Гликирование — это неферментативный, необратимый и спонтанный процесс, при котором белки, такие как коллаген, связываются с молекулами редуцирующего сахара, что приводит к усовершенствованным конечным продуктам гликирования (КПГ). КПГ могут активировать рецепторы клеточных мембран, запуская активацию внутриклеточных путей, таких как внеклеточная сигнал-регулируемая протеинкиназа (ERK) 1/2, p38 митоген-активируемая протеинкиназа (MAPK) и n-концевые киназы c-jun (JNKs), ро-ГТФазы, фосфоинозитол-3-киназа (PI3K), янус-киназа/сигнальный преобразователь и активатор транскрипции (JAK/STAT) и протеинкиназа C (PKC), увеличивая высвобождение провоспалительных молекул и окислительный стресс1. Гликированный коллаген также ухудшает структуру и свойства внеклеточного матрикса, а повышенные КПГ, полученные из коллагена, неизменно связаны с болезненными заболеваниями, включая остеоартрит, диабетическую нейропатию и нейродегенеративные расстройства 2,3.
Наша группа ранее продемонстрировала, что клеточная линия SH-SY5Y может быть дифференцирована в сенсорные нейронные клетки, поскольку эти клетки экспрессируют каналы, участвующие в ноцицепции, такие как натриевые каналы (Nav 1.7, Nav 1.8 и Nav 1.9) и транзиторный рецепторный потенциал ваниллоида 1-го типа (TRPV1), маркеры, обычно обнаруживаемые в периферических сенсорных нейронах4. TRPV1 представляет собой неселективный катионный канал, проницаемый для ионов кальция и чувствительный к раздражителю капсаицина. Важно отметить, что когда сенсорные нейронные клетки подвергаются воздействию гликированного коллагенового матрикса (ECM-GC), они приобретают проноцицептивные функции за счет увеличения экспрессии c-Fos, транскрипционного фактора, участвующего в активации нейронов, и высвобождения вещества P, нейропептида, широко участвующего в нейровоспалении и боли. Эти клетки реагируют на анальгетики, такие как морфин, прототип опиата, снижая индуцированное ECM-GC высвобождение вещества P. В совокупности эти данные указывают на то, что данная модель реагирует на про и антиноцицептивную молекулу 4,5.
Мониторинг внутриклеточных изменений концентрацииCa2+ имеет важное значение для изучения многочисленных клеточных процессов. В нейронах он может быть полезным инструментом для прогнозирования повреждения нейронов и нейропротекторных свойств лекарств. Капсаицин, острый активный ингредиент острого перца чили, является наиболее изученным агонистомрецептора TRPV1 5 и ценным инструментом для изучения механизмов боли и скрининга потенциальных новых анальгетиков. Предыдущие исследования показали, что первичные сенсорные нейроны из ганглиев дорсального корешка грызунов, инкубированных с высоким содержанием глюкозы, демонстрируют значительное увеличение индуцированного капсаицином притока кальция6. Тем не менее, остается неизвестным, был ли канал TRPV1 функционально активен в нашей клеточной модели и сенсибилизирует ли гликированный коллаген сенсорные нейронные клетки к возбуждению капсаицина, что может активировать ноцицептивные сигнальные пути. Поэтому мы стремились разработать экономически эффективный протокол, использующий простые инструменты для мониторинга кальция в сенсорных клетках в режиме реального времени, обеспечивая при этом надежный анализ. В этой статье мы предоставляем комплексный протокол, который поможет исследователям пройти этапы дифференцировки клеток SH-SY5Y в клетках сенсорных нейронов и того, как повысить их сенсибилизацию к проноцицептивным стимулам. Этот метод может способствовать открытию новых обезболивающих или нейропротекторных соединений.