Особенность экспрессии каспазы-3 в гиппокампе при моделировании острого эпилептического припадка

Автор: Демяшкин Г.А., Шаповалова Е.Ю., Григорян М.С., Зорин И.А.

Журнал: Морфологические ведомости @morpholetter

Рубрика: Краткие сообщения

Статья в выпуске: 2 т.31, 2023 года.

Бесплатный доступ

Эпилепсия является одной из наиболее распространенных неврологических патологий, однако биологический субстрат заболевания до сих пор остается малоизученным. В ряде немногочисленных исследований было показано, что у экспериментальных животных после приступа эпилепсии отмечается повышение уровня некоторых каспаз, но имеющихся данных недостаточно для полного представления о природе каспазного каскада при эпилепсии, и, особенно, его терминальной фазы. Особого интереса заслуживает анализ патоморфологических изменений структур гиппокампа на фоне острого эпилептического припадка в корреляции между нейрональной потерей и терминальной фазой апоптоза или количественная оценка активности каспазы-3. Целью исследования явилась иммуногистохимическая оценка экспрессии каспазы-3 в гиппокампе в экспериментальной модели эпилепсии на лабораторных мышах. Животные были поделены на две группы: животным первой группы (n=28) внутрибрюшинно вводили препарат пентилентетразола однократно в дозе 45 мкг/кг для моделирования острого приступа эпилепсии, который оценивался по модифицированной шкале Расина, вторая группа животных была контрольной (n=20). Животных выводили из эксперимента через 3 часа и последовательно на 1, 3 и 5 сутки от начала введения препарата для динамического исследования изменений гиппокампа. Выведение животных из эксперимента осуществляли путем введения высоких доз анестетика. Фрагменты головного мозга животных исследовали с помощью окраски по Нисслю и оценивали количественные показатели экспрессии каспазы-3 при помощи иммуногистохимического метода в субрегионах СА1, СА3 и зубчатой извилины гиппокампа. Через 24 часа после моделирования острого эпилептического припадка обнаружили признаки гиппокампального склероза (глиоз, потерю нейронов) и увеличение количества нейронов, экспрессирующих каспазу-3 в 2,68 раза по сравнению с контрольной группой. В результате эксперимента выявили, что потеря нейронов гиппокампа субрегиона CA3 ассоциирована с увеличением экспрессии каспазы-3 через 24 часа после моделирования острого генерализованного припадка с помощью инъекции пентилентетразола.

Еще

Гиппокамп, эпилепсия, нейроны, каспаза-3, апоптоз

Короткий адрес: https://sciup.org/143180796

IDR: 143180796   |   DOI: 10.20340/mv-mn.2023.31(2).801

Список литературы Особенность экспрессии каспазы-3 в гиппокампе при моделировании острого эпилептического припадка

  • Thom M. Review: Hippocampal sclerosis in epilepsy: a neuropathology review. Neuropathol Appl Neurobiol. 2014;40(5):520-543. DOI: 10.1111/nan.12150
  • Chatzikonstantinou A. Epilepsy and the hippocampus. Front Neurol Neurosci. 2014;34:121-142. DOI: 10.1159/000356435
  • Wolinski P, Ksiazek-Winiarek D, Glabinski A. Cytokines and Neurodegeneration in Epileptogenesis. Brain Sci. 2022;12(3):380. DOI: 10.3390/brainsci12030380
  • Beghi E. The Epidemiology of Epilepsy. NED. 2020;54(2):185-191. DOI: 10.1159/000503831
  • 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;54(7):1315-1329. DOI: 10.1111/epi.12220
  • Walker MC. Hippocampal Sclerosis: Causes and Prevention. Semin Neurol. 2015;35(3):193-200. DOI: 10.1055/s-0035-1552618
  • Kandratavicius L, Balista PA, Lopes-Aguiar C et al. Animal models of epilepsy: use and limitations. Neuropsychiatr Dis Treat. 2014;10:1693-1705. DOI: 10.2147/NDT.S50371
  • Löscher W. Animal Models of Seizures and Epilepsy: Past, Present, and Future Role for the Discovery of Antiseizure Drugs. Neurochem Res. 2017;42(7):1873-1888. DOI: 10.1007/s11064-017-2222-z
  • Shimada T, Yamagata K. Pentylenetetrazole-Induced Kindling Mouse Model. J Vis Exp. 2018;(136):56573. DOI: 10.3791/56573
  • Van Erum J, Van Dam D, De Deyn PP. PTZ-induced seizures in mice require a revised Racine scale. Epilepsy & Behavior. 2019;95:51-55. DOI: 10.1016/j.yebeh.2019.02.029
  • Engel T, Henshall DC. Apoptosis, Bcl-2 family proteins and caspases: the ABCs of seizure-damage and epileptogenesis? Int J Physiol Pathophys-iol Pharmacol. 2009;1(2):97-115. PMID: 21383882
  • Sun J, Xie C, Liu W et al. The effects of simvastatin on hippocampal caspase-3 and Bcl-2 expression following kainate-induced seizures in rats. International Journal of Molecular Medicine. 2012;30(4):739-746. DOI: 10.3892/ijmm.2012.1076
  • Nguyen TTM, Gillet G, Popgeorgiev N. Caspases in the Developing Central Nervous System: Apoptosis and Beyond. Frontiers in Cell and De-velopmental Biology. 2021;9. Accessed January 8, 2023. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.702404
  • Sharangpani A, Takanohashi A, Bell MJ. Caspase Activation in Fetal Rat Brain Following Experimental Intrauterine Inflammation. Brain Res. 2008;1200:138-145. DOI: 10.1016/j.brainres.2008.01.045
  • Zimatkin SM, Bon’ EI. Dark Neurons of the Brain. Neurosci Behav Physi. 2018;48(8):908-912. DOI: 10.1007/s11055-018-0648-7
  • Ahmadpour S, Behrad A, Vega IF. Dark Neurons: A protective mechanism or a mode of death. Journal of Medical Histology. 2019;3(2):125-131. DOI: 10.21608/jmh.2020.40221.1081
  • Ooigawa H, Nawashiro H, Fukui S et al. The fate of Nissl-stained dark neurons following traumatic brain injury in rats: difference between neo-cortex and hippocampus regarding survival rate. Acta Neuropathol. 2006;112(4):471-481. DOI: 10.1007/s00401-006-0108-2
  • Liu JP, Chang LR, Gao XL, Wu Y. Different expression of caspase-3 in rat hippocampal subregions during postnatal development. Microsc Res Tech. 2008;71(9):633-638. DOI: 10.1002/jemt.20600
  • 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 and Chemical Toxicology. 2019;123:453-458. DOI: 10.1016/j.fct.2018.11.021
  • Narkilahti S, Nissinen J, Pitkänen A. Administration of caspase 3 inhibitor during and after status epilepticus in rat: effect on neuronal damage and epileptogenesis. Neuropharmacology. 2003;44(8):1068-1088. DOI: 10.1016/s0028-3908(03)00115-1
  • Baculis BC, Weiss AC, Pang W et al. Prolonged seizure activity causes caspase dependent cleavage and dysfunction of G-protein activated in-wardly rectifying potassium channels. Sci Rep. 2017;7(1):12313. DOI: 10.1038/s41598-017-12508-y
  • Tzeng TT, Tsay HJ, 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;20(1):90. DOI: 10.1186/1423-0127-20-90
Еще
Краткое сообщение