Амілоїд-бета-індукована пірамідальна втрата клітин CA1 у молодих дорослих щурів полегшується системним шляхом

Афіліація Відкритий університет, кафедра життя, здоров'я та хімічних наук, Мілтон Кейнс, Великобританія

Афіліація Відкритий університет, Департамент життя, здоров'я та хімічних наук, Мілтон Кейнс, Великобританія

Філіальний університет Копенгагена, кафедра нейронауки та фармакології, Копенгаген, Данія

Афіліація Відкритий університет, кафедра життя, здоров'я та хімічних наук, Мілтон Кейнс, Великобританія

Афілійований університет Копенгагена, кафедра нейронауки та фармакології, Копенгаген, Данія

Афіліація Відкритий університет, Департамент життя, здоров'я та хімічних наук, Мілтон Кейнс, Великобританія

Нікола Дж. Корбет,
Пол Л. Габбот,
Борис Клементьєв,
Хізер А. Девіс,
Френсіс М. Колер,
Тетяна Новікова,
Майкл Г. Стюарт

Цифри

Анотація

Цитування: Corbett NJ, Gabbott PL, Klementiev B, Davies HA, Colyer FM, Novikova T, et al. (2013) Амілоїд-бета-індукована пірамідна втрата клітин CA1 у молодих дорослих щурів полегшується за допомогою системного лікування FGL, міметичним пептидом, отриманим молекулою нейронних клітин. PLoS ONE 8 (8): e71479. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071479

Редактор: Серхіо Т. Феррейра, Федеральний університет Ріо-де-Жанейро, Бразилія

Отримано: 8 лютого 2013 р .; Прийнято: 29 червня 2013 р .; Опубліковано: 9 серпня 2013 року

Фінансування: Це дослідження було підтримано грантом програми Європейського Союзу FPVI “Promemoria” (номер контракту 512012) та BBSRC. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Патологія хвороби Альцгеймера (АД) включає утворення амілоїдних бляшок та нейрофібрилярних клубків, нейрозапалення [1], дефіцит нейромедіаторів [2], синаптичні зміни [3] та втрату нейрональних клітин [4]. Зафіксовано зменшення щільності та загальної кількості нейронів у скроневій корі, лобовій корі [5] - [7], енторіальній корі, особливо шарах II та IV [8], [9], Nucleus Basalis Meynert, locus coeruleus [7], [10], мозочок [11] та гіпокамп, що корелюють з регіональною атрофією при БА [12]. Манн та ін. (1985a) встановили, що в скроневій корі існує пряма кореляція між втратою нейрональних клітин та амілоїдним нальотом та накопиченням нейрофібрилярного клубка [13]. Як у скроневій, так і в лобовій корі, Hansen et al. (1988) виявили зниження щільності нейронів на 15-18% у пізніх стадіях АД, але насправді була більша втрата нейронів (зниження 23-26%) на ранніх стадіях АД [14]. Найбільш відома особливість БА, погіршення пам'яті (особливо епізодична та просторова пам'ять), корелює із зменшенням об'єму гіпокампа [15] через дисфункцію нейронів та синапсів у СА1 та енторіальній корі [16] - [19].

Матеріали і методи

Етична заява

Це дослідження проводилось у суворій відповідності з датським законодавством. Ліцензія на тварин була отримана від Данської інспекції експериментів на тваринах (2001/561–483). Введення Aβ25–35 або транспортного засобу проводили під наркозом за допомогою інтраперитонеальної (ip) ін’єкції Hypnorm/Midazolam (23,6 мкг фентанілу, 0,75 мг флуанізону, 375 мкг мідазоламу/100 г тварини; 0,3 мл/100 г, Аптека Королівської ветеринарної медицини та Сільськогосподарський університет, Фредеріксберг, Данія), і було докладено всіх зусиль, щоб мінімізувати страждання.

Експериментальні тварини

Молодих дорослих самців щурів Wistar (300 г на початку експерименту; річка Чарльз, Сульцфельд, Німеччина) поселяли в клітини (по 2 на клітку) з вільним доступом до їжі та води, в регульованому середовищі (23 ° C, 50% вологість, добовий 12-годинний цикл світла/темряви). Щурів розділили порівну на 4 групи (n = 4; Aβ25–35 + носій, Aβ25–35 + FGL, носій + FGL, контроль).

Внутрішньоцеребровентрикулярне введення амілоїду-бета25–35

Агрегати Aβ25–35 (Bachem AG, Weil am Rhein, Німеччина) отримували інкубацією пептиду в концентрації 3 мкг/мкл у дистильованій воді протягом 4 днів при температурі 37 ° C перед введенням, як описано раніше Delobette et al. . (1997) з утворенням фібрилоподібних структур та кулястих аморфних агрегатів [39]. Через два місяці від дати доставки тваринам внутрішньовенно вводили 5 мкг/15 мкл агрегованого Aβ25–35 або дистильовану воду в якості носія. вводили (кінчик голки шприца на відстані 0,8 мм від брегми, 1,5 мм поперек сагітального шва і 3,8 мм під поверхнею мозку) у правий бічний шлуночок за допомогою 10 мкл шприца на 0 день експерименту. Ці ін’єкції вводили між 10 ранку та 13 вечора під час легкої частини циклу.

Підшкірне введення FGLL

FGLL, що складається з двох мономерів FGL, зв’язаних через амінодіоцтову кислоту через їхній N-кінець, був синтезований Поліпептидними лабораторіями (Hillerød, Данія), як зазначено у Secher et al. (2006) [32] та Клементьєв та ін. (2007) [21]. 2 мл/кг (10,8 мг/кг) FGLL розчиняли в 0,5% мас./Об. Альбуміну бичачої сироватки (BSA; Sigma-Aldrich Company LTD, Гіллінгем, Великобританія) в 0,01 М фосфатному сольовому буфері (PBS, pH 7,4). Через сім днів після i.c.v. ін'єкцію та кожен третій день до, включаючи 25 день експерименту, або FGLL, або 0,5% мас./об. BSA в 0,01 М PBS, як носій, вводили підшкірно (s.c.) під впливом стерильного шприца об'ємом 1 мл. Ці процедури застосовували також протягом легкої частини циклу, між 14:00 та 15:00 без анестезії.

Secher та співавт. (2006) використовували імуноферментний аналіз (ІФА) для визначення концентрації FGLL у плазмі та лікворі (CSF) дорослих щурів після с.к. адміністрація [32]. Вони виявили, що FGLL виявляється в плазмі та лікворі через 10 хвилин після введення, і все ще виявляється до п'яти годин пізніше, що свідчить про те, що FGLL здатний перетнути гематоенцефалічний бар'єр [32]. Гіпокампу є основною мішенню для FGL [26], при цьому фосфорилювання FGFR1 в гіпокампі відбувається протягом однієї години с. С. введення пептиду [42].

Тест пам'яті соціального визнання

На 24 день (за день до остаточного лікування FGL) вимірювали короткочасну пам’ять за допомогою тесту пам’яті соціального розпізнавання [43]. Випробовуваних щурів поміщали в окремі клітини за 15 хвилин до того, як був введений новий неповнолітній щур самців Вістар. Неповнолітнього щура залишали в клітці на чотири хвилини, а потім виймали. Через 30-хвилинний інтервал того самого неповнолітнього щура помістили в клітку. Обоє випадків фіксувався час, необхідний для розслідування неповнолітнього. Слідча поведінка включала прямий контакт з оглядом та нюханням тіла неповнолітнього, а також уважне спостереження за неповнолітнім щуром [43]. Коефіцієнт соціального визнання розраховувався з часу, витраченого на розслідування неповнолітнього під час кожного зіткнення. Якби щур не пам’ятав про перше зіткнення, не було б різниці між цими двома часами, і співвідношення становило б 0,50. Хоча чим нижчий коефіцієнт порівняно з 0,5, тим швидше щур розпізнавав неповнолітнього під час другого впливу.