Нейропротекторные эффекты антител к глутамату при нарушениях памяти, индуцированных олигомерами провоспалительного белка S100A9, у стареющих животных
Аннотация
Цель исследования — изучение эффектов хронического интраназального введения антител к глутамату совместно с полученными in vitro олигомерами провоспалительного белка S100A9 на процесс воспроизведения пространственной памяти, а также на содержание нейромедиаторных аминокислот и биогенных аминов в релевантных структурах мозга — гиппокампе и префронтальной коре у 12-месячных мышей С57Bl/6. Методика. В поведенческих экспериментах у всех животных проводили выработку условного рефлекса пассивного избегания и тестировали воспроизведение памятного следа, после этого в нейрохимическом исследовании в гиппокампе и префронтальной коре методом ВЖХ проводили определение концентрации нейромедиаторных аминокислот и биогенных аминов. Результаты. Показано, что введение белка S100A9 олигомеров индивидуально приводило к нарушению воспроизведения памятного следа, а в сочетании с антителами к глутамату данного эффекта выявлено не было. Обнаружено значительное повышение концентрации глутамата в обеих церебральных структурах стареющих животных при действии S100A9 олигомеров и снижение содержания аминокислоты при совместном введении с антителами к глутамату до нормы. Показано существенное снижение содержания дофамина в гиппокампе и префронтальной коре в условиях влияния S100A9 олигомеров, а также повышение уровня его метаболитов в гиппокампе с нормализацией обмена дофамина в присутствии антелел к глутамату. Заключение. Выявленные антиамнестические эффекты антител к глутамату и нормализация нейрохимического профиля в условиях вызванной центральной токсичностью S100A9 олигомерами могут быть использованы в разработке подходов нейропротективной коррекции в том числе при болезни Альцгеймера.
Скачивания
Литература
2. Selkoe DJ. Alzheimer’s disease is a synaptic failure. Science 2002; 298(5594): 789-91. doi: 10.1126/science.1074069
3. Hardy J, Selkoe DJ. The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science 2002; 297: 353-6. doi: 10.1126/science.1072994.
4. Crews L, Masliah E. Molecular mechanisms of neurodegeneration in Alzheimer’s disease. Hum Mol Genet. 2010; 19(R1):R12-20. doi: 10.1093
5. Calsolaro V, Edison P. Neuroinflammation in Alzheimer’s disease: current evidence and future directions. Alzheimers Dement. 2016; 12(6): 719-32. doi: 10.1016/j.jalz.2016.02.010.
6. Wang C, Klechikov AG, Gharibyan AL, Warmlander SK, Jarvet J, Zhao L, Jia X, Narayana VK, Shankar SK, Olofsson A, Brannstrom T, Mu Y, Graslund A, Morozova-Roche LA. The role of pro-inflammatory S100A9 in Alzheimer’s disease amyloid-neuroinflammatory cascade. Acta Neuropathol. 2014; 127: 507-22. doi: 10.1007/s00401-013-1208-4.
7. Gorbatov VY, Trekova NA, Fomina VG, Davydova TV. Antiamnestic effects of antibody es to glutamate in experimental Alzheimer’s disease. Bull Exp Biol Med. 2010; 150: 23-5. doi:10.1007/s10517-010-1058-1.
8. Gruden MA1, Davidova TV, Yanamandra K, Kucheryanu VG, Morozova-Roche LA, Sherstnev VV, Sewell RD. The misfolded pro-inflammatory protein S100A9 disrupts memory via neurochemical remodelling instigating an Alzheimer’s disease-like cognitive deficit. Behav Brain Res. 2016; 306: 106-16. doi: 10.1016/j.bbr.2016.03.016.
9. Gruden MA, Davydova TV, Wang C, Narkevich VB, Fomina VG, Kudrin VS, Morozova-Roche LA, Sewell RDE. Nasal inoculation with a-synuclein aggregates evokes rigidity, locomotor deficits and immunity to such misfolded species as well as dopamine. Behav Brain Res. 2013; 243: 205-12. doi: 10.1016/j.bbr.2013.01.011. Epub 2013 Jan 17.
10. Davydova T.V., Basharova L.A., Kovalyov I.E., Evseev V.A. Supression of alcohol consumption at induction of synthesis of antibodies to serotonin. Pharmakol. Toksicol. 1987; 50(2): 57-8. (in Russian)
11. Seguela P, Geffard M, Buijs RM, Le Moal M. Antibodies against gamma-aminobutyric acid: specificity studies and immunocytochemical results. Proc Natl Acad Sci. USA. 1984; 81: 3888-92. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC345327
12. Immunological methods. edited by H. Friemel. Medicine 1987. (in Russian)
13. Pearson S.J., Crudek C., Mercer K. et al. Electrochemical detection of human brain transmitter amino acids by high -performance liquid chromatography of stable o-phthalaldehyde — sulphite derivatives. J. Neural Transm. 1991; 86: 151-7.
14. Gruden MA, Davydova TV, Fomina VG, Vetrile LA, Morozova-Roche LA, Sewell RD. Antibodies to Glutamate Reversed the Amnesic Effects of Proinflammatory S100A9 Protein Fibrils in Aged C57Bl/6 Mice. Bull Exp Biol Med. 2017; 162(4): 430-2. doi: 10.1007/s10517-017-3632-2.
15. Kim HY, Kim HV, Yoon JH, Kang BR, Cho SM, Lee S, Kim JY, Kim JW, Cho Y, Woo J, Kim Y.Taurine in drinking water recovers learning and memory in the adult APP/PS1 mouse model of Alzheimer’s disease. Sci Rep. 2014 Dec 12;4:7467. doi: 10.1038/srep07467.
16. Suаrez LM, Munoz MD, Martin Del Rio R, Solis JM. Taurine content in different brain structures during ageing: effect on hippocampal synaptic plasticity. Amino Acids. 2016;48(5):1199-208. doi: 10.1007/s00726-015-2155-2.
17. Duan Y, Wang Z, Zhang H, He Y, Fan R, Cheng Y, Sun G, Sun X. Extremely low frequency electromagnetic field exposure causes cognitive impairment associated with alteration of the glutamate level, MAPK pathway activation and decreased CREB phosphorylation in mice hippocampus: reversal by procyanidins extracted from the lotus seedpod. Food Funct. 2014; 5: 2289-97. doi: 10.1039/c4fo00250d.
18. Mattson MP. Glutamate and Neurotrophic Factors in Neuronal Plasticity and Disease. Ann NY Acad Sci. 2008., 1144: 97-112. doi: 10.1196/annals.1418.005
19. Wang H, Peng R-Y. Basic roles of key molecules connected with NMDAR signaling pathway on regulating learning and memory and synaptic plasticity. Mil Med Res. 2016; 3(1): 26. doi: 10.1186/s40779-016-0095-0.
20. Martin SJ, Grimwood PD, Morris RGM. Synaptic plasticity and memory: an Evaluation of the hypothesis. Ann Rev Neurosci. 2000;23:649-711. doi: 10.1146/annurev.neuro.23.1.649.
21. Atlante A, Calissano P, Bobba A, Giannattasio S, Marra E, Passarella S. Glutamate neurotoxicity, oxidative stress and mitochondria. FEBS Lett. 2001;497:1-5. doi: 10.1016/S0014-5793(01)02437-1.
22. Yang JL, Sykora P, Wilson DM 3rd, Mattson MP, Bohr VA. The excitatory neurotransmitter glutamate stimulates DNA repair to increase neuronal resiliency. Mech Ageing Dev. 2011;132:405-411. doi: 10.1016/j.mad.2011.06.005.
23. Kushida S, Kimoto K, Hori N, Toyoda M, Karasawa N, Yamamoto T, Kojo A, Onozuka M.Soft-diet feeding decreases dopamine release and impairs aversion learning in Alzheimer model rats. Neurosci Lett. 2008 Jul 11;439(2):208-11. doi: 10.1016/j.neulet.2008.05.017.
