1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Цитология
  4. T. 65, № 4, 2023

Цитология, 2023, T. 65, № 4, стр. 339-347

Нейрогенез в нейрогенных нишах головного мозга при экспериментальной болезни Альцгеймера на досимптоматической стадии развития нейродегенерации

А. С. Аверчук 1, *, М. В. Рязанова 1, Н. А. Розанова 1, Н. А. Колотьева 1, А. В. Ставровская 1, С. В. Новикова 1, А. Б. Салмина 1

1 Научный центр неврологии
125367 Москва, Россия

* E-mail: antonaverchuk@yandex.ru

Поступила в редакцию 07.03.2023
После доработки 22.04.2023
Принята к публикации 25.04.2023

Аннотация

Расшифровка механизмов развития нейродегенерации на досимптоматической стадии – актуальная задача, решение которой позволит оптимизировать методы ранней диагностики и профилактики болезни Альцгеймера (БА). В настоящей работе изучены особенности нейрогенеза в нейрогенных нишах головного мозга при экспериментальной БА на досимптоматической стадии нейродегенерации. Было осуществлено моделирование БА in vivo у экспериментальных животных (мышей-самцов, C57BL/6 в возрасте 8 мес.). Для этого контрольной группе (n = 30) в поле СА1 гиппокампа вводили по 2 мкл раствора 0.9%-ного NaCl, а экспериментальной группе, (n = 30) – 1М раствор (2 мкл билатерально) олигомеризованного бета-амилоида 25–35 (Аβ25–35). Оценку нарушений когнитивных функций у животных осуществляли с использованием теста условной реакции пассивного избегания (УРПИ). Для иммуногистохимического исследования использовали замороженные срезы головного мозга, в которых анализировали изменения экспрессии маркеров Nestin, Pax6, NeuroD1, VEGFR2; апоптоз клеток оценивали по протоколу TUNEL в субгранулярной зоне гиппокампа (SGZ) и субвентрикулярной зоне (SVZ). Были установлены разнонаправленные изменения экспрессии маркеров нейрогенеза, неоангиогенеза и выраженность апоптоза в SGZ и SVZ в период 9–17 сут после интрагиппокампального введения Аβ25–35. На 9-е сут развития нейродегенерации альцгеймеровского типа была увеличена экспрессия Pax6 и VEGFR2 в SGZ и Nestin в SVZ. Последующее применение протокола УРПИ с предъявлением аверсивного раздражителя (10-е сут) или соответствующего контекста (11- и 17-е сут) приводило к динамическим изменениям экспрессии маркеров клеток, находящихся на разных стадиях нейрогенеза. Таким образом, на досимптоматической стадии развития нейродегенерации альцгеймеровского типа зоны SGZ и SVZ проявляют признаки аберрантного нейрогенеза, связанного с нарушением пула стволовых и прогениторных клеток и подавлением производства нейробластов (незрелых нейронов) в период, предшествующий формированию когнитивной дисфункции.

Ключевые слова: болезнь Альцгеймера, нейрогенез, нейрогенная ниша, субгранулярная зона, субвентрикулярная зона

Список литературы

  1. Аверчук А.С., Рязанова М.В., Баранич Т.И., Ставровская А.В., Розанова Н.А., Новикова С.В., Салмина А.Б. 2023. Нейротоксическое действие бета-амилоида сопровождается изменением митохондриальной динамики и аутофагии нейронов и клеток церебрального эндотелия в экспериментальной модели болезни Альцгеймера. Бюллетень экспер. биол. мед. Т. 175. № 3. С. 291. (Averchuk A.S., Ryazanova M.V., Baranich T.I., Stavrovskaya A.V., Rozanova N.A., Novikova S.V., Salmina A.B. 2023. The neurotoxic effect of beta-amyloid is accompanied with changes in the mitochondrial dynamics and autophagy in neurons and brain endothelial cells in the experimental model of Alzheimer’s disease. Bulletin Exper. Biol. Med. V. 175. № 3. P. 291.) https://doi.org/10.47056/0365-9615-2023-175-3-291-297

  2. Иноземцев А.Н. 2013. Анализ природы следа памяти в условной реакции пассивного избегания. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. № 1. С. 3 (Inozemtsev AN. 2013. The analysis of the memory trace nature in passive avoidance response. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. № 1. С. 3.)

  3. Моргун А.В., Осипова Е.Д., Бойцова Е.Б., Шуваев А.Н., Комлева Ю.К., Труфанова Л.В., Вайс Е.Ф., Салмина А.Б. 2019. Астроцит-опосредованные механизмы регуляции нейрогенеза в модели нейрогенной ниши in vitro при действии Aβ1−42. Биомедицинская химия. Т. 65. № 5. С. 366. (Morgun A.V., Osipova E.D., Boytsova E.B., Shuvaev A.N., Komleva Yu.K., Trufanova L.V., Weiss E.F., Salmina A.B. 2019. Astrocyte-mediated regulation of cell development in the model of neurogenic niche in vitro treated with Aβ1-42. Biomed. Chemistry. V. 65. № 5. P. 366.) https://doi.org/10.18097/PBMC20196505366

  4. Рудько А.С., Эфендиева М.Х., Будзинская М.В., Карпилова М.А. 2017. Влияние фактора роста эндотелия сосудов на ангиогенез и нейрогенез. Вестник офтальмологии. Т. 133. № 3. С. 75. (Rud’ko A.S., Efendieva M.Kh., Budzinskaia M.V., Karpilova M.A. 2017. Influence of vascular endothelial growth factor on angiogenesis and neurogenesis. Vestnik Oftalmologii. V. 133. № 3. P. 75). https://doi.org/10.17116/oftalma2017133375-80

  5. Dermon C.R., Zikopoulos B., Panagis L., Harrison E., Lancashire C.L., Mileusnic R., Stewart M.G. 2002. Passive avoidance training enhances cell proliferation in 1-day-old chicks. Eur. J. Neurosci. V. 16. P. 1267. https://doi.org/10.1046/j.1460-9568.2002.02177.x

  6. Esteve D., Molina-Navarro M.M., Giraldo E., Martínez-Varea N., Blanco-Gandia M.C., Rodríguez-Arias M., García-Verdugo J.M., Viña J., Lloret A. 2022. Adult neural stem cell migration is impaired in a mouse model of Alzheimer’s disease. Mol. Neurobiol. V. 59. P. 1168. https://doi.org/10.1007/s12035-021-02620-6

  7. Eu W.Z., Chen Y.J., Chen W.T., Wu K.Y., Tsai C.Y., Cheng S.J., Carter R.N., Huang G.J. 2021. The effect of nerve growth factor on supporting spatial memory depends upon hippocampal cholinergic innervation. Transl. Psychiatry. V. 11. P. 162. https://doi.org/10.1038/s41398-021-01280-3

  8. Fiore M., Triaca V., Amendola T., Tirassa P., Aloe L. 2002. Brain NGF and EGF administration improves passive avoidance response and stimulates brain precursor cells in aged male mice. Physiol. Behav. V. 77. P. 437. https://doi.org/10.1016/s0031-9384(02)00875-2

  9. Jack C.R., Knopman D.S., Jagust W.J., Petersen R.C., Weiner M.W., Aisen P.S., Shaw L.M., Vemuri P., Wiste H.J., Weigand S.D., Lesnick T.G., Pankratz V.S., Donohue M.C., Trojanowski J.Q. 2013. Tracking pathophysiological processes in Alzheimer’s disease: an updated hypothetical model of dynamic biomarkers. Lancet Neurol. V. 12. P. 207. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(12)70291-0

  10. Jin K., Zhu Y., Sun Y., Mao X.O., Xie L., Greenberg D.A. 2002. Vascular endothelial growth factor (VEGF) stimulates neurogenesis in vitro and in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 99. P. 11946. https://doi.org/10.1073/pnas.182296499

  11. López-Toledano M.A., Shelanski M.L. 2004. Neurogenic effect of beta-amyloid peptide in the development of neural stem cells. J. Neurosci. V. 24. P. 5439. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0974-04.2004

  12. López-Toledano M.A., Shelanski M.L. 2007. Increased neurogenesis in young transgenic mice overexpressing human APP (Sw, Ind). J. Alzheimers Dis. V. 12. P. 229. https://doi.org/10.3233/jad-2007-12304

  13. Ning W.J., Lv R.J., Xu N., Hou X.Y., Shen C., Guo Y.L., Fan Z.Y., Cao N., Liu X.P. 2021. Lycopene-loaded microemulsion regulates neurogenesis in rats with Aβ-induced Alzheimer’s disease rats based on the Wnt/β-catenin pathway. Neural Plast. V. 6. P. e5519330. https://doi.org/10.1155/2021/5519330

  14. Ögren S.O., Stiedl O. 2013. Passive avoidance. Encyclopedia of psychopharmacology. V. 3. P. 960. https://doi.org/10.1007/978-3-642-27772-6_160-2

  15. Polis B., Srikanth K.D., Gurevich V., Bloch N., Gil-Henn H., Samson A.O. 2020. Arginase inhibition supports survival and differentiation of neuronal precursors in adult Alzheimer’s disease mice. Int. J. Mol. Sci. V. 21. P. 1133. https://doi.org/10.3390/ijms21031133

  16. Riddle D.R., Lichtenwalner R.J. 2007. Neurogenesis in the adult and aging brain. brain aging: models, methods, and mechanisms. V. 131. https://doi.org/10.1016/j.conb.2018.07.006

  17. Roybon L., Hjalt T., Stott S., Guillemot F., Li J.Y., Brundin P. 2009. Neurogenin2 directs granule neuroblast production and amplification while NeuroD1 specifies neuronal fate during hippocampal neurogenesis. PLoS One. V. 4. P. e4779. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004779

  18. Scopa C., Marrocco F., Latina V., Ruggeri F., Corvaglia V., La Regina F., Ammassari-Teule M., Middei S., Amadoro G., Meli G., Scardigli R., Cattaneo A. 2020. Impaired adult neurogenesis is an early event in Alzheimer’s disease neurodegeneration, mediated by intracellular Aβ oligomers. Cell Death Differ. V. 27. P. 934. https://doi.org/10.1038/s41418-019-0409-3

  19. Scopa C., Marrocco F., Latina V., Ruggeri F., Corvaglia V., La Regina F., Ammassari-Teule M., Middei S., Amadoro G., Meli G., Scardigli R., Cattaneo A. 2020. Impaired adult neurogenesis is an early event in Alzheimer’s disease neurodegeneration, mediated by intracellular Aβ oligomers. Cell Death Differ. V. 27. P. 934. https://doi.org/10.1038/s41418-019-0409-3

  20. Steinman J., Sun H.S., Feng Z.P. 2021. Microvascular alterations in Alzheimer’s disease. Front. Cell. Neurosci. V. 14. P. 618 986. https://doi.org/10.3389/fncel.2020.618986

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Цитология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал