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


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.

© 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.

Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах