Знает ли Сергей Савельев эмбриологию и нейрофизиологию?

Последние несколько лет Савельев часто появляется на телевидении и в популярных интернет-ресурсах, где позиционирует себя как видного ученого-нейробиолога-морфолога-эмбриолога-палеонтолога-палеоневролога и прочая. Автор данного обзора задался целью проверить действительно ли вклад Савельева в науку так значителен и подверг детальному обзору несколько статей Савельева в научных изданиях. Статьи посвящены врожденным аномалиям развития нервной системы – области, в которой Савельев, по его собственному утверждению, является специалистом.

Савельев утверждает, что такие врожденные патологии, как анэнцефалия и циклопия, появляются вследствие механических воздействий на эмбрион во время внутриутробного развития. В подтверждение своей точки зрения, Савельев цитирует свои работы десяти- и более-летней давности, где он, якобы, открыл «механизмы кодирования позиционной информации в эмбриональном формообразовании мозга». Детальное изучение его работ выявило, что никаких «механизмов кодирования» Савельев не открыл, а уровень методологии и интерпретации результатов его экспериментов – крайне непрофессиональный. Впрочем, судите сами.

Кроме обсуждения публикаций Савельева, делается краткий обзор текущей литературы по молекулярной генетике, объясняющей реальные механизмы вышеуказанных врожденных патологий, и приводится широкий, хоть и не исчерпывающий, список современной литературы для ознакомления. Как увидим ниже, Савельев полностью игнорирует многочисленные работы по молекулярно-генетической природе врожденных аномалий, цитируя, главным образом, себя самого или работы не относящиеся к теме, обнаруживая низкий уровень знаний в области, где он якобы является большим специалистом.

Автор признателен Анне Курановой, Researcher, University Medical Center Groningen за редакцию научной части обзора.

Предисловие

Некоторое время назад мне стали попадаться интервью с Сергеем Вячеславовичем Савельевым, профессором, заведующим лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека ФАНО. Одно из них было дано газете «Комсомольская Правда» от 22 июля 2010 года: http://www.kp.ru/daily/24527.3/673055/. В нем Савельев повествует о различиях в массе мозга между жителями разных стран, а также между мужчинами и женщинами, и о том, какие выводы из этих различий, по его мнению, следуют.

В то время о Савельеве мне было неизвестно абсолютно ничего. Никакие его работы по морфологии мозга или нейрофизиологии на семинарах не звучали. В интервью “КП” насторожили некоторые странности в том, как Савельев подает факты и интерпретирует их. Впрочем, это я отнес на счет необходимости интервьюируемого общаться с журналистами.

Поскольку по публикации в газете не всегда можно судить о профессионализме научного работника, я разыскал статьи Савельева в рецензируемых изданиях. В большинстве своем они оказались русскоязычными. Поскольку Савельев утверждает, что он специалист по морфологии мозга и эмбриологии, я выбрал одну из его недавних работ, которая, судя по названию, имеет отношение к обеим областям: «Патология эмбрионального морфогенеза головного мозга человека» ¹.

Начнем с абстракта. В нем вкратце должно сообщаться, что нам следует ожидать в статье: какая гипотеза, методы ее тестирования, результаты экспериментов и их интерпретация в соответствии с общепринятой научной методологией.

В кратком содержании Савельев заявляет, что в данной работе он произвел экспериментальные исследования и получил следующие результаты (курсивом выделен текст Савелева, нумерация моя, К. Л.):

1.1. Исследованы механизмы развития ранней эмбриональной патологии нервной системы у человека и экспериментальных животных.

Таким образом, ожидается, что автор предоставит в статье экспериментальные данные, включая материалы, методы и результаты, полученные на неких животных и человеческих модельных системах.

1.2. Установлены биомеханические принципы кодирования позиционной информации нейроэпителиальными клетками.

Раскрытие механизма «кодирования позиционной информации нейроэпителиальными клетками» явилось бы серьезным прорывом в биологии развития. Поэтому с нетерпением ждем экспериментальных данных Савельева, описывающих носителей этого «кода», его свойства, механизмы считывания и преобразования закодированной информации в реальные биологические структуры.

1.3. Экспериментальное обратимое изменение тангенциальных межклеточных взаимодействий в нейроэпителии животных приводило к прогнозируемым аномалиям развития нервной системы. Изменение проницаемости механозависимых ионных каналов является основным способом считывания позиционной информации и детерминации клеточной дифференцировки. Было проведено сравнение экспериментальных аномалий мозга у животных с уникальными аутопсиями патологического развития мозга человека, начиная от нейруляции и заканчивая 6-м мес внутриутробного развития.

Таким образом, ожидается, что Савельев, обладая соответствующей аппаратурой и методами, провел эксперименты по а) количественному измерению и б) контролируемому изменению «тангенциальных межклеточных взаимодействий в нейроэпителии животных».

Согласно заявлению Савельева, он способен прогнозировать и воспроизводить аномалии развития нервной системы, направленно изменяя «тангенциальные межклеточные взаимодействия» (надеемся, что Савельев также даст определение, что же такое «тангенциальные межклеточные взаимодействия», какие белки их опосредуют, какими методами Савельев эти взаимодействия измеряет и изменяет). 

На основе результатов экспериментов, описание которых мы ожидаем увидеть в статье, Савельев делает вывод, что проводимость механозависимых ионных каналов меняется вследствие механических взаимодействий между клетками. По утверждению Савельева, проницаемость механозависимых ионных каналов – это и есть механизм считывания «позиционной информации» (см. выше), которая преобразуется в дифференцировку клетки-предшественника.

Следует ожидать, что в статье автор предоставит экспериментальные данные по изменению проводимости механозависимых ионных каналов с количественным измерением этой проводимости с помощью соответствующего оборудования. Также следует ожидать, что автор путем контролируемого манипулирования механическими натяжениями в развивающемся эмбрионе продемонстрирует изменение проводимости ионных каналов, изменение дифференцировки клеток и экспериментально воспроизведет аномалии мозга на модельных организмах. Ожидается, что эти аномалии, согласно заявлению Савельева, будут аналогичны известным патологиям развития человеческого мозга.

1.4. Полученные результаты позволили установить, что при задержке движения постнейропорной волны замыкания нервной трубки формируются аномалии переднего мозга и этмоидной части лица. Обнаружено, что при остановке движения постнейропорной волны нейруляции формируются аномалии промежуточного и среднего мозга, а при нарушении каудальной волны — аномалии заднего и спинного мозга. Показано, что аномалии развития, диагностируемые на поздних сроках онтогенеза и после рождения, являются последствиями компенсаторных реакций нейроэпителия на изменение ранних позиционных сигналов в период формирования нервной трубки.

Здесь мы сталкиваемся с нетрадиционной терминологией Савельева. Под «постнейропорной волной замыкания нервной трубки», скорее всего, имеется в виду нейруляция – процесс замыкания нервной пластинки в нервную трубку, который у человека начинается в двух местах: посередине и в головной области эмбриона – и распространяется в антериальной области встречными волнами с образованием антериального нейропора (отверстия), а в каудальной (хвостовой) с образованием постериального нейропора. Ознакомление с предметом можно начать с обзора Copp, 2013 ².

Судя по его утверждению, Савельев экспериментально индуцировал задержку нейруляции и смоделировал «аномалии переднего мозга и этмоидной части лица». Судя по содержанию статьи, Савельев имеет в виду циклопию, при которой могут отсутствовать или быть редуцированы носовая и этмоидная кости.

Под «поздними сроками онтогенеза», скорее всего, имеются в виду поздние сроки эмбриогенеза или эмбрионального онтогенеза. Согласно определению Геккеля, онтогенез – это развитие организма от зачатия до конца жизни. Если следовать этому определению, то Савельев, очевидно, изучал половозрелых людей преклонного возраста, на поздних сроках их онтогенеза. Впрочем, на фоне остального это незначительное терминологическое замечание.

Из последнего предложения в абстракте следует, что Савельев экспериментально «изменил ранние позиционные сигналы», что привело к детектируемым «компенсаторным реакциям нейроэпителия» и, как следствие, к «аномалиям развития».

Пара слов об английской версии абстракта. Очевидно, что сам Савельев не владеет в достаточной степени языком и ему следовало воспользоваться услугами профессионального переводчика. В этом случае он избежал бы курьезных фраз, вроде: «The above anomalies resulted from local compensatory responses of the neuroepithelium due to the lack of intentions [sic!] that are characteristic of normal development of the neural tube». 

В переводе это выглядит примерно так: «Аномалии выше были результатом локального компенсаторного ответа нейроэпителия из-за недостатка намерений (!) которые характеризуют нормальное развитие нервной трубки».

Подведем итоги по абстракту. Савельев делает очень серьезные заявления о множестве собственных фундаментальных открытий в одной публикации. Такие заявления должны быть подкреплены результатами большого объёма очень хорошо спланированной экспериментальной работы. Посмотрим, что же на самом деле содержится в статье.

Введение

Рис.1. Иллюстрация из статьи Савельева9. Красным отмечены линии сечений, которые полагалось сделать в качестве минимального контроля. В целом, замысел эксперимента на уровне юного натуралиста. Ни фотографий, ни количественных данных Савельев не приводит. В тексте называет изображенное «эмбриональным мозгом человека».

Обычно введение содержит постановку проблемы, обзор текущей литературы по данной теме, гипотезу и стратегию ее тестирования.

В качестве проблемы Савельев называет «необходимость поиска наиболее уязвимого и универсального механизма возникновения ранних отклонений в развитии нервной системы, которые обусловлены нарушением морфогенетических процессов и крайне плохо изучены».

Цель работы Савельев определяет как «поиск ранних эмбриональных межклеточных взаимодействий, детерминирующих формообразование головного мозга, нарушение которых вызывает необратимые аномалии развития человека». Иными словами, рабочая гипотеза автора состоит в том, что, нарушив каким-то образом межклеточные взаимодействия в эмбрионе на ранней стадии, он способен экспериментально воспроизвести некие неоговоренные «аномалии развития».

В качестве стратегии тестирования своей гипотезы Савельев называет «два параллельных подхода: изучение клинических случаев ранних эмбриональных патологий нервной системы человека и экспериментально-эмбриологический подход по моделированию наиболее распространенных аномалий развития».

Таким образом, если Савельев стремится быть последовательным и отталкивается от своей гипотетической модели о роли межклеточных взаимодействий в морфогенезе мозга, нам следует ожидать, что в данной статье Савельев опишет 1) исследование белков, отвечающих за межклеточные взаимодействия, на клиническом материале и 2) экспериментальное изменение этих межклеточных взаимодействий с целью смоделировать некие неуказанные, но известные аномалии развития мозга.

Савельев не считает нужным указать модельную систему для второго подхода. Очевидно, это должно быть какое-то лабораторное животное. Общепринятой практикой считается указание модельного организма если не в заголовке, то хотя бы в абстракте. Савельев пренебрегает этим правилом.

Сразу настораживает крайняя расплывчатость проблемы и гипотезы. Когда речь идет о работе в области любой патологии, название патологии или группы патологий должно четко озвучиваться в виде диагноза в соответствии с международной классификацией заболеваний (ICD-10), которая используется в Российской Федерации как члене Международной Организации Здравоохранения (WHO) (ссылка). Врожденные аномалии нервной системы, которые, судя по всему, имеет в виду Савельев, включают около сотни диагностируемых патологий и их вариантов, которые по ICD-10 классифицируются статьями Q00-Q07 (ссылка). Отсутствие ссылки на конкретную группу кодифицированных диагнозов указывает на непрофессионализм Савельева.

Не приводя ссылок на соответствующие экспериментальные работы, Савельев утверждает, что «несмотря на разнообразие причин патологии развития, структурные изменения зародышей носят сходный характер. Однотипные морфогенетические реакции клеток ранних зародышей человека говорят о существовании универсальных механизмов рецепции различных типов патогенетических воздействий». Что за «однотипные морфогенетические реакции», в чем заключается «сходный характер» изменений зародыша и относится ли это ко всей сотне патологий из ICD-10-Q00-Q07, Савельев не удосуживается сообщить.

Савельев пишет: «К примеру, было неоднократно описано большое разнообразие аномалий при одном генетическом дефекте и одинаковые аномалии при изменении различных хромосом [1–4].» В профессиональной литературе это называют плейотропным действием гена в первом случае и мультигенным наследованием признака – во втором. Интерес представляет подбор ссылок, следующих за этим утверждением. Первой ссылкой Савельев цитирует свою собственную статью:

С. В. Савельев. Нейруляционные формы патологии нервной системы человека. // Архив патологии. — 1998. — №5. — С. 13—18.

При прочтении этой статьи оказывается, что никаких генетических исследований Савельев не провел. То есть ссылка была приведена некорректно. Вместо этого автор утверждает, что для «изучения аномалий развития головного мозга у эмбрионов в возрасте от 3 до 6 нед. и выявления общих принципов патогенеза этих аномалий мозга» он «исследовал» 47 абортивных эмбрионов.

Без проведения каких-либо генетических тестов, не приводя никаких сведений из литературы, Савельев утверждает, что «корреляция между сомитами, числом позвонков и ганглиями является довольно точным критерием наличия или отсутствия генетических изменений у эмбриона. Если в цервикальном, торакальном, люмбальном, крестцовом или копчиковом отделе соотношение между осевыми структурами нарушается, то наиболее вероятно наличие геномных изменений у зародыша. Таких эмбрионов не использовали». На чем основано убеждение Савельева, что генетические изменения отсутствуют у эмбрионов, взятых им для «исследования», абсолютно непонятно, поскольку ни кариотипирование, ни более глубокое генотипирование проведено не было.

Далее Савельев пишет: «Для гистологических исследований применяли фиксаторы Буэна, Карнуа и Ценкера, 10% формальдегид. Из блоков готовили серийные срезы толщиной от 5 до 15 мкм, их монтировали на стекла, окрашивали гематоксилином и эозином, по Массону, Бионди, заключали в бальзам. Срезы использовали для создания трехмерных графических реконструкций». В данном случае имеет место серьезное нарушение методологии, заключающееся в некорректном сравнении препаратов, обработанных произвольно разными методами. На чем основывался выбор фиксатора, не указывается. Какие эмбрионы фиксировались каким фиксатором и как это могло отразиться на результатах исследования, Савельев не считает нужным указывать.

То же самое относится к окраске препаратов. Статья не содержит фотографий самих препаратов, лишь некие «трехмерные графические реконструкции» крайне низкого разрешения, сомнительного качества и, как следствие, абсолютно неинформативные. Почему Савельев не публикует фотографии гистологических срезов, как это принято в работах в области эмбриологии, остается непонятным.

Таким образом, статья Савельева 1998 г. является субстандартной и низкокачественной.

Вторая ссылка относит нас в 1957 год:

Hugehes A. Development of the primary sensory system in Xenopus laevis (Daudin). J. Anat. 1957; 91: 323–328.

Как и в первом случае, статья не содержит никаких генетических исследований. Это работа по развитию органов чувств у шпорцевой лягушки. Никаких исследований аномалий развития мозга в статье не проводится. Почему Савельев цитирует ее в связи с генетическими патологиями у человека – абсолютно непонятно.

Следующая цитируемая Савельевым статья – это исследование нарушений ЦНС у куриц после кормления их органофосфатами:

Tanaka D.J., Bursian S.J. Degеneration patterns in the chicken central nervous system induced by ingestion of the organophosphorus delayed neurotoxin 3-orthototolylphosphate. A silver impregnation study. Brain Res. 1989; 484: 240–256.

По ее прочтении оказывается, что авторы работали не с эмбрионами, а с 8-месячными курицами породы белый леггорн. После кормления их 3-орто-толилфосфатом, куриц забивали в течение 4 недель и исследовали дегенерацию нейронов разных участков мозга. Ни эмбриологических, ни генетических исследований не проводилось.

То, что Савельев цитирует этo в связи с генетическими нарушениями морфогенеза головного мозга человека, говорит о том, что статью он не читал. Цитирует он ее лишь «для вида и объема», что является очевидной фикцией. Так поступает нерадивый студент, который кидает какие попало ссылки в свой реферат в надежде, что преподаватель не обратит на них внимания.

Четвертая ссылка: Simon E.M., Barkovich A.J. Holoprosencephaly: new concepts. Magn. Reson. Imaging. Clin. N. Am. 2001; 9 (1): 149–164. Эта работа опубликована в издании, ориентированном на использование ядерного магнитного резонанса в клинических целях. Генетические исследования в статье не приводятся. Работа посвящена исключительно ЯМР. Один из разделов в конце статьи упоминает известные на тот момент работы молекулярных генетиков о роли мутаций в генах SHH, ZIC2 и SIX3 в развитии голопрозэнцефалии, однако по какой-то причине Савельев цитирует эту вторичную работу, а не оригинальные. Как увидим позднее, начиная с конца 1990-х годов, появляется всплеск экспериментальной литературы по этиологии голопрозэнцефалии, которые Савельев не цитирует вовсе, что указывает на то, что он с ней скорее всего не знаком.

Далее в введении Савельев уделяет много внимания работе Чарльза Стокарда 1921 года. Это одна из ранних работ по тератогенезу. За прошедшие 90+ лет появились более разработанные модели морфогенетических патологий. Исследования в области эмбриональной молекулярной генетики в последние 15 лет до написания Савельевым его статьи привели к тому, что работы Стокарда в настоящее время представляют лишь исторический интерес.

Читаем дальше. Савельев пишет: «По предварительным данным, реальная гибель зародышей человека в первые 10–14 дней после оплодотворения может составлять до 80%. Столь высокий уровень гибели обусловлен морфогенетической уязвимостью мигрирующего зародыша, нарушением имплантационных процессов и механизмов формообразования [6–8].»

Три приведенные ссылки – снова цитирование Савельевым собственных статей, не содержащих его собственных исследований по статистике преклинической мортальности человеческих эмбрионов. По оценкам Optiz, 1987³, потери до первых пропущенных месячных, включая неделящиеся яйцеклетки, пре-имплантационные проблемы и отсутствие имплантации, составляют около 40-55% от всех зачатий.

Далее Савельев повторяет описание «эмбриона темякопчиковой длиной 3,2 мм на 22–23-й день после оплодотворения» из своей публикации 1993 года. Этот эмбрион якобы имел доселе не описанную аномалию: «Аномалия возникла к концу нейруляции. На это указывает эктодерма, расположенная над дорсальной поверхностью головного и спинного мозга. Пластовое строение мозга этого эмбриона утрачено, а спинной мозг заканчивается на уровне брюшного стебелька. Спинной мозг не достигал своего нормального размера и был на треть короче, чем в норме».

Проблема в том, что у человека на 22-23-ий день нейруляция только начинается, и закрывается нервная трубка только к 24-му дню (ростральный нейропор) и 26-28-му дню (каудальный нейропор)^4–6. Савельев показывает свою полную безграмотность в эмбриологии нервной системы. 

Рис. 2. «Схема опытов» Савельева по трансплантации нервной пластинки в нервную трубку с неясными целями и отсутствием каких-либо результатов в виде фотографий [9]. Савельев не предоставляет данные о морфологии, т.н. «поляризованных» клеток, ни тем более об их молекулярных маркерах. Интересно, что с начала 1990-х годов исследователи широко используют методику микроинъекции очищенных морфогенных мРНК и белков для оценки их влияния на нейруляцию и другие морфогенетические процессы [41–45]. Савельев явно незнаком с этими работами и не удосуживается тестировать транспланты на известные на момент написания статьи индукторы нейрогенеза, такие как Noggin, Follistatin, Chordin, Cerberus, and Xnr3.

Учитывая неопределенность с возрастом эмбриона (или просто ошибку Савельева с его определением), эмбрион мог быть фиксирован либо в самом начале нейруляции, либо в середине процесса. Делать какие-либо заключения о строении головного и спинного мозга в этот период бессмысленно. Поскольку никто, кроме Савельева, этого эмбриона не видел, сложно сказать, действительно ли имела место какая-либо аномалия, или, что более вероятно, Савельев выдал самую раннюю стадию нормальной нейруляции за придуманный им дефект.  

О том же самом эмбрионе Савельев рассуждает: «Подобные реакции нейроэпителия наблюдали в экспериментах по сбросу осевых механических напряжений у амфибий [12–14]. Окклюзия нервной трубки и деструктурализация пластов характерны для релаксации механически ненапряженного нейроэпителия».

Здесь Савельев считает, что при морфогенезе главную роль играют «механические напряжения» клеточных пластов. Ни в классической работе N?sslein-Volhard, 1988⁷ о роли градиента экспрессии bicoid в морфогенезе D. melanogaster, ни в последующем всплеске работ, исследовавших регуляцию морфогенеза градиентами различных мРНК и белков, ведущая роль «механических напряжений» в морфогенезе не рассматривается. Тем не менее, Савельев полностью игнорирует несколько тысяч статей по исследованиям роли градиентов морфогенных белков в период 1988 – 2012 гг. Судя по отсутствию цитат этих работ в его статьях, Савельев скорее всего не знаком с текущей литературой по молекулярным основам морфогенеза.

Тем не менее, предположим, что гипотеза о роли механических напряжений имеет право на существование.

Давайте посмотрим, как Савельев тестируют эту гипотезу. Когда речь идет о таком физическом явлении как механическое напряжение, необходимо четко определить, какая конкретно величина имеется в виду, какова ее размерность, какими методами ее измеряют и изменяют? Наконец, что очень важно, создается ли в реальном эмбрионе натяжение, соизмеримое с тем, которое авторы искусственно создают в эксперименте.

Если мы имеем дело с классическим механическим напряжением, то это величина тензорная. Трехмерная, развивающаяся во времени система клеток эмбриона предполагает, что изменение ее геометрии описывается 4-тензором. Это в самой упрощенной модели, которая не учитывает, что клетки соприкасаются не мембранами, а фокальными и щелевыми контактами. Локальные механические взаимодействия между клетками не ограничены «тургором», а включают в себя активность цитоскелета, которую тоже следует учитывать в математической модели.

Знакомство с цитируемой Савельевым публикацией ⁸ показывает, что автор никогда не производил измерений «механических напряжений» и не указывал размерность этой величины. Никаких соответствующих расчетов и экспериментальных измерений в вышеуказанной публикации Савельева не приводится. Вместо этого авторы использовали весьма странный метод углов между соседними клетками на плоском срезе. Соответствуют ли найденные ими этим методом величины реальным напряжениям в трехмерном пласте клеток авторы не комментируют. 

В связи с этим совершенно непонятно, на основе каких экспериментальных данных авторы построили «карты механических напряжений» эмбрионов с многочисленными стрелками, якобы указывающими «направление механических стрессов». Без реального эмпирического метода количественной оценки механического натяжения в тканях выводы авторов необоснованны, и статьи не имеют научной ценности.

Комментарий: несмотря на наличие С.В. Савельева в списке авторов статьи Beloussov LV, Saveliev SV, Naumidi II, Novoselov VV. Mechanical Stresses in Embryonic Tissues: Patterns, Morphogenetic Role, and Involvement in Regulatory Feedback. 1994 p. 1–34, Савельев не участвовал в этой работе и не имеет отношение к экспериментам по выявлению роли механических напряжений в морфогенезе. Савельев также не внес никакого вклада в построение карт механических напряжений в эмбрионах (Beloussov, L. V., Dorfman, J. G., and Cherdantzev, V. G. (1975)).

Недоумение вызывает метод изменения «механического напряжения» путем рассечения эмбриона или растяжения его иглами, описанный в статье Савельева, 2001⁹ (Рис.1). Поскольку автор не обладает методом количественного измерения напряжения до и после процедуры, а также не владеет информацией о таковых напряжениях в реальном эмбрионе на разных стадиях развития, результаты таких рассечений не могут быть интерпретированы. Физиологическим смыслом такие эксперименты не обладают.

Даже если автор желает показать наличие напряжения в тканях путем рассечения, он был обязан, исходя из элементарных соображений геометрии, провести контрольные надрезы для определения натяжения во взаимно перпендикулярных направлениях. Например, на рис. 1 это будут сечения, перпендикулярные каждой из отмеченных линий (отмечены красным).  Впрочем, даже если бы Савельев догадался сделать этот очевидный контроль, научная ценность результатов этого эксперимента была бы исчезающе мала из-за большого количества неучтенных Савельевым факторов, таких как способ фиксации эмбриона (не указан в статье), его влияние на нативный стресс в тканях, вариабельность в высыхании разных участков эмбриона во время процедуры и количественной зависимости «расхождения пластов» от длины и глубины надреза. Он не учел и самого главного: имеет ли механический стресс какое-либо отношение к морфогенезу?

Примечательно, что в тексте статьи Савельев пишет: «… обратимся к результатам простых опытов по сбросу механических натяжений в эмбриональном мозге человека при помощи микрорассечений (рис 1)». На рисунке же изображен мозг иглистого тритона, а вовсе не человека. Никаких рассечений человеческого мозга в статье не приводится. Прочие эксперименты, описанные в статье Савельева 2001 года, также не соответствуют принятым на то время методологическим стандартам. Например, использование рисунка вместо фотографии (рис. 2, Савельев, 2001) в качестве экспериментального результата неприемлемо.

На рис. 3 отсутствует какой-либо статистический анализ и элементарное описание наблюдаемых «аномалий». 

Фотографии эмбрионов на рис. 4 абсолютно неинформативны и низкого качества. Когда хотят продемонстрировать какую-либо патологию, минимальное требование – хотя бы сделать гистологические срезы аномального участка эмбриона.

Рис.3. Типичная иллюстрация из статьи Савельева [9]. С отсутствием статистического анализа.

На рис. 5 непонятно, что конкретно Савельев измеряет по оси ординат в графике о содержании ионов в цитоплазме. Важный вопрос, возникающий при рассмотрении этого графика: не является ли изменение ионов хлора в цитоплазме нефизиологическим артефактом повреждения клеток в результате растяжения? Савельев перескакивает к заключению, что измеряемый скачок концентрации ионов хлора – следствие открытия механорецепторных каналов в ответ на растяжение. При этом он не включает в эксперимент контроль активности самих каналов и даже не удосуживается проверить, экспрессируются ли эти каналы на поверхности клеток данного эмбриона.

Все вышесказанное ставит способности Савельева как экспериментатора на уровень отнюдь не профессионала, за которого он себя выдает.

К слову о механозависимых ионных каналах. Они играют важную роль в органах чувств и метаболизме, однако их роль в раннем морфогенезе не прослеживается. Ни один из нокаутов известных генов механозависимых рецепторов не привел к нарушению нейруляции или других аспектов морфогенеза мозга^10–12. В качестве обзора на эту тему могу посоветовать Delmas et al. 2011¹³. Мутации в гене CFTR, кодирующем Cl^--канал с потенциально механозависимой регуляцией¹⁴, хоть и приводят к муковисцидозу, но никак не отражаются на нейруляции.

Рис.4. Савельев [9] демонстрирует «аномалии» развития после «диагонального растяжения нервной системы (sic!) на стадии бластулы и гаструлы ... нейрулы ... и нервной трубки.» Не очень понятно, где Савельев нашел нервную систему на стадии бластулы и гаструлы, чтобы ее «диагонально» растянуть. Отсутствует описание т.н. «аномалий», критериев, по которым эти аномалии определялись и отбирались, а также их гистологическое исследование и гистохимический анализ экспрессии известных морфогенов [20,23,41–45] и механосенсорных ионных каналов, на функции которых Савельев строит свою гипотезу. Возникает серьезный вопрос о физиологичности растяжения: генерируется ли такой стресс во время нормального эмбриогенеза или Савельев просто демонстрирует эмбрионы, погибшие от неспецифического механического воздействия. Отсутствуют контрольные эмбрионы, растянутые в других направлениях.

Надо сказать, что главный недостаток статей Савельева даже не в том, что гипотеза о роли механических межклеточных взаимодействий в морфогенезе и дифференцировке клеток неверна. Вполне может быть, что с появлением новых биофизических методов станет возможно исследование взаимодействия механозависимой и молекулярно-генетической регуляции морфогенеза. Проблема в отсутствии адекватной методологии у Савельева, его неспособности поставить эксперименты для тестирования поставленной гипотезы и безапелляционности заявлений, что «открытие» им было уже совершено. Интересно, что Савельев полностью игнорирует изменения градиентов и экспрессии известных морфогенов, таких, которые могут происходить под действием процедур рассечения или растяжения эмбриона.

Работы группы De Robertis и других^16–19 демонстрируют наличие механизма обратной связи в экспрессии белков BMP, Sizzled, Tolloid таким образом, что после рассечения эмбриона Xenopus их градиенты восстанавливаются (в качестве обзора: De Robertis, 2009²⁰). Савельев не комментирует роль белков BMP2, BMP4, Noggin, Chordin, Xolloid, SHH и других в индукции нейруляции и регуляции дорзo-вентральной оси, что было уже известно на момент написания его статьи^21,22. (В качестве обзора на эту тему см. Bond et al. 2012²³).

Рис. 5. Савельев [9] демонстрирует эксперимент по измерению внутриклеточной концентрации ионов в эмбрионе после растяжения. Непонятно, измерялись ли концентрации ионов в эмбрионе, изображенном на верхней панели, после СЭМ (который очевидно проводился под вакуумом). Если так, то данные не имеют физиологического значения. Не проведен анализ дисперсии (ANOVA), что является характерным для статей Савельева пренебрежением статистическим анализом данных. Не указана величина на оси ординат.

Таким образом, прослеживается закономерность, что, за исключением своих собственных публикаций, которые, как мы видим, крайне низкого качества, Савельев не цитирует работы по молекулярной эмбриологии, опубликованные с конца 1990-х до момента выхода статьи в 2012 году. Это свидетельствует о том, что автор либо не читает текущей литературы, либо сознательно игнорирует все работы, чьи выводы не согласуются с его воззрениями. В обоих случаях это свидетельство крайнего непрофессионализма Савельева.

В силу вышеуказанных причин заявления Савельева об «открытии» им «механизмов кодирования позиционной информации в эмбриональном формообразовании мозга» являются введением читателей в заблуждение.

Вернемся к статье Савельева 2012 года¹. Автор вдается в пространное описание якобы описанных им эмбриональных аномалий головного мозга без каких-либо иллюстративных и гистологических данных о специфике этих аномалий. Происхождение врожденных аномалий головного мозга Савельев «объясняет» механическими напряжениями следующим образом:

«Для выяснения роли механических напряжений в мозге ранних эмбрионов человека были исследованы патологические случаи развития. При локализации зародыша человека в маточной трубе на голову зародыша давление со стороны стенок маточной трубы действует неравномерно. По лобно-височно-затылочной линии мозг зародыша испытывает тангенциальное сжатие, в результате которого стенка мозга в теменной области утрачивает свою механическую напряженность. Пласты теменной области свободны от натяжений, существующих в нормальном развитии, и могут демонстрировать реакции, характерные для ненапряженных пластов [15, 39]. С одной стороны, при усилении механического давления на стенки мозга происходит увеличение поляризации клеток радиальной глии, снижается интенсивность пролиферации и увеличивается площадь внутренней поверхности стенок мозга, с другой — свободные края пластов подвергаются гиперплазии, а пролиферация нейробластов быстро возрастает. Анализ патологических случаев развития эмбрионов вне матки показывает, что механическое напряжение нейроэпителиальных пластов является необходимым условием для их нормального развития.»

При этом Савельев не приводит никаких количественных данных о т.н. «механических напряжениях», испытываемых эмбрионом в матке vs. вне матки, при патологии vs. при ее отсутствии. Никаких данных об «интенсивности пролиферации», сведений о «гиперплазии» и ее молекулярных маркерах (например, Ki67), митотическом и апоптотическом индексах он не демонстрирует, очевидно, в силу того, что никаких исследований он просто не проводил, а вышесказанное является плодом его натурфилософствования. Теория хороша лишь тогда, когда способна предсказывать воспроизводимые экспериментальные результаты. Ни тестируемых предсказаний, ни результатов Савельев не предоставляет.

Рис. 6. Иллюстрации эмбриональных аномалий, приведенные Савельевым [1]. Очевидно, фотографии анэнцефалии и голопрозэнцефалии (верхний ряд) призваны обозначить серьезность проблем, «изучаемых» Савельевым. Низкое качество фотографий эмбрионов во втором ряду рис.1 не позволяет подтвердить правильность диагноза, поставленного автором. По каким-то причинам Савельев не публикует фотографии гистологических срезов этих, по его мнению, «аномальных» эмбрионов. То же самое относится к эмбриону на рис. 2. Рисунок и фото общего вида эмбриона неинформативны. Требуется фото сагиттального сечения с соответствующей гистологической окраской.

Как и раньше, цитирует Савельев или сам себя, или статьи 1980-х годов. А зря.

В 1990-х годах публикуется серия исследований о молекулярно-генетической природе тех самых аномалий, которые Савельев «исследует» в данной статье. Одна из первых значительных работ была сделана группой Philip Beachy, John Hopkins University, которая обнаружила, что двойной нокаут гена Shh приводит к голопрозэнцефалии в виде циклопии у мышей²⁴. На рис. 7 приведена одна из иллюстраций к этой статье, демонстрирующая циклопию у эмбрионов Shh-/- мышей. Сравните методологию и качество данных группы Beachy с тем, что публикует Савельев.

Дальнейшие исследования нескольких групп продемонстрировали роль Shh и других компонентов сигнального пути Shh (BMP4, BMP5, CDON) в голопрозэнцефалии у мышей и кур^25,26. Как можно заметить, голопрозэнцефалию вызывают мутации в тех же генах, продукты которых необходимы для индукции нейруляции у Xenopus²⁰. Наконец, подтверждение роли Shh в голопрозэнцефалии у человека было сделано после обнаружения мутаций в гене Shh в том же 1996-м году²⁷.

Дополнительным свидетельством нарушения сигнального пути Shh в эмбрионах с циклопией явилось обнаружение того, что алкалоид циклопамин напрямую связывается и ингибирует белок Smoothened (Smo) – важный компонент пути Shh²⁸. Циклопамин содержится в растениях рода чемерица (Veratrum). Его роль во вспышке циклопии среди ягнят, матери которых кормились на калифорнийской чемерице, была выявлена в 1960-х годах^29,30. Странно, что Савельев не упоминает эти важные работы, когда пишет о причинах голопрозэнцефалии.

Способность циклопамина ингибировать Smo и, таким образом, путь Shh нашла применение в онкологической фармакологии, поскольку путь Shh аномально активирован в ряде опухолей мозга, таких как медуллобластома³¹, а также базальной клеточной карциноме и ряде других опухолей. Были разработаны, прошли клинические испытания и были одобрены FDA синтетический аналог циклопамина – сонидегиб^32,33 и другие ингибиторы Shh пути саридегиб³⁴ и висмодегиб³⁵.

То, что Савельев 16 лет спустя после выявления роли сигнального пути Shh в голопрозэнцефалии пишет о механических напряжениях как причине нарушения нейруляции и возникновении голопрозэнцефалии, равносильно наивной попытке возродить теорию флогистона через много лет после опытов Лавуазье.

Рис. 7. Циклопия у Shh-/- мышей [24]. Никаких механических воздействий на эмбрионы группа Beachy не производила. Мыши с выраженной голопрозэнцефалией были получены исключительно путем нокаута единственного гена Sonic hedgehog.

Этиология других врожденных аномалий головного мозга, которые, согласно Савельеву, якобы возникают вследствие механических стрессов, в настоящее время интенсивно изучается. Например, причины анэнцефалии, по всей вероятности, включают в себя недостаток фолиевой кислоты во время беременности³⁵. Исследование 2007 года показало, что эмбрионы мышей, нокаутированные по гену транскрипционного фактора TEAD2, играющего важную роль в закрытии нервной трубки, имеют экзенцефалию, т.е. их головной мозг расположен вне черепной коробки³⁶. Экзенцефалия является ранней стадией анэнцефалии. Интересно, что мыши, беременные tead2-/- эмбрионами и инъецированные фолиевой кислотой, рожали нокаутированных мышат без признаков анэнцефалии.

Другой упомянутый Савельевым дефект, spina bifida, также зависит от приема матерью фолиевой кислоты и, возможно, частично опосредован генетическими причинами^37–39.

Савельев игнорирует вышеуказанные работы о причинах анэнцефалии и spina bifida.

Возможно, будет интересно рассмотреть неупомянутый Савельевым дефект развития мозга – микроцефалию. Классический генетический анализ семей из северного Пакистана с часто встречающейся микроцефалией идентифицировал 5 локусов, ассоциированных с синдромом⁴⁰. Клонирование генов, содержащих мутацию у пациентов с микроцефалией (MCPH1, CENPJ, ASPM, CDK5RAP2), выявило, что все они так или иначе участвуют в делении апикальных и базальных предшественников нейронов и глии. Мутации в генах этих белков приводили к нарушению ориентации веретена деления и расхождению хромосом в митозе. Это приводило к уменьшению количества базальных предшественников и, как результат, к уменьшению количества нейронов и глии в коре головного мозга (в качестве обзора Cox et al., 2006⁴⁶). В настоящее время обнаружено 17 локусов, ассоциированных с аутосомно-рецессивной микроцефалией⁴⁰.

Позволю себе опустить подробный разбор текста Савельева в оставшейся части его статьи. Основные пункты несостоятельности его гипотезы о механической природе аномалий нейруляции мы уже разобрали и сделали краткий обзор современной исследовательской литературы по генетическим и фармакологическим причинам голопрозэнцефалии, анэнцефалии и сходных патологий. Методологическая несостоятельность Савельева очевидна на фоне гигантского количества качественно сделанных работ в области молекулярной генетики развития нервной системы.

Заключение

Как мы видим, ни по одному из пунктов, заявленных в абстракте, Савельев не в состоянии предоставить мало-мальски приемлемых экспериментальных данных. Гипотеза, заявленная во введении, тестирована не была. Утверждение автора, что им были открыты «механизмы кодирования позиционной информации», не соответствует действительности. Утверждение Савельева о роли механических напряжений в этиологии врожденных аномалий развития мозга не подкреплено экспериментальными данными и не согласуется с имеющимися на момент выхода статьи исследованиями.

Ну и наконец, если вам действительно интересна биология развития и функционирование нервной системы, то, прежде чем покупать опусы Савельева, абсолютно необходимо ознакомиться со следующими учебниками:

1. Гилберт С. Биология развития. Лучше 10е издание;
2. Альбертс et al. «Молекулярная биология клетки», любое издание после 2000 г.;
3. Льюин «Гены», 2012 или более позднее издание;
4. Ленинджер «Основы биохимии». Издание после 2000 г.;
5. J. Nolte “The Human Brain. An Introduction to Its Functional Anatomy”. 6-е издание, 2009;
6. Squire “Fundamental Neuroscience”, 3-е издание.

А ниже, в списке литературы, есть хорошие обзорные статьи и работы по теме. В них приведены настоящие качественные исследования, в отличие от лженаучных произведений Савельева.  

Автор выражает благодарность литературным редакторам группы Equality за редактуру.