Activation and spread of neuroinflammation accompanying neuropathic pain

MUDr. Karolína Bretová, Ph.D.

Disertační práce

Anotace:

Tato studie se zabývá reaktivitou subpiálních astrocytů, specializované astrocytální subpopulace tvořící glia limitans superficialis (GLS) na povrchu mozku, v reakci na kompresi sedacího nervu, což je často používaný model neuropatické bolesti. GLS tvoří hranici mezi mozkovým parenchymem a mozkomíšním mokem a její reakce na poranění periferních nervů zůstává neprozkoumaná. Cílem výzkumu bylo posoudit změny v reaktivitě a zánětlivém profilování GLS astrocytů na povrchu mediálního prefrontálního kortexu během různých časových úseků pomocí analýzy intenzit imunofluorescence klíčových molekulárních markerů reaktivních astrocytů. Tyto markery zahrnovaly GFAP, GS, transkripční faktory NF-κBp65, STAT3, MAP3K12, cytokiny IL-1β, TNF-α a komplementovou složku C3 a její receptor C3aR. Kromě toho byly hodnoceny hladiny proteinů Cx43 a AQP4 a průnik 3 kDa dextranu konjugovaného s TRITC. Výsledky naznačují, že astrocyty v GLS reagují na poškození periferního nervu a poškození tkáně prostřednictvím změn reaktivity zprostředkovaných neuronovými cestami a signalizací prostřednictvím krevního řečiště. Tato reaktivita GLS astrocytů poukazuje na jejich potenciální roli v modulaci neurozánětlivé odpovědi a bariérové regulaci na povrchu CNS.

Abstract:

This study investigates the reactivity of subpial astrocytes, a specialized astrocyte subpopulation forming the glia limitans superficialis (GLS) on the brain surface, in response to sciatic nerve compression, a frequently used model of neuropathic pain. The GLS is an interface between the brain parenchyma and cerebrospinal fluid and its response to peripheral nerve injury remains unexplored. The research aimed to assess changes in GLS astrocyte reactivity on the surface of the medial prefrontal cortex over time by analyzing immunofluorescence intensities of key molecular markers of reactive astrocytes and their inflammatory profiles. These markers included GFAP, GS, transcription factors NF-κBp65, STAT3, MAP3K12, cytokines IL-1β, and TNF-α, as well as complement component C3 and its receptor C3aR. Additionally, protein levels of Cx43 and AQP4 and the uptake of TRITC-conjugated 3 kDa dextran were evaluated. The results suggested that GLS astrocytes respond to peripheral nerve injury and tissue damage through reactivity changes mediated by neuronal pathways and signaling via the bloodstream. The reactivity of GLS astrocytes points to their potential role in modulating the neuroinflammatory response and regulating the barrier at the brain surface.

Keywords

neuropathic pain, neuroinflammation, peripheral nerve injury, astrocytes, prefrontal cortex, rodents, immunohistochemistry neuropatická bolest, neurozánět, poškození periferního nervu, astrocyty, prefrontální kortex, hlodavci, imunohistochemie

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 3. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 16. 6. 2025
• Vedoucí: prof. RNDr. Petr Dubový, CSc.
• Oponent: doc. Mgr. Yaroslav Kolinko, Ph.D., doc. MVDr. Soňa Bálentová, PhD.

Masarykova univerzita

Lékařská fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Neurovědy / Neurovědy