Особенности нейрональной потери в гиппокампе при остром генерализованном припадке (экспериментальное исследование)

Обложка


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Обоснование. На сегодняшний день эпилепсия — одно из самых часто выявляемых неврологических заболеваний. Несмотря на проводимые более нескольких веков исследования эпилептогенеза и разработки протоколов лечения, нейробиологическая основа заболевания остается малоизученной. Достоверно известно, что у пациентов с эпилепсией обнаруживается снижение количества нейронов гиппокампа и глиоз — мезиальный височный склероз (склероз гиппокампа) — однако причинно-следственная связь с припадками до сих пор не установлена. Особый интерес представляет оценка выживаемости нейронов гиппокампа на фоне острого эпилептического припадка, что позволит определить механизмы дегенеративных изменений нервной ткани.

Цель исследования — иммуногистохимическая оценка распределения NeuN- и каспаза-8-позитивных нейронов в гиппокампе при остром эпилептическом припадке.

Материалы и методы. В качестве моделей использовали самцов половозрелых мышей популяции CBA. Животные были поделены на группы: 1-я (n = 28) — моделирование острого приступа эпилепсии при помощи интраперитонеального введения пентилтетразола, 2-я (n = 20) — контрольная. Гистологическое и иммуногистохимическое исследование проводили на фрагментах гиппокампа, регионы СА1, СА3 и зубчатая извилина.

Результаты. У всех животных 1-й группы отмечали генерализованный эпилептический припадок. Наименьшее количество положительно окрашенных пирамидных нейронов гиппокампа наблюдали в регионе СА3 через 24 ч после введения пентилтетразола. Обратную иммунофенотипическую картину отмечали в регионе CA3 при реакции с каспаза-8, которая демонстрировала увеличение количества иммунопозитивных пирамидных нейронов гиппокампа через 24 ч после введения пентилтетразола.

Заключение. После однократной инъекции пентилтетразола в дозе 45 мкг/кг при иммуногистохимической оценке распределения NeuN- и каспаза-8-позитивных пирамидных нейронов гиппокампа обнаружили снижение доли NeuN-позитивных нейронов и увеличение каспаза-8-позитивных клеток через сутки после приступа с последующим восстановлением исследуемых маркеров к пятым суткам.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Григорий Александрович Демяшкин

Национальный медицинский исследовательский центр радиологии, Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба; Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: dr.grigdem@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8447-2600
Scopus Author ID: 57200415197

д-р мед. наук, заведующий лабораторией гистологии и иммуногистохимии Института трансляционной медицины и биотехнологии; заведующий отделом патоморфологии

Россия, Обнинск; Москва

Мигран Самвелович Григорян

Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, Медицинская академия им. С.И. Георгиевского

Email: scientpapers4@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8417-9153

аспирант, врач-невролог

Россия, Симферополь

Иван Владимирович Ветров

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: vanjojo@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-4256-224X

студент 6-го курса института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Федор Владимирович Ветров

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: fedvan@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-8597-2241

студент 6-го курса института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Валентина Павловна Раужева

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: rauzhevav@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8514-1934

студентка 6-го курса лечебного факультета

Россия, Москва

Илья Алексеевич Зорин

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilyazorin99@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1621-7015

студент 6-го курса института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Елена Юрьевна Шаповалова

Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, Медицинская академия им. С.И. Георгиевского

Email: publscience7@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2544-7696
ResearcherId: P-9943-2015

д-р мед. наук, профессор, заведующая кафедрой гистологии

Россия, Симферополь

Список литературы

  1. Beghi E. The epidemiology of epilepsy // NED. 2020. Vol. 54, No. 2. P. 185–191. doi: 10.1159/000503831
  2. Behr C., Goltzene M.A., Kosmalski G. et al. Epidemiology of epilepsy // Rev. Neurol. 2016. Vol. 172, No. 1. P. 27–36. doi: 10.1016/j.neurol.2015.11.003
  3. Thom M. Review: Hippocampal sclerosis in epilepsy: a neuropathology review // Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2014. Vol. 40, No. 5. P. 520–543. doi: 10.1111/nan.12150
  4. Blümcke I., Thom M., Aronica E. et al. International consensus classification of hippocampal sclerosis in temporal lobe epilepsy: A Task Force report from the ILAE Commission on Diagnostic Methods // Epilepsia. 2013. Vol. 54, No. 7. P. 1315–1329. doi: 10.1111/epi.12220
  5. Reddy D., Kuruba R. Experimental models of status epilepticus and neuronal injury for evaluation of therapeutic interventions // IJMS. 2013. Vol. 14, No. 9. P. 18284–18318. doi: 10.3390/ijms140918284
  6. Grone B.P., Baraban S.C. Animal models in epilepsy research: legacies and new directions // Nat. Neurosci. 2015. Vol. 18, No. 3. P. 339–343. doi: 10.1038/nn.3934
  7. Kandratavicius L., Balista P.A., Lopes-Aguiar C. et al. Animal models of epilepsy: Use and limitations // Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2014. Vol. 10. P. 1693–1705. doi: 10.2147/NDT.S50371
  8. Löscher W. Animal models of seizures and epilepsy: Past, present, and future role for the discovery of antiseizure drugs // Neurochem. Res. 2017. Vol. 42, No. 7. P. 1873–1888. doi: 10.1007/s11064-017-2222-z
  9. Гусельникова В.В., Коржевский Д.Э. NeuN — нейрональный ядерный антиген и маркер дифференцировки нервных клеток // Acta Naturae. 2015. Т. 7, № 2. C. 46–51. doi: 10.32607/20758251-2015-7-2-42-47
  10. Wolf H.K., Buslei R., Schmidt-Kastner R. et al. NeuN: A useful neuronal marker for diagnostic histopathology // J. Histochem. Cytochem. 1996. Vol. 44, No. 10. P. 1167–1171. doi: 10.1177/44.10.8813082
  11. Chang L.R., Liu J.P., Song Y.Z. et al. Expression of caspase-8 and caspase-9 in rat hippocampus during postnatal development // Microsc. Res. Tech. 2011. Vol. 74, No. 2. P. 153–158. doi: 10.1002/jemt.20886
  12. Liu J.P., Chang L.R., Gao X.L., Wu Y. Different expression of caspase-3 in rat hippocampal subregions during postnatal development // Microsc. Res. Tech. 2008. Vol. 71. P. 9633–9638. doi: 10.1002/jemt.20600
  13. Basaranlar G., Derin N., Kencebay Manas C. et al. The effects of sulfite on cPLA2, caspase-3, oxidative stress and locomotor activity in rats // Food Chem. Toxicol. 2019. Vol. 123. P. 453–458. doi: 10.1016/j.fct.2018.11.021
  14. Narkilahti S., Pitkänen A. Caspase 6 expression in the rat hippocampus during epileptogenesis and epilepsy // Neuroscience. 2005. Vol. 131, No. 4. P. 887–897. doi: 10.1016/j.neuroscience.2004.12.013
  15. Tzeng T.T., Tsay H.J., Chang L. et al. Caspase 3 involves in neuroplasticity, microglial activation and neurogenesis in the mice hippocampus after intracerebral injection of kainic acid // J. Biomed. Sci. 2013. Vol. 20, No. 1. P. 90. doi: 10.1186/1423-0127-20-90
  16. Engel T., Henshall D.C. Apoptosis, Bcl-2 family proteins and caspases: the ABCs of seizure-damage and epileptogenesis? // Int. J. Physiol. Pathophysiol. Pharmacol. 2009. Vol. 1, No. 2. P. 97–115.
  17. Nguyen T.T.M., Gillet G., Popgeorgiev N. Caspases in the developing central nervous system: Apoptosis and beyond // Front. Cell. Dev. Biol. 2021. Vol. 9. P. 702404. doi: 10.3389/fcell.2021.702404
  18. Sharangpani A., Takanohashi A., Bell M.J. Caspase activation in fetal rat brain following experimental intrauterine inflammation // Brain Res. 2008. Vol. 1200. P. 138–145. doi: 10.1016/j.brainres.2008.01.045
  19. Henshall D.C., Bonislawski D.P., Skradski S.L. et al. Cleavage of bid may amplify caspase-8-induced neuronal death following focally evoked limbic seizures // Neurobiol. Dis. 2001. Vol. 8, No. 4. P. 568–580. doi: 10.1006/nbdi.2001.0415
  20. Yuskaitis C.J., Rossitto L.A., Groff K.J. et al. Factors influencing the acute pentylenetetrazole-induced seizure paradigm and a literature review // Ann. Clin. Transl. Neurol. 2021. Vol. 8, No. 7. P. 1388–1397. doi: 10.1002/acn3.51375
  21. Van Erum J., Van Dam D., De Deyn P.P. PTZ-induced seizures in mice require a revised Racine scale // Epilepsy Behav. 2019. Vol. 95. P. 51–55. doi: 10.1016/j.yebeh.2019.02.029
  22. Коржевский Д.Э., Гилерович Е.Г, Зинькова Н.Н. и др. Иммуногистохимическое выявление нейронов головного мозга с помощью селективного маркера NeuN // Морфология. 2005. Т. 128, № 5. C. 76–78.
  23. Shimada T., Yamagata K. Pentylenetetrazole-induced kindling mouse model // J. Vis. Exp. 2018. No. 136. P. 56573. doi: 10.3791/56573
  24. Löscher W. Critical review of current animal models of seizures and epilepsy used in the discovery and development of new antiepileptic drugs // Seizure. 2011. Vol. 20, No. 5. P. 359–368. doi: 10.1016/j.seizure.2011.01.003
  25. Lopim G.M., Vannucci Campos D., Gomes da Silva S. et al. Relationship between seizure frequency and number of neuronal and non-neuronal cells in the hippocampus throughout the life of rats with epilepsy // Brain Res. 2016. Vol. 1634. P. 179–186. doi: 10.1016/j.brainres.2015.12.055
  26. Zhang L., Guo Y., Hu H. et al. FDG-PET and NeuN-GFAP immunohistochemistry of hippocampus at different phases of the pilocarpine model of temporal lobe epilepsy // Int. J. Med. Sci. 2015. Vol. 12, No. 3. P. 288–294. doi: 10.7150/ijms.10527
  27. Yan B.C., Xu P., Gao M. et al. Changes in the blood-brain barrier function are associated with hippocampal neuron death in a kainic acid mouse model of epilepsy // Front. Neurol. 2018. Vol. 9. P. 775. doi: 10.3389/fneur.2018.00775
  28. Viswanatha G.L., Shylaja H., Kishore D.V. et al. Acteoside isolated from Colebrookea oppositifolia Smith Attenuates Epilepsy in mice via modulation of gamma-aminobutyric acid pathways // Neurotox. Res. 2020. Vol. 38, No. 4. P. 1010–1023. doi: 10.1007/s12640-020-00267-0
  29. Hansen S.L., Sperling B.B., Sánchez C. Anticonvulsant and antiepileptogenic effects of GABAA receptor ligands in pentylenetetrazole-kindled mice // Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2004. Vol. 28, No. 1. P. 105–113. doi: 10.1016/j.pnpbp.2003.09.026
  30. Unal-Cevik I., Kilinç M., Gürsoy-Ozdemir Y. et al. Loss of NeuN immunoreactivity after cerebral ischemia does not indicate neuronal cell loss: a cautionary note // Brain Res. 2004. Vol. 1015, No. 1–2. P. 169–174. doi: 10.1016/j.brainres.2004.04.032
  31. Lee T.K., Lee J.C., Kim D.W. et al. Ischemia-reperfusion under hyperthermia increases heme oxygenase-1 in pyramidal neurons and astrocytes with accelerating neuronal loss in gerbil hippocampus // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, No. 8. P. 3963. doi: 10.3390/ijms22083963
  32. Zimatkin S.M., Bon’ EI. Dark neurons of the brain // Neurosci. Behav. Physiol. 2018. Vol. 48, No. 8. P. 908–912. doi: 10.1007/s11055-018-0648-7
  33. Ahmadpour S., Behrad A., Vega I.F. Dark Neurons: A protective mechanism or a mode of death // J. Med. Histol. 2019. Vol. 3, No. 2. P. 125–131. doi: 10.21608/jmh.2020.40221.1081
  34. Krajewska M., You Z., Rong J. et al. Neuronal deletion of caspase 8 protects against brain injury in mouse models of controlled cortical impact and kainic acid-induced excitotoxicity // PLOS One. 2011. Vol. 6, No. 9. P. e24341. doi: 10.1371/journal.pone.0024341
  35. Baculis B.C., Weiss A.C., Pang W. et al. Prolonged seizure activity causes caspase dependent cleavage and dysfunction of G-protein activated inwardly rectifying potassium channels // Sci. Rep. 2017. Vol. 7, No. 1. P. 12313. doi: 10.1038/s41598-017-12508-y
  36. Meller R., Clayton C., Torrey D.J. et al. Activation of the caspase 8 pathway mediates seizure-induced cell death in cultured hippocapal neurons // Epilepsy Res. 2006. Vol. 70, No. 1. P. 3–14. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2006.02.002

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Морфологическая картина гиппокампа через 1 сут после приступа. Окраска: а — по Нисслю, ×100; b — по Нисслю, ×400; с — гематоксилин и эозин, ×100. Дезинтеграция «темных» нейронов с признаками пикноза, без демаркации между цитоплазмой и ядром

Скачать (404KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Иммунопозитивные NeuN-клетки в гиппокампе, ×200

Скачать (510KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Гиппокамп, регион СА3 через 24 ч после инъекции в контрольной и экспериментальной группе. Иммуногистохимическое исследование с антителами к каспаза-8, докрашивание гематоксилином, ×200

Скачать (377KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Соотношение каспаза-8- и NeuN-позитивных клеток в регионе СА3 гиппокампа

Скачать (138KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах