Dual Functions of Mature and Immature Brain Neurotrophins in Regulating Neuroplasticity and Their Modification by Glucocorticoids

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Neurotrophic factors play an essential role in the ontogeny of the newborn brain, determining the vectors for the development of the regulatory systems of the organism. Changes in the expression of neurotrophic factors under conditions of elevated glucocorticoid levels or stress, according to the results of clinical observations and animal studies, are associated with the etiology of psychoenotional disorders and neurodegenerative pathologies. The hippocampus is a link for the manifestation of the modifying effects of glucocorticoids and stress effects on the processes of neuroplasticity and behavioral regulation in the brain. The manifestation of psychopathological and neurodegenerative changes is accompanied by modulation of the expression of key neurotrophic factors in the hippocampus, including after glucocorticoid induction, while the balance of expression of proforms and mature proteins of neurotrophins is extremely important. Thus, the main problem of this mini-review is to highlight the modification of expression of brain-derived neurotrophic factors, mature and immature forms of BDNF, NGF and NT3 mainly in the neonatal CNS, in particular in the hippocampus, under the influence of glucocorticoids, neuropathologies or effects of stress various etiologies based on literature and our own data. It was established that it is proBDNF, and not proNT3 and proNGF, that has its own expression pattern in the hippocampus of neonatal rats, under dexamethasone induction, different from its mature form, and the manifestation of the proapoptotic effect of this proneurotrophin is accompanied by an increase in the proBDNF/BDNF ratio and an increase in the number of cells with detectable active caspase-3.

作者简介

V. Bulygina

The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: veta@bionet.nsc.ru
Novosibirsk, Russia

D. Lanshakov

The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

T. Kalinina

The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

N. Dygalo

The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Novosibirsk, Russia; Novosibirsk, Russia

参考

  1. Doyle L.W., Cheong J.L., Ehrenkranz R.A., Halliday H.L. // Cochrane Database of Systematic Reviews. 2017. V. 2017.
  2. Jeanneteau F., Chao M.V. // Neuroscience. 2013. V. 239. P. 173–195.
  3. Tsimpolis A., Kalafatakis K., Charalampopoulos I. // Frontiers in Endocrinology. 2024. V. 15. P. 1362573.
  4. Duman R.S., Aghajanian G.K., Sanacora G., Krystal J.H. // Nat Med. 2016. V. 22. P. 238–249.
  5. Han M.-H., Nestler E.J. // Neurotherapeutics. 2017. V. 14. P. 677–686.
  6. Yang J., Harte-Hargrove L.C., Siao C.-J., Marinic T., Clarke R., Ma Q., Jing D., LaFrancois J.J., Bath K.G., Mark W., Ballon D., Lee F.S., Scharfman H.E., Hempstead B.L. // Cell Reports. 2014. V. 7. P. 796–806.
  7. Yang C.R., Zhang X.Y., Liu Y., Du J.Y., Liang R., Yu M., Zhang F.Q., Mu X.F., Li F., Zhou L., Zhou F.H., Meng F.J., Wang S., Ming D., Zhou X.F. // Neurotox Res. 2020. V. 37. P. 171–182.
  8. Costa R.O., Perestrelo T., Almeida R.D. // Molecular Neurobiology. 2018. V. 55. P. 2934–2951.
  9. Yang J., Siao C.-J., Nagappan G., Marinic T., Jing D., McGrath K., Chen Z.-Y., Mark W., Tessarollo L., Lee F.S., Lu B., Hempstead B.L. // Nat Neurosci. 2009. V. 12. P. 113–115.
  10. Menshanov P.N., Lanshakov D.A., Dygalo N.N. // Physiol Res. 2015. P. 925–934.
  11. Daskalakis N.P., De Kloet E.R., Yehuda R., Malaspina D., Kranz T.M. // Frontiers in Molecular Neuroscience. 2015. V. 8.
  12. Bolshakov A.P., Tret’yakova L.V., Kvichansky A.A., Gulyaeva N.V. // Biochemistry (Moscow). 2021. V. 86. P. 156–167.
  13. Makoudjou M.A., Fico E., Rosso P., Triaca V., De Simone L., Rossetti D., Cattani F., Allegretti M., Tirassa P. // FEBS Open Bio. 2024. V. 14. P. 643–654.
  14. Radeke M.J., Misko T.P., Hsu C., Herzenberg L.A., Shooter E.M. // Nature. 1987. V. 325. P. 593–597.
  15. Malik S.C., Sozmen E.G., Baeza-Raja B., Le Moan N., Akassoglou K., Schachtrup C. // Trends in Pharmacological Sciences. 2021. V. 42. P. 772–788.
  16. Bradshaw R.A., Pundavela J., Biarc J., Chalkley R.J., Burlingame A.L., Hondermarck H. // Advances in Biological Regulation. 2015. V. 58. P. 16–27.
  17. Sarret P., Krzywkowski P., Segal L., Nielsen M.S., Petersen C. M., Mazella J., Stroh T., Beaudet A. // J of Comparative Neurology. 2003. V. 461. P. 483–505.
  18. Nykjaer A., Lee R., Teng K.K., Jansen P., Madsen P., Nielsen M.S., Jacobsen C., Kliemannel M., Schwarz E., Willnow T.E., Hempstead B.L., Petersen C.M. // Nature. 2004. V. 427. P. 843–848.
  19. Yardley G., Relf B., Lakshmanan J., Reinshagen M., Moore G.P.M. // Experimental Dermatology. 2000. V. 9. P. 283–289.
  20. Lee R., Kermani P., Teng K.K., Hempstead B.L. // Science. 2001. V. 294. P. 1945–1948.
  21. Fahnestock M., Yu G., Coughlin M.D. // ProNGF: a neurotrophic or an apoptotic molecule? Elsevier, 2004. Р. 101–110.
  22. Fahnestock M., Michalski B., Xu B., Coughlin M.D. // Molecular and Cellular Neuroscience. 2001. V. 18. P. 210–220.
  23. Fahnestock M., Shekari A. // Front. Neurosci. 2019. V. 13. P. 129.
  24. Hempstead B.L. // Neurotox Res. 2009. V. 16. P. 255–260.
  25. Zheng C., Geetha T., Gearing M., Ramesh Babu J. // Journal of Neurochemistry. 2015. V. 133. P. 919–925.
  26. Sycheva M., Sustarich J., Zhang Y., Selvaraju V., Geetha T., Gearing M., Babu J.R. // Brain Sciences. 2019. V. 9. P. 204.
  27. Ioannou M., Fahnestock M. // IJMS. 2017. V. 18. P. 599.
  28. Bakhtiarzadeh F., Nahavandi A., Goudarzi M., Shirvalilou S., Rakhshan K., Niknazar S. // Physiology & Behavior. 2018. V. 194. P. 9–14.
  29. Pytka K., Głuch-Lutwin M., Kotańska M., Żmudzka E., Jakubczyk M., Waszkielewicz A., Janiszewska P., Walczak M. // Behavioural Brain Research. 2017. V. 333. P. 54–66.
  30. Biggio F., Mostallino M. C., Talani G., Locci V., Mostallino R., Calandra G., Sanna E., Biggio G. // Neuropharmacology. 2019. V. 151. P. 45–54.
  31. Kumari R., Verma V., Singaravel M. // Neuroscience. 2024. V. 543. P. 1–12.
  32. Lindholm D., Castren E., Hengerer B., Zafra F., Berninger B., Thoenen H. // Eur J of Neuroscience. 1992. V. 4. P. 404–410.
  33. Shishkina G.T., Lanshakov D.A., Bannova A.V., Kalinina T.S., Agarina N.P., Dygalo N.N. // Cell Mol Neurobiol. 2018. V. 38. P. 281–288.
  34. Lanshakov D.A., Sukhareva E.V., Kalinina T.S., Dygalo N.N. // Neurobiology of Disease. 2016. V. 91. P. 1–9.
  35. Lanshakov D.A., Bulygina V.V., Romanova I.V., Dygalo N.N. // Bull Exp Biol Med. 2009. V. 147. P. 635–638.
  36. Lanshakov D.A., Sukhareva E.V., Bulygina V.V., Bannova A.V., Shaburova E.V., Kalinina T.S. // Scientific Reports. 2021. V. 11. P. 8092.
  37. Kurek A., Kucharczyk M., Detka J., Ślusarczyk J., Trojan E., Głombik K., Bojarski B., Ludwikowska A., Lasoń W., Budziszewska B. // Neurotox Res. 2016. V. 30. P. 225–238.
  38. Chang C.-N., Yang J.-T., Lee T.-H., Cheng W.-C., Hsu Y.-H., Wu J.H. // Journal of Clinical Neuroscience. 2005. V. 12. P. 680–684.
  39. Li Y., Wu F., Zhou M., Zhou J., Cui S., Guo J., Wu J., He L. // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2022. V. 2022. P. 1–16.
  40. Yano H., Torkin R., Martin L.A., Chao M.V., Teng K.K. // J. Neurosci. 2009. V. 29. P. 14790–14802.
  41. Zanin J.P., Abercrombie E., Friedman W.J. // eLife. 2016. V. 5. P. e16654.
  42. Thompson C.L., Ng L., Menon V., Martinez S., Lee C.-K., Glattfelder K., Sunkin S.M., Henry A., Lau C., Dang C., Garcia-Lopez R., Martinez-Ferre A., Pombero A., Rubenstein J.L.R., Wakeman W.B., Hohmann J., Dee N., Sodt A.J., Young R., Smith K., Nguyen T.-N., Kidney J., Kuan L., Jeromin A., Kaykas A., Miller J., Page D., Orta G., Bernard A., Riley Z., Smith S., Wohnoutka P., Hawrylycz M.J., Puelles L., Jones A.R. // Neuron. 2014. V. 83. P. 309–323.
  43. Omar N.A., Kumar J., Teoh S.L. // Neuropeptides. 2022. V. 92. P. 102226.
  44. Bulygina V.V., Kalinina T.S., Lanshakov D.A., Dygalo N.N. // Neurochem. J. 2019. V. 13. P. 349–354.
  45. Ammendrup-Johnsen I., Naito Y., Craig A. M., Takahashi H. // Journal of Neuroscience. 2015. V. 35. P. 12425–12431.
  46. Numakawa T., Kajihara R. // International Journal of Molecular Sciences. 2024. V. 25. P. 1596.
  47. Barde Y.A., Edgar D., Thoenen H. // The EMBO Journal. 1982. V. 1. P. 549–553.
  48. Leibrock J., Lottspeich F., Hohn A., Hofer M., Hengerer B., Masiakowski P., Thoenen H., Barde Y.-A. // Nature. 1989. V. 341. P. 149–152.
  49. Mizui T., Ishikawa Y., Kumanogoh H., Kojima M. // Pharmacological Research. 2016. V. 105. P. 93–98.
  50. Kojima M., Ishii C., Sano Y., Mizui T., Furuichi T. // Cell Tissue Res. 2020. V. 382. P. 125–134.
  51. Teng H.K., Teng K. K., Lee R., Wright S., Tevar S., Almeida R.D., Kermani P., Torkin R., Chen Z.-Y., Lee F.S., Kraemer R.T., Nykjaer A., Hempstead B.L. // J. Neurosci. 2005. V. 25. P. 5455–5463.
  52. Numakawa T., Kajihara R. // Frontiers in Molecular Neuroscience. 2023. V. 16. P. 1247422.
  53. Jeanneteau F., Borie A., Chao M.V., Garabedian M.J. // Neuroendocrinology. 2019. V. 109. P. 277–284.
  54. Li J., Li Y., Sun Y., Wang H., Liu X., Zhao Y., Wang H., Su Y., Si T. // Progress in NeuroPsychopharmacology and Biological Psychiatry. 2019. V. 89. P. 400–411.
  55. Lin L., Herselman M.F., Zhou X.-F., Bobrovskaya L. // Physiology & Behavior. 2022. V. 247. P. 113721.
  56. Luo L., Li C., Du X., Shi Q., Huang Q., Xu X., Wang Q. // Behavioural Brain Research. 2019. V. 362. P. 323–331.
  57. Zhong F., Liu L., Wei J.-L., Hu Z.-L., Li L., Wang S., Xu J.-M., Zhou X.-F., Li C.-Q., Yang Z.-Y., Dai R.-P. // Front. Psychiatry. 2019. V. 9. P. 776.
  58. Rahman M., Luo H., Sims N. R., Bobrovskaya L., Zhou X.-F. // Neurochem Res. 2018. V. 43. P. 637–649.
  59. Rahman M., Luo H., Sims N. R., Bobrovskaya L., Zhou X.-F. // Neurochem Res. 2018. V. 43. P. 637–649.
  60. Bulygina V.V., Kalinina T.S., Lanshakov D.А., Menshanov P.N., Suhareva E.V., Dygalo N.N. // Neurochem J, 2024, V. 18, N 4.
  61. Gulyaeva N.V. // Biochemistry (Moscow). 2023. V. 88. P. 693–724.
  62. Schaaf M.J.M., De Jong J., De Kloet E.R., Vreugdenhil E. // Brain Research. 1998. V. 813. P. 112–120.
  63. Chen H., Lombes M., Le Menuet D. // Mol Brain. 2017. V. 10. P. 12.
  64. Numakawa T., Odaka H., Adachi N. // International Journal of Molecular Sciences. 2017. V. 18. P. 2312.
  65. Eachus H., Ryu S. // Journal of Experimental Biology. 2024. V. 227. P. jeb246128.
  66. Arango-Lievano M., Lambert W.M., Bath K.G., Garabedian M.J., Chao M.V., Jeanneteau F. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015. V. 112. P. 15737–15742.
  67. Shishkina G.T., Kalinina T.S., Bulygina V.V., Lanshakov D.A., Babluk E.V., Dygalo N.N. // PLoS ONE. 2015. V. 10. P. e0143978.
  68. Gascoyne D.M., Kypta R.M., d.M. Vivanco M. // Journal of Biological Chemistry. 2003. V. 278. P. 18022–18029.
  69. Chao C.C., Ma Y.L., Lee E.H.Y. // Brain Pathology. 2011. V. 21. P. 150–162.
  70. Yuan J., Yankner B.A. // Nature. 2000. V. 407. P. 802–809.
  71. Liu Y., Zou G.-J., Tu B.-X., Hu Z.-L., Luo C., Cui Y.-H., Xu Y., Li F., Dai R.-P., Bi F.-F., Li C.-Q. // Neurotoxicity Research. 2020. V. 38. P. 370–384.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

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».