга с помощью облучателя для мелких животных с визуализацией. Мозг окрашивали с использованием H&E, люксола Fast blue и антител против IBA1 и GFAP через один, два, четыре или шесть месяцев после облучения.Дополнительные животные всех четырех линий подвергались воздействию пяти ежедневных фракций по 2 Гр (5 × 2 Гр), а через 72 часа срезы тканей окрашивали на gh3AX, NeuN, GFAP и IBA1. Ни одна из линий мышей не показала радиационно-индуцированной токсичности ни в один из тестируемых моментов времени. Дозы облучения, относящиеся к тестированию комбинированной терапии, можно безопасно применять к мозгу мышей NSG без возникновения радиационно-индуцированной токсичности для нормальных тканей.

    中文 翻译 :


    在 免疫 功能 和 免疫 功能 受损 的 小鼠 模型 中 进行 脑 照射 的 影响。

    患者 的 原位 异种 移植 物 (PDOX) 可以 从 组织 学 和 基因型 方面 概括 出 原发性 细胞 瘤 (GBM) 肿瘤。 与 其他 小鼠 的系 相比 NOD-scid IL2Rgammanull (NSG)小鼠 显示 出 极好 的 肿瘤 率 , 这 PDOX 的 宿主。 但是 NSG 小鼠 在 DNA 依赖性 蛋白 激酶 (DNA-PKcs) 的 亚基 中 具有 突变 , 这 具有 相对 放射敏感性。 在 涉及 电离 辐射 的 研究 中 , 这 是 经常 被 关注 的 问题。 在 这项 中 , 我们 评估 了 NSG 小鼠 的 脑 , 三种 不同 的 小鼠 天研究 中 经常 以 实验 联合 疗法 研究 中 常用 的 放射 剂量 进行 比较 。C3H / Sed / Kam , C57Bl / 6 , 裸露 和 NOD 异常 的 IL2Rgammanull 小鼠 使用 半球. 4 Gy。 在 1、2、4 或 6 月 , 使用 H & E , luxol 固 和 针对 IBA1 和 GFAP 的 抗体 对 大脑 的。 将. 2 Гр (5 × 2 Гр) 的 每日 中 中 , 并 在 72 小时 后 针对 gh3AX , NeuN , GFAP 和 IBA1 对 组织 切片。 在 测试。 与 测试 联合 疗法 的 放射 剂量 可以 地 的 正常 组织 毒性 1的24 或 6 个 月 的 抗 IBA1 和 GFAP所有 这 的 动物 每天 暴露 于 5 2 Gy (5 × 2 Gy) 的 G 部分 中 , 并 在 72 小时 后 gh3AX , NeuN , GFAP 和 IBA1 对 切片 染色 染色测试 的 任何 时间 点 , 没有 小鼠 大系 显示 出 辐射 诱导 的 毒性。 与 测试 联合 疗法 的 的 放射 剂量 可以 安全 地 应用于 NSG 小鼠 的 大脑 , 而 的1、2、4 或 6 月 的 抗 AP 系 72小时 后 针对 gh3AX NeuN , GFAP 和 IBA1 对 组织 切片 进行 染色 的 任何 时间 点 , 没有 小鼠 的的 大脑 , 而 不会 发生 辐射 诱发 的 正常 组织 毒性。

    Начало работы — Руководство по платформе для моделирования мозга HBP 0.1.1 документация

    Платформа моделирования мозга (BSP) организована вокруг нескольких «онлайн-сценариев использования» и «совместных моделей». Эти варианты использования помогут вам в несколько щелчков мышью по конкретным практическим способам использования BSP и почти сразу же повысить продуктивность.

    Доступ к расширенным функциям может зависеть от определенных условий. Это связано с ранним состоянием платформы и тем фактом, что она использует ограниченные ресурсы, такие как суперкомпьютеры. См. Таблицу в конце этого раздела об услугах, которые платформа моделирования мозга (BSP) предоставляет различным классам пользователей на данный момент.

    Сначала дается краткий обзор работы с «Collabs» и организации вариантов использования:

    Работа с Collabs

    Центральным научным рабочим местом в платформе Brain Simulation Platform являются «Collabs» (от «Collaboration»). Коллаборация — это область, в которой один или несколько ученых могут работать над разными / несколькими задачами. Пользователь может создать новый Collab, использовать существующий, добавить варианты использования в этот Collab и пригласить коллег из научного сообщества к сотрудничеству.

    Обычно, когда пользователь выбирает вариант использования для работы, отображается следующий экран, позволяющий пользователю выбрать существующий Collab или создать новый Collab:

    Здесь вы можете ввести имя существующего Collab; любой соответствующий Collab будет указан и может быть выбран. В качестве альтернативы вы можете выбрать «Create new Collab», после чего появится следующий экран:

    Если вы выберете Collab, в котором уже присутствует выбранный вариант использования, появится диалоговое окно с вопросом, хотите ли вы заменить существующий контент или быть перенаправленным на старый вариант использования.

    Создать новый Collab легко:

    1. Выберите значащее имя для Collab (например, «Henry CA1 Connectome»).
    2. Нажмите «Создать» (вы можете выбрать, будет ли Collab виден всем (т. Е. Общедоступным) или частным. Вы можете изменить это позже в любое время).
    3. Должна открыться фактическая записная книжка или графический интерфейс изначально выбранного варианта использования.

    Откроется новый Collab с вашими вариантами использования и несколькими вариантами:

    Здесь у вас есть разные возможности для настройки Collab или просмотра статистики:

    Обзор
    Будет отображать недавние действия в Collab.
    Команда
    Здесь можно пригласить к сотрудничеству коллегу
    Хранение
    Здесь можно посмотреть, какие данные и файлы находятся в Collab-хранилище. Вы можете загружать и скачивать файлы в / из этого хранилища.
    Настройки
    Здесь вы можете изменить конфиденциальность Collab и при необходимости переименовать его.

    Организация вариантов использования

    Схематическая организация рабочего процесса варианта использования показана на рисунке слева.Важным аспектом рабочего процесса является то, что он открыт для всего сообщества нейробиологов. Это означает, что не имеет значения, принадлежите ли вы к учреждению-партнеру HBP, внешней лаборатории / компании или просто любопытный студент, во всех случаях вас могут пригласить получить учетную запись HBP для доступа к сценариям использования. . Единственное ограничение будет касаться типа данных, с которыми вы сможете работать, и ресурсов, которые вы можете использовать.

    Начните свой собственный проект с этих простых типичных шагов:

    1. Перейдите в список вариантов использования и выберите наиболее подходящий в зависимости от ваших целей; система покажет то, что уже доступно, с некоторой детализацией на основе вашей учетной записи
    2. После выбора варианта использования Платформа поможет вам создать новый Collab (или добавить вариант использования к одному из ваших существующих Collab) — весь код, экспериментальные данные и модели, созданные HBP, необходимые для выполнения варианта использования, будут скопировать туда, в некоторых случаях вы также можете загрузить свои собственные данные и работать с ними
    3. Используйте собственное воображение, сотрудничайте со своей командой, используйте доступные инструменты или создавайте новые для достижения своей научной цели
    4. Если вы удовлетворены результатами, вы можете загрузить их и / или сделать свою работу доступной другим пользователям, разместив ее в базе данных HBP; наша служба поддержки может помочь вам создать новый вариант использования

    То, что вы можете делать с помощью варианта использования, зависит от вашего опыта и знаний.BSP следует ориентированной на пользователя разработке, чтобы дать возможность пользователям с разным опытом и уровнем квалификации использовать возможности Платформы для достижения научных целей. Сценарии использования постоянно обновляются, чтобы улучшить их функциональные возможности и удобство использования, и могут потребоваться различные типы ресурсов. Чтобы помочь вам решить, подходит ли конкретный вариант использования для вашего опыта, каждый из них отмечен интуитивно понятными значками, указывающими на ожидаемое взаимодействие с пользователем, степень зрелости варианта использования и тип требуемых ресурсов.Эти значки показаны в правой части кнопок вариантов использования, как показано на рисунке ниже:

    Пользовательский опыт

    Конечные пользователи: Пользователи, которые заинтересованы в использовании инфраструктуры и средств BSP наиболее удобным для пользователя способом для относительно простых совместных научных проектов с использованием графического интерфейса пользователя и общедоступных ресурсов HPC, таких как облачные вычисления или шлюз нейробиологии (NSG) . Эти пользователи знакомы с электрофизиологическими механизмами, лежащими в основе поведения нейрона (ионные каналы, синаптические и пусковые свойства и т. Д.).) и понимают, как запустить простое моделирование, но у них нет опыта работы с такими языками программирования, как Python и / или в среде моделирования NEURON.

    Опытные пользователи: Пользователи, которые заинтересованы в использовании инфраструктуры и средств BSP для совместных проектов с использованием государственных ресурсов (таких как NSG) или собственных грантов HPC для одного из суперкомпьютерных центров, поддерживающих деятельность HBP (JSC и CINECA). Эти пользователи могут проектировать, внедрять, запускать и анализировать модели и симуляции, используя среду симуляции NEURON; они понимают информацию, необходимую для реализации и моделирования морфологически и биофизически точных нейронов, и у них есть практические знания Python.

    Эксперты и партнеры по совместному проектированию: Пользователи с хорошим знанием внутренней работы Collabs / приложений / веб-сервисов и / или значительным опытом в реализации моделирования морфологически и биофизически точных нейронов и сетей для моделирования функций мозга. Эти пользователи вносят свой вклад в разработку новых вариантов использования / моделей.

    Разработчики кода: Разработчики и первые последователи начальных версий Collabs / apps / webservices / models. Эти пользователи являются ведущими экспертами в своей области ИКТ и / или нейробиологии.Сценарии использования с этим значком обычно предназначены для совместной работы с командой, состоящей в основном из партнеров HBP, они служат для разработки / тестирования сложных тем.

    Срок погашения

    Служба этого уровня зрелости достигла определенной устойчивости и может быть использована первыми пользователями.

    Сервис этого уровня зрелости находится в стадии интенсивной разработки и рекомендуется только для использования специалистами или для партнеров по совместному проектированию.

    Доступ HPC

    Сценарии использования с этим значком требуют небольшого или среднего количества ресурсов высокопроизводительных вычислений.Они могут быть либо общедоступными, например, доступными через NSG, либо предоставленными пользователем посредством личного гранта, такого как награда PRACE, в одном из суперкомпьютерных центров, поддерживающих деятельность HBP (JSC и CINECA).

    Этот тип сценариев использования требует больших ресурсов HPC. Как правило, варианты использования, показывающие этот значок, включают сложные симуляции крупномасштабной модели областей / областей мозга на клеточном уровне, которые развернуты в системах JSC и CINECA. В зависимости от технической совместимости и лицензионного соглашения этот тип моделирования может быть делегирован для выполнения в других системах HPC за пределами BSP.

    Видеоуроки

    Варианты использования, отмеченные этим значком, представляют собой видеоурок, иллюстрирующий, как выполнить весь сценарий использования. Обучающие видео позволяют пользователю полностью смоделировать выполнение варианта использования, нажав кнопки ad-hoc . Они предназначены для использования в интерактивном режиме «укажи и щелкни», поэтому, пожалуйста, не используйте индикатор выполнения видео при воспроизведении видео, чтобы не прерывать процесс выполнения.

    В настоящее время на BSP доступно 15 видеоуроков.Мы группируем их по темам вариантов использования в списке ниже. Нажмите кнопку «Воспроизвести», если вы хотите запустить видеоурок, или кнопку «Загрузить», чтобы загрузить его локально (после загрузки файла .zip видео, распакуйте его и дважды щелкните файл «index.html», чтобы воспроизведите видеоурок в своем браузере).

    Анализ следов

    Анализ морфологии

    Одноклеточное здание

    • Восстановить существующую модель одиночной клетки гиппокампа (Играть — Скачать)
    • Создайте свою собственную модель отдельной клетки гиппокампа, используя данные HBP (Игра — Скачать)
    • Оптимизация монокартментных гранулярных клеток мозжечка (Играть — Скачать)
    • Оптимизация мультикомпартментных гранулярных клеток мозжечка (Игра — Скачать)
    • Custom Axon Cerebellar Granule Cell Simulator (Играть — Скачать)
    • Моделирование и проверка многокомпонентной модели клеток Пуркинье мыши (Играть — Скачать)
    • Оптимизация полосатого тела интернейрона с быстрыми шипами (Играть — Скачать)

    Эксперименты в кремнии с одной ячейкой

    • Одноэлементные эксперименты in silico под токовыми клещами (Играть — Скачать)

    Сервисный счет

    Учетная запись службы — это служба REST API, позволяющая разработчикам отправлять задания, от имени пользователей HBP Collaboratory в удаленные системы HPC.

    Для подробного объяснения того, как пользоваться сервисом, пожалуйста, обратитесь к Документация по сервисному аккаунту BSP.

    Шлюз нейробиологии (NSG)

    Портал Neuroscience Gateway (NSG) https://www.nsgportal.org/ облегчает доступ и использование ресурсов High Performance Computing (HPC) Национального научного фонда (NSF) для нейробиологов. Вычислительное моделирование клеток и сетей стало неотъемлемой частью исследований в области нейробиологии, и исследователи используют модели для решения проблем все возрастающей сложности, например.грамм. крупномасштабные сетевые модели и оптимизация или исследование пространств параметров большой размерности. ГЯП стимулирует такие исследования, снижая или устраняя административные и технические барьеры, которые в настоящее время затрудняют для исследователей использование ресурсов HPC. Он предлагает неврологам бесплатное компьютерное время, приобретенное с помощью процесса распределения времени суперкомпьютера, управляемого Комитетом по распределению ресурсов (XRAC) Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE). Портал обеспечивает доступ к популярным инструментам вычислительной нейробиологии, установленным на различных ресурсах HPC.Он также предоставляет список рассылки сообщества для нейробиологов, где они могут сотрудничать и делиться идеями.

    Группа безопасности сети доступна через простой веб-портал или программно с помощью служб RESTful. Группа безопасности сети предоставляет административно и технологически оптимизированную среду для загрузки моделей, определения параметров задания HPC, запроса статуса выполняемого задания, получения уведомлений о завершении задания, а также хранения и извлечения выходных данных. Группа безопасности сети прозрачно распределяет пользовательские задания по соответствующим ресурсам XSEDE HPC.

    Для случаев использования, относящихся к клеткам гиппокампа, доступ к NSG будет осуществляться программно с помощью служб RESTful.

    Успешная отправка задания возвращает сообщение на каждой основной точке обработки, а также при возникновении проблем. Каждое сообщение имеет отметку времени, этап обработки и текстовое описание. Работа проходит следующие этапы:

    • QUEUE — задание было проверено и помещено в очередь NSG.
    • COMMANDRENDERING — задание достигло заголовка очереди, и NSG создала командную строку, которая будет запущена.
    • INPUTSTAGING — NSG создала временный рабочий каталог для задания на исполняющем узле и скопировала входные файлы.
    • SUBMITTED — задание было отправлено планировщику на исполняющем хосте.
    • LOAD_RESULTS — задание завершено на исполняющем узле, и группа безопасности сети начала передавать результаты.
    • ЗАВЕРШЕНО — Результаты успешно переданы и доступны.

    S Sivagnanam, A Majumdar, K Yoshimoto, V Astakhov, A Bandrowski, M.Э. Мартоне и Н. Т. Карневале. «Введение в нейробиологический портал», IWSG, том 993 материалов семинара CEUR, CEUR-WS.org, 2013.

    NSG 503 A FA-SEM-17 Продвинутая физиология и патофизиология

      Приборная панель

      NSG 503 A FA-SEMEST-17

      PPTCh30audio.pptx

      Перейти к содержанию Приборная панель
      • Авторизоваться

      • Приборная панель

      • Календарь

      • Входящие

      • История

      • Помощь

      Закрывать