Русский

Моделирование агрегации тромбоцитов с помощью клеточного автомата

Агрегация тромбоцитов является важным процессом, отвечающим за своевременную остановку кровотечения. Одним из инструментов, позволяющих изучать данную систему, является компьютерное моделирование. Использование клеточного автомата в качестве модели дает возможность как изучать динамику отдельных агрегатов, так и исследовать поведение системы в целом. Целью данной работы было изучение агрегации тромбоцитов с помощью модели на основе клеточного автомата.  В результате была построена модель агрегации тромбоцитов, включающую в себя 4 процесса: диффузию, активацию, агрегацию и дезагрегацию с дальнейшим усложнением в виде добавления гидродинамического потока. Было показано, что в условиях потока основную массу агрегатов составляют димеры и тримеры, тогда как агрегаты больших размеров встречаются гораздо реже.

Блок-схема ключевых этапов работы алгоритма
419
0
#агрегация тромбоцитов#математическое моделирование#клеточный автомат

О факторах влияния на исследования сигнализации тромбоцитов с помощью кальциевых флуорофоров

Наблюдение кальциевой сигнализации в тромбоцитах – клеток крови, вовлеченных в остановку кровотечения и формирование кровяных сгустков – важная часть фундаментальных исследований гемостаза. Такие исследования возможны благодаря использованию лишь кальциевых флуорофоров – маленьких молекул, которые проникают через клеточную мембрану благодаря гидрофобной -АМ части, которая затем гилролизуется эстеразами в цитозоле. В этой работе мы предполагаем феномен негомогенной загрузки кальциевых флуорофоров в тромбоциты.

Мы использовали тромбоциты здоровых взрослых доноров, загруженные разными флуоресцентными красками (CalBryte590, DiOC6 (3), Fura Red, Fluo-4 and CellTracker Violet BMQC) и иммобилизованные на антитела к CD31 в плоскопараллельных проточных камерах. Микроскопия полного внутреннего отражения (TIRF) была использована.

Мы продемонстрировали, что все исследуемые краски загружались гетерогенно: 30% тромбоцитов загружались в тромбоциты в 2-6 раз выше, чем медианное значение по популяции. Используя CalBryte590 как пример, мы показали, что снижение температуры инкубации, добавление Pluronic 127 в среду, удаление холестерола из мембраны значительно снижает гетерогенность распределения краски в популяции. Оценивая активацию тромбоцитов на поверхности, мы показали, что вероятность наблюдения сильной активации, измеренная по интенсивности осцилляций кальция, коррелирует с количеством краски в тромбоците. Таким образом, мы заключаем, что тип используемого флуорофора и условия его загрузки может значимо влиять на результаты экспериментов по наблюдению кальциевой сигнализации в тромбоцитах.

null
4 454
0
#тромбоциты#кальциевые флуорофоры#мембрана#флуоресцентные краски#внутриклеточная сигнализация

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

Фосфолипаза Cζ (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, связанная с одним ионом кальция, PLCζ_2Ca - PLCζ, связанная с двумя ионами кальция, PLCζ_3Ca - с тремя, PLCζ_4Ca - с четырьмя. PLCζ_m - PLCζ, связанная с клеточной мембраной, PLCζ_ (Ca m) - PLCζ, связанная с клеточной мембраной и одним ионом кальция, PLCζ_ (2Ca m) - PLCζ, связанная 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, связанная с везикулами, PLCζ_ (Ca v) - PLCζ, связанная с везикулами и одним ионом кальция, PLCζ_ (2Ca v) - PLCζ, связанная 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.
4 778
0
#фосфолипаза Сz#кальциевая сигнализация#сперматозоид#овоцит

Метод пэтч-клэмп для изучения ионных каналов активированных тромбоцитов

В данной работе рассмотрены существующие и предложены новые подходы к использованию методики пэтч-клэмп для измерения активности одиночных ионных каналов и мембранного потенциала тромбоцитов человека в конфигурации «cell-attached». Проведена регистрация событий открытия и закрытия одиночных каналов тромбоцитов в конфигурации «cell-attached» после активации сильными агонистами: тромбином и иономицином. Экспериментально и теоретически с использованием простых электрических цепей проанализирована возможность измерения мембранного потенциала тромбоцитов в конфигурации «cell-attached», и обнаружена вероятность образования спайков, вызываемых открытиями одиночных каналов, в процессе регистрации мембранного потенциала методом пэтч-клэмп. Описан простой способ получения конфигурации «inside-out», а также получены записи токов через кальций-управляемые одиночные ионные каналы. В целом, в данной работе предложены новые подходы для дальнейшего изучения роли ионных каналов и мембранного потенциала в физиологическом и патофизиологическом отклике тромбоцитов.


Схематическая иллюстрация регистрации токов от одиночных ионных каналов тромбоцитов во время их активации
10 472
0
#тромбоциты#patch-clamp#мембранный потенциал#ионный канал
Illuminating the nature of complex systems