Ключові маркери астроглії при цирозі печінки різних ступенів тяжкості у людини: імуногістохімічне дослідження

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.14739/2310-1210.2022.5.261327

Ключові слова:

цироз печінки, астрогліальна реактивність, GFAP, GS, AQP4, печінкова енцефалопатія, імуногістохімія

Анотація

Мета роботи – визначення імуногістохімічних рівнів GFAP, GS та AQP4 у різних ділянках головного мозку людини за умов цирозу печінки різних ступенів тяжкості.

Матеріали та методи. Дослідження здійснили на секційному матеріалі 90 пацієнтів, які протягом життя хворіли на неалкогольний цироз печінки класів А (n = 30, група «А»), В (n = 30, група «В») та С (n = 30, група «С») за класифікацією Чайлд–П’ю, у тому числі 59 (65,55 %) випадків із клінічною симптоматикою печінкової енцефалопатії I–IV ступенів. За допомогою імуногістохімічного методу досліджували кору, білу речовину, гіпокамп, таламус, стріо-палідум і мозочок для оцінювання рівнів GFAP, GS та AQP4.

Результати. Експресія GFAP поступово знижувалася, починаючи з цирозу класу А, набула найменших значень у корі та таламусі хворих класу С (зменшення у 6,74 і 6,23 раза). На відміну від GFAP, експресія GS поступово зростала разом з обтяженням цирозу. Найвиразніше підвищення GS виявили в корі, таламусі в групі «С» (у 4,34 і 4,26 раза відповідно). Рівні AQP4, що зростали, також корелювали з підвищенням класу цирозу. Найбільший приріст виявили в корі, таламусі в групі «С» (підвищення в 4,25 і 4,34 раза). Починаючи з класу B, у змінах експресії GFAP, GS і AQP4 встановили регіон-залежні кореляційні зв’язки. GS і AQP4 позитивно корелюють між собою в усіх 6 регіонах, що дослідили, а між білками GFAP/GS, GFAP/AQP4 виявили зворотний зв’язок.

Висновки. Починаючи з цирозу класу А, в астроцитах головного мозку відбуваються динамічні молекулярні зміни, що свідчать про поступовий розвиток астрогліального ремоделювання з пошкодженням цитоскелета та перерозподілом молекулярних доменів у клітинах. Це явище має залежність від регіону мозку та періоду хвороби; його ознаки посилюються з кожним наступним класом цирозу, набуваючи найбільшої виразності в класі С. З-поміж відділів головного мозку, що вивчали, кора й таламус характеризуються найсуттєвішими змінами експресії білків. Починаючи з класу B, визначали очевидні кореляційні зв’язки між молекулярними змінами і прямого, і зворотного типу. Одночасне виникнення такої кореляції вказує на синергетичну участь цих молекул в астроцитарному ремоделюванні при хронічній печінковій енцефалопатії. Зміни цього астрогліального молекулярного комплексу можна використовувати як діагностичний маркер реактивного астрогліозу при цирозі печінки, а також вони можуть бути мішенню для нових терапевтичних підходів щодо енцефалопатії в таких пацієнтів.

Біографії авторів

Т. В. Шулятнікова, Запорізький державний медичний університет, Україна

канд. мед. наук, доцент каф. патологічної анатомії і судової медицини

В. О. Туманський, Запорізький державний медичний університет, Україна

д-р мед. наук, професор каф. патологічної анатомії і судової медицини, проректор з наукової роботи, заслужений діяч науки і техніки України

Посилання

Cheemerla, S., & Balakrishnan, M. (2021). Global Epidemiology of Chronic Liver Disease. Clinical liver disease, 17(5), 365-370. https://doi.org/10.1002/cld.1061

Hirode, G., Vittinghoff, E., & Wong, R. J. (2019). Increasing Burden of Hepatic Encephalopathy Among Hospitalized Adults: An Analysis of the 2010-2014 National Inpatient Sample. Digestive diseases and sciences, 64(6), 1448-1457. https://doi.org/10.1007/s10620-019-05576-9

Pérez-Monter, C., & Torre-Delgadillo, A. (2017). Astrocyte Pathophysiology in Liver Disease. In M. T. Gentile, & L. C. D’Amato (Eds.), Astrocyte - Physiology and Pathology. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.72506

Amodio, P., & Montagnese, S. (2021). Lights and Shadows in Hepatic Encephalopathy Diagnosis. Journal of clinical medicine, 10(2), 341. https://doi.org/10.3390/jcm10020341

Shulyatnikova, T. V., & Shavrin, V. A. (2017). Modern view on hepatic encephalopathy: basic terms and concepts of pathogenesis. Pathologia, 14(3), 371-380. https://doi.org/10.14739/2310-1237.2017.3.118773

Weissenborn, K. (2019). Hepatic Encephalopathy: Definition, Clinical Grading and Diagnostic Principles. Drugs, 79(Suppl 1), 5-9. https://doi.org/10.1007/s40265-018-1018-z

Jaeger, V., DeMorrow, S., & McMillin, M. (2019). The Direct Contribution of Astrocytes and Microglia to the Pathogenesis of Hepatic Encephalopathy. Journal of clinical and translational hepatology, 7(4), 352-361. https://doi.org/10.14218/JCTH.2019.00025

Liotta, E. M., & Kimberly, W. T. (2020). Cerebral edema and liver disease: Classic perspectives and contemporary hypotheses on mechanism. Neuroscience letters, 721, 134818. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2020.134818

Jayakumar, A. R., & Norenberg, M. D. (2018). Hyperammonemia in Hepatic Encephalopathy. Journal of clinical and experimental hepatology, 8(3), 272-280. https://doi.org/10.1016/j.jceh.2018.06.007

Görg, B., Karababa, A., Schütz, E., Paluschinski, M., Schrimpf, A., Shafigullina, A., Castoldi, M., Bidmon, H. J., & Häussinger, D. (2019). O-GlcNAcylation-dependent upregulation of HO1 triggers ammonia-induced oxidative stress and senescence in hepatic encephalopathy. Journal of hepatology, 71(5), 930-941. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2019.06.020

Häussinger, D., Dhiman, R. K., Felipo, V., Görg, B., Jalan, R., Kircheis, G., Merli, M., Montagnese, S., Romero-Gomez, M., Schnitzler, A., Taylor-Robinson, S. D., & Vilstrup, H. (2022). Hepatic encephalopathy. Nature reviews. Disease primers, 8(1), 43. https://doi.org/10.1038/s41572-022-00366-6

Agarwal, A. N., & Mais, D. D. (2019). Sensitivity and Specificity of Alzheimer Type II Astrocytes in Hepatic Encephalopathy. Archives of pathology & laboratory medicine, 143(10), 1256-1258. https://doi.org/10.5858/arpa.2018-0455-OA

Häussinger, D., Butz, M., Schnitzler, A. & Görg, B. (2021). Pathomechanisms in hepatic encephalopathy. Biological Chemistry, 402(9), 1087-1102. https://doi.org/10.1515/hsz-2021-0168

Shulyatnikova, T. V., & Tumanskiy, V. O. (2021). Immunohistochemical analysis of the glial fibrillary acidic protein expression in the experimental acute hepatic encephalopathy. Morphologia, 15(4), 96-105.

Escartin, C., Galea, E., Lakatos, A., O'Callaghan, J. P., Petzold, G. C., Serrano-Pozo, A., Steinhäuser, C., Volterra, A., Carmignoto, G., Agarwal, A., Allen, N. J., Araque, A., Barbeito, L., Barzilai, A., Bergles, D. E., Bonvento, G., Butt, A. M., Chen, W. T., Cohen-Salmon, M., Cunningham, C., … Verkhratsky, A. (2021). Reactive astrocyte nomenclature, definitions, and future directions. Nature neuroscience, 24(3), 312-325. https://doi.org/10.1038/s41593-020-00783-4

Verkhratsky, A., Ho, M. S., Vardjan, N., Zorec, R., & Parpura, V. (2019). General Pathophysiology of Astroglia. Advances in experimental medicine and biology, 1175, 149-179. https://doi.org/10.1007/978-981-13-9913-8_7

Claeys, W., Van Hoecke, L., Lefere, S., Geerts, A., Verhelst, X., Van Vlierberghe, H., Degroote, H., Devisscher, L., Vandenbroucke, R. E., & Van Steenkiste, C. (2021). The neurogliovascular unit in hepatic encephalopathy. JHEP reports: innovation in hepatology, 3(5), 100352. https://doi.org/10.1016/j.jhepr.2021.100352

Zhou, Y., Eid, T., Hassel, B., & Danbolt, N. C. (2020). Novel aspects of glutamine synthetase in ammonia homeostasis. Neurochemistry international, 140, 104809. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2020.104809

Shulyatnikova T. V., & Tumanskiy, V. O. (2021). Glutamine synthetase expression in the brain during experimental acute liver failure (immunohistochemical study). Journal of Education, Health and Sport, 11(10), 342-356. http://dx.doi.org/10.12775/JEHS.2021.11.10.033

Shulyatnikova, T. V., & Tumanskiy, V. O. (2022). Immunohistochemical study of the brain aquaporin-4 in the rat acute liver failure model. Art of Medicine, (1), 103-108. https://doi.org/10.21802/artm.2022.1.21.103

Wan, S. Z., Nie, Y., Zhang, Y., Liu, C., & Zhu, X. (2020). Assessing the Prognostic Performance of the Child-Pugh, Model for End-Stage Liver Disease, and Albumin-Bilirubin Scores in Patients with Decompensated Cirrhosis: A Large Asian Cohort from Gastroenterology Department. Disease markers, 2020, 5193028. https://doi.org/10.1155/2020/5193028

Mehta, R., GP trainee, Chinthapalli, K., & consultant neurologist (2019). Glasgow coma scale explained. BMJ (Clinical research ed.), 365, l1296. https://doi.org/10.1136/bmj.l1296

Zhou, Y., Dhaher, R., Parent, M., Hu, Q. X., Hassel, B., Yee, S. P., Hyder, F., Gruenbaum, S. E., Eid, T., & Danbolt, N. C. (2019). Selective deletion of glutamine synthetase in the mouse cerebral cortex induces glial dysfunction and vascular impairment that precede epilepsy and neurodegeneration. Neurochemistry international, 123, 22-33. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2018.07.009

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-11-09

Номер

Розділ

Оригінальні дослідження