Лаборатория нейробиологии и фундаментальных основ развития мозга

История отделения

Лаборатория нейробиологии и основ развития мозга создана в 2015 г. и является наследницей лаборатории по изучению развития мозга, созданной в 1931 г. в составе Отдела развития и воспитания ребенка проф. Н.М. Щеловановым. В конце 40-х годов лаборатория стала самостоятельным подразделением Института педиатрии РАМН. В 1952 г. лабораторию возглавил проф. Б. Н. Клоссовский – один из любимых учеников знаменитого ученого невропатолога и психиатра академика В.М. Бехтерева. В 1962 г. был сформирован Отдел по изучению развития мозга при врожденных и наследственных заболеваниях, объединивший лабораторию по изучению развития мозга и психоневрологическую клинику, в связи с чем исследования приняли клинико-экспериментальное направление. После ухода академика Б.Н Клоссовского клинику возглавил проф. Б.В. Лебедев (1967 г.), лабораторией по изучению развития мозга руководили д.м.н. В.Р. Пурин (1971 г.). и д.б.н., проф. Т.П. Жукова. С середины 70-х годов в лаборатории начали развиваться исследования биохимических особенностей постгипоксического повреждения мозга. Были получены новые данные о состоянии системы кровообращения и дыхания у детей, перенесших перинатальную гипоксию и родовую травму. Изучалось влияние внутриутробной гипоксии на содержание свободных аминокислот и синтез белка в мозговой ткани в постнатальном периоде развития, а также нарушение антиоксидантной защиты в мозге после воздействия вредных факторов в антенатальном периоде.

В 1991 г. лабораторию возглавил проф. В.Г. Пинелис. Были налажены новые современные методы, позволяющие прижизненно изучать процессы передачи информации в норме и патологии нервной системы. Основной моделью служили культивируемые нейроны мозжечка, гиппокампа и коры головного мозга экспериментальных животных. Проводились исследования молекулярных механизмов повреждения нейронов при ишемии мозга, эпилепсии и ряде нейродегенеративных заболеваний. Используемые в лаборатории клеточные модели повреждения нейронов мозга нашли применение в проведении доклинического скрининга новых лекарственных препаратах, направленных на защиту нейронов при гипоксии/ишемии мозга, в том числе и у новорожденных детей. Исследования по влиянию пептидных нейропротекторов на кальциевый гомеостаз нейронов и содержание нейротрофических факторов позволили установить механизмы действия нейропептидов, что ускорило их внедрение в клиническую практику. Начиная с 2006 г. экспериментальные исследования по изучению механизмов повреждения нейронов были дополнены внедрением новых молекулярных методов с использованием флуоресцентных белков, что позволило впервые зарегистрировать изменения цитозольного и митохондриального рН, перекиси водорода, АТФ в индивидуальных нейронах. Использование флуоресцентного сенсора на АТФ позволило впервые установить, что, в отличие от постнатальных нейронов, где синтез АТФ осуществляется в митохондриях в результате окислительного фосфорилирования, в пренатальных нейронах синтез АТФ происходит в цитозоле нейронов исключительно за счет гликолиза. За высокую эффективность исследований и подготовку научных кадров (7 докторских и 28 кандидатских диссертаций) в 1996-2009 гг коллективу лаборатории Правительством Российской Федерации был присвоен статус Научной школы «Патология нейрона» (совместно лаб. внутриклеточной сигнализации ФГАУ «НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН). Экспериментальные и клинические исследования, проводимые в лаборатории, были неоднократно поддержаны грантами Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований, Российского фонда гуманитарных исследований, Министерства образования и науки Российской Федерации, Московского комитета по науке и технике, а также международными грантами.

С 2013 г. по 2021 г. лабораторией руководил проф. А.М. Сурин. В 2017 г. в лаборатории началось внедрение нового метода исследования активности мозга живого лабораторного животного (мыши) – широкопольного оптического имиджинга (Wide Field Imaging, WFI). Метод применим для изучения активности коры головного мозга как анестезированного, так и активно движущегося животного. Оптическая система установки WFI позволяет регистрировать изменения степени оксигенации крови в сосудах коры головного мозга в ответ на различные стимулы или при переходе от анестезии к бодрствованию. Использование трансгенных животных, экспрессирующих в клетках мозга флуоресцентные белковые сенсоры, позволяет проводить мониторинг изменений тех параметров, для которых создан сенсор. Он может быть чувствителен к изменениям ионного гомеостаза или низкомолекулярных метаболитов (АТФ, глюкозы и др.). Наибольшее внимание привлекают измерения внутриклеточной концентрации ионов кальция, характеризующие быстрые изменения внутри- и межнейронального сигналинга в коре головного мозга в ответ на предъявляемые стимулы. Система WFI позволяет сопоставлять изменения в ГМ после воздействий, моделирующих травму или ишемию мозга, а также различные нейропатии, в том числе генетически обусловленные, в одном и том же животном на протяжении нескольких недель или месяцев.

Виды заболеваний

Орфанные болезни, нейродегенеративные заболевания

Виды диагностики

Флуоресцентная микроскопия, оптическая (световая) микроскопия, широкопольная оптическая нейровизуализация (ШОН), основные медико-биологические методы анализа белков (биохимический и иммуноферментный), мультиплексный анализ в маленьком объёме образца, методы морфологической диагностики (гистология и иммуноцитохимия и иммуногистохимия)