MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector39821710.17816/morph.398217ArticlesСтатьиResearch ArticleAGE-DEPENDENT DIFFERENCES OF LPS-INDUCED BDNF AND iNOS IN RAT SUBSTANTIA NIGRAВОЗРАСТНЫЕ РАЗЛИЧИЯ ЛПС-ИНДУЦИРОВАННОЙ ЭКСПРЕССИИ BDNF И iNOS В ЧЕРНОЙ СУБСТАНЦИИ КРЫСZakoliukinaYe. S.ЗаколюкинаЕлена Сергеевна

Department of Physiology, Cell Biology and Biotechnology

Кафедра физиологии, клеточной биологии и биотехнологии

alena-immun@yandex.ruChuchkovV. M.ЧучковВиктор Михайлович

Department of Physiology, Cell Biology and Biotechnology

Кафедра физиологии, клеточной биологии и биотехнологии

chuchkov.vm@obr18.ruSergeyevaT. N.СергееваТатьяна Николаевна

Department of Physiology, Cell Biology and Biotechnology

Кафедра физиологии, клеточной биологии и биотехнологии

tnbio@ya.ruVezheyevaO. A.ВежееваОльга Александровна

Department of Physiology, Cell Biology and Biotechnology

Кафедра физиологии, клеточной биологии и биотехнологии

promo-olga@ya.ruSergeyevV. G.СергеевВалерий Георгиевич

Department of Physiology, Cell Biology and Biotechnology; Educational and Research Laboratory

Кафедра физиологии, клеточной биологии и биотехнологии; учебно-экспериментальная лаборатория

cellbio@yandex.ruUdmurt State UniversityУдмуртский государственный университетIzhevsk State Medical AcademyИжевская государственная медицинская академия150420181532VOL 153, NO2 (2018)ТОМ 153, №2 (2018)71309052023Copyright ©; 2018, Eco-VectorCopyright ©; 2018, Эко-Вектор2018Eco-VectorЭко-Векторhttps://j-morphology.com/1026-3543/article/view/398217

Objective - to study the intensity of Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) and inducible NO-synthase (iNOS) expression by substantia nigra glial cells in rats of different ages in norm and in neuroinflammation. Materials and methods. Experiments were performed on 36 male Wistar rats:18 young animals with the body weight of 250- 300 g and 18 old animals weighing 380-420 g. Using immunohistochemical method, these markers were detected in frozen sections in substantia nigra astro - and microgliocytes 8 weeks after stereotaxic unilateral injection of lipopolysaccharide (LPS). into this region. Results: Number of GFAP- and CD11β-positive cells (astro-and microgliocytes respectively) was significantly increased in the substantia nigra of old animals. 8 weeks after endotoxin administration, age-related differences in LPS-induced production of BDNF and iNOS were found. The injection of LPS intensified the production of BDNF in astrocytes in young but not old animals, while at the same time microglial cells of older animals expressed iNOS much more intensively. Conclusions: The balance of trophic and damaging factors synthesized by glial cells of the substance nigra in response to endotoxin stimulation depends on age. The glial response to endotoxin stimulation in young animals has a protective character, whereas in older animals it increases the risk of oxidative damage of neurons.

Цель - исследовать интенсивность экспрессии нейротрофического фактора мозга (Brain-Derived Neurotrophic factor - BDNF) и индуцибельной нитроксидсинтазы (iNOS) глиальными клетками черного вещества мозга крыс разного возраста в норме и в условиях нейровоспаления. Материал и методы . Эксперименты проведены на 36 самцах крыс линии Вистар 18 молодых животных с массой тела 250-300 ги 18 старых животных с массой тела 380-420 г. Иммуногистохимическим методом указанные маркеры выявляли на криостатных срезах в астро-и микроглиоцитах черного вещества через 8 нед после стереотаксического унилатерального введения в эту область липополисахарида (ЛПС). Результаты . Обнаружено достоверное превышение количества GFAP- и CD11β-позитивных клеток (астро-и микроглиоцитов соответственно) в черном веществе мозга старых крыс. Через 8 нед после введения эндотоксина обнаружены возрастзависимые различия в ЛПС-индуцированной выработке BDNF и iNOS. Введение ЛПС интенсифицировало производство BDNF в астроцитах у молодых, но не старых животных, в то же самое время микроглиоциты старых животных значительно интенсивней экспрессировали iNOS. Выводы . Баланс трофических и повреждающих факторов, синтезируемых глиальными клетками черного вещества среднего мозга в ответ на эндотоксиновую стимуляцию, зависит от возраста. Глиальная реакция на эндотоксин у молодых животных имеет защитный характер, а у старых животных она повышает риск окислительного повреждения нейронов.

BDNFiNOSBDNFiNOSmicrogliaastroglianeuroinflammationмикроглиоцитыастроглиоцитынейровоспалениеЗаколюкина Е. С., Тукмачева К. А., Сергеев В. Г. Дозозависимый эффект ЛПС-индуцированной экспрессии BDNF в черной субстанции мозга крыс // Вестн. Удмуртск. ун-та. Сер. Биология. Науки о Земле. 2017. Т. 27, вып. 1. С. 80-86.Сергеева Т. Н., Сергеев В. Г., Чучков В. М. Клеточные механизмы хронического нейровоспаления // Морфологические ведомости. 2014. № 4. С. 31-36.Cardile V., Pavone A., Gulino R. et al. Expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in rat astrocyte cultures treated with Levetiracetam // Brain Res. 2003. Vol. 976, № 2. P. 227-233.Kettenmann H., Hanisch U. K., Noda M., Verkhratsky A. Physiology of microglia // Physiol. Rev. 2011. Vol. 91, № 2. P. 461-553.Liberatore G. T., Jackson-Lewis V., Vukosavic S. et al. Inducible nitric oxide synthase stimulates dopaminergic neurodegeneration in the MPTP model of Parkinson disease // Nature Med. 1999. Vol. 5, № 12. P. 1403-1409.Madinier A., Bertrand N., Mossiat C. et al. Microglial involvement in neuroplastic changes following focal brain ischemia in rats // PLoS One. 2010. Vol. 4, № 12. P. 1-12.Murer M. G., Yan Q. Raisman-Vozari R. Brainderived neurotrophic factor in the control human brain, and in Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease // Progr. Neurobiol. 2001. Vol. 3. P. 71-124.Murphy S. Production of nitric oxide by glial cells: regulation and potential roles in the CNS // Glia. 2000. Vol. 29, № 1. P. 1-13.Porritt M. J., Batchelor P., Howells D. Inhibiting BDNF ex pres sion by antisense oligonucleotide infusion causes loss of nigral dopaminergic neurons // Exp. Neurol. 2005. Vol. 192. P. 226-234.Przedborski S., Ischiropoulos H. Reactive oxygen and nitrogen species: weapons of neuronal destruction in models of Parkinson’s disease // Antioxid. Redox. Signal. 2005. Vol. 7. P. 685-693.Sastre M., Richardson J. C., Gentleman S. M., Brooks D. J. In flammatory risk factors and pathologies associated with Alzheimer’s disease // Curr. Alzheimer Res. 2011. Vol. 8, № 2. P. 132-141.Takano K., Yamasaki H., Kawabe K., Moriyama M., Nakamura Y. Imipramine induces brain-derived neurotrophic factor mRNA expression in cultured astrocytes // J. Pharmacol. Sci. 2012. Vol. 120, № 3. P. 176-186.Takemoto T., Ishihara Y., Ishida A., Yamazaki T. Neuroprotection elicited by nerve growth factor and brain-derived neurotrophic factor released from astrocytes in response to methylmercury // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2015. Vol. 40, № 1. P. 199-205.Tansey M. G., Goldberg M. S. Neuroinflammation in Parkinson’s disease: its role in neuronal death and implications for therapeutic intervention // Neurobiol Dis. 2010. Vol. 37, № 3. P. 510-518.Wu D. C., Teismann P., Tieu K. et al. NADPH oxidase mediates oxidative stress in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine model of Parkinson’s disease // PNAS. 2003. Vol. 100, № 10. P. 6145-6150.