Нейрофиламент (Nf-L) в эксперименте с церебральной ишемией у крыс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Электрофизиологические и клинические способы оценки в рамках нейрореабилитационных протоколов при ишемическом инсульте позволяют в недостаточной степени прогнозировать сроки и объем функционального восстановления нервной ткани. Определение концентрации легких цепей нейрофиламента (Nf-L) в плазме крови как маркер для прогнозирования функциональных исходов.

Цель исследования. Изучение концентрации легких цепей нейрофиламента (Nf-L) в плазме крови на 21-й день после церебральной ишемии.

Материалы и методы. Рандомизированное контролируемое исследование проводили на половозрелых крысах-самцах линий SHR (n=20) и WKY (n=20) массой 250 ± 50 г. Ишемическое/реперфузионное повреждение головного мозга моделировали с помощью монофиламентной окклюзии левой средней мозговой артерии (CМАо) под общей анестезией (Золетил 100 и Ксилазин 2%) в дозе 0,88 мл/кг.

Результаты. Анализ данных тестирования крыс WKY на 3-и, 5-е и 7-е сутки после инсульта выявил снижение мышечной силы (СМАо: 2,0 ± 0,1N; ложнооперированные [ЛO]: 3,0 ± 0,2N; p < 0,05). Анализ данных тестирования крыс SHR на 3-и и 5-е сутки после инсульта выявил снижение (CМАо: 1,9 ± 0,2N; ЛO: 3,0 ± 0,2N, p < 0,05). На 21-й день после инсульта концентрация Nf-L у животных линии SHR была в 2,7 раза больше в сравнении с контролем и отличались от животных линии WKY.

Заключение. Изменение концентрации Nf-L у крыс после инсульта линии SHR более выражены, чем у крыс линии WKY. Изменение концентрации Nf-L в плазме крови свидетельствует о преимущественном протекании деструктивных процессов в нервной ткани. Инсульт у крыс линии SHR сопровождается более выраженным и длительным снижением мышечной силы и нарушением координации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Мария Эдуардовна Колпакова

ФГБУН НИИ физиологии им. И.П. Павлова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kolpakovame@infran.ru
ORCID iD: 0000-0003-3013-5582

старший научный сотрудник, кандидат медицинских наук, доцент

Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 6

Анастасия Александровна Яковлева

ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени акад. И.П. Павлова» Минздрава России

Email: biomed.1spbgmu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1889-5928

научный сотрудник, кандидат биологических наук

Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6–8

Список литературы

  1. Cipolla M.J., Liebeskind D.S., Chan S.-L. The importance of comorbidities in ischemic stroke: impact of hypertension on the cerebral circulation. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2018; 38 (12): 2129–49. DOI: 10,1177/ 0271678X18800589
  2. Liu M.C., Akinyi L., Scharf D., Mo J., Larner S.F., Muller U., Oli M.W., Zheng W., Kobeissy F., Papa L., Lu X.C., Dave J.R., Tortella F.C., Hayes R.L., Wang K.K. Ubiquitin C-terminal hydrolase-L1 as a biomarker for ischemic and traumatic brain injury in rats. Eur. J. Neurosci. 2010; 31 (4): 722–32. DOI: 10,1111/j.1460-9568.2010,07097
  3. Weiss-Sadan T., Gotsman I., Blum G. Cysteine proteases in atherosclerosis. FEBS J. 2017; 284 (10): 1455–72. DOI: 10,1111/febs.14043
  4. Khalil M., Teunissen C.E., Otto M., Piehl F., Sormani M.P., Gattringer T., Barro C., Kappos L., Comabella M., Fazekas F., Petzold A., Blennow K., Zetterberg H., Kuhle J. Neurofilaments as biomarkers in neurological disorders. Nat. Rev. Neurol. 2018; 14 (10): 577–89. DOI: 10,1038/s41582-018-0058-z.
  5. Perrot R., Berges R., Bocquet A., Eyer J. Review of the multiple aspects of neurofilament functions, and their possible contribution to neurodegeneration. Mol. Neurobiol. 2008; 38 (1): 27–65. DOI: 10,1007/s12035-008-8033-0,
  6. Weissman J.D., Khunteev G.A., Heath R., Dambinova S.A. NR2 antibodies: risk assessment of transient ischemic attack (TIA)/ stroke in patients with history of isolated and multiple cerebrovascular events. J. Neurol. Sci. 2011; 300: 97–102. DOI: 10,1016/j.jns.2010,09,023.
  7. Ueno Y., Chopp M., Zhang L., Buller B., Liu Z., Lehman N.L., Liu X.S., Zhang Y., Roberts C., Zhang Z.G. Axonal outgrowth and dendritic plasticity in the cortical peri-infarct area after experimental stroke. Stroke 2012; 43 (8): 2221–8. DOI: 10,1161/ STROKEAHA.111.646224
  8. Maas M.B. Furie K.L. Molecular biomarkers in stroke diagnosis and prognosis. Biomark. Med. 2009; 3 (4): 363–83. DOI: 10,2217/bmm,09.30,
  9. Perrot R., Eyer J. Neuronal intermediate filaments and neurodegenerative disorders. Brain Res. Bull. 2009; 80 (4–5): 282–95. DOI: 10,1016/j.brainresbull.2009,06,004.
  10. Petzold A., Keir G., Green A.J., Giovannoni G., Thompson E.J. A specific ELISA for measuring neurofilament heavy chain phosphoforms. J. Immunol. Methods 2003; 278: 179–90, DOI: 10,1016/s0022-1759(03)00189-3
  11. Langhorne P., Bernhardt J., Kwakkel G. Stroke rehabilitation. Lancet 2011; 377 (9778): 1693–702. DOI: 10,1016/S0140-6736(11)60325-5
  12. Hara Y. Brain plasticity and rehabilitation in stroke patients. J. Nippon Med. Sch. 2015; 82 (1): 4–13. DOI: 10,1272/jnms.82.4.
  13. Meeker K.L., Luckett P.H., Barthélemy N.R., Hobbs D.A., Chen C., Bollinger J., Ovod V., Shaney F. et al. Comparison of cerebrospinal fluid, plasma and neuroimaging biomarker utility in Alzheimer’s disease Brain communication. 2024; 1–15. DOI: 10,1093/braincomms/fcae081
  14. Kunze A., Zierath D., Drogomiretskiy O., Becker K. Strain differences in fatigue and depression after experimental stroke. Translational Stroke Research 2014; 5 (5): 604–11. DOI: 10,1007/s12975-014-0350-1
  15. Yuan A.; nixon R. A. Neurofilament proteins as biomarkers to monitor neurological disease and the efficacy of therapies. Front. Neurosci. 2021; 15: 1–28. DOI: 10,3389/fnins.2021.689938
  16. Song M., Woodbury A., Yu S.P. White matter injury and potential treatment in ischemic stroke. In: Baltan S, Carmichael ST, Matute C, Xi G, Zhang JH (eds) White matter injury in stroke and CNS disease. Springer; new York; nY, 2014; 39–52. DOI: 10,1007/978-1-4614-9123-1_2
  17. Härtig W., Krueger M., Hofmann S., Preißler H., Märkel M., Frydrychowicz C., Mueller W.C., Bechmann I., Michalski D. Up-regulation of neurofilament light chains is associated with diminished immunoreactivities for MAP2 and tau after ischemic stroke in rodents and in a human case. J. Chem Neuroanat. 2016; 78: 140–8. DOI: 10,1016/j. jchemneu.2016,09,004
  18. Coppens S., Lehmann S., Hopley C., Hirtz C. Neurofilament-Light, a Promising Biomarker: Analytical, metrological and clinical challenges Int. J. Mol. Sci. 2023; 24 (14): 11624. DOI:10,3390/ijms241411624
  19. Sommer C.J. Ischemic stroke: experimental models and reality. Acta Neuropathol. 2017; 133 (2): 245–61. DOI: 10,1007/ s00401-017-1667-0
  20. Sabayan B., Westendorp R. Neurovascular-glymphatic dysfunction and white matter lesions GeroScience 2021; 43: 1635–42. DOI: 10,1007/s11357-021-00361-x.
  21. Kolpakova M.E., Yakovleva A.A., Polyakova L.S. The influence of remote ischemic conditioning on focal brain ischemia in rats. JBBS 2021; 11 (6): DOI: 10,4236/jbbs.2021.116010
  22. Kornhuber J., Alcolea D., Thibaut F., Gordon B.; Trojanowski J.Q., Thompson A., Handels R. et al. Cerebrospinal fluid and blood biomarkers for neurodegenerative dementias: an update of the consensus of the task force on biological markers in psychiatry of the world federation of societies of biological psychiatry World J. Biol. Psychiatry. 2018; 19 (4): 244–328. DOI: 10,1080/15622975.2017.1375556.
  23. Heiskanen M., Jääskeläinen O., Manninen E., Das Gupt S., Andrade P., Ciszek R., Gröhn O. et al. Plasma neurofilament light chain (NF-L) is a prognostic biomarker for cortical damage evolution but not for cognitive impairment or epileptogenesis following experimental TBI Int J Mol Sci. 2022; 23 (23): 15208. DOI: 10,3390/ijms232315208
  24. Salmina A.B., Kharitonova E.V., Gorina Y.V., Teplyashina E.A., Malinovskaya N.A., Khilazheva E.D. et al. Blood–brain barrier and neurovascular unit in vitro models for studying mitochondria-driven molecular mechanisms of neurodegeneration. Int. J. Mol. Sci; 2021; 22: 4661. DOI:10,3390/ijms22094661

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оценка по шкале Гарсия у крыс линии WKY(1, а) и SHR (1, б)

Скачать (95KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Тест мышечной силы для правой передней конечности у крыс WKY

Скачать (106KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Тест мышечной силы для правой передней конечности у крыс SHR

Скачать (111KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменения плазменной концентрации Nf-L

Скачать (66KB)
Метаданные

© ИД "Русский врач", 2025