ИСТИНА

Редокс-состояние клеток тесно связано с активностью дыхательной цепи (электронтранспортной цепи, ЭТЦ) митохондрий. Регуляция работы дыхательной цепи митохондрий важна для обеспечения клеток АТФ, а также для оптимизации количества супероксид-анион радикала, образующегося в ЭТЦ. Генерация О2- с последующим образованием других активных форм кислорода (АФК) может использоваться в сигнальных процессах или приводить к развитию окислительного стресса. Для понимания процессов регуляции активности ЭТЦ и их взаимосвязи с образованием АФК необходимы подходы, позволяющие in vivo оценить редокс-состояние ЭТЦ митохондрий и детектировать генерацию АФК. Мы разработали подход, основанный на спектроскопии рамановского рассеяния c использованием генетически кодируемого биосенсора для мониторинга редокс-состояния ЭТЦ митохондрий и детекции образования H2O2 в нейронах и астроцитах коры мозга мышей in vivo. Нейроны и астроциты идентифицировали по флуоресценции экспрессирующихся белков NirFP и GFP, соответственно, или по флуоресценции биосенсора HyPer7, изменение интенсивности флуоресценции которого использовали для мониторинга количества H2O2, образующейся в матриксе митохондрий. По пикам в рамановских спектрах определяли относительное содержание восстановленных цитохромов В и С-типов в ЭТЦ митохондрий и, таким образом, оценивали степень заполненности ЭТЦ электронами и устанавливали взаимосязь между работой ЭТЦ и образованием H2O2 в матриксе митохондрий. Было установлено, что при движении мыши ЭТЦ митохондрий астроцитов заполняется электронами, что сопровождается генерацией H2O2. В нейронах, напротив, снижалось относительное содержание восстановленных переносчиков электронов и не изменялась продукция H2O2. Мы предполагаем, что H2O2, образующаяся в астроцитах, необходима для сигнальных процессов между астроцитами и другими компонентами активной среды мозга. Предложенный подход может быть успешно использован для исследования редокс-процессов, протекающих в мозге, а также в других органах при различных патологиях, в частности, при развитии процессов воспаления. Работа выполнена при поддержке РНФ 23-44-00015.