Русский

null
426
0

Функциональные ответы тромбоцитов и внутриклеточная сигнализация: молекулярные взаимоотношения. Часть 2: Рецепторы.

Маленькие безъядерные клетки, тромбоциты, в основном предназначены для образования агрегатов при повреждении сосудов, что позволяет остановить кровотечение. Для выполнения этой функции, тромбоциты способны реализовывать ряд функциональных ответов, индуцируемых различными агонистами и координируемых сложной сетью внутриклеточной сигнализации, запускаемой десятком разнообразных рецепторов. Настоящий обзор, второй из серии, описывает известные пути внутриклеточной сигнализации, индуцируемые тромбоцитарными рецепторами в ответ на канонические и редкие агонисты. Особый фокус будет сделан на точках взаимодействия и «синергии» путей активации тромбоцита, и промежуточных или «вторичных» посредниках активации, передающих сигнал к функциональным проявлениям.

Разные степени активации тромбоцитов при гемостазе. При слабой активации тромбоциты переходят в слабоактивированное состояние, при котором не происходит кластеризации тромбоцитарных интегринов и значимое изменение формы тромбоцитов. Данная слабая активация является обратимой и соответствует состоянию тромбоцитов в «шубе» тромба. При более сильной активации происходит значительное изменение формы, необратимая активация и агрегация тромбоцитов. Также происходит секреция тромбоцитарных гранул. При максимальной степени активации происходит коллапс митохондрий тромбоцитов и тромбоциты переходят в прокоагулянтное состояние, выставляя фосфатидилсерин. Таким образом, прокоагулянтные тромбоциты значительно ускоряют плазменное звено гемостаза.
2 673
0
#тромбоциты#внутриклеточная сигнализация#физиология

570
0
#B-клетки#КОВИД-19#вакцины#иммунный ответ

Scheme of the computational model. (A) The scheme of stochastic events and species included in the model. A single F-actin filament is assumed to be straight and to be divided into segments. Each segment can be considered to be an actin monomer. New G-actin molecules can attach to and detach from the filament “barbed” end. It is assumed that the child filament begins to grow from the middle between two segments of F-actin at the angle of 70o.  If there is a branch growing from the F-actin segments, they are considered occupied and no branching can occur there. (B) The spatial restrictions on the filament growth and branching. The filaments can branch if the distance from the cell membrane is lesser than D. Filaments can grow if the distance from the cell membrane is lesser than H, where H > D.
770
0
#цитоскелет#нейтрофилы#актин#хемотаксис#синдром Вискотта-Олдрича

Фосфотидилинозитол-содержащие везикулы необходимы для активации PLC ζ в соответствие с предсказанием математической модели

Фосфолипаза C ζ (PLCζ) —фермент цитоплазмы и акросомы сперматозоидов млекопитающих. Он катализирует реакцию гидролиза фосфатидилинозитол-4,5-фосфата на инозитол-3-фосфат и диацилглицерин. PLCζ присутствует в акросоме и цитозоле покоящихся сперматозоидов, но не оказывает значительного влияния на их метаболизм. После слияния сперматозоидов и оболочек яйцеклетки активность PLCζ возрастает, поскольку он начинает связывать оболочки яйцеклетки. Причины, по которым PLCζ неактивна в сперматозоидах или соматических клетках любого типа, неизвестны.

В настоящей работе была разработана модель, описывающая активность PLCζ при физиологических концентрациях кальция. Теоретическое моделирование в данной работе объясняет отсутствие активности PLCζ в любом типе клеток млекопитающих, кроме яиц. Было показано, что присутствие богатых фосфоинозитолом везикул необходимо для активности PLCζ в зрелых яйцах млекопитающих.

Схема полной модели. (A) Реакции в ооците. PLCζ - бескальциевый PLCζ, PLCζ_Ca - PLCζ, связанный с одним ионом кальция, PLCζ_2Ca - PLCζ, связанный с двумя ионами кальция, PLCζ_3Ca - с тремя, PLCζ_4Ca - с четырьмя. PLCζ_m - PLCζ, связанный с клеточной мембраной, PLCζ_ (Ca m) - PLCζ, связанный с клеточной мембраной и одним ионом кальция, PLCζ_ (2Ca m) - PLCζ, связанный с клеточной мембраной и двумя ионами кальция, PLCζ_ (3Ca m) - с клеточной мембраной и тремя ионами кальция, PLCζ_ (4Ca m) - с клеточной мембраной и четырьмя ионами кальция. PIP2 и PIP2_v - фосфатидилинозитол-4,5 - бис-фосфат на мембране клеток и везикул соответственно. DAG и DAG_v - диацилглицерол на клеточной мембране и везикулах соответственно. IP3 - инозитол-3-фосфат. PLCζ_v - PLCζ, связанный с везикулами, PLCζ_ (Ca v) - PLCζ, связанный с везикулами и одним ионом кальция, PLCζ_ (2Ca v) - PLCζ, связанный с везикулами и двумя ионами кальция, PLCζ_ (3Ca v) - с везикулами и тремя ионы кальция, PLCζ_ (4Ca v) - с везикулами и четырьмя ионами кальция. (B) Модель сперматозоидов идентична модели ооцита, за исключением отсутствия везикул.
1 107
0
#фосфолипаза Сz#кальциевая сигнализация#сперматозоид#овоцит

Существует значимая корреляция между гиперактивацией тромбоцитов и их потреблением при COVID-19. Пилотное исследование на пациентах из больницы ЦКБ РАН (г. Троицк)

, , , , , , , ,

Известно, что при COVID-19 избыточная свёртываемость крови и, иногда, тромбоцитопения, могут быть характерными для тяжёлого течения заболевания. При этом роль тромбоцитов в патогенезе COVID-19 весьма противоречива. В рамках настоящего исследования нашей задачей было определение степени гиперактивации тромбоцитов пациентов с COVID-19. В исследовании была использована проточная цитометрия цельной крови, окрашенной аннексином-V и лактадгерином («PS + тромбоциты»). Также была разработана стохастическая математическая модель производства и потребления тромбоцитов. Экспериментально было показано, что процент PS + тромбоцитов у пациентов с COVID-19 был в два раза выше, чем у здоровых доноров. При это была получена статистически значимая корреляция между количеством PS+ тромбоцитов и процентом повреждения легких у пациентов. Не было обнаружено никакой связи между гибелью тромбоцитов и терапией пациентов в стационарах. Доля PS+ тромбоцитов была повышена только у пациентов с хроническими заболеваниями лёгких. Хотя у пациентов не наблюдалось выраженных тромбоцитопений, наблюдаемое увеличение размера тромбоцитов (параметр FSC-A в проточной цитометрии) может указывать на то, что возраст тромбоцитов у пациентов был снижен. Разработанная компьютерная модель производства-утилизации тромбоцитов подтверждает возможность интенсивного потребления тромбоцитов без значимых изменений их количества. Таким образом, можно заключить, что наблюдаемая гиперактивация тромбоцитов при COVID-19 может быть вызвана активацией тромбоцитов в кровотоке, что приводит к их потреблению, но не вызывает значительную тромбоцитопению.

Компьютерная модель производства и потребления тромбоцитов при тромбозе, вызванном COVID-19. A - Подробная схема модели (наиболее чувствительные реакции выделены красным). B - Зависимость среднего количества тромбоцитов (зеленая кривая и точки) и размера тромбоцитов (красная кривая и точки) от индекса потребления тромбоцитов в модели. Количество и размер тромбоцитов при отсутствии потребления находятся в областях, выделенных зеленым и красным прямоугольниками соответственно. C - Распределение тромбоцитов по размеру при отсутствии (зеленые столбцы) и наличии (красные столбцы) потребления (с индексом потребления, установленным на 2). Усы на всех графиках представляют SD.
2 915
0
#КОВИД-19#тромбоциты#свертывание#воспаление#гиперактивация

Современные подходы к моделированию тромбоза и гемостаза in vitro

Нарушения в работе системы гемостаза отвечают за большое количество жизнеугрожающих состояний, однако несмотря на многие десятилетия исследований, на сегодняшний день не существует надежных способов корректировать состояние гемостаза без значимых рисков развития тромбозов или кровотечений. Данная ситуация отражает недостаточный уровень понимания ключевых механизмов, которые регулируют гемостатический ответ в норме и при патологии. Для развития фундаментальных представлений о принципах регуляции гемостаза сегодня активно применяются как экспериментальные модели, так и теоретические подходы. Данный обзор посвящен современным in vitro моделям тромбоза и гемостаза и фокусируется на ключевых подходах и инструментах, используемых для изучения процесса свертывания крови вне организма человека. Для воссоздания данного процесса сегодня активно применяются технологии микрофлюидики, а также походы к созданию искусственных сосудов на основе разнообразных гидрогелей. In vitro модели тромбоза традиционно имитируют непроникающее повреждения сосудистой стенки в условиях потока крови и уже более 30 лет исследуются для изучения ключевых процессов, отвечающих за формирование артериальных тромбов – патологических сгустков, которые могут привести к значительному уменьшению кровоснабжения жизненно важных органов. Модели гемостаза in vitro получили активное развитие лишь в последние годы и фокусируются на установлении важных закономерностей образования гемостатических пробок – сгустков, блокирующих кровопотерю в случае проникающего повреждения сосуда. Современные in vitro модели тромбоза и гемостаза используются не только как инструменты для фундаментальных исследований, но и в ряде случаев внедряются в клиническую практику в качестве интегральных методов диагностики нарушений гемостаза.

Создание PDMS-камеры: а) Мастер форму готовят с использованием фотолитографии. Рельеф (обычно сделанный из фоторезиста на кремниевой пластине, показано оранжевым) обычно содержит несколько паттернов для печати на PDMS; b) Рельефную форму (мастер форму) заливают жидкой смесью из основы PDMS с затвердителем; c-d) Часть полимеризованного PDMS затем отрезается и удаляется из формы, e) делаются отверстия для втока и вытока, и присоединяются необходимые трубки. Камера прикрепляется к стеклянному или пластиковому покровному стеклу (серое) с помощью плазменной сварки или вакуумной герметизации.
1 775
0
#гемостаз#тромбоциты#микрофлюидика#гидрогель#цельная кровь#in vitro модели#тромбоз

Прямое взаимодействие STIM1-ORAI1 не может управлять депо-управляемым входом кальция (SOCE) в тромбоцитах

Депо-управляемый вход кальция (SOCE) играет важную роль в функционировании тромбоцитов. Считается, что механизм SOCE основан на прямом взаимодействии белков STIM1 и ORAI1 со специфической стехиометрией STIM1:ORAI1. Однако в тромбоцитах может осуществляться другой путь. Целью данной работы было исследование механизмов SOCE в тромбоцитах. Мы разработали решеточную математическую модель, которая отражает взаимодействие STIM1-ORAI1, и применили ее как к клеткам HEK, где механизм SOCE хорошо установлен, так и к тромбоцитам. Модель смогла успешно описать поведение STIM1-ORAI1 в клетках HEK. Мы использовали те же параметры для взаимодействия белков и применили их к тромбоцитам. В результате мы продемонстрировали, что количество белков STIM1 на мембране ЭПР не может обеспечить необходимую стехиометрию для правильного депо-управляемого входа кальция в тромбоцитах.

(A) Взаимодействие STIM1-ORAI1 для клеток HEK. Связанные белки представлены коричневым цветом, STIM1 в кластере - зеленым, свободные белки - красным. (B) Зависимость формирования контакта STIM1-ORAI1 от вероятности кластеризации. Пунктирные линии представляют тот же процесс для D=0.01 〖μm〗^2/s (C) Типичное состояние системы при t=100ms для различных вероятностей кластеризации.
1 674
0
#тромбоциты#математическое моделирование#депо-зависимый вход кальция#внутриклеточная сигнализация тромбоцита

Функциональные ответы тромбоцитов и внутриклеточная сигнализация: молекулярные связи. Часть 1: ответы

, ,

Тромбоциты крови – небольшие безъядерные клетки, основная задача которых – формирование «пробки» для предотвращения кровотечения при нарушении целостности кровеносных сосудов. Выполнение данной роли подразумевает набор функциональных ответов, индуцируемых различными агонистами и координируемых внутренней сетью передачи молекулярного сигнала. Понимание устройства данной сети является ключевой задачей как для фундаментальных исследований, так и для идентификации новых терапевтических мишеней при нарушениях системы гемостаза. Данная серия обзоров будет посвящена регуляции внутриклеточной сигнализации в тромбоцитах, исследованию молекулярной связи между активацией рецепторов и функциональными ответами тромбоцитов, а также о влиянии сигнальных путей друг на друга. Настоящая статья, первая из двух, сосредоточена на описании функциональных ответов тромбоцитов и условий, при которых они происходят.

Функциональные ответы тромбоцитов при формировании артериального тромба.
2 686
0
#гемостаз#активация тромбоцита#внутриклеточная сигнализация тромбоцита#тромбоз#тромбообразование

Как избежать ошибок при статистическом анализе биологических экспериментов с помощью простого симулятора многоуровневых данных

, , , , , , ,

Несмотря на обширную литературу по статистическим методам и их корректному применению при обработке биологических данных, неправильный анализ остается критической и широко распространенной ошибкой в исследовательских работах. По своей сути иерархическая (вложенная, кластерная) структура биологических данных часто ошибочно игнорируется, что приводит к псевдорепликации и ложноположительным результатам. Это, в свою очередь, затрудняет правильную оценку статистической мощности и ухудшает оптимальное планирование экспериментов. Чтобы привлечь внимание к этой проблеме и проиллюстрировать важность прямого учета многоуровневой структуры биологических данных, в этой статье мы представляем простой симулятор двухуровневых нормально распределенных стохастических данных с открытым исходным кодом. Задавая «истинные» средние значения и «истинные» внутрикластерные и межкластерные дисперсии смоделированных данных, пользователи симулятора могут проверять различные сценарии, оценивать как важность использования правильного многоуровневого анализа, так и опасность пренебрежения информацией о структуре данных. Здесь мы применяем наш симулятор многоуровневых данных, чтобы обратить внимание на некоторые часто возникающие ошибки при анализе данных и предложить процедуру, которую наш симулятор может использовать для правильного сравнения двух иерархических групп экспериментальных данных и для оптимального планирования новых экспериментов с целью увеличения статистической мощности при необходимости.

Schematic of a typical biological experiment design, generating nested data
1 208
0
#вложенные данные#статистический анализ#p-значение#ложно-положительный#ложно-отрицательный#статистическая сила#симуляционные данные#корреляция внутри кластера

Поиск по тегу
Open access

Найдено 12 статей