Нейрохимия, 2022, T. 39, № 2, стр. 144-152

Фактор роста нервов может корректировать нарушения синаптической пластичности в гиппокампе, возникающие при холинергическом дефиците

Ю. Е. Волобуева 1, Ю. В. Добрякова 1, А. П. Большаков 1, В. А. Маркевич 1

1 ФГБУН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Москва, Россия

Поступила в редакцию 14.02.2022
После доработки 16.02.2022
Принята к публикации 23.02.2022

Аннотация

В данной работе проводилось исследование влияния фактора роста нервов NGF на пластичность гиппокампальных синапсов в условиях дегенерации септальных холинергических нейронов, вызванной иммунотоксином 192IgG-сапорином (192-Sap). На переживающих срезах гиппокампов полученных от контрольных животных тетанизация коллатералей Шаффера приводила к индукции долговременной потенциации. Прединкубация этих срезов со зрелым рекомбинантным NGF не влияла на базовые характеристики фокальных вызванных постсинаптических потенциалов (фВПСП), а также на характеристики индукции и сохранения долговременной потенциации. В другой группе подопытных животных, вызванная иммунотоксином гибель холинергических нейронов медиальной септальной области способствовала значимому снижению амплитуды фВПСП в ответ на тетанизирующую стимуляцию коллатералей Шаффера. Аппликация NGF в дозе 200 нг/мл на переживающие срезы гиппокампов, полученные от животных с холинергическим дефицитом, приводила к восстановлению характеристик долговременной потенциации до контрольного уровня. Обработка гиппокампальных срезов NGF, предварительно деградированным с помощью трипсина, также оказывала положительное влияние на долговременную потенциацию в условиях холинергического дефицита. Можно заключить, что применение NGF может компенсировать нарушения синаптической пластичности в гиппокампе, возникающие при холинергическом дефиците.

Ключевые слова: болезнь Альцгеймера, холинергический дефицит, фактор роста нервов, иммунотоксин 192IgG-сапорин, долговременная потенциация

Список литературы

  1. Woolf N.J., Butcher L.L. // Behav. Brain Res. 2011. V. 221. №. 2. P. 488–498.

  2. Mesulam M.M., Mufson E.J., Wainer B.H., Levey A.I. // Neuroscience 1983. V. 10. № 4. P. 1185–1201.

  3. Hasselmo M.E. // Behav. Brain Res. 1995. V. 67. № 1. P. 1–27.

  4. Ramos-Rodriguez J.J., Pacheco-Herrero M., Thyssen D., Murillo-Carretero M.I., Berrocoso E., Spires-Jones T.L., Bacskai B.J., Garcia-Alloza M. // J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2013. V. 72. № 4. P. 272–285.

  5. Carmo S.Do, Kannel B., Cuello A.C. // Cells 2021. V. 11. № 1.

  6. Knipper M., da Penha Berzaghi M., Blöchl A., Breer H., Thoenen H., Lindholm D. // Eur. J. Neurosci. 1994. V. 6. № 4. P. 668–671.

  7. Blesch A., Conner J., Pfeifer A., Gasmi M., Ramirez A., Britton W., Alfa R., Verma I., Tuszynski M.H. // Mol. Ther. 2005. V. 11. № 6. P. 916–925.

  8. Castle M.J., Baltanás F.C., Kovacs I., Nagahara A.H., Barba D., Tuszynski M.H. // Hum. Gene Ther. 2020. V. 31. № 7–8. P. 415–422.

  9. Dobryakova Y.V., Zaichenko M.I., Spivak Y.S., Stepanichev M.Y., Markevich V.A., Bolshakov A.P. // Neurochem. J. 2021. V. 15. № 3. P. 273–281.

  10. Dobryakova Y.V., Spivak Y.S., Zaichenko M.I., Koryagina A.A., Markevich V.A., Stepanichev M.Y., Bolshakov A.P. // Front. Neurosci. 2021. V. 15.

  11. Eu W.Z., Chen Y.J., Chen W.T., Wu K.Y., Tsai C.Y., Cheng S.J., Carter R.N., Huang G.J. // Transl. Psychiatry 2021. V. 11. № 1.

  12. Ivanov A.D., Tukhbatova G.R., Salozhin S.V., Markevich V.A. // Neuroscience 2015. V. 289. P. 114–122.

  13. Bolshakov A.P., Stepanichev M.Y., Dobryakova Y.V., Spivak Y.S., Markevich V.A. // Toxins (Basel). 2020. V. 12. № 9.

  14. Schliebs R., Roßner S., Bigl V. // Prog. Brain Res. 1996. V. 109. P. 253–264.

  15. Rafii M.S., Tuszynski M.H., Thomas R.G., Barba D., Brewer J.B., Rissman R.A., Siffert J., Aisen P.S., AAV2-NGF Study Team // JAMA Neurol. 2018. V. 75. № 7. P. 834–841.

  16. Kang H., Schuman E.M. // Science 1995. V. 267. № 5204. P. 1658–1662.

  17. Conner J., Franks K., Titterness A., Russell K., Merrill D., Christie B., Sejnowski T., Tuszynski M. // J. Neurosci. 2009. V. 29. № 35. P. 10883–10889.

  18. Uzakov S.S., Ivanov A.D., Salozhin S.V., Markevich V.A., Gulyaeva N.V. // Brain Res. 2015. V. 1624. P. 398–404.

  19. Bilkey D.K., Goddard G.V. // Brain Res. 1985. V. 361. № 1–2. P. 99–106.

  20. Fantie B.D., Goddard G.V. // Brain Res. 1982. V. 252. № 2. P. 227–237.

  21. Dobryakova Y.V., Stepanichev M.Y., Markevich V.A., Bolshakov A.P. // Int. J. Neurosci. 2020.

  22. Motooka Y., Kondoh T., Nomura T., Tamaki N., Tozaki H., Kanno T., Nishizaki T. // Brain Res. Dev. Brain Res. 2001. V. 129. № 1. P. 119–123.

  23. Leloup N., Chataigner L.M.P., Janssen B.J.C. // Nat. Commun. 2018. V. 9. № 1.

  24. Westergaard U.B., Kirkegaard K., Sørensen E.S., Jacobsen C., Nielsen M.S., Petersen C.M., Madsen P. // FEBS Lett. 2005. V. 579. № 5. P. 1172–1176.

  25. Hermey G., Plath N., Hübner C.A., Kuhl D., Schaller H.C., Hermans-Borgmeyer I. // J. Neurochem. 2004. V. 88. № 6. P. 1470–1476.

  26. Tasic B., Yao Z., Graybuck L.T., Smith K.A., Nguyen T.N., Bertagnolli D., Goldy J., Garren E., Economo M.N., Viswanathan S., Penn O., Bakken T., Menon V., Miller J., Fong O., Hirokawa K.E., Lathia K., Rimorin C., Tieu M., Larsen R., Casper T., Barkan E., Kroll M., Parry S., Shapovalova N.V., Hirschstein D., Pendergraft J., Sullivan H.A., Kim T.K., Szafer A., Dee N., Groblewski P., Wickersham I., Cetin A., Harris J.A., Levi B.P., Sunkin S.M., Madisen L., Daigle T.L., Looger L., Bernard A., Phillips J., Lein E., Hawrylycz M., Svoboda K., Jones A.R., Koch C., Zeng H. // Nature. 2018. V. 563. № 7729. P. 72–78.

  27. Wlesmann C., Ultsch M.H., Bass S.H., De Vos A.M. // Nature. 1999. V. 401. № 6749. P. 184–188.

Дополнительные материалы отсутствуют.