Behavior of mice differing by relative brain weight. High doses of memantine influence

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Mice of two strains, differing by the relative brain weight (LB and SB) displayed differential behavioral effects after 7-day exposure to 50 mg/kg of memantine injections, the non-competitive NMDA-rec antagonist. Memantine increased the exploration behavior in LB mice as well as their reaction to novelty, while SB mice demonstrated the activation of behavior after the control saline injections. The number of newly developed neuronal elements in the hippocampal subgranular zone of dentate gyrus in LB (but not SB) mice subjected to memantine was higher in comparison to controls. In the intact samples of mouse strains used in this work no significant behavioral differences were found, which accentuated the genotype-dependent effects of memantine injections.

About the authors

N. A. Ogienko

Department of Higher Nervous Activity, Biological Faculty, Lomonosov Moscow State University

Email: ingapoletaeva@mail.ru
Moscow, Russia

A. V. Revishchin

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, RAS

Email: ingapoletaeva@mail.ru
Moscow, Russia

G. V. Pavlova

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, RAS

Email: ingapoletaeva@mail.ru
Moscow, Russia

O. V. Perepelkina

Department of Higher Nervous Activity, Biological Faculty, Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: ingapoletaeva@mail.ru
Moscow, Russia

I. I. Poletaeva

Department of Higher Nervous Activity, Biological Faculty, Lomonosov Moscow State University

Email: ingapoletaeva@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Перепелкина О.В., Тарасова А.Ю., Огиенко Н.А., Лильп И.Г., Полетаева И.И. Вес мозга и когнитивные способности лабораторной мыши. Усп. совр. биол. 2019. 139 (5): 434–445.
  2. Перепелкина О.В., Полетаева И.И., Поварнина П.Ю., Гудашева Т.А. Влияние низкомолекулярного миметика NGF дипептида ГК-2 на поведение мышей аутбредных линий, различающихся по весу мозга. Усп. совр. биол., 2024. 144 (4): 461–471.
  3. Chen Y-C., Holmes A. Effects of topiramate and other anti-glutamatergic drugs on the acute intoxicating actions of ethanol in mice: modulation by genetic strain and stress. Neuropsychopharm. 2009. 34 (6): 1454–1466. https://doi.org/10.1038/npp.2008.182
  4. Egunlusi A.O., Joubert J. NMDA Receptor Antagonists: Emerging Insights into Molecular Mechanisms and Clinical Applications in Neurological Disorders. Pharmaceuticals. 2024. 17 (5): 639. https://doi.org/10.3390/ph17050639
  5. Galsworthy M.J., Jose L. Paya-Cano J.L., Lin Liu L., Monleón S., Gregoryan G. et al. Cognitive Ability in a Battery of Cognitive Tasks for Laboratory Mice. Behavior Genetics, 2005. 35: 675–692.
  6. Ishikawa R., Kim R., Namba T., Kohsaka S., Uchino S., Kida S. Time-dependent enhancement of hippocampus-dependent memory after treatment with memantine: implications for enhanced hippocampal adult neurogenesis. Hippocampus. 2014. 24: 784–793.
  7. Kuns B., Rosani A., Patel P., Varghese D. Memantine. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2025.
  8. Lau A., Tymianski M. Glutamate receptors, neurotoxicity and neurodegeneration. Pflügers Archiv: Eur. J. Physiol. 2010, 460: 525–542. https://doi.org/10.1007/s00424-010-0809-1
  9. Lipton S.A.J. Paradigm shift in NMDA receptor antagonist drug development: molecular mechanism of uncompetitive inhibition by memantine in the treatment of Alzheimer’s disease and other neurologic disorders. Alzheimers Dis. 2004. 6 (6 Suppl): S61–74. https://doi.org/10.3233/jad-2004-6s610
  10. Marvanová M., Lakso M., Pirhonen J., Nawa H., Wong G., Castrén E. The neuroprotective agent memantine induces brain-derived neurotrophic factor and trkB receptor expression in rat brain. Mol. Cell Neurosci. 2001. 18 (3): 247–258.
  11. Мaeda S., Yamada J., Iinuma K.M., Nadanaka S., Kitagawa H., Jinno S. Chondroitin sulfate proteoglycan is a potential target of memantine to improve cognitive function via the promotion of adult neurogenesis. Br.J. Pharmacol. 2022. 179 (20): 4857–4877. https://doi.org/10.1111/bph.15920
  12. Maekawa M., Namba T., Suzuki E., Yuasa S., Kohsaka S., Uchino S. NMDA receptor antagonist memantine promotes cell proliferation and production of mature granule neurons in the adult hippocampus. Neurosci Res. 2009. 63 (4): 259–266.
  13. Matsumura M., Sato K., Kubota T., Kishimoto Y. Spatial and latent memory data in PS2Tg2576 Alzheimer’s disease mouse model after memantine treatment. Data Brief. 2021. 12. 36: 107131. https://doi.org/10.1016/j.dib.2021.107131
  14. Minkeviciene R., Banerjee P., Tanila H. Cognition-enhancing and anxiolytic effects of memantine. Neuropharmacology. 2008. 54 (7): 1079–1085. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2008.02.014
  15. More L., Gravius A., Nagel J., Valastro B., Greco S., Danysz W. Therapeutically relevant plasma concentrations of memantine produce significant NMDA receptor occupancy and do not impair learning in rats. Behav. Pharmacol. 2008. 19: 724–734.
  16. Neale J.H., Olszewski R. A role for N-acetylaspartylglutamate (NAAG) and mGluR3 in cognition. Neurobiol Learn Mem. 2019. 158: 9–13. https://doi.org/10.1016/j.nlm.2019.01.006
  17. Onogi H., Ishigaki S., Nakagawasai O., Arai-KatoY., Arai Y., Watanabe H. et al. Influence of memantine on brain monoaminergic neurotransmission parameters in mice: neurochemical and behavioral study. Biol Pharm Bull. 2009. 32 (5): 850–855. https://doi.org/10.1248/bpb.32.850
  18. Parsons C.G., Stoffler A., Danysz W. Memantine: a NMDA receptor worse antagonist that improves memory by restoration of homeostasis in the glutamatergic system – too little activation is bad, too much is even worse. Neuropharmacology. 2007. 53: 699e723.
  19. Pepeu G., Blandina P.J. The acetylcholine, GABA, glutamate triangle in the rat forebrain. Physiol Paris. 1998. 92 (5–6): 351–355. https://doi.org/10.1016/S0928-4257(99)80004-7
  20. Perepelkina O.V., Poletaeva I.I. Cognitive test solution in mice with different brainweights after atomoxetine. Neurol.Intern. 2023. 15 (2): 649–660.
  21. Petrović M., Horák M., Sedlácek M., Vyklický L. Jr. Physiology and pathology of NMDA receptors. Prague Med Rep. 2005. 106 (2): 113–136.
  22. Réus G.Z., Valvassori S.S., Machado R.A., Martins M.R., Gavioli E.C., Quevedo J. Acute treatment with low doses of memantine does not impair aversive, non-associative and recognition memory in rats. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2008. 376 (5): 295–300. https://doi.org/10.1007/s00210-007-0235-x
  23. Saeedi M., Mehranfar F. Challenges and approaches of drugs such as memantine, donepezil, rivastigmine, and aducanumab in the treatment, control and management of Alzheimer’s disease. Recent Pat. Biotechnol. 2022. 16 (2): 102–121. https://doi.org/10.2174/1872208316666220302115901
  24. Stazi M., Wirths O. Chronic memantine treatment ameliorates behavioral deficits, neuron loss, and impaired neurogenesis in a model of Alzheimer’s disease. Mol. Neurobiol. 2021. 58 (1): 204–216. https://doi.org/10.1007/s12035-020-02120-z
  25. Tari P.K., Parsons C.G., Collingridge G.L., Rammes G. Memantine: Updating a rare success story in pro-cognitive therapeutics. Neuropharmacol. 2024. 244: 109737. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2023.109737
  26. Wesierska M.J., Duda W., Dockery C.A. Low-dose memantine-induced working memory improvement in the allothetic place avoidance alternation task (APAAT) in young adult male rats. Front. Behav. Neurosci. 2013. 7: 203.
  27. Wise L.E., Lichtman A.H. The uncompetitive N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist memantine prolongs spatial memory in a rat delayed radial-arm maze memory task. Eur. J. Pharmacol. 2007. 575: 98–102.
  28. Wu H.M., Tzeng N.S., Qian L., Wei S.J., Hu X., Chen S.H. et al. Novel neuroprotective mechanisms of memantine: increase in neurotrophic factor release from astroglia and anti-inflammation by preventing microglial activation. Neuropsychopharm. 2009. 34 (10): 2344–2357.
  29. Yu S.P., Jiang M.Q., Shim S.S., Pourkhodadad S., Wei L. Extrasynaptic NMDA receptors in acute and chronic excitotoxicity: implications for preventive treatments of ischemic stroke and late-onset Alzheimer’s disease. Mol. Neurodegener. 2023. 18 (1): 43. https://doi.org/10.1186/s13024-023-00636-1
  30. Zheng X., Li W., Xiang Q., Wang Y., Qu T., Fang W., Yang H. Memantine attenuates cognitive and emotional dysfunction in mice with sepsis-associated encephalopathy. ACS Omega. 2023. 8 (43): 40934–40943. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c06250

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».