Роль нейровоспаления в реализации когнитивных функций и социального взаимодействия у мышей с возрастзависимой нейродегенерацией

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Ранняя активация врожденного иммунного ответа как компенсаторного механизма может привести к патологическому повреждению сосудов и их дисфункции, когнитивному снижению и нарушению церебральной микроциркуляции, тем самым создавая условия для возникновения возрастных нейродегенеративных заболеваний. Важная роль отводится инфламмасомам NLRP3 – триггерам воспалительного процесса при возрастных хронических нейродегенеративных заболеваниях.
Цель исследования. Изучение развития социальных и когнитивных нарушений у стареющих NLRP3-нокаутных животных.
Материалы и методы. Опытная группа – NLRP3-нокаутные (NLRP3-/-) мыши-самцы линии B6.129S6-Nlrp3tm1Bhk/JJ в возрасте 12 мес (n=10); контрольная группа – мыши-самцы линии C57BL/6×SJL в возрасте 12 мес (n=10). Нейроповеденческое тестирование: тесты «открытое поле», «приподнятый крестообразный лабиринт», «черно-белая камера», трехкамерный социальный, социальный пятипопыточный.
Результаты. В тесте «открытое поле» при появлении социального объекта мыши NLRP3-/- меньше времени проводили в центре поля по сравнению с мышами линии C57BL/6 (р=0,013). В тесте «черно-белая камера» мыши NLRP3-/- больше времени проводили в черной камере по сравнению с мышами линии C57Bl/ (р=0,037). В трехкамерном социальном тесте у мышей NLRP3-/- время, проведенное с новым и с уже знакомым социальным объектом, не различалось (р=0,885). В социальном пятипопыточном тесте у мышей NLRP3-/- не выявлено снижения заинтересованности особью противоположного пола при сравнении 1-й и 4-й попыток.
Заключение. У мышей NLRP3-/- повышен уровень тревожности и заторможенности, нарушено запоминание, выявлены деструктивные изменения в области социальных контактов и взаимодействий. Это свидетельствует о расстройстве в сфере эмоционального поведения, а также социальной памяти.

Об авторах

Яна Валерьевна Горина

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Email: yana_20@bk.ru
Россия, Красноярск

Ольга Леонидовна Лопатина

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Email: yana_20@bk.ru
Россия, Красноярск

Юлия Константиновна Комлева

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Email: yana_20@bk.ru
Россия, Красноярск

Анатолий Иванович Черных

КГБУЗ «Красноярская межрайонная клиническая больница № 20 им. И.С. Берзона»

Email: yana_20@bk.ru
Россия, Красноярск

Алла Борисовна Салмина

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Автор, ответственный за переписку.
Email: yana_20@bk.ru
Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Green D.R., Galluzzi L., Kroemer G. Mitochondria and the autophagy-inflammation-cell death axis in organismal aging. Science 2011; 333(6046): 1109–1112. doi: 10.1126/science.1201940. PMID: 21868666.
  2. Lumeng C.N., Liu J., Geletka L. et al. Aging is associated with an increase in T cells and inflammatory macrophages in visceral adipose tissue. J Immunol 2011; 187(12): 6208–6216. doi: 10.4049/jimmunol.1102188. PMID: 22075699.
  3. Venegas C., Heneka M.T. Danger-associated molecular patterns in Alzheimer’s disease. J Leukoc Biol 2017; 101(1): 87–98. doi: 10.1189/jlb.3MR0416-204R. PMID: 28049142.
  4. Heneka M.T., Carson M.J., El Khoury J. et al. Neuroinflammation in Alzheimer’s disease. Lancet Neurol 2015; 14(4): 388–405. doi: 10.1016/S1474-4422(15)70016-5. PMID: 25792098.
  5. Zotova E., Bharambe V., Cheaveau M. et al. Inflammatory components in human Alzheimer’s disease and after active amyloid-β42 immunization. Brain J Neurol 2013; 136(Pt 9): 2677–2696. doi: 10.1093/brain/awt210. PMID: 23943781.
  6. Matarin M., Salih D.A., Yasvoina M. et al. A genome-wide gene-expression analysis and database in transgenic mice during development of amyloid or tau pathology. Cell Rep 2015; 10(4): 633–44. doi: 10.1016/j.celrep.2014.12.041. PMID: 25620700.
  7. Heneka M.T. Inflammasome activation and innate immunity in Alzheimer’s disease. Brain Pathol 2017; 27(2): 220–222. doi: 10.1111/bpa.12483. PMID: 28019679.
  8. Strowig T., Henao-Mejia J., Elinav E., Flavell R. Inflammasomes in health and disease. Nature 2012; 481(7381): 278–286. doi: 10.1038/nature10759. PMID: 22258606.
  9. Ramanan V.K., Risacher S.L., Nho K. et al. GWAS of longitudinal amyloid accumulation on 18F-florbetapir PET in Alzheimer’s disease implicates microglial activation gene IL1RAP. Brain J Neurol 2015; 138(Pt 10): 3076–3088. doi: 10.1093/brain/awv231. PMID: 26268530.
  10. Youm Y.H., Kanneganti T.D., Vandanmagsar B. et al. The Nlrp3 inflammasome promotes age-related thymic demise and immunosenescence. Cell Rep 2012; 1(1): 56–68. doi: 10.1016/j.celrep.2011.11.005. PMID: 22832107.
  11. Vandanmagsar B., Youm Y.H., Ravussin A. et al. The NLRP3 inflammasome instigates obesity-induced inflammation and insulin resistance. Nat Med 2011; 17(2): 179–88. doi: 10.1038/nm.2279. PMID: 21217695.
  12. Yu D., Corbett B., Yan Y. et al. Early cerebrovascular inflammation in a transgenic mouse model of Alzheimer’s disease. Neurobiol Aging 2012; 33(12): 2942–2947. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2012.02.023. PMID: 22440674.
  13. Merlini M., Davalos D., Akassoglou K. In vivo imaging of the neurovascular unit in CNS disease. Intravital 2012; 1(2): 87–94. doi: 10.4161/intv.22214. PMID: 25197615.
  14. Gallart-Palau X., Serra A., Lee B.S.T. et al. Brain ureido degenerative protein modifications are associated with neuroinflammation and proteinopathy in Alzheimer’s disease with cerebrovascular disease. J Neuroinflammation 2017; 14(1): 175. doi: 10.1186/s12974-017-0946-y. PMID: 28865468.
  15. Sato N., Morishita R. Roles of vascular and metabolic components in cognitive dysfunction of Alzheimer disease: short- and long-term modification by non-genetic risk factors. Front Aging Neurosci 2013; 5: 64. doi: 10.3389/fnagi.2013.00064. PMID: 24204343.
  16. Takeda S., Sato N., Morishita R. Systemic inflammation, blood-brain barrier vulnerability and cognitive/non-cognitive symptoms in Alzheimer disease: relevance to pathogenesis and therapy. Front Aging Neurosci 2014; 6: 171. doi: 10.3389/fnagi.2014.00171. PMID: 25120476.
  17. Takeda S., Sato N., Ikimura K. et al. Increased blood-brain barrier vulnerability to systemic inflammation in an Alzheimer disease mouse model. Neurobiol Aging 2013; 34(8): 2064–2070. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2013.02.010. PMID: 23561508.
  18. Heneka M.T., Kummer M.P., Stutz A. et al. NLRP3 is activated in Alzheimer’s disease and contributes to pathology in APP/PS1 mice. Nature 2013; 493(7434): 674–678. doi: 10.1038/nature11729. PMID: 23254930.
  19. Weinstock M. Prenatal stressors in rodents: Effects on behavior. Neurobiol Stress 2016; 6: 3–13. doi: 10.1016/j.ynstr.2016.08.004. PMID: 28229104.
  20. Gorina Y.V., Komleva Y.K., Lopatina O.L. et al. [The battery of tests for behavioral phenotyping of aging animals in the experiment]. Adv Gerontol 2017; 30(1): 49–55. PMID: 28557390.
  21. Zhang M., Liu Y., Zhao M. et al. Depression and anxiety behaviour in a rat model of chronic migraine. J Headache Pain 2017; 18(1): 27. doi: 10.1186/s10194-017-0736-z. PMID: 28224378.
  22. Bourin M. Animal models for screening anxiolytic-like drugs: a perspective. Dialogues Clin Neurosci 2015; 17(3): 295–303. PMID: 26487810.
  23. Yang M., Silverman J.L., Crawley J.N. Automated three-chambered social approach task for mice. Curr Protoc Neurosci 2011; 8: 8.26. doi: 10.1002/0471142301.ns0826s56. PMID: 21732314.
  24. Müller L., Weinert D. Individual recognition of social rank and social memory performance depends on a functional circadian system. Behav Processes 2016; 132: 85–93. doi: 10.1016/j.beproc.2016.10.007. PMID: 27744087.
  25. Olsen I., Singhrao S.K. Inflammasome involvement in Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis 2016; 54(1): 45–53. doi: 10.3233/JAD-160197. PMID: 27314526.
  26. Rovira-Llopis S., Apostolova N., Bañuls C. et al. Mitochondria, the NLRP3 inflammasome, and sirtuins in type 2 diabetes: new therapeutic targets. Antioxid Redox Signal 2018. doi: 10.1089/ars.2017.7313. PMID: 29256638.
  27. Karasawa T., Takahashi M. The crystal-induced activation of NLRP3 inflammasomes in atherosclerosis. Inflamm Regen 2017; 37: 18. doi: 10.1186/s41232-017-0050-9. PMID: 29259717.
  28. Goto M. Inflammaging (inflammation + aging): A driving force for human aging based on an evolutionarily antagonistic pleiotropy theory? Biosci Trends 2008; 2(6): 218–230. PMID: 20103932.
  29. Shrestha R., Millington O., Brewer J., Bushell T. Is central nervous system an immune-privileged site? Kathmandu Univ Med J 2013; 11(41):102–107. PMID: 23774427.
  30. Quan N., Banks W.A. Brain-immune communication pathways. Brain Behav Immun 2007; 21(6): 727–735. doi: 10.1016/j.bbi.2007.05.005. PMID: 17604598.
  31. Kinnecom C., Lev M.H., Wendell L. et al. Course of cerebral amyloid angiopathy-related inflammation. Neurology 2007; 68(17): 1411–1416. doi: 10.1212/01.wnl.0000260066.98681.2e. PMID: 17452586.
  32. Koyama A., O’Brien J., Weuve J. The role of peripheral inflammatory markers in dementia and Alzheimer’s disease: a meta-analysis. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2013; 68(4): 433–440. doi: 10.1093/gerona/gls187. PMID: 22982688.
  33. Yang F., Wang Z., Wei X. et al. NLRP3 deficiency ameliorates neurovascular damage in experimental ischemic stroke. J Cereb Blood Flow Metab 2014; 34(4): 660–667. doi: 10.1038/jcbfm.2013.242. PMID: 24424382.
  34. Youm Y.H., Grant R.W., McCabe L.R. et al. Canonical Nlrp3 inflammasome links systemic low-grade inflammation to functional decline in aging. Cell Metab 2013; 18(4): 519–532. doi: 10.1016/j.cmet.2013.09.010. PMID: 24093676.
  35. Osborn L.M., Kamphuis W., Wadman W.J., Hol E.M. Astrogliosis: an integral player in the pathogenesis of Alzheimer’s disease. Prog Neurobiol 2016; 144: 121–141. doi: 10.1016/j.pneurobio.2016.01.001. PMID: 26797041.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Gorina Y.V., Lopatina O.L., Komleva Y.K., Chernikh A.I., Salmina A.B., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-83204 от 12.05.2022.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах