Нейротропное и антигипоксическое действие нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) in vivo и in vitro тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.01, кандидат наук Сахарнова, Татьяна Александровна

• Сахарнова, Татьяна Александровна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Сахарнова, Татьяна Александровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы

1.1. Строение, регуляция экспрессии гена и белка нейротрофического фактора головного мозга

1.2. Рецепторы нейротрофического фактора головного мозга

1.3. Влияние BDNF на синаптическую передачу сигнала в нейронной сети

1.4. Нейропротекторные свойства BDNF

1.5. Моделирование гипоксии in vitro и in vivo и роль BDNF в коррекции ишемических состояний мозга

1.6. Нейросетевой подход в изучении активности мозга

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объект исследования

2.2. Схема экспериментов

2.2.1. Схема экспериментов in vitro

2.2.2. Схема экспериментов in vivo

2.3. Методы культивирования диссоциированных клеток гиппокампа

2.3.1. Подготовка мультиэлектродных матриц и покровных стекол

2.3.2. Культивирование диссоциированных клеток гиппокампа

2.3.3. Поддержание жизнеспособности гиппокампальных культур

2.4. Мультиэлектродные методы исследования спонтанной биоэлектрической активности нейронной сети гиппокампа in vitro

2.4.1. Мультиэлектродная матрица MED64 системы (Alfa MED Science, Япония)

2.4.2. Мультиэлектродная матрица МЕА60 системы (Multichannel Systems, Германия)

2.4.3. Регистрация и анализ спонтанной биоэлектрической

активности

2.5. Экспериментальное моделирование гипоксии in vitro

2.5.1. Моделирование нормобарической гипоксии in vitro

2.5.2. Оценка выживаемости нейронов после воздействия нормобарической гипоксии in vitro

2.6. Экспериментальное моделирование гипоксии in vivo

2.6.1. Моделирование острой гипобарической гипоксии in vivo

2.6.2. Методы оценки антигипоксического действия BDNF при моделировании острой гипобарической гипоксии in vivo

2.6.2.1. Оценка выживаемости животных в условиях острой гипобарической гипоксии

2.6.2.2. Поведенческие тесты

2.7. Методы статистической обработки результатов

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Влияние нейротрофического фактора головного мозга на спонтанную биоэлектрическую активность диссоциированных культур гиппокампа на разных стадиях развития in vitro

3.1.1. Влияние BDNF на спонтанную биоэлектрическую активность диссоциированных культур гиппокампа на 7 день развития in vitro

3.1.2. Влияние BDNF на спонтанную биоэлектрическую активность диссоциированных культур гиппокампа на 14 день развития in vitro

3.1.3. Влияние BDNF на спонтанную биоэлектрическую активность диссоциированных культур гиппокампа на 21 день развития in vitro

3.2. Антигипоксическое действие нейротрофического фактора головного мозга в условиях нормобарической гипоксии in vitro

3.3. Антигипоксическое действие нейротрофического фактора головного мозга в условиях острой гипобарической гипоксии in

vivo

3.3.1. Влияние BDNF на выживаемость животных при моделировании острой гипобарической гипоксии

3.3.2. Влияние BDNF на показатели двигательной и ориентировочно-исследовательской активности мышей в тесте «Открытое поле»

3.3.3. Влияние BDNF на показатели навигационного научения и долговременной памяти мышей в тесте «Водного лабиринта

Морриса»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВДА - вертикальная двигательная активность ГДА - горизонтальная двигательная активность Кз - коэффициент защиты КК - каиновая кислота

КР1 - эндоканнабиноидный рецептор 1 типа

ОГБГ - острая гипобарическая гипоксия

ПЭИ — полиэтиленимин

Тж - время жизни на «высоте»

Тпп - время потери позы

Твп - время восстановления позы

ЦНС - центральная нервная система

ЭКС - эндоканнабиноидная система

Akt (protein kinase В -РКВ) - протеинкиназа В

АМРА (a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid) - а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовая кислота

AMPAR (a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor) -рецептор а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты Bcl-2 (B-cell lymphoma 2) - «ген выживаемости» проапоптотический ген Bcl-XL (B-cell lymphoma-extra large) - «ген выживаемости» BDNF (Brain-derived neurotrophic factor) - нейротрофический фактор головного мозга

СаМК2 (Calcium/calmodulin-dependent protein kinase 2) кальций/кальмодулин зависимая протеинкиназа 2 c-fos - ген раннего ответа c-jun - ген раннего ответа

CREB (cAMP response element-binding protein) - цАМФ-зависимый

транскрипционный фактор

DAG (Diacylglycerol) - диацилглицерол

DIV (Day in vitro) - день развития in vitro

ERK (Signal-regulated kinase) - сигнал-регулирующая киназа

FTF (Forkhead transcription factors) - транскрипционные факторы, влияющие

на экспрессию «генов смерти»

GABA (y-aminobutyric acid) - у-аминомасляная кислота

GABARa (y-aminobutyric acid type A receptor) -рецептор гамма-аминомаслянной кислоты а типа

ICER (Inducible cAMP early repressor) - индуцибельный ранний репрессор цАМФ

1РЗ (Inositol 1,4,5-trisphosphate ) - инозитолтрифосфат

LNGFR (low-affinity nerve growth factor receptor) или p75 - низкоафинный рецептор к NGF

LTP (Long-term potentiation) - долговременная потенциация LTD (Long-term depression) - долговременная депрессия

МАРК (Mitogen-activated protein kinase) - митоген-активированная протеинкиназа

MAP2K (Mitogen-activated protein kinase-kinase) - митоген-активированная протеинкиназа киназа

MEA (Multielectrode array) - мультиэлектродная система регистрации внеклеточных потенциалов действия Nav1.9 - Na-специфический ионный канал NGF (Nerve growth factor) - фактор роста нервов

NMDAR (N-methyl-D-aspartate receptor) - N-метил-О-аспартат-рецептор NF-kB (Nuclear factor-кВ) - транскрипционный ядерный фактор каппа-В NT-3 (Neurotrophin-3 ) - нейротрофин-3 NT4/5 (Neurotrophin-4/5) - нейротрофин-4/5

р75 или LNGFR (low-affinity nerve growth factor receptor) - низкоафинный рецептор к NGF

PBS (Phosphate buffered saline) - фосфатно-солевой буферный раствор PI3K (Phosphatidylinositol-3-kinase) - фосфоинозитол-3-киназа РКС (Protein kinase С) - протеинкиназа С

PLC (Phospholipase С) - фосфолипаза С

proBDNF - пронейротрофин - белок-предшественник зрелой молекулы BDNF

Raf-1 - серин-треонинкиназа

Ras - малый ГТФ-связывающий белок

RCI (Respiratory control index) - респираторный контрольный индекс

SRF (Serum response factor) - сывороточный фактор

TNFa (Tumor necrosis factor) - фактора некроза опухоли а

TNFR (Tumor necrosis factor receptor) - рецептор фактора некроза опухоли

TrkA (Tropomyosin-related kinase A) - тирозинкиназный рецептор A

TrkB (Tropomyosin-related kinase В) - тирозинкиназный рецептор В

TrkB full-length (TrkB-FL) - полноцепочечная последовательность

тирозинкиназного рецептора В

TrkB-Tl, Т2 (TrkB truncated-1,2) - укороченные формы тирозинкиназного рецептора В

TrkC (Tropomyosin-related kinase С) - тирозинкиназный рецептор С

VGCC (Voltage-gated calcium channels) - потенциал зависимые кальциевые

каналы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нейротропное и антигипоксическое действие нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) in vivo и in vitro»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Изучение механизмов регуляции биологических процессов в норме и при воздействии стресс-факторов (гипоксия, ишемия, токсины и др.) является одной из значимых современных задач как биологии, так и медицины. В связи с чем остается актуальным вопрос о поиске веществ цитопротекторного действия, способных защитить клетки головного мозга от повреждающего действия стрессогенных факторов, в том числе гипоксии. Среди химических веществ, способных контролировать уровень метаболизма клетки в условиях сниженного уровня содержания кислорода, выделяют нейротрофический фактор головного мозга {англ. - Brain-derived neurotrophic factor или BDNF) (Larsen E.C. et al., 2007, Dirnagl U. et al., 2009), относящийся к семейству нейротрофинов. Нейротрофины - одни из важнейших регуляторных белков, обеспечивающих основные процессы жизнедеятельности человека и животных (Гомазков О.А., 2006, 2011), функции которых в основном связаны с работой центральной нервной системы (ЦНС). BDNF обеспечивает рост и развитие головного мозга в эмбриогенезе, а также образование и функционирование нейронных сетей в раннем постнатальном периоде (Martin J.L. et al., 2011). Недавними исследованиями показана возможность модулирования нейротрофическим фактором синаптической передачи в гиппокампе и некоторых отделах коры зрелого головного мозга (Rose C.R. et al., 2004, Edelman et al., 2014). В результате взаимодействия BDNF с тирозинкиназным рецептором В (англ. -TrkB) происходит активация нескольких сигнальных каскадов, обеспечивающих модулирующее действие нейротрофического фактора на синаптическую передачу сигнала в клетке, в частности при обучении (Aptowicz С.О. et al., 2004, Cunha С. et al., 2010, Leal G. et al., 2014).

Как в норме, так и в условиях ишемии/гипоксии действие BDNF опосредовано запуском основных сигнальных метаболических путей:

митоген-активированного протеинкиназного пути {англ. - МАРК) и фосфоинозитол-3-киназного пути {англ. - PI-3) (Sun X. et al., 2008, Maddahi A. et al., 2010). Важным компонентом данных сигнальных механизмов является цАМФ-зависимый транскрипционный фактор {англ. - CREB). Показано, что CREB способствует выживанию нейронов в центральной нервной системе путем активации антиапоптотической экспрессии генов на ранних стадиях постнатального развития (Choi J.S. et al., 2003, Arthur J.S.C. et al., 2004). Кроме того установлено, что в раннем онтогенезе BDNF играет важную роль не только в нейропротекции, но и в патогенезе нейродегенеративных заболеваний (Mizoguchi Y. et al., 2009, Grande T. et al., 2010, Jiang Y. et al., 2010, Chen A. et al., 2013). Однако экспериментальные данные по объяснению механизмов разностороннего действия BNDF противоречивы (Markham A. et al., 2012) и являются предметом дискуссии в научном мире.

Кроме того, не менее важным аспектом при изучении антигипоксических свойств цитопротекторов является разработка адекватных и легко воспроизводимых моделей гипоксии и методов оценки их протекторного действия. Особый интерес представляет исследование действия гипоксии на сетевом уровне организации нейронов, которое стало возможным осуществить на современном уровне развития электрофизиологической техники при помощи мультиэлектродной системы регистрации внеклеточных потенциалов действия {англ. - Multielectrode Arrays). Длительное культивирование клеток различных структур головного мозга на мультиэлектродных матрицах in vitro дает уникальную возможность не только исследовать при одновременой оптической визуализации изменения морфофункциональных свойств нейронов в хроническом эксперименте, но и моделировать различные патологические состояния ЦНС (Potter S.M., DeMarse Т.В., 2001, Madhavan R. et al., 2006, Stegenga J. et. al., 2008, Pan L. et. a!., 2009, Pimashkin A.S. et al., 2011).

По мере изучения механизмов действия BDNF на нейросетевом уровне появится возможность разработки новых лекарственных средств и

соответствующих способов коррекции ишемических процессов в нервной ткани при нейродеструктивных заболеваниях.

Таким образом, целью исследования явилось изучение нейротропного действия нейротрофического фактора головного мозга на спонтанную биоэлектрическую активность нейронных сетей гиппокампа в зависимости от стадии их развития in vitro, а также исследование антигипоксических свойств BDNF при моделировании гипоксической гипоксии in vitro и in vivo.

Задачи исследования:

1. Изучить нейротропное действие BDNF на спонтанную биоэлектрическую активность нейронных сетей в культуре диссоциированных клеток гиппокампа на 7, 14 и 21 день их развития in vitro (DIV);

2. Исследовать ранние и отдаленные эффекты антигипоксического действия BDNF на активность нейронной сети первичных культур клеток гиппокампа при моделировании острой нормобарической гипоксии in vitro;

3. Изучить эффект BDNF на выживаемость, двигательную и ориентировочно-исследовательскую активность, сохранение и воспроизведение следов долговременной памяти у экспериментальных животных в раннем и отдаленном периодах после воздействия острой гипобарической гипоксии in vivo.

Научная новизна

В диссертации впервые проведено комплексное исследование влияния нейротрофического фактора BDNF на спонтанную биоэлектрическую активность нейронных сетей культур диссоциированных клеток гиппокампа на разных этапах развития in vitro. Выявлен дозозависимый нейротропный эффект BDNF на биоэлектрические показатели функционального состояния нейронных сетей первичной культуры гиппокампа в зависимости от стадии их развития in vitro, заключающийся в увеличении длительности сетевой пачечной активности при отсутствии изменений в количестве спайков и

и

повышении синхронизации активности нейронов в составе сети при формировании спонтанной сетевой пачки. Нейротропный эффект имел транзиторный характер, наступал с задержкой в 10-15 мин и длился не менее 2-х часов.

На модели острой гипоксии in vitro впервые выявлено антигипоксическое действие BDNF, наиболее выраженное при аппликации нейротрофического фактора в концентрации 1 нг/мл за 20 мин до острой нормобарической гипоксии. Установлено, что превентивное применение BDNF препятствует повреждениям и гибели нейронов в культурах диссоциированных клеток гиппокампа в отдаленном постгипоксическом периоде, что способствует нормализации спонтанной биоэлектрической активности нейронов в составе сети после гипоксии/реоксигенации. Антигипоксическое действие BDNF реализуется через взаимодействие белка с тирозинкиназным рецептором В (TrkB).

Антигипоксическое действие BDNF, выявленное на клеточном уровне in vitro, подтверждено при моделировании острой гипобарической гипоксии in vivo. Впервые показано, что превентивное интраназальное введение BDNF, 4 мкг/кг и 40 мкг/кг способствует выживаемости животных на «высоте», увеличению устойчивости животных к гипоксии, а также сохранению следов долговременной пространственной памяти, двигательной и исследовательской активности в постгипоксическом периоде.

Практическая и теоретическая значимость работы

Полученные в работе данные о действии нейротрофического фактора BDNF на структурно-функциональное состояние нейронных сетей гиппокампа в процессе синаптогенеза расширяют теоретические представления о роли BDNF в функционировании мозга в постнатальном периоде. Выявлены антигипоксические свойства нейротрофического фактора в условиях острой гипоксии как in vitro, так и in vivo. Раскрытие механизмов нейропротекторного действия BDNF может способствовать разработке

новых терапевтических подходов к коррекции ишемических процессов в нервной ткани при нейрососудистых заболеваниях.

Положения, выносимые на защиту

1. Нейротрофический фактор головного мозга дозозависимо модулирует спонтанную биоэлектрическую активность нейронных сетей культур диссоциированных клеток гиппокампа в зависимости от стадии их развития in vitro.

2. Нейротрофический фактор головного мозга является компонентом эндогенной антигипоксической системы защиты клеток мозга в постнатальном периоде, способствует повышению выживаемости нейронов и сохранению функциональности нейронных сетей как в условиях гипоксии/реоксигенации, так и в отдаленном постгипоксическом периоде через взаимодействие с тирозинкиназным рецептором В (TrkB).

3. Превентивное интраназальное введение нейротрофического фактора головного мозга увеличивает устойчивость животных к условиям острой гипобарической гипоксии, а также способствует сохранению долговременной пространственной памяти после гипоксии/реоксигенации.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на X сессии молодых ученых и студентов «Современные решения актуальных научных проблем в медицине» (Н.Новгород, 2011), Седьмом международном междисциплинарном конгрессе «Нейрон аука для медицины и психологии» (Судак, 2011), Всероссийской молодежной конференции - школы «Нейробиология интегративных функций мозга» (Санкт-Петербург, 2011), Восьмом международном форуме по нейронауке FENS 2012 (Испания, Барселона, 2012), IV Съезде биофизиков России (Н.Новгород, 2012), IV Международном симпозиуме Topical Problems of Biophotonics - 2013 (Н.Новгород, 2013), XXII Съезде физиологического общества им. И.П.

Павлова (Волгоград, 2013), Восьмом международном симпозиуме по нейропротекции и нейровосстановлению (Германия, Магдебург, 2014), Международной научной школе «Горизонты современной нейронауки» (Н.Новгород, 2014), Международном конгрессе по нейронаукам (Красноярск, 2014), Девятом международном форуме по нейронауке FENS 2014 (Италия, Милан, 2014), Десятом международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, 2014), Симпозиуме «Новейшие методы клеточных технологий в медицине» (Новосибирск, 2014).

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Строение, регуляция экспрессии гена и белка нейротрофического фактора головного мозга

В 1982 году в институте психиатрии и нейрохимии им. Макса Планка в Германии тремя учеными из мозга свиньи был выделен второй представитель семейства нейротрофинов после фактора роста нервов (NGF) -нейротрофический фактор головного мозга (англ. - Brain-derived neurotrophic factor, BDNF) (Barde Y.A. et al., 1982). Определение белка к данному семейству основывалось на его способности поддерживать выживаемость и рост культуры эмбриональных сенсорных нейронов цыпленка. В ходе последующих поисков экспрессию BDNF и его рецепторов открыли и в центральной нервной системе человека (Leibrock J. et al., 1989). На сегодняшний день молекулярное строение BDNF изучено достаточно хорошо. Известно, что это высококонсервативная молекула, первичная структура которой сходна у всех изученных млекопитающих и по аминокислотному составу на 50% идентична другим представителям семейства нейротрофинов (англ. - NGF, нейротрофин-3 (NT-3), нейротрофин-4/5 (англ. - NT4/5)). У человека зрелая молекула BDNF представляет собой димер (молекулярная масса 27кДа, 119 негликозилированных аминокислотных остатков), состоящий из двух нековалентно связанных между собой субъединиц (13,5кДа). В растворе нейротрофический фактор головного мозга представлен гомодимерной структурой. Показано, что белок в виде димера способен связываться со своими рецепторами на плазматической мембране клетки, в то время как мономерная форма полноценной связи с ними не образует (Rosental A. et al., 1991). Доказано, что человеческий ген BDNF локализован в 11 хромосоме и состоит из четырех коротких 5'-некодирующих экзонов, связанных с разными промоторами, и одного З'-экзона, кодирующего данный белок (Jones K.R., Reichardt L.F.,

1990, Maisonpierre P.С. et al., 1991). Также известно, что BDNF имеет 5 изоформ, которые образуются в результате альтернативного сплайсинга (Bath K.G., Lee F.S., 2006). Подобно образованию других нейротрофинов, первоначально синтезируется пронейротрофин (англ. - proBDNF) - белок-предшественник, отличающийся от зрелой молекулы BDNF своими связывающими характеристиками и биологической активностью (Lee F.S. et al., 2001, Lee R. et al., 2001). После секреции молекула proBDNF расщепляется под действием мембраносвязанных или внеклеточных Са-зависимых протеиназ и превращается в активную форму молекулы (Chao M.V., Bothwell М., 2002).

Результаты целого ряда исследований показывают, что BDNF экспрессируется многими типами клеток: нейронами различного фенотипа и локализации, астроцитами, фибробластами, шванновскими клетками, мегакариоцитами/тромбоцитами, клетками гладкой мускулатуры (Kim et al., 2004). Особенно высокий уровень экспрессии BDNF был обнаружен в области гиппокампа и коры головного мозга, что предполагает наиболее полное выполнение белком своих основных функций в данных отделах ЦНС. Установлено, что в плазме концентрация BDNF не превышает нескольких пикограмм на миллилитр. В сыворотке за счет дегрануляции тромбоцитов содержание BDNF увеличивается в тысячу раз (Гомазков О.А., 2006, 2011).

За последние несколько лет многими исследователями было показано, что уровень экспрессии гена BDNF может меняться как в норме, так и при патологии. В экспериментах in vivo установлено, что экспрессия мРНК BDNF повышалась в результате осмотической стимуляции в гипоталамусе (Castren Е. et al., 1995, Dias B.G. et al., 2003), стимуляции вибрисс в соматосенсорной области коры головного мозга (Rocamora N. Et al., 1996). В ряде работ говорится о том, что электрическая стимуляция, вызывающая долговременную потенциацию (англ. - long-term potentiation, LTP) в гиппокампе, повышает уровень экспрессии не только BDNF, но и фактора роста нервов (англ. - Nerve growth factor, NGF) (Patterson S.L. et al., 1992,

Castren E. et al., 1992, Bramham C.R. et al., 1996). Существуют данные, которые свидетельствуют об увеличении экспрессии BDNF в гиппокампе при физических нагрузках (Neeper S.A. et al., 1995). В недавних экспериментах in vivo было показано, что при хроническом (долговременном) и остром (кратковременном) стрессе экспрессия мРНК BDNF и мРНК тирозинкиназного рецептора В (англ. - TrkB) подвержена изменениям. При моделировании состояния острого стресса в разных возрастных группах у крыс происходило значительное повышение уровня экспрессии мРНК и самого белка BDNF, наиболее выраженное у молодых животных. В условиях хронического стресса независимо от возраста уровни мРНК и белка BNDF снижались, но повышался уровень мРНК TrkB (Shi S.S. et al., 2010).

В свою очередь при нейродегенеративных заболеваниях экспрессия BDNF снижалась (Murer M.G. et al., 2001). Доказано, что у пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдалось снижение уровня экспрессии мРНК BDNF в гиппокампе (Phillips H.S. et al., 1991, Ferrer I. et al., 1999), при болезни Паркинсона снижался уровень белка BDNF в черной субстанции (Howells D.W. et al., 2000). Повышение уровня транскрипции BDNF в норме также зависит от белка хантингтина, функции которого в организме до настоящего момента четко не установлены. Однако в ходе развития болезни Хантингтона хантингтин подвергается мутации, в результате которой уровень хантингтин-зависимой транскрипции BDNF снижается. Впоследствии происходит потеря трофической поддержки поврежденным нейронам, состояние которых ухудшается в ходе развития заболевания (Zuccato С. et al., 2001).

1.2 Рецепторы нейротрофического фактора головного мозга

На сегодняшний день известно, что BDNF связывается с двумя типами мембранных рецепторов: низкоафинным рецептором к NGF или р75, и

высокоафинным тирозинкиназным рецептором В - TrkB (Patapoutian А., Reichardt L.F., 2001).

Установлено, что взаимодействие с рецептором р75 (75 кДа) характерно не только для BDNF, но и для всех представителей семейства нейротрофинов. По своей структуре р75 относится к суперсемейству рецепторов фактора некроза опухоли {англ. - tumor necrosis factor receptor, TNFR) и состоит из гликозилированного внеклеточного домена, обеспечивающего связь с лигандом, трансмембранного региона и короткого цитоплазматического хвоста. При связывании нейротрофина с низкоафинным рецептором р75 запускаются внутриклеточные сигнальные механизмы, активирующие транскрипционный ядерный фактор каппа-В (англ. - nuclear factor-/cB, NF-кгВ), стресс-активируемые протеинкиназы (Jun-киназы) и реакцию сфингомиелинового гидролиза. В свою очередь NF-kB участвует в регуляции экспрессии генов клеточного цикла, иммунного ответа, программируемой клеточной гибели (апоптоза), а реакции сфингомиелинового гидролиза и Jun-киназы активируют транскрипцию генов раннего ответа c-fos и c-jun, задействованные в инициации апоптоза (Casaccia-Bonnefil Р. et al., 1996, Frade J.M. et al., 1996, Roux P.P. et al., 1999, Esposito D. et al., 2001, Lee F.S. et al., 2001, Lee R. et al., 2001, Zaccaro M.C. et al., 2001, Dechant G., Barde Y.A., 2002) (рис. 1).

Доказано, что рецептор TrkB (145 кДа) помимо взаимодействия с BDNF способен связываться с меньшей степенью афинности с NT-4/5. Другие представители семейства нейротрофинов, такие как NGF и NT-3, способны активировать тирозинкиназные рецепторы A (TrkA) и С (TrkC), соответственно (Barbacid М., 1994). Установлено, что TrkB может экспрессироваться в нескольких вариантах. Первый - TrkB-FL (англ. - TrkB full-length), представлен наиболее полной последовательностью, содержащей в своей структуре внутриклеточный тирозинкиназный домен. Второй вариант экспрессии характеризуется двумя укороченными формами рецептора TrkB,

не обладающими тирозинкиназной активностью - TrkB-Tl (англ. - TrkB truncated-1) и ТгкВ-Т2 (англ. - TrkB truncated-2).

р75<

J

BDMF

Плазматическая мембрана

NF-кВ

Сфингомиелиновый гидролиз

' Экспрессия генов •... клеточного ци кпа_,

/"* Активация ч { транскрипции \

Апоптоз

Рисунок 1. Схема сигнальных путей, активируемых ВО№ через рецептор р75 (Сахарнова Т.А. и др., 2012); с-йзб, с-]ип - гены раннего ответа;

1ип-киназы - стресс-активируемые протеинкиназы; ЫР-кВ -транскрипционный ядерный фактор каппа-В; р75 - низкоафинный рецептор к

N0?

В ряде исследований было показано, что TrkB-Tl и TrkB-T2 принимают участие в передаче сигнала, росте и развитии нервных клеток (Eide F.F. et al., 1996, Fryer R.H. et al., 1997, Yacoubian T.A., Lo D.C., 2000, Luikart B.W. et al., 2003), понижают экспрессию и функционирование TrkB (Eide F.F. et al., 1996, Haapasalo A. et al., 2001, Haapasalo A. et al., 2002) и способны повышать высвобождение кислых метаболитов (Rose C.R. et al., 2004). Также известно, что в результате травмы мозга экспрессия укороченных форм TrkB на астроцитах увеличивается (Frisen J. et al., 1993). Повышенная экспрессия TrkB-Tl и TrkB-T2 приводит к накоплению BDNF в астроцитах, тем самым в течение длительного времени регулируется концентрация белка (Biffo S. et al., 1995, Roback J.D. et al., 1995, Alderson R.F. et al., 2000). Следует отметить, что в глиальных клетках через укороченные

формы рецептора осуществляется быстрая активация фосфолипазы С (англ. -PLC) и инозитол-3-фосфат(англ. - 1РЗ)-зависимого выброса Са2+ из внутриклеточных хранилищ (Climent Е. et al., 2000, Rose C.R. et al., 2004).

Многие исследователи утверждают, что основные функции, выполняемые BDNF, осуществляются при связывании белка с рецептором TrkB-FL. В результате взаимодействия BDNF с TrkB-FL происходит активация трех внутриклеточных сигнальных каскадов через: PLC-сигнальный механизм, малый ГТФ-связывающий белок Ras/митоген-активированную протеинкиназу (Ras/MАРК), фосфоинозитол-З-киназу/Akt киназу (или protein kinase В, РКВ) (PI3/Akt) (Patapoutian А., 2001). Взаимодействие BDNF/TrkB-FL активирует фосфорилирование нескольких остатков тирозина в цитоплазматическом домене рецептора (Barbacid M., 1994). Последующее автофосфорилирование TrkB-FL запускает PLCy-сигнальный путь. В результате активации фосфолипазы Су образуются вторичные переносчики - диацилглицерол (англ. - DAG) и инозитолтрифосфат (англ. - IP3). IP3 стимулирует высвобождение из внутриклеточных депо Са2+, который в свою очередь активирует кальций/кальмодулин зависимую протеинкиназу 2 (англ. - СаМК2). СаМК2 завершает процесс фосфорилирования цАМФ-зависимого

транскрипционного фактора (CREB) (Rose C.R. et al., 2004). Доказано, что CREB регулирует транкрипцию гена BDNF и многих других нейропептидов, участвует в формировании долговременной потенциации, нейрональной пластичности (Grande I. et al., 2010).

Также при фосфорилировании TrkB-FL запускается PI-3/Akt сигнальный механизм, в ходе которого Akt-киназа транслоцируется в ядро клетки, где подвергает фосфорилированию центральные транскрипционные факторы, регулирующие экспрессию генов, которые отвечают за выживаемость клеток.

В результате активации Ras/MAPK сигнального пути происходит фосфорилирование цАМФ-зависимого транскрипционного фактора (рис. 2).

_____proBDNF

BDN аносе чэ4м-ы e Г-1 K"

ampar htfcar 1/030 " , 14a J 2 "^«нмепретеа:

GABA«, Плазматическая мембрана

зйсоб: Йе>5ос* Зое йбойосч "icoSi^S^/ii^

+ *,

/ \

TrkBFL _________- — * С

' ' ' RaM "> ____

¡ЙарЗ$

_Ч

;'dag'i г" рз

\ 1 .. PKCJ

( SFR ;

»—<_

неироное

СаМК 1

/ v—---

j 4 (Каспаза И)

/

CR£B | \ f

S—Г

/

LTP

' Синаптичзсгая j „ пластичность /

\

\

nf-Ш ') Cnf'

х\:

-х-

/

/

А по гтгэз

------„_ \ "у-" Bd-2 --V

Регуячшч трачоргпции \ Ч. Bcl-XL У

BDNF \ ~ "——""

iCER

Рост гкССНСБ '

____4____

''Зпилёптоггьез

Рисунок 2. Схема сигнальных путей, активируемых BDNF через TrkBFL рецептор (Сахарнова Т.А. с соавт., 2012). Akt - протеинкиназа В; AMPAR

- АМПА-рецептор; BDNF - нейротрофический фактор головного мозга; Bcl-2 (B-cell lymphoma 2) - проапоптотический ген; Bcl-XL (B-cell lymphomaextra large) -«ген выживаемоти»; CaMK2 - кальций/кальмодулин зависимая

протеинкиназа 2; CREB - цАМФ-зависимый транскрипционный фактор;

DAG - диацилглицерол; FTF (Forkhead transcription factors) -транскрипционные факторы, влияющие на экспрессию «генов смерти»; GABAa - ГАМКа-рецептор; ICER - индуцибельный ранний репрессор цАМФ; IP3 - инозитолтрифосфат; LTP (long-term potentiation) -долговременная потенциация; МАРК - митоген-активирующаяся протеинкиназа; МАР2К - митоген-активирующаяся протеинкиназа киназа; NF-kB - транскрипционный ядерный фактор каппа-В; Nav 1.9 - Na-специфический ионный канал; NMDAR - НМДА-рецептор; PI3K -фосфоинозитол-3-киназа; РКС - протеинкиназа С; PLC - фосфолипаза С; Raf-1 - серин-треонинкиназа; Ras - малый ГТФ-связывающий белок Ras; SRF

- serum response factor; TrkB - тирозинкиназный рецептор В; VGCC (Voltage-

gated calcium channel) - потенциал зависимый кальциевый канал

Показано, что Ras/MAPK сигнальный механизм участвует в поддержании выживания нейронов и росте аксонов (Segal R.A., 2003, Rose C.R. et al., 2004, Martin J.L., Finsterwald C., 2011), а при совместном действии с PI-3 сигнальным механизмом изменяет актиновую и микротубулиновую динамику, снижает активность ветвления дендритов (Grande I. et al., 2010).

Таким образом, более медленный эффект BDNF зависит от активации трех сигнальных путей, начинающихся с фосфолипазы С, PI3 киназы/Akt и Ras/MAP киназы. В результате запускаются механизмы, приводящие к росту аксонов и дендритов, повышению выживаемости клеток, пластичности нейронов, транскрипции самого фактора BDNF. В тоже время, BDNF-зависимая активация CREB может привести к потенцированию эпилептогенеза (Scharfman Н.Е. 1997, Scharfman Н.Е. et al., 1999, Croll S.D. et al., 1999, Scharfman H.E. et al. 2002, Zhu X. et al., 2012). Наиболее быстрый ответ вызван активацией потенциалзависимых каналов Nav1.9, а также модуляцией работы ГАМКа рецепторов, что деполяризует мембрану и, как следствие, открывает потенциалзависимые кальциевые каналы (VGCCs), активирует NMDA рецепторы, опосредуя вход кальция в клетку и запуск процессов синаптической пластичности, в частности, формирование долговременной потенциации (LTP) (Rose C.R. et al., 2004).

1.3 Влияние BDNF на синаптическую передачу сигнала в

нейронной сети

В соответствии с локализацией TrkB-рецептора в аксональных терминалях и дендритных шипиках, BDNF влияет на пресинаптическую и постсинаптическую передачу сигнала в коре головного мозга и гиппокампе (Lu В., 2003). Установлено, что BDNF участвует в процессах формирования синаптической пластичности, влияя на некоторые формы долговременной потенциации (англ. - long-term potentiation, LTP) (Figurov A. et al., 1996, Patterson S.L. et al., 1996) и долговременной депрессии (англ. - long-term

depression, LTD) (Huber K.M. et al., 1998), лежащие в основе процессов обучения и памяти (Yamada К., Nabeshima Т., 2003, Bekinschtein Р. et al., 2008, Chunha С. et al., 2010, Edelman E.et al., 2014 ). Накопленные знания позволяют утверждать, что центральную роль в процессах обучения и памяти, процессах консолидации (перехода кратковременной памяти в долговременную) играет отдел лимбической системы головного мозга -гиппокамп. Показано, что во время непосредственного обучения в гиппокампе происходит быстрое и селективное повышение уровня экспрессии BDNF (Hall J. et al., 2000). Интересно отметить, что у обезьян в процессе формирования инструментального рефлекса наблюдается повышенный уровень BDNF в области париетальной коры (Ishibashi Н. et al., 2002). В исследованиях in vivo установлено, что у мышей с повышенной экспрессией укороченных форм рецептора TrkB, с нокаутом гена BDNF ослабляется пространственное обучение. Такой же эффект наблюдался в экспериментах с применением антител, блокирующих функции BDNF (Saarelainen Т. et al., 2000а, Saarelainen Т. et al., 20006, Alonso M. et al., 2002). Отмечено, что у людей единичный нуклеотидный полиморфизм гена BNDF Val66Met, при котором происходит замена в 66-ом кодоне аминокислоты валина на метионин, так же влияет на процессы памяти. Показано, что у людей с преобладанием аллели метионина страдает кратковременная память (Egan M.F. et al., 2003).

Недавние исследования показали, что сигнальная система BDNF/TrkB влияет как на потенциал-зависимые натриевые и калиевые каналы, так и на глутаматные и рецепторы к GAB А (у-аминомасляная кислота) (Madara J.С., Levine E.S., 2008). Выявлено, что BDNF вызывает быстрое (в течение 10 мс) открытие специфических Na--ионных каналов (Navl.9) (рис. 2). Данный эффект блокируется ингибитором тирозинкиназного рецептора TrkB - k252a, что говорит об участии TrkB-FL рецепторов в данном процессе. Вероятно, быстродействие эффекта обусловлено связыванием BDNF/TrkBFL с Navl.9 каналами прямо или косвенно, при помощи адаптерной молекулы, не

используя дополнительные сигнальные пути. Повышение тока натрия в клетку вызывает деполяризацию мембраны и открытие потенциал зависимых кальциевых каналов (англ. - voltage-gated calcium channels, VGCCs). Стремительный кальциевый сигнал приводит к активации кальций/кальмодулин киназных путей передачи, активируя CREB (Rose C.R. et al., 2004).

Установлено, что BDNF повышает активность фосфорилирования NR1-и NRZB-субъединиц NMDA-рецепторов (N-метил-О-аспартат, англ. - NMDA) в гиппокампе и нейронах коры (Sheng М. et al., 1994, Lin S.Y. et al., 1998) и увеличивает количество открытых NMDA-рецепторами каналов (рис. 2). Интересно отметить, что фосфорилирование NR2B-cy6beflHHH4bi при участии BNDF связано с LTP в СА1 области гиппокампа. Показано, что в культуре коры головного мозга BDNF повышает трансляцию мРНК субъединицы NR1 (Schratt G.M. et al., 2004), а в гиппокампе регулирует количество NMDA-рецепторов. Предполагается, что регуляция BDNF глутаматергической активности связана с доставкой NMDA-рецепторов в плазматическую мембрану клетки (Nong Y. et al., 2004). Есть данные о том, что в культурах гиппокампа в ответ на повышение внутриклеточного кальция BNDF активирует транскрипцию NR1, NR2A, NR2B-cyбъeдиниц NMDA-рецепторов и способствует доставке к плазматической мембране те рецепторы, которые содержат в своем составе NR2B-cyбъeдиницy (Caldeira M.V. et al., 2007, Georgiev D.D. et al., 2008). Таким образом, предполагается возможность участия BDNF в синаптической пластичности за счет влияния на сборку NMDA-рецепторов на постсинаптической мембране клетки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сахарнова, Татьяна Александровна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агрба Е.А., Мухина И.В. Пространственно-временная характеристика нейросетевой активности первичных культур гиппокампа // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2013. №4 (1). С. 139-144.

2. Анохин К.В., Бурцев М.С., Зарайская И.Ю., Лукашев А.О., Редько В.Г. Проект "Мозг Анимата": разработка модели адаптивного поведения на основе теории функциональных систем // 8-ая Национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием. М.: Физматлит. 2002. С. 781-789.

3. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М., Высш. шк. 1991.-399с.

4. Ведунова М.В., Сахарнова Т.А., Митрошина Е.В., Мухина И.В. Антигипоксические свойства нейротрофического фактора головного мозга при моделировании гипоксии в диссоциированных культурах гиппокампа // Современные технологии в медицине. 2012. №4. С. 17-23.

5. Ведунова М.В., Митрошина Е.В., Сахарнова Т.А., Бобров М.Ю., Безуглов В.В., Хаспеков Л.Г., Мухина И.В. Влияние N-арахидоноилдофамина на функционирование нейронной сети первичной культуры гиппокампа при моделировании гипоксии // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013. 156 №10. С. 447-451.

6. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М., Практика. 1999.

462с.

7. Гомазков O.A. Нейротрофическая регуляция и стволовые клетки мозга. М.: Икар, 2006. 331 с.

8. Гомазков O.A. Старение мозга и нейротрофическая терапия. М.: Икар, 2011. 92 с.

9. Гусев Е.И., Скворцова В.И., Стаховская Л.В. Проблема инсульта в Российской Федерации: время активных совметных действий // Журнал неврологии и психиатрии. 2007. № 8. С. 4-10.

10. Дривотинов Б.В., Гарустович Т.К., Гарустович JI.B., Сайрам Н. Прогнозирование возникновения осложнений и ранняя диагностика осложнений ишемического инсульта // Ишемия мозга. Материалы Международного Симпозиума. СПб., 1997. С. 139-140.

11. Колчинская А.З. Анализ гипоксических состояний и метода их коррекции с позиции теории систем // Гипоксия. Механизмы, адаптация, коррекция. Материалы Всерос. Конференции. М. 1997. С. 59-60.

12. Лебедев Р.Д., Бурцев М.С. Кластеризация пачек спонтанной активности нейрональной культуры // Сб. научных трудов Всероссийской научно-технической конференции "Нейроинформатика 2010": в 2-х частях, Ч. 1. М.: НИЯУ МИФИ, 2010. С. 296-303.

13. Лукьянова Л.Д. Митохондриальная дисфункция - типовой патологический процесс, молекулярный механизм гипоксии // В кн.: Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. Под ред. Лукьяновой Л.Д. и Ушакова И.Б. М.: Истоки, 2004. 590с.

14. Лукьянова Л.Д., Дудченко A.M., Цыбина Т.А., Германова Э.Л. Регуляторная роль митохондрий при гипоксии и их взаимодействие с транскрипционной активностью. // Вестник РАМН. 2007. №2. С. 3-13.

15. Лукьянова Л.Д., Германова Э.Л., Цыбина Т.А., Копаладзе P.A., Дудченко A.M. Эффективность и механизм действия различных типов гипоксических тренировок. Возможность их оптимизации. // Патогенез. 2008. Т. 6 ( № 3). С. 32-36.

16. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М.: Химия, издание 2-е исправленное. 1973. 376 с.

17. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств /под ред. Лукьяновой Л.Д. - М., 1990. - 18 с.

18. Мухина И.В., Казанцев В.Б., Хапеков Л.Г., Захаров Ю.Н., Ведунова М.В., Митрошина Е.В., Коротченко С.А., Корягина Е.А. Мультиэлектродные матрицы - новые возможности в исследовании

пластичности нейрональной сети // Современные технологии в медицине. 2009. № 1. С. 8-15.

19. Никонов В.В., Павленко А.Ю. Метаболическая терапия гипоксических состояний // Журнал « Медицина неотложных состояний». 2009. 3-4 (22-23).

20. Новиков В.Е., Арбаева М.В., Парфенов Э.А. Влияние антигипоксанта nQ226 на поведение мышей в «открытом поле» // Психофармакология и биологическая наркология. 2005. Т. 5. вып. 3. С. 979983.

21. Самойлов М.О., Семенов Д.Г., Тюлькова Е.И., Рыбникова Е.А., Ватаева JI.A., Глущенко Т.С., Строев С.А., Миллер O.J1. В кн.: Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. Под ред. Лукьяновой Л.Д. и Ушакова И.Б. М.: Истоки, 2004. 590с.

22. Сахарнова Т.А., Ведунова М.В., Мухина И.В. Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) и его роль в функционировании центральной нервной системы // Нейрохимия. Т. 24. № 4. 2012. С. 269-277.

23. Султанов B.C., Зарубина И.В., Шабанов П. Д. Церебропротекторные и энергостабилизирующие эффекты полиренольного препарата ропрена при ишемии головного мозга у крыс // Обзоры по клин, фармакол. и лек. терапии. 2010. Т.8(3). С. 31-47.

24. Худякова H.A., Баженова Т.В. Поведенческая активность линейных и нелинейных мышей разных цветовых вариаций в тесте «Открытое поле» // Вестник Удмуртского Университета. 2012. № 2. С. 89-93.

25. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Современные представления о патогенезе гипоксий. Классификация гипоксий и пусковые механизмы их развития // Современные наукоемкие технологии. 2006. №5. С. 23-27.

26. Шахламов В.А., Сороковой В.И. Реакция клеток на гипоксию // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1983. Т.85(7). С. 12-25.

27. Широкова О.М., Фрумкина Л.Е., Ведунова М.В., Митрошина Е.В., Захаров Ю.Н., Хаспеков Л.Г., Мухина И.В. Морфофункциональные закономерности развития нейронных сетей диссоциированных культур гиппокампа in vitro II Журнал Современные технологии в медицине. 2013. №2. С. 6-13.

28. Шляхто Е.В., Баранцевич Е.Р., Щербак Н.А., Галагудза М.М. Молекулярные механизмы формирования ишемической толерантности головного мозга. Часть 1. // Вестник РАМН. 2012. №6. С. 42-50.

29. Шляхто Е.В., Баранцевич Е.Р., Щербак Н.А., Галагудза М.М. Молекулярные механизмы формирования ишемической толерантности головного мозга. Часть 2. // Вестник РАМН. 2012. №7. С. 20-29.

30. Aguado Т., Romero Е., Мопогу К., Palazuelos J., Sendtner М., Marsicano G., Lutz, В., Guzman M., Galve-Roperh I. The CB1 cannabinoid receptor mediates excitotoxicity-induced neural progenitor proliferation and neurogenesis // J. Biol. Chem. 2007. V. 282(33). P. 23892-23898.

31. Alderson R.F., Curtis R., Alterman A.L., Lindsay R.M., DiStefano P.S. Truncated TrkB mediates the endocytosis and release of BDNF and neurotrophin-4/5 by rat astrocytes and Schwann cells in vitro // Brain Res. 2000. V. 871(2). P. 210-222.

32. Almeida R.D., Manadas В .J., Melo C.V., Gomes J.R., Mendes C.S., Graos M.M., Carvalho R.F., Carvalho A.P., Duarte C.B. Neuroprotection by BDNF against glutamate-induced apoptotic cell death is mediated by ERK and PI3-kinase pathways // Cell death and differentiation. 2005. V. 12(10). P. 13291343.

33. Alonso M., Vianna M.R., Depino A.M., Mello e Souza Т., Pereira P., Szapiro G., Viola H., Pitossi F., Izquierdo I., Medina J.H. BDNF-triggered events in the rat hippocampus are required for both short- and long-term memory formation//Hippocampus. 2002. V. 12(4). P. 551-560.

34. Aptowicz C.O., Kunkler P.E., Kraig R.P. Homeostatic plasticity in hippocampal slice cultures involves changes in voltage-gated Na" channel expression // Brain Res. 2004. 998(2): 115-163.

35. Araki R., Nashito I. Multicomponent analysis of near-in-frared spectra of rat heard // Adv. Exp. Med. and Biol. 1989. V.248. P. 11-20.

36. Arthur J.S.C., Fong A.L., Dwyer J.M., Davare M., Reese E., Obrietan K., Impey S. Mitogen- and stress-activated protein kinase 1 mediates cAMP response element-binding protein phosphorylation and activation by neurotrophins // J. Neurosci. 2004. V. 24(18). P. 4324-4332.

37. Balkowiec A., Kunze D.L., Katz D.M. Brain-derived neurotrophic factor acutely inhibits AMPA-mediated currents in developing sensory relay neurons // J. Neurosci. 2000. V. 20(5). P. 1904-1911.

38. Barbacid M. The Trk family of neurotrophin receptors // J. Neurobiol. 1994. V. 25(11). P. 1386-1403.

39. Barde Y.A., Edgar D., Thoenen H. Purification of a new neurotrophic factor from mammalian brain // EMBRO J. 1982. V. 1(5). P. 549-553

40. Barnabe-Heider F., Miller F.D. Endogenously produced neurotrophins regulate survival and differentiation of cortical progenitors via distinct signaling pathways //J. Neurosci. 2003. V. 23(12). P. 5149-5160.

41. Bath K.G., Lee F.S. Variant BDNF (Val66Met) impact on brain structure and function // Cogn Affect Behav Neurosci. 2006. V. 6(1). P. 79-85.

42. Behar T.N., Li Y.X., Tran H.T., Ma W., Dunlap V., Scott C., Barker J.L. GABA stimulates chemotaxis and chemokinesis of embryonic cortical neurons via calcium-dependent mechanisms//J. Neurosci. 1996. V. 16(5). P. 1808-1818.

43. Bekinschtein P., Cammarota M., Izquierdo I., Medina J.H. BDNF and memory formation and storage // Neuroscientist. 2008. V. 14(2). P. 147-156.

44. Belhage B., Hansen G.H., Elster L.. Schousboe A. Effects of gamma-aminobutyric acid (GABA) on synaptogenesis and synaptic function // Perspect. Dev. Neurobiol. 1998. V. 5(2-3). P. 305-322.

45. Bidaut-Russell M., Devane W.A., Howlett A.C. Cannabinoid receptors and modulation of cyclic AMP accumulation in the rat brain // J. Neurochem. 1990. V. 55(1). P. 21-26.

46. Biffo S., Offenhauser N., Carter B.D., Barde Y.A. Selective binding and internalisation by truncated receptors restrict the availability of BDNF during development//Developmemt. 1995. V. 121(8). P. 2461-2470.

47. Boehler M., Wheeler B.C., Brewer G.J. Added astroglia promotes greater synapse density and higher activity in neuronal networks // Neuron Glia Biol. 2007. V. 3(2). P. 127-140.

48. Bonni A., Brunet A., West A.E., Datta S.B., Takasu M.A., Greenberg M.E. Cell survival promoted by the Ras-MAPK signaling pathway by transcription-dependent and -independent mechanisms // Science. 1999. V. 286. P. 1358-1361.

49. Bramham C.R., Southard T., Sarvey J.M., Herkenham M., Brady L.S. Unilateral LTP triggers bilateral increases in hippocampal neurotrophin and trk receptor mRNA expression in behaving rats: evidence for interhemispheric communication //J. Comp Neurol. 1996. V. 368(3). P. 371-382.

50. Brunig I., Penschuck S., Berninger B., Benson J., Fritschy J.M. BDNF reduces miniature inhibitory postsynaptic currents by rapid downregulation of GABA(A) receptor surface expression // Eur. J. Neurosci. 2001. V. 13(7). P. 13201328.

51. Caldeira M.V., Melo C.V., Pereira D.B., Carvalho R.F., Carvalho A.L., Duarte C.B. BDNF regulates the expression and traffic of NMDA receptors in cultured hippocampal neurons // Mol Cell Neurosci. 2007. V. 35(2). P. 208-219.

52. Casaccia-Bonnefil P., Carter B.D., Dobrowsky R.T., Chao M.V. Death of oligodendrocytes mediated by the interaction of nerve growth factor with its receptor p75 //Nature. 1996. V. 383(6602). P. 716-719.

53. Castren E., Thoenen H., Lindholm D. Brain-derived neurotrophic factor messenger RNA is expressed in the septum, hypothalamus and in adrenergic

brain stem nuclei of adult brain and is increased by osmotic stimulation in the paraventricular nucleus // Neurocience. 1995. V. 64(1). P. 71-80.

54. Castren E., Zafra F., Thoenen H., Lindholm D. Light regulates expression of brain-derived neurotrophic factor mRNA in rat visual cortex // Proc Natl Acad Sci USA. 1992. V. 89(20). P. 9444-9448.

55. Chang S.H., Poser S., Xia Z. A novel role for serum response factor in neuronal survival // J. Neurosci. 2004. V. 24(9). P. 2277-2285.

56. Chao M.V., Bothwell M. Neurotrophins: to cleave or not to cleave // Neuron. 2002. V. 33 (1). P. 9-12.

57. Chen A., Xiong L-J., Tong Y., Mao M. The neuroprotective roles of BDNF in hypoxic ischemic brain injury // Biomedical reports. 2013. V. l.P. 167176.

58. Cheng Q., Yeh H.H. Brain-derived neurotrophic factor attenuates mouse cerebellar granule cell GABA(A) receptor-mediated responses via postsynaptic mechanisms // J. Physiol. 2003. V. 548(3). P. 711-721.

59. Chien C.B, Pine J. Voltage-sensitive dye recording of action potentials and synaptic potentials from sympathetic microcultures // Biophys. J. 1991. V. 60(3). P. 697-711.

60. Choi J.S., Kim J.A., Joo C.K. Activation of MAPK and CREB by GM1 induces survival of RGCs in the retina with axotomized nerve // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2003. V. 44(4). P. 1747-1752.

61. Climent E., Sancho-Tello M., Minana R., Barettino D., Guerri C. Astrocytes in culture express the full-length Trk-B receptor and respond to brain derived neurotrophic factor by changing intracellular calcium levels: effect of eyhanol exposure in rats // Neurosci Lett. 2000. V. 288(1). P. 53-56.

62. Croll S.D., Suri C., Compton D.L., Simmons M.V., Yancopoulos G.D., Lindsay R.M., Wiegand S.J., Rudge J.S., Scharfman H.E. Brain-derived neurotrophic factor transgenic mice exhibit passive avoidance deficits, increased seizure severity and in vitro hyperexcitability in the hippocampus and entorhinal cortex // Neuroscience. 1999. V. 93. P. 1491-1506.

63. Cunha C., Brambilla R., Tomas K.L. A simple role for BDNF in learning and mamory? // Frontiers in Molecular Neuroscience. 2010. V.3:l. doi: 10.3389/neuro.02.001.2010.

64. Davies P., Anderton B., Kirsch J., Konnerth A., Nitsch R., Sheetz M. First one in, last one out: thr role of gabaergic transmission in generation and degeneration // Prog. Neurobiol. 1998. V. 55(6). P. 651-658.

65. Dechant G., Barde Y.A. The neurotrophin receptor p75 (NTR): novel functions and implications for diseases of the nervous system // Nat Neurosci. 2002. V. 5(11). P. 1131-1136.

66. Demarse T.B., Wagenaar D.A., Blau A.W., Potter S.M. The neurally controlled animat: biological brains acting with simulated bodies // Auton. Robots. 2001. V. 11(3). P. 305-310.

67. D'Hooge R. and De Deyn P.P. Application for the Morns water maze in the study of learning and memory // Brain Res. Rev. 2001; V. 36(1). P. 60-90.

68. Dias B.G., Banerjee S.B., Duman R.S., Vaidya V.A. Differential regulation of brain derived neurotrophic factor transcripts by antidepressant treatments in the adult rat brain // Neuropharmacology. 2003. V. 45 (4). P. 553563.

69. Dirnagl U., Becker K., Meisel A. Preconditioning and tolerance against cerebral ischaemia: from experimental strategies to clinical use // Lancet Neurol. 2009. V. 8(4). P. 398-412.

70. Downward J. PI 3-kinase, Akt and cell survival // Semin Cell Dev. Biol. 2004. V. 15(2). P. 177-182.

71. Edelman E., Lebmann V., Brigadski T. Pre- and postsynaptic twists in BDNF secretion and action in synaptic plasticity // Neuropharmacology. 2014. V.76. P. 610-627. doi: 10.1016/j.neuropharm.2013.05.043.

72. Egan M.F., Kojima M., Callicott J.H., Goldberg T.E., Kolachana B.S., Bertolino A., Zaitsev E., Gold B., Goldman D., Dean M., Lu B., Weinberger D.R. The BDNF val66met polymorphism affects activity-dependent secretion of BDNF

and human memory and hippocampal function // Cell. 2003. V. 112(2). P. 257269.

73. Eide F.F., Vining E.R., Eide B.L., Zang K., Wang X.Y., Reichardt L.F. Naturally occurring truncated trkB receptors have dominant inhibitory effects on brain-derived neurotrophic factor signaling // J. Neurosci. 1996. V. 16(10). P. 3123-3129.

74. Elkabes S., DiCicco-Bloom E.M., Black I.B. Brain microglia/macrophages express neurotrophins that selectively regulate microglial proliferation and function//J. Neurosci. 1996. V. 16(8). P. 2508-2521.

75. Esposito D., Patel P., Stephens R.M., Perez P., Chao M.V., Kaplan

D.R., Hempstead B.L. The cytoplasmic and transmembrane domains of the p75 and TrkA receptors regulate high affinity binding to nerve growth factor // J. Biol Chem. 2001. V. 276(35). P. 32687-32695.

76. Farrant M., Kaila K. The cellular, molecular and ionic basis of GABA(A) receptor signaling // Prog Brain Res. 2007. V. 160. P. 59-87.

77. Ferenz K.B., Gast R.E., Rose K., Finder I.E., Hasche A., Krieglstein J. Nerve growth factor and brain-derived neurotrophic factor but not granulocyte colony-stimulating factor, nimodipine and dizocilpine, require ATP for neuroprotective activity after oxygen-glucose deprivation of primary neurons // Brain Research. 2012. V. 1448. P. 20-26. doi: 10.1016/j.brainres.2012.02.016.

78. Ferrer I., Marin C., Rey M.J., Ribalta T., Goutan E., Blanco R., Tolosa

E., Marti E. BDNF and full-length and truncated TrkB expression in Alzheimer disease. Implications in therapeutic strategies // J. Neuropathol Exp Neurol. 1999. V.58(7). P. 729-739.

79. Ferrini F., De Koninck Y. Microglia control neuronal network excitability via BDNF signaling // Neural plasticity. 2013. V. 2013: 429815. doi: 10.1155/2013/429815.

80. Figurov A., Pozzo-Miller L.D., Olafsson P., Wang T., Lu B. Regulation of synaptic responses to high-frequency stimulation and LTP by neurotrophins in the hippocampus // Nature. 1996. V. 381(6584). P. 706-709.

81. Frade J.M., Rodriguez-Tebar A., Barde Y.A. Induction of cell death endogenous nerve growth factor through its p75 receptor // Nature. 1996. V. 383(6596). P. 166-168.

82. Frisen J., Verge V.M., Fried K., Risling M., Persson H., Trotter J, Hokfelt T., Lindholm D. Characterization of glial trkB receptors: differential response to injury in the central and peripheral nervous systems // Proc Natl Acad Sci USA. 1993. V. 90(11). P. 4971-4975.

83. Fryer R.H., Kaplan D.R., Kromer L.F. Truncated trkB receptors on nonneuronal cells inhibit BDNF-induced neurite outgrowth in vitro // Exp Neurol. 1997. V. 148(2). P. 616-627.

84. Fukuda H., Yasuda H., Shimokawa S., Tamura M. The oxygen dependence of the energy state of cardiac tissue: 31P-NMR and optical measurement of myoglobin in perfused rat heart // Adv. Exp. Med. Biol. 1989. V. 248. P. 531-573.

85. Ganguly K., Schinder A.F., Wong S.T., Poo M. GABA itself promotes the developmental switch of neuronal GABAergic responses from excitation to inhibition // Cell. 2001. V. 105(4). P. 521-532.

86. Georgiev D.D., Taniura H., Kambe Y., Yoneda Y. Crosstalk between brain-derived neurotrophic factor and N-methyl-D-aspartate receptor signaling in neurons // Biomed Rev. 2008. V.19. P. 17-27.

87. Grande I., Fries G.R., Kunz M., Kapczinski F. The role of BDNF as a mediator of neuroplasticity in bipolar disoder // Psychiatry Investig. 2010. V. 7(4). P. 243-250.

88. Gross G.W., Kovalski J.M. Origins of activity patterns in self-orgaizing neuronal networks in vitro // J. Intell. Mater. Syst. Struct. 1999. V. 10. P. 558-564.

89. Haapasalo A., Koponen E., Hoppe E., Wong G., Castren E. Truncated trkB.Tl is dominant negative inhibitor of trkB.TK+-mediated cell survival // Biochem Biophys Res Commun. 2001. V. 280(5). P. 1352-1358.

90. Haapasalo A., Sipola I., Larsson K., Akerman K.E., Stoilov P., Stamm S., Wong G., Castren E. Regulation of TRKB surface expression by brain-derived neurotrophic factor and truncated TRKB isoforms // J. Biol Chem. 2002. V. 277(45). P. 43160-43167.

91. Hall J., Thomas K.L., Everitt B.J. Rapid and selective induction of BDNF expression in the hippocampus during contextual learning // Nat Neurosci. 2000. V. 3(6). P. 533-535.

92. Ham M.I., Bettencourt L.M., McDaniel F.D., Gross G.W. Spontaneous coordinated activity in cultured networks: analysis of multiple ignition sites, primary circuits, and burst phase delay distributions // Journal of Computational Neuroscience. 2008. V. 24(3). P. 346-357.

93. Han B.N., Holtzman D.M. BDNF protects the neonatal brain from hypoxic-ischemic injury in vivo via the ERK pathway // J. Neurosci. 2000. V. 20(15). P. 5775-5781.

94. Hashimoto R., Takei N., Simazu K., Christ L., Lu B., Chuang D.M. Lithium induces brain-derived neurotrophic factor and activates TrkB in rodent cortical neurons: an essential step for neuroprotection against glutamate excitotoxicity // Neuropharmacology. 2002. V. 43(7). P. 1173-1179.

95. Haydar T.F., Wang F., Schwartz M.L., Rakic P. Differential modulation of proliferation in the neocortical ventricular and subventricular zones //J. Neurosci. 2000. V. 20(15). P. 5764-5774.

96. Hensch T.K., Stryker M.P. Columnar architecture sculpted by GABA circuits in developing cat visual cortex // Science. 2004. V. 303(5664). P. 16781681.

97. Hetman M., Gozdz A. Role of extracellular signal regulated kinases 1 and 2 in neuronal survival // Eur. J. Biochem. 2004. V. 271. P. 2050-2055.

98. Hetman M., Kanning K., Cavanaugh J.E., Xia Z.G. Neuroprotection by brain-derived neurotrophic factor is mediated by extracellular signalregulated kinase and phosphatidylinositol 3-kinase // J. Biol. Chem. 1999. V. 274(32). P. 22569-22580.

99. Howells D.W., Porritt M.J., Wong J.Y., Batchelor P.E., Kalnins R., Hughes A.J., Donnan G.A. Reduced BDNF mRNA expression in the Parkinson's disease substancia nigra // Exp Neurol. 2000. V. 166(1). P. 127-135.

100. Huber K.M., Sawtell N.B., Bear M.F. Brain-derived neurotrophic factor alters the synaptic modification threshold in visual cortex // Neuropharmacology. 1998. V. 37(4-5). P. 571-579.

101. Inglefield J.R., Mundy W.R., Meacham C.A., Shafer T.J. Identification of calcium-dependent and -independent signaling pathways involved in polychlorinated biphenyl-induced cyclic AMP-responsive elementdi-binding protein phosphorylation in developing cortical neurons // Neuroscience. 2002. V. 115(2). P. 559-573.

102. Irving E.A., Bamford M. Role of mitogen- and stress-activated kinases in ischemic injury // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2002. V. 22(6): 631— 647.

103. Ishibashi H., Hihara S., Takahashi M., Heike T., Yokota T., Iriki A. Tool-use learning induces BDNF expression in a selective portion of monkey anterior parietal cortex // Brain Res Mol Brain Res. 2002. V. 102(1-2). P. 110-112.

104. Jain V., Baitharu I., Prasad D., Ilavazhagan G. // Enriched environment prevents hypobaric hypoxia iduced memory impairment and neurodegeneration: role of BDNF/PI3K/GSK3|3 pathway coupled with CREB activation//Plos one. 2013 V.8(5): e62235. doi: 10.1371/journal.pone.0062235.

105. Jiang Y., Wei N., Zhu J., Lu T., Chen Z., Xu G., Liu X. Effects of brain-derived neurotrophic factor on local inflammation in experimental stroke of rat//Mediators of Inflammation. 2010. V. 2010:372423. P. 1-10.

106. Jiang Y., Wei N., Lu T., Zhu J., Xu G., Liu X. Intranasal brain-derived neurotrophic factor protects brain from ischemic insult via modelling local inflammation in rats. Neuroscience. 2011. V.172. P. 398-405.

107. Jones K.R., Reichardt L.F. Molecular cloning of a human gene that is a member of the nerve growth factor family // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990. V. 87(20). P. 8060-8064.

108. Kamioka H., Jimbo Y., Charlety P.J., Kawana A. Planar electrode arrays for long-term measurement of neuronal firing in cultured cortical slices // Cellular Eng. 1997. V. 2. P. 148-153.

109. Khaspekov L.G., Brenz Verca M.S., Frumkina L.E., Hermann H., Marsicano G., Lutz B. Involvement of brain-derived neurotrophic factor in cannabinoid receptor-dependent protection against excitotoxicity // Eur.Neuroci. 2004. V. 19(7). P. 1691-1698.

110. Khazipov R., Leinekugel X., Khalilov I., Gaiarsa J.L., Ben-Ari Y. Synchronization of GABAergic interneuronal network in CA3 subfield of neonatal rat hippocampal slices // J. Physiol. 1997. V. 498(3). P. 763-772.

111. Kim H., Li Q., Hempstead B.L., Madri J.A. Paracrine and autocrine functions of Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and Nerve growth factor (NGF) in brain-derived endothelial cells // The Journal of Biological Chemistry. 2004. V.279(32). P. 33538-33546.

112. Kraig R.P., Pulsinelly W.A., Plum F. Carbonic acid buffer changes during complete brain ischemia// Am J Physiol. 1986. Vol. 250. P. 348-357.

113. Larsen E.C., Hatcher G.F., Adibhatla R.M. Effects of D609 on phospholipid metabolism and cell death during oxygen-glucose deprivation in PC 12 cells//Neuroscience. 2007. V. 146(3). P. 946-961.

114. Leal G., Comprido D., Duarte C.B. BDNF-induced local protein synthesis and synaptic plasticity // Neuropharmacology. 2014. V.76. P. 639-656. doi: 10.1016/j .neuropharm.2013.04.005.

115. Lee F.S., Kim A.H., Khursigara G., Chao M.V. The uniqueness of being a neurotrophin receptor // Neurobiol. 2001. V. 11(3). P. 281-286.

116. Lee R., Kermani P., Teng K.K., Hempstead B.L. Regulation of cell survival by secreted proneurotrophins // Science. 2001. V. 294(5548). P. 19451948.

117. Leibrock J., Lottspeich F., Hohn A., Flofer M., Hengerer В., Masiakowski P., Thoenen H., Barde Y.A. Molecular cloning and expression of brain-derived neurotrophic factor // Nature. 1989. V. 341(6238). P. 149-152.

118. Leinekugel X., Tseeb V., Ben-Ari Y., Bregestovski P. Synaptic GABAA activation induces Ca2+ rise in pyramidal cells and interneurons from rat neonatal hippocampal slices //J. Physiol. 1995. V. 487(2). P. 319-329.

119. Levine S. Anoxic-ischemic encephalopathy in rats // Am J Pathol. 1960. V. 36. P. 1-17.

120. Li Y., Zhou W., Li X., Zeng S., Liu M., Luo Q. Characterization of synchronized bursts in cultured hippocampal neuronal networks with learning training on microelectrode arrays /7 Biosens Bioelectron. 2007. V. 22(12). P. 29762982.

121. Lin S.Y., Wu K., Levine E.S., Mount H.T., Suen P.C., Black LB. BDNF acutely increases tyrosine phosphorylation of the NMDA receptor subunit 2B in cortical and hippocampal postsynaptic densities // Brain Res Mol Brain Res. 1998. V. 55(1). P. 20-27.

122. Lu B. Pro-region of neurotrophins: role in synaptic modulation // Neuron. 2003. V. 39(5). P. 735-738.

123. Luikart B.W., Nef S., Shipman T., Parada L.F. In vivo role of truncated trkb receptors during sensory ganglion neurogenesis // Neuroscience. 2003. V. 117(4). P. 847-858.

124. Lukyanova L.D., Dudchenko A.V., Tzybina T.A., Germanova E.L., Tkatchuk E.N. Mitochondrial signaling in adaptation to hypoxia // Adaptation. Biol. Med. / Lukyanova L, Takeda N., Singal P.- New Delhi, Narosa P.H. 2008. V. 5. P. 245-259.

125. Madara J.C., Levine E.S. Presynaptic and postsynaptic NMDA receptors mediate distinct effects of brain-derived neurotrophic factor on synaptic transmission //J Neurophvsiol. 2008. V. 100(6). P. 3175-3184.

126. Maddahi A., Edvinsson L. Cerebral ischemia induces microvascular pro-inflammatory cytokine expression via MEK/ERK pathway // Neuroinflammation. 2010. V. 7. P. 32-38.

127. Madhavan R., Chao Z.C., Potter S.M. Spontaneous bursts are better indicators of tetanus-induced plasticity than responses to probe stimuli //

Proceeding of Second International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering. 2006. P. 5-8.

128. Maisonpierre P.C., Le Beau M.M., Espinosa R.., Ip N.Y., Belluscio L., de la Monte S.M., Squinto S., Furth M.E., Yancopoulos G.D. Human and rat brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3: gene structures, distributions, and chromosomal localizations // Genomics. 1991. V. 10(3). P. 558568.

129. MaoM., Wang Z.L., Zhou H., Li S.F., Yu D., Hua J.P. Cellular levels of TrkB and MAPK in the neuroprotective role of BDNF for embryonic rat cortical neurons against hypoxia in vitro // Int. J. Dev. Neurosci. 2005. V. 23 (6). P. 515521.

130. Markham A., Cameron I., Bains R., Franklin P., Kiss J.P., Schwendimann L., Gressens P., Spedding M. Brain-derived neurotrophic factor-mediated effects on mitochondrial respiratory coupling and neuroprotection share the same molecular signaling pathways // Europian Journal of Neurosci. 2012. V. 35. P. 366-374.

131. Markham A., Cameron I., Franklin P., Spedding M. BDNF increases rat brain mitochondrial respiratory coupling at complex I, but not complex II // Eur. J. Neurosci. 2004. V.20(5). P. 1189-1196.

132. Martin J.L., Finsterwald C. Cooperation between BDNF and glutamate in the regulation of synaptic transmission and neuronal development // Commun Integr Biol. 2011. V. 4(1). P. 14-16.

133. Miyata K., Omori N., Uchino H., Yzmafuchi T., Isshiki A., Shibasaki F. Involvement of the brain-derived neurotrophic factor/TrkB pathway in neuroprotective effect of cyclosporine A in forebrain // Neuroscience. 2001. V. 105(3). P. 571-578.

134. Mizoguchi Y., Ishibashi H., Nabekura J. The action of BDNF on GABA(A) currents changes from potentiating to suppressing during maturation of rat hippocampal CA1 pyramidal neurons //J. Physiol. 2003. V. 548. P. 703-709.

135. Mizoguchi Y., Monji A., Kato T., Seki Y., Gotoh L., Horikawa H., Suzuki S.O., Iwaki T., Yonaha M., Hashioka S., Kanba S. Brain-derived neurotrophic factor induced sustained elevation of intracellular Ca2+ in rodent microglia//J. Immunol. 2009. V. 183(12). P. 7778-7786.

136. Mograbi B., Bocciardi R., Bourget I., Rochet N., Farahi-Far D., Juhel T., Rossi B. Glial cell line-derived neurotrophic factor-stimulated phosphatidyl inositol 3-kinase and Akt activities exert opposing effects on the ERK pathway // J. Biol. Chem. 2001. V. 276(48). P. 45307-45319.

137. Murer M.G., Yan Q., Raisman-Vozari R. Brain-derived neurotrophic factor in the control human brain, and in Alzheimer's disease and Parkinson's disease // Prog Neurobiol. 2001. V. 63(1). P. 71-124.

138. Nakazawa T., Tamai M., Mori N. Brain-derived neurotrophic factor prevents axotomized retinal ganglion cell death through MAPK and P13K signaling pathways // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2002. V. 439(10). P. 33193326.

139. Namura S., Iihara K., Takam I.S., Kikuchi H., Matsushita K., Moskowitz M.A., Bonventre J.V., Alessandrini A. Intravenous administration of MEK inhibitor U0126 affords brain protection against forebrain ischemia and focal cerebral ischemia//PNAS. 2001. V. 98(20). P. 11569-11574.

140. Narisawa-Saito M., Iwakura Y., Kawamura M., Araki K., Kozaki S., Takei N., Nawa H. Brain-derived neurotrophic factor regulates surface expression of alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazoleproprionic acid receptors by enhancing the N-ethylmaleimide-sensitive factor/GluR2 interaction in developing neocortical neurons //J. Biol Chem. 2002. V. 277(43). P. 40901-40910.

141. Neeper S.A., Gomez-Pinilla F., Choi J., Cotman C. Exercise and brain neurotrophins // Nature. 1995. V. 373(6510). P. 109.

142. Nguyen T.L., Kim C.K., Cho J.H., Lee K.H., Ahn J.Y. Neuroprotection signaling pathway of nerve growth factor and brain-derived neurotrophic factor against staurosporine induced apoptosis in hippocampal HI 9-7/IGF-IR // Exp Mol Med. 2010. V. 42(8). P. 583-595.

143. Nong Y., Huang Y.Q., Salter M.W. NMDA receptors are movin' in // Curr Opin Neurobiol. 2004. V. 14(3). P. 353-361.

144. Pan L., Song X., Xiang G., Wong A., Xing W., Cheng J. First spike rank order as a reliable indicator of burst initiation and its relation with early-to-fire neurons // IEEE Trans. Biomed. Eng. 2009. V. 56(6). P. 1673-1682.

145. Park J.Y., Kim E.J., Kwon K.J., Jung Y.S., Moon C.H., Lee S.H., Baik E.J. Neuroprotection by fructose-1,6-bisphosphate involves ROS alterations via p38 MAPK/ERK // Brain Res. 2004. V. 1026 (2). P. 295-301.

146. Patapoutian A., Reichardt L.F. Trk receptors: mediators of neurotrophin action // Curr Opin Neurobiol. 2001. V. 11(3). P. 272-280.

147. Patterson S.L., Abel T., Deuel T.A., Martin K.C., Rose J.C., Kandel E.R. Recombinant BDNF rescues deficits in basal synaptic transmission and hippocampal LTP in BDNF knockout mice // Neuron. 1996. V. 16(6). P. 11371145.

148. Patterson S.L., Grover L.M., Schwartzkroin P.A., Bothwell M. Neurotrophin expression in rat hippocampal slices: a stimulus paradigm including LTP in CA1 evokes increases in BDNF and NT-3 mRNAs // Neuron. 1992. V. 9(6). P. 1081-1088.

149. Phillips H.S., Hains J.M., Armanini M., Laramee G.R., Johnson S.A., Winslow J.W. BDNF mRNA is decreased in the hippocampus of individuals with Alzheimer's disease //Neuron. 1991. V. 7(5). P. 695-702.

150. Pimashkin A., Kastalskiy I., Simonov A., Koryagina E., Mukhina I., Kazantsev V. Spiking signatures of spontaneous activity bursts in hippocampal cultures // Frontiers in Computational Neuroscience. 2011. 5(46) doi: 10.3389/fncom.2011.00046.

151. Pine J. Recording action potentials from cultured neurons with extracellular microcircuit electrodes // J. Neurosci. Methods. 1980. V. 2(1). P. 1931.

152. Porcher C., Hatchett C., Longbottom R.E., McAinch K., Sihra T.S., Moss S.J., Thomson A.M., Jovanovic J.N. Positive feedback regulation between

gamma-aminobutyric acid type A (GABA(A)) receptor signaling and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) release in developing neurons // J. Biol Chem. 2011. V. 286(24). P. 21667-21677.

153. Potter S.M., DeMarse T.B. A new approach to neural cell culture for long-term studies // Journal of Neuroscience Methods. 2001. V. 110. P. 17-24.

154. Regehr W.G., Pine J., Cohan C.S., Mischke M.D., Tank D.W. Sealing cultured neurons to embedded dish electrodes facilitates long-term stimulation and recording // J. Neurosci. Methods. 1989. V. 30(2). P. 91-106.

155. Roback J.D., Marsh H.N., Downen M., Palfrey H.C., Wainer B.H. BDNF-activated signal transduction in rat cortical glial cells // Eur J Neurosci. 1995. V. 7(5). P. 849-862.

156. Rocamora N., Welker E., Pascual M., Soriano E. Upregulation of BDNF mRNA expression in the barrel cortex of adult mice after sensory stimulation // J. Neurosci. 1996. V. 16(14). P. 4411-4419.

157. Rose C.R., Blum R., Kafitz K.W., Kovalchuk Y., Konnerth A. From modulator to mediator: rapid effects of BDNF on ion channels // Bioessays. 2004. V. 26(11). P. 1185-1194.

158. Rosental A., Goeddel D.V., Nguyen T., Martin E., Burton L.E., Shih A., Laramee G.R., Wurm F., Mason A., Nikolics K. et al. Primary structure and biological activity of human brain-derived neurotrophic factor // Endocrinology. 1991. V. 129(3). P. 1289-1294.

159. Roux P.P., Colicos M.A., Barker P.A., Kennedy T.E. p75 neurotrophin receptor expression is induced in apoptotic neurons after seizure // J. Neurosci. 1999. V. 19(16). P. 6887-6896.

160. Saarelainen T., Lukkarinen J.A., Koponen S., Grohn O.H., Jolkkonen J., Koponen E., Haapasalo A., Alhonen L., Wong G., Koistinaho J., Kauppinen R.A., Castren E. Transgenic mice overexpressing truncated trkB neurotrophin receptors in neurons show increased susceptibility to cortical injury after focal cerebral ischemia // Mol Cell Neurosci. 2000. V. 16(2). P. 87-96.

161. Saarelainen T., Pussinen R., Koponen E., Alhonen L., Wong G., Sirvio J., Castren E. Transgenic mice overexpressing truncated trkB neurotrophin receptors in neurons have impaired long-term spatial memory but normal hippocampal LTP // Synapse. 2000. V. 38(1). P. 102-104.

162. Satoh T., Nakatsuka D., Watanabe Y., Nagata I., Kikuchi H., Namura S. Neuroprotection by MAPK/ERK kinase inhibition with U0126 against oxidative stress in a mouse neuronal cell line and rat primary cultured cortical neurons // Neurosci. Lett. 2000. V. 288(2). P. 163-166.

163. Schabitz W.R., Sommer C., Zoder W., Kiessling M., Schwaninger M., Schwab S. Intravenous brain-derived neurotrophic factor reduces infarct size and counterregulates Bax and Bcl-2 expression after temporary focal cerebral ischemia // Stroke. 2000. V. 31(9). P. 2212-2217.

164. Scharfman H.E. Hyperexcitability in combined entorhinal/hippocampal slices of adult rat after exposure to brain-derived neurotrophic factor//J. Neurophysiol. 1997. V. 78(2). P. 1082-1095.

165. Scharfman H.E., Goodman J.H., Sollas A.L. Actions of brain-derived neurotrophic factor in slices from rats with spontaneous seizures and mossy fiber sprouting in the detate gyrus//J. Neurosci. 1999. V. 19(13). P. 5619-5631.

166. Scharfman H.E., Goodman J.H., Sollas A.L., Croll S.D. Spontaneous limbic seizures after intrahippocampal infusion of brain-derived neurotrophic factor//Exp. Neurol. 2002. V. 174. P. 201-214.

167. Schratt G.M., Nigh E.A., Chen W.G., Hu L., Greenberg M.E. BDNF regulates the translation of a select group of mRNAs by a mammalian target of rapamycin-phosphatidylinositol 3-kinase-dependent pathway during neuronal development//J. Neurosci. 2004. V. 24(33). P. 7366-7377.

168. Segal R.A, Selectivity in neurotrophin signalling: theme and variations // Annu Rev Neurosci. 2003. V. 26. P. 299-330.

169. Sheng M., Cummings J., Roldan L.A., Jan Y.N., Jan L.Y. Changing subunit composition of heteromeric NMDA receptors during development of rat cortex //Nature. 1994. V. 368(6467). P. 144-147.

170. Shi S.S., Shao S.H., Yuan B.P., Pan F., Li Z.L. Acute stress and chronic stress change brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and tyrosine kinase-coupled receptor (TrkB) expression in both young and aged rat hippocampus //Yonsei Med J. 2010. V. 51(5). P. 661-671.

171. Shishkina G.T., Kalinina T.S., Berezova I.V., Bulygina V.V., Dygalo N.N. Resistance to the development of stress-induced behavioral despair in the swim test associated with elevated hippocampal Bcl-xl expression // Behav. Brain Res. 2010. V. 213(2). P. 218-224.

172. Smith M.L., Bendek G., Dahlgren N., Rosen I., Wieloch T., Siesjo B.K. Models for studying long-term recovery following forebrain ischemia in the rat. 2. A 2-vessel occlusion model // Acta Neurol Scand. 1984. V. 69(6). P. 385401.

173. Song D.K., Choe B., Bae J.H., Park W.K., Han I.S., Ho W.K., Earm Y.E. Brain-derived neurotrophic factor rapidly potentiates synaptic transmission through NMDA, but suppresses it through non-NMDA receptors in rat hippocampal neuron // Brain Res. 1998. V. 799(1). P. 176-179.

174. Stegenga J., le Feber J., Rutten W.L. Changes within bursts during learning in dissociated neural networks // Engineering in Medicine and Biology Society, 2008. EMBS 2008: 30th Annual International Conference of the IEEE. P.4968-4971.

175. Sun X., Zhou H., Luo X., Li S., Yu D., Hua J., Mu D., Mao M., Neuroprotection of brain-derived neurotrophic factor against hypoxic injury in vitro requires activation of extracellular signal-regulated kinase and phosphatidylinositol 3-kinase // Int. J. Devi Neuroscience. 2008. V. 26. P. 363370.

176. Tanaka T., Saito H., Matsuki N. Inhibition of GABAA synaptic responses by brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in rat hippocampus // J. Neurosci. 1997. V. 17(9). P. 2959-2966.

177. Thomas C.A., Springer P.A., Loeb G.E., Berwald-Netter Y., Okun L.M. A miniature microelectrode array to monitor the bioelectric activity of cultured cells // Exp. Cell Res. 1972. V. 74(1). P. 61-66.

178. Vedunova M., Sakharnova T., Mitroshina E., Perminova M., Pimashkin A., Zakharov Yu., Dityatev A., Mukhina I. Seizure-like activity in hyaluronidase-treated dissociated hippocampal cultures // Frontiers in cellular neuroscience. 2013. V. 7(149). doi: 10.3389/fncel.2013.00149

179. Veit C., Genze F., Menke A., Hoeffert S., Gress T.M., Gierschik P., Giehll K. Activation of phosphatidylinositol 3-kinase and extracellular signalregulated kinase is required for glial Cell line-derived neurotrophic factor-induced migration and invasion of pancreatic carcinoma cells // Cancer Res. 2004. V. 64. P. 5291-5300.

180. Wagenaar D.A., Pine J., Potter S. M. An extremely rich repertoire of bursting patterns during the development of cortical cultures // BMC Neurosci. 2006. 7:11.

181. Walton M., Connor B., Lawlor P., Young D., Sirimanne E., Gluckman P., Cole G., Dragunow M. Neuronal death and survival in two models of hypoxic-ischemic brain damage // Brain Res. Brain Res. Rev. 1999. V. 29 (2-3). P. 137— 168.

182. Wang Y., Cao M., Liu A., Di W., Zhao F., Tian Y., Jia J. Changes of inflammatory cytokines and neurotrophins emphasized their roles in hypoxic-ischemic brain damage // International Journal of Neuroscience. 2013. V. 123(3). P. 191-195.

183. Wheeler B.C., Novak J.L. Current source density estimation using microelectrode array data from the hippocampal slice preparation // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1986. V. 33(12). P. 1204-1212.

184. Wiedemann F.R., Siemen D., Mawrin C., Horn T.F., Dietzmann K. The neurotrophin receptor TrkB is colocalized to mitochondrial membranes // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2006. V.38(4). P. 610-620.

185. Wu X., Zhu D., Jiang X., Okagaki P., Mearow K., Zhu G., McCall S., Banaudha K., Lipsky R.H., Marini A.M. AMPA protects cultured neurons against glutamate excitotoxicity through a phosphatidylinositol 3-kinase-dependent activation in extracellular signal-regulated kinase to upregulate BDNF gene expression //J. Neurochem. 2004. V. 90(4). P. 807-818.

186. Xiang G., Pan L., Huang L„ Yu Z., Cheng J., Xing W., ZhouY. Microelectrode array-based system for neuropharmacological applications with cortical neurons cultured in vitro // Biosens Bioelectron. 2007. V. 22(11). P. 24782484.

187. Yacoubian T.A., Lo D.C. Truncated and full-length TrkB receptors regulate distinct modes of dendritic growth // Nat Neurosci. 2000. V. 3(4). P. 342349.

188. Yamada K., Nabeshima T. Brain-derived neurotrophic factor/TrkB signaling in memory processes // J. Pharmacol Sci. 2003. V. 91(4). P. 267-270.

189. Zaccaro M.C., Ivanisevic L., Perez P., Meakin S.O., Saragovi H.U. p75 Co-receptors regulate ligand-dependent and ligand-independent Trk receptor activation, in part by altering Trk docking subdomains // J. Biol Chem. 2001. V. 276(33). P. 31023-31029.

190. Zhang J., Geula C., Lu C., Koziel H., Hatcher L.M., Roisen F.J. Neurotrophins regulate proliferation and survival of two microglial cell lines in vitro // Exp. Neurol. 2003. V. 183(2). P. 469-481.

191. Zhu X., Han X., Blendy J.A., Porter B.E. Decreased CREB levels suppress epilepsy //Neurobiol Dis. 2012. V. 45(1). P. 253-263.

192. Zuccato C., Ciammola A., Rigamonti D., Leavitt B.R., Goffredo D., Conti L., MacDonald M.E., Friedlander R.M., Silani V., Hayden M.R., Timmusk T., Sipione S., Cattaneo E. Loss of huntingtin-mediated BDNF gene transcription in Huntington's disease // Science. 2001. V. 293(5529). P. 493-498.