Нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера (БА), характеризуются потерей нейронов, связанной с усилением симптомов. БА, наиболее распространенная причина деменции, на которую приходится 60-70% случаев, затрагивает около 50 миллионов человек во всем мире1. На нейропатологическом уровне двумя основными характеристиками БА являются накопление внеклеточных амилоидно-β (Aβ) бляшек и внутриклеточных тау-нейрофибриллярных клубков. Изменения глиальных клеток также были связаны с AD2 и возможным нарушением работы нескольких нейротрансмиттерных систем 3,4.
Крысиная линия TgF344-AD была модифицирована для моделирования AD путем экспрессии трансгенов APP и PS1ΔE9 человека, что приводит к растворимой и нерастворимой экспрессии Aβ-40 и Aβ-42 и образованию амилоидных бляшек5. В нем также представлено накопление гиперфосфорилированных форм тау-белка, приводящего к тауопатии. В возрасте 9-24 месяцев у крыс прогрессивно развиваются патологические признаки БА и когнитивные нарушения 5,6,7,8,9.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и ауторадиография являются методами, основанными на излучении и количественной оценке γ лучей. Радиоиндикаторы количественно определяются либо in vivo (ПЭТ и ОФЭКТ), либо ex vivo/in vitro (ауторадиография). Эти чувствительные методы способствовали пониманию механизмов нескольких заболеваний головного мозга, таких как БА. Действительно, с точки зрения нейровоспаления, существует множество исследований, оценивающих 18 кДа транслокаторного белка (TSPO), маркер нейровоспаления in vivo, с радиомаркированными индикаторами, такими как [11C]-(R)-PK11195 или [11C]PBR28 (для обзора см.10). Кроме того, изменения нейротрансмиттерных систем были изучены с использованием радиоиндикаторов 11,12,13.
Однако эти методы не определяют клеточное происхождение радиоактивного сигнала. Это может затруднить интерпретацию биологических основ изменения в связывании радиолиганда в ПЭТ/ОФЭКТ. Например, в случае исследований нейровоспаления TSPO, понимание того, связано ли увеличение или уменьшение TSPO с астроцитарными или микроглиальными изменениями, имеет первостепенное значение. Для обхода этих проблем был разработан метод флуоресцентно-активированной сортировки клеток в ткань, обработанную радиоактивными лигандами (FACS-RTT), позволяющий оценить связывание радиолигандов в каждом типе клеток отдельно и количественно оценить плотность целевого белка на клетку. Следовательно, этот инновационный метод дополняет и высоко совместим с визуализацией ПЭТ и ОФЭКТ.
Здесь эта методика применялась по двум осям: изучение нейровоспаления с использованием TSPO-специфических радиолигандов и оценка серотонинергической системы. На первой оси цель состояла в том, чтобы понять клеточное происхождение сигнала TSPO в ответ на острую воспалительную реакцию. Поэтому FACS-RTT использовали на тканях мозга крыс после индукции нейровоспаления с помощью инъекции липополисахарида (ЛПС) и после исследования визуализации in vivo [125I]CLINDE SPECT. Кроме того, та же визуализация и протокол FACS-RTT были применены к 12- и 24-месячным крысам TgF344-AD и соответствующим крысам дикого типа (WT). Вторая ось была направлена на определение происхождения изменений серотонинергической системы в этой модели крыс с помощью оценки плотности ex vivo 5-HT2AR по типу клеток.