Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Результаты научных исследований 2012 года

В 2012 году были проведены следующие работы:
  1. Разработан метод мультимаркерного определения стволовых клеток взрослого мозга.

Стволовые клетки взрослого мозга необходимы для сложных форм поведения, репаративного ответа на повреждения, и терапевтического действия ряда лекарственных препаратов и процедур.  Одним  из главнейших  вопросов при изучении стволовых клеток является их идентификация, визуализация, и выявление отдельных субпопуляций стволовых клеток и их потомства.  Нами были разработаны методы мультимаркерного определения различных типов клеток в нейрогенных зонах взрослого мозга: 
1) Исследованы возможные маркеры нейральных стволовых клеток и их потомства и проведено их тестирование на оптимальное сочетание при конфокальной флюоресцентной микроскопии.
2) Найдены комбинации маркеров, позволяющие, в сочетании с репортерными трансгенами (Nestin-GFP, Nestin-CFPnuc, Nestin-mCherry) и множественным митотическим мечением, надежно распознавать отдельные подклассы стволовых клеток, клеток-предшественников, и дифференцированных клеток взрослого мозга, в том числе клеток, находящихся в различных фазах клеточного цикла.
3) Разработан стандартизированный протокол мультимаркерного определения важнейших подклассов пролиферирующих и покоящихся стволовых клеток взрослого мозга, количественного анализа параметров клеточного цикла этих популяций, и анализа изменений этих параметров в ответ на экспериментальные воздействия.

  1. Разработаны методы визуализации стволовых клеток в целых структурах головного мозга животных.

Рождение новых нейронов из стволовых клеток в мозге взрослых животных (в частности, в гиппокампе) связано с важнейшими когнитивными функциями.  Этот процесс отличается динамичностью и число новых нейронов и делящихся клеток может увеличиваться или уменьшаться  в ответ на различные стимулы.  Для понимания роли взрослого нейрогенеза крайне важно умение визуализировать и оценивать изменения в числе стволовых клеток, делящихся клеток, и новообразованных нейронов.   Обычно это достигается анализом выборочных срезов мозга с последующей экстраполяцией к общему объему гиппокампа (или другой изучаемой  области мозга).  Возможность визуализации стволовых и делящихся клеток в целых структурах мозга могла бы резко увеличить точность и производительность анализа нейрогенеза.  Нами было разработано  несколько подходов к визуализации нейрогенеза:
1) Иммуногистохимический метод выявления стволовых клеток в целых структурах головного мозга животных.  При помощи этого метода были визуализированы стволовые клетки в целом гиппокампе репортерных линий мышей и показана высокая эффективность этого метода по сравнению с известными подходами. 
2) Методика выявления пролиферирующих клеток в целых структурах головного мозга животных.  Показано, что с помощью клик-реакции возможна визуализация делящихся стволовых и прогениторных клеток в отделах мозга толщиной до 700-900 мкм, тем самым делая возможным анализ нейрогенеза в целом гиппокампе. 
3) Методика оптического просветления целых структур мозга репортерных животных. Был создан состав и разработан протокол, позволяющие эффективно визуализировать стволовые клетки в целых структурах мозга при помощи конфокальной и мультифотонной микроскопии.

  1. Разработан метод компьютерного моделирования кинетики деления и дифференцировки субпопуляций стволовых клеток мозга.

Важная проблема, возникающая при изучении динамики деления стволовых клеток - отсутствие инструментария, позволяющего анализировать изменения в нескольких субпопуляциях клеток, способных к делению, исчезновению, и взаимопревращению.   Нами разработан алгоритм компьютерного моделирования кинетики деления и дифференцировки субпопуляций стволовых клеток мозга.  Проанализирована зависимость числа клеток, меченных двумя нуклеотидами (например, CldU и IdU), от временного интервала между инъекциями этих нуклеотидов.  Показано, что анализ данной зависимости позволяет получать информацию о типах клеток, принимающих участие в процессе деления и дифференцировки. Для извлечения данной информации разработан алгоритм, который будет использоваться в дальнейшем при компьютерном моделировании деления и дифференцировки клеток-предшественников нейронов. Хотя алгоритм был разработан для моделирования процесса деления  стволовых клеток гиппокампа взрослого мозга, данный подход может быть применен к любой популяции клеток, маркированных двойной меткой и претерпевающих симметричные и асимметричные деления.

  1. Проведена начальная серия экспериментов по облучению животных и анализу стволовых клеток мозга.

Одной из центральных задач проекта является изучение воздействия малых доз различных типов радиации на нейральные стволовые клетки и нейрогенез во взрослом мозге.  Нами проведены первые эксперименты по воздействию малых доз различных типов радиации на стволовые клетки и поведение животных. 
1) Был разработан и апробирован протокол облучения мышей потоком быстрых нейтронов и гамма-излучением.  Этот протокол был использован для облучения животных потоком гамма-излучения с дозами 1 Гр и 5 Гр и потоком быстрых нейтронов с дозами 0.15 Гр, 0.73 Гр, и 3.65 Гр.  
2) Для облученных групп животных апробированы методы мультимаркерного определения субпопуляций стволовых клеток и их потомства в нейрогенных областях взрослого мозга.
3) Начата серия экспериментов по анализу острых (спустя 24 часа) и отсроченных (спустя 30 дней) эффектов нейтронного облучения на гиппокампальный нейрогенез и анализу факторов, способных восстанавливать уровень нейрогенеза после облучения умеренными дозами нейтронов.
Помимо значимости для понимания эффектов гамма-излучения и быстрых нейтронов на нейрогенез, проведенные эксперименты комплементируют работу по анализу эффектов облучения на поведение и нейрокогнитивные функции животных.

  1. Выделены множественные субпопуляции стволовых клеток мозга для анализа дифференциальной экспрессии генов.

Для понимания роли и механизмов взрослого нейрогенеза в норме и в ответ на радиацию необходимо выявление молекулярных изменений в стволовых клетках и их потомстве. Основным подходом для решения подобных задач является оценка дифференциальной экспрессии генов в отдельных субпопуляцииях нейрональных предшественников.  Первым и критическим этапом такого подхода является выделение очищенных популяций клеток. 
Нами был разработан протокол и произведено выделение множественных субпопуляций стволовых клеток мозга из репортерных линий мышей, в частности, из линиии Nestin-GFP.  Разработанная методика обеспечивает получение суспензии диссоциированных клеток гиппокампа взрослых животных, высокий выход живых клеток от общего числа выделенных, позволяет осуществлять выделение популяций живых стволовых клеток, экспрессирующих маркерный зелёный флюоресцентный белок, и делает возможным сбор этих клеток для анализа генной активности.  Оценка абсолютного количества стволовых клеток показала, что при использовании разработанного протокола из гиппокампа взрослого животного может быть выделено 75*10^3-84*10^3 стволовых клеток, что является достаточным количеством для дальнейшего молекулярного анализа. Это позволит на следующем этапе работы перейти к анализу дифференциальной экспрессии генов и к исследованию эффектов радиационного облучения на  разные субпопуляции нейральных стволовых клеток и их потомства.

  1. Проведен анализ острых эффектов облучений на поведение и нейрокогнитивные функции животных.

В основе нашего исследования лежит гипотеза, что низкие дозы облучения, не представляющие острой опасности для организма, тем не менее, могут представлять угрозу для когнитивных функций мозга, поскольку при действии низких доз радиации детектируется нарушение нейрогенеза в гиппокампе. Так как возникновение новых нейронов в зрелом мозге может быть необходимо для обучения, памяти и регуляции эмоционального поведения, дефицит зрелых нейронов, возникший в результате нарушения нейрогенеза под действием ионизирующих излучений, может привести к нарушениям поведения и нейрокогнитивных функций.  
Нами показано, что облучение мышей низкими дозами нейтронов 0.146 и 0.73 Гр не приводит к нарушению способности животных формировать обстановочную память после обучения контекстуальному условнорефлекторному замиранию. Были также исследованы острые эффекты высокой дозы облучения мышей Nestin-СFPnuc потоком быстрых нейтронов. Животные получили полулетальную дозу 3.65 Гр.   Анализ данных, полученных в установке «PhenoMaster» выявил острые эффекты высоких доз радиации у выживших мышей:  нарушения пищевого и питьевого поведения и двигательной активности облученных животных, по сравнению с ложнооблученными. Сниженная моторная координация у облученных животных по сравнению с ложнооблученными была выявлена в тестах на ротароде как на 11 день после облучения, так и через месяц после облучения.

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика