Глимфатическая система: методы изучения, роль при нейродегенеративных заболеваниях и новообразованиях головного мозга

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Глимфатическая система была обнаружена и описана в 2012 г. in vivo на мышах при помощи метода двухфотонной микроскопии. При дальнейшем изучении глимфатическая система была выявлена у людей методом магнитно-резонансной томографии. Данная система получила свое название на основании участия глиальных клеток «gl» и ее сходной функции с «лимфатической системой». Она представляет собой периваскулярный путь, проходящий через весь мозг, управляемый аквапорином-4 на концах астроцитов, который может осуществлять доставку веществ в паренхиму мозга через периартериальный путь притока спинномозговой жидкости и удалять продукты метаболизма через перивенозные пути клиренса. На сегодняшний день нарушения в работе глимфатической системы рассматривают как фактор риска развития возрастных изменений головного мозга, нейроваскулярных и нейродегенеративных заболеваний, а также нарушений восстановления после травм головного мозга. Много работ освещали связь между дисфункцией глимфатической системы и нейродегенерацией, связанной с черепно-мозговой травмой. Часть работ посвящена роли глимфатической системы в развитии перитуморального отека при новообразованиях головного мозга. Однако пока что недостаточно данных о роли глимфатической системы в локализации первичных и вторичных новообразований головного мозга. Данный обзор обобщает все результаты, полученные и опубликованные научным сообществом, относительно состава глимфатической системы, а также существующим на данный момент способам ее визуализации и роли при злокачественных новообразованиях головного мозга.

Об авторах

Александр Игоревич Будько

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Budko_AI@nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0007-3354-1646
SPIN-код: 2623-4530

аспирант

Россия, Москва

Анна Алексеевна Прохорычева

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Prokhorycheva_AA@nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0001-5226-0803
SPIN-код: 5543-4462

аспирант

Россия, Москва

Ольга Михайловна Игнатова

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Ignatova_OM@nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0003-2763-3935
SPIN-код: 9352-3233

лаборант-исследователь

Россия, Москва

Юлия Ивановна Вечерская

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Vecherskaya_YI@nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0000-2489-4588

аспирант

Россия, Москва

Станислав Александрович Фокин

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Fokin_SA@nrcki.ru

канд. мед. наук, руководитель Курчатовского комплекса медицинской приматологии

Россия, Москва

Мария Александровна Пахомова

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: mariya.pahomova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-4570-8056
SPIN-код: 3168-2170

ст. научн. сотрудник, Научно-исследовательский центр

Россия, Санкт-Петербург

Андрей Глебович Васильев

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: avas7@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8539-7128
SPIN-код: 1985-4025

д-р. мед. наук, профессор, заведующий кафедрой паталогической физиологии с курсом иммунологии

Россия, Санкт-Петербург

Александр Петрович Трашков

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Email: Trashkov_AP@nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0002-3441-0388
SPIN-код: 4231-1258

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Список литературы

  1. Состояние онкологической помощи населению России в 2023 году / под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, А.О. Шахзадовой. Москва: МНИОИ им. П.А. Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2024.
  2. Туркин А.М., Мельникова-Пицхелаури Т.В., Фадеева Л.М., и др. Перитуморозный отек при менингиомах и факторы, влияющие на его формирование: количественная оценка на основе КТ и МРТ // Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2023. Т. 87, № 4. С. 17–26. doi: 10.17116/neiro20238704117 EDN: VJJKWW
  3. Achariyar T.M., Li B., Peng W., et al. Glymphatic distribution of CSF-derived apoE into brain is isoform specific and suppressed during sleep deprivation // Mol Neurodegener. 2016. Vol. 11. ID 74. doi: 10.1186/s13024-016-0138-8
  4. Al Masri M., Corell A., Michaelsson I., et al. The glymphatic system for neurosurgeons: a scoping review // Neurosurg Rev. 2024. Vol. 47, N 1. ID 61. doi: 10.1007/s10143-024-02291-6
  5. Plog B.A., Mestre H., Olveda G.E., et al. Transcranial optical imaging reveals a pathway for optimizing the delivery of immunotherapeutics to the brain // JCI Insight. 2018. Vol. 3, N 20. ID 126138. doi: 10.1172/jci.insight.120922
  6. Benveniste H., Lee H., Ozturk B., et al. Glymphatic cerebrospinal fluid and solute transport quantified by MRI and PET imaging // Neuroscience. 2021. Vol. 474. P. 63–79. doi: 10.1016/j.neuroscience.2020.11.014
  7. Cagney D.N., Martin A.M., Catalano P.J., et al. Incidence and prognosis of patients with brain metastases at diagnosis of systemic malignancy: a population-based study // Neuro Oncol. 2017. Vol. 19, N 11. P. 1511–1521. doi: 10.1093/neuonc/nox077
  8. Toh C.H., Siow T.Y., Castillo M. Peritumoral brain edema in metastases may be related to glymphatic dysfunction // Front Oncol. 2021. Vol. 11. ID 725354. doi: 10.3389/fonc.2021.725354
  9. Chen J., Wang L., Xu H., et al. The lymphatic drainage system of the CNS plays a role in lymphatic drain-age, immunity, and neuroinflammation in stroke // J Leukoc Biol. 2021. Vol. 110, N 2. P. 283–291. doi: 10.1002/JLB.5MR0321-632R
  10. Dekkers O.M., Karavitaki N., Pereira A.M. The epidemiology of aggressive pituitary tumors (and its challenges) // Rev Endocr Metab Disord. 2020. Vol. 21, N 2. P. 209–212. doi: 10.1007/s11154-020-09556-7
  11. Ding Z., Fan X., Zhang Y., et al. The glymphatic system: a new perspective on brain diseases // Front Aging Neurosci. 2023. Vol. 15. ID 1179988. doi: 10.3389/fnagi.2023.1179988
  12. Gaberel T., Gakuba C., Goulay R., et al. Impaired glymphatic perfusion after strokes revealed by contrast-enhanced MRI: a new target for fibrinolysis? // Stroke. 2014. Vol. 45, N 10. P. 3092–3096. doi: 10.1161/STROKEAHA.114.006617
  13. Gouveia-Freitas K., Bastos-Leite A.J. Perivascular spaces and brain waste clearance systems: relevance for neurodegenerative and cerebrovascular pathology // Neuroradiology. 2021. Vol. 63. P. 1581–1597. doi: 10.1007/s00234-021-02718-7
  14. Hu X., Deng Q., Ma l., et al. Meningeal lymphatic vessels regulate brain tumor drainage and immunity // Cell Res. 2020. Vol. 30, N 3. P. 229–243. doi: 10.1038/s41422-020-0287-8
  15. Iliff J.J., Wang M., Liao Y., et al. A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β // Sci Transl Med. 2012. Vol. 4, N 147. ID 147ra111. doi: 10.1126/scitranslmed.3003748
  16. Patterson C. World alzheimer report 2018. The state of the art of dementia research: New frontiers. London, 2018. 48 p.
  17. Jullienne A., Obenaus A., Ichkova A., et al. Chronic cerebrovascular dysfunction after traumatic brain injury // J Neurosci Res. 2016. Vol. 94, N 7. P. 609–622. doi: 10.1002/jnr.23732
  18. Hablitz L.M., Nedergaard M. The glymphatic system // Curr Biol. 2021. Vol. 31, N 20. P. 1371–1375. doi: 10.1016/j.cub.2021.08.026
  19. Lee D.S., Suh M., Sarker A., Choi Y. Brain glymphatic/lymphatic imaging by MRI and PET // Nucl Med Mol Imaging. 2020. Vol. 54, N 5. P. 207–223. doi: 10.1007/s13139-020-00665-4
  20. Marinova L., Georgiev R., Evgeniev N. Hypothesis on the distant spread of HER2-positive breast // Glob Imaging Insights. 2020. Vol. 5. P. 1–8. doi: 10.15761/GII.1000206
  21. Li L., Ding G., Zhang L., et al. Glymphatic transport is reduced in rats with spontaneous pituitary tumor // Front Med. 2023. Vol. 10. ID 1189614. doi: 10.3389/fmed.2023.1189614
  22. Mestre H., Tithof J., Du T., et al. Flow of cerebrospinal fluid is driven by arterial pulsations and is reduced in hypertension // Nat Commun. 2018. Vol. 9. ID 4878. doi: 10.1038/s41467-018-07318-3
  23. Myllylä T., Harju M., Korhonen V., et al. Assessment of the dynamics of human glymphatic system by near-infrared spectroscopy // J Biophotonics. 2018. Vol. 11, N 8. ID e201700123. doi: 10.1002/jbio.201700123
  24. Naganawa S., Taoka T., Ito R., Kawamura M. The glymphatic system in humans: investigations with magnetic resonance imaging // Investig Radiol. 2024. Vol. 59, N 1. P. 1–12. doi: 10.1097/RLI.0000000000000969
  25. Palczewska G., Wojtkowski M., Palczewski K. From mouse to human: Accessing the biochemistry of vision in vivo by two-photon excitation // Prog Retin Eye Res. 2023. Vol. 93. ID 101170. doi: 10.1016/j.preteyeres.2023.101170
  26. Rasmussen M.K., Mestre H., Nedergaard M. The glymphatic pathway in neurological disorders // Lancet Neurol. 2018. Vol. 17, N 11. P. 1016–1024. doi: 10.1016/S1474-4422(18)30318-1
  27. Salehpour F., Khademi M., Bragin D.E., DiDuro J.O. Photobiomodulation therapy and the glymphatic system: promising applications for augmenting the brain lymphatic drainage system // Int J Mol Sci. 2022. Vol. 23, N 6. ID 2975. doi: 10.3390/ijms23062975
  28. Keil S.A., Braun M., O’Boyle R., et al. Dynamic infrared imaging of cerebrospinal fluid tracer influx into the brain // Neurophotonics. 2022. Vol. 9, N 3. ID 031915. doi: 10.1117/1.NPh.9.3.031915
  29. Schubert J.J., Veronese M., Marchitelli L., et al. Dynamic 11C-PiB PET shows cerebrospinal fluid flow alterations in alzheimer disease and multiple sclerosis // J Nucl Med. 2019. Vol. 60, N 10. P. 1452–1460. doi: 10.2967/jnumed.118.223834
  30. Szczygielski J., Kopańska M., Wysocka A., Oertel J. Cerebral microcirculation, perivascular unit, and glymphatic system: Role of Aquaporin-4 as the gatekeeper for water homeostasis // Front Neurol. 2021. Vol. 12. ID 767470. doi: 10.3389/fneur.2021.767470
  31. Taoka T., Naganawa S. Glymphatic imaging using MRI // J Magn Reson Imaging. 2020. Vol. 51, N 1. P. 11–24. doi: 10.1002/jmri.26892
  32. Thakkar R.N., Kioutchoukova I.P., Grifin I., et al. Mapping the glymphatic pathway using imaging advances // Multidisciplin Sci J. 2023. Vol. 6, N 3. P. 477–491. doi: 10.3390/j6030031
  33. Thrane V.R., Thrane A.S., Plog B.A., et al. Paravascular microcirculation facilitates rapid lipid transport and astrocyte signaling in the brain // Sci Rep. 2013. Vol. 3. ID 2582. doi: 10.1038/srep02582
  34. Wang Q., Sawyer L.A., Sung M.-H., et al. Cajal bodies are linked to genome conformation // Nat Commun. 2016. Vol. 7. ID 10966. doi: 10.1038/ncomms10966
  35. Weller M., Wick W., Aldape K., et al. Glioma // Nat Rev Dis Primers. 2015. Vol. 1. ID 15017. doi: 10.1038/nrdp.2015.17
  36. Xu D., Zhou J., Mei H., et al. Impediment of cerebrospinal fluid drainage through glymphatic system in glioma // Front Oncol. 2022. Vol. 11. ID 790821. doi: 10.3389/fonc.2021.790821

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2024


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».