Влияние водорастворимой формы дигидрокверцетина на зависимое от возраста ЛПС-индуцированное глиоваскулярное ремоделирование чёрной субстанции мозга крыс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Нейровоспаление является ключевым патофизиологическим механизмом возрастных нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона. Водорастворимая форма дигидрокверцетина (ДГК-ВФ) считается перспективным средством, способным ингибировать нейровоспалительный процесс. Остаются невыясненными вопросы о молекулярных и клеточных механизмах действия ДГК-ВФ на нейроглиоваскулярные единицы чёрной субстанции (ЧС), возрастные нарушения внутрисистемных связей в которых могут лежать в основе нейровоспалительных процессов и развития болезни Паркинсона.

Цель исследования — изучить структурные изменения микроциркуляторного русла и функциональные реакции микро- и астроглиальных клеток в ЧС мозга молодых и старых крыс в ответ на введение в неё липополисахарида (ЛПС) и последующее пероральное введение ДГК-ВФ.

Материалы и методы. Молодым (массой тела 250–320 г) и старым (массой тела 390–450 г) крысам линии Вистар вводили в область ЧС мозга при помощи стереотаксической установки 2 мкл раствора ЛПС в концентрации 0,01 мкл/мл (экспериментальные группы; n=24) или 2 мкл стерильного физиологического раствора (контрольные группы; n=12). Половине животных экспериментальных групп (по 6 животных обоего возраста) ежедневно при помощи зонда перорально вводили 2 мл раствора, содержащего ДГК-ВФ («Таксифолин аква»; ООО «Продвинутые технологии», Россия) в концентрации 3 мг/мл. Через 8 нед животных транскардиально перфузировали 4% параформальдегидом, извлекали мозг и замораживали его с помощью сухого льда. Криостатные срезы окрашивали лектином томата, меченным ФИТЦ, для выявления эндотелия сосудов и антителами к GFAP и CD-11β для иммуногистохимического выявления соответственно астро- и микроглии. Подсчёт длины и числа сосудов, а также их бифуркаций выполняли при помощи компьютерной программы AngioTool. Измерение площадей глиальных клеточных тел и их отростков осуществляли с использованием морфометрической программы ImagePro Inside 8.0.

Результаты. Через 8 нед после введения ЛПС в ЧС мозга старым крысам обнаружено значимое увеличение площадей, занимаемых клеточными телами и отростками микроглиальных и астроглиальных клеток, а также числа сосудов на стандартных площадках по сравнению как с молодыми животными, испытавшими аналогичное воздействие, так и с контрольными старыми животными. Пероральное введение крысам ДГК-ВФ снижало ЛПС-индуцированную глиальную активацию у молодых и старых животных. Приём старыми животными ДГК-ВФ снижал интенсивность ремоделирования микрососудистого русла ЧС, обусловленного введением ЛПС.

Заключение. Введение ЛПС в ЧС мозга крысам разного возраста вызывает нейровоспаление, максимально выраженное у старых животных. У них же наблюдается ЛПС-индуцированный ангиогенез микрососудов. Приём ДГК-ВФ на протяжении 8 нед значительно снижает ЛПС-индуцированные изменения, что позволяет рассматривать его как перспективное противовоспалительное средство.

Об авторах

Елена Сергеевна Алалыкина

Удмуртский государственный университет

Email: alena-immun@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0006-3510-0337
SPIN-код: 5364-8013
Россия, Ижевск

Татьяна Николаевна Сергеева

Удмуртский государственный университет

Email: tnbio@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-8273-8348
SPIN-код: 9300-2217
Россия, Ижевск

Михаил Арсенович Ананян

ООО «Продвинутые технологии»

Email: nanoindustry@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-9019-6981
SPIN-код: 5172-9152

д-р техн. наук

Россия, Москва

Виктор Михайлович Чучков

Удмуртский государственный университет

Email: vmchuchkov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9959-689X
SPIN-код: 2347-2890

д-р мед. наук, профессор

Россия, Ижевск

Валерий Георгиевич Сергеев

Удмуртский государственный университет; Ижевская государственная медицинская академия

Автор, ответственный за переписку.
Email: cellbio@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-5211-1832
SPIN-код: 1476-3236

д-р биол. наук, доцент

Россия, Ижевск; Ижевск

Список литературы

  1. Coleman C., Martin I. Unraveling Parkinson’s disease neurodegeneration: does aging hold the clues? // J Parkinsons Dis. 2022. Vol. 12, N 8. P. 2321–2338. doi: 10.3233/JPD-223363
  2. Basurco L., Abellanas M.A., Ayerra L., et al. Microglia and astrocyte activation is region-dependent in the α-synuclein mouse model of Parkinson’s disease // Glia. 2023. Vol. 71, N 3. P. 571–587. doi: 10.1002/glia.24295
  3. Takata F., Nakagawa S., Matsumoto J., Dohgu S. Blood-brain barrier dysfunction amplifies the development of neuroinflammation: understanding of cellular events in brain microvascular endothelial cells for prevention and treatment of BBB dysfunction // Front Cell Neurosci. 2021. Vol. 15. P. 661838. doi: 10.3389/fncel.2021.661838
  4. Paul G., Elabi O.F. Microvascular changes in Parkinson’s disease- focus on the neurovascular unit // Front Aging Neurosci. 2022. Vol. 14. P. 853372. doi: 10.3389/fnagi.2022.853372
  5. Zakolyukina E.S., Chuchkov V.M., Sergeeva T.N., et al. Age-related differences in LPS-induced BDNF and iNOS expression in the substantia nigra in rats // Neuroscience and Behavioral Physiology. 2019. Vol. 49, N 6. P. 773–778. doi: 10.1007/s11055-019-00800-5
  6. Grotemeyer A., McFleder R.L., Wu J., et al. Neuroinflammation in Parkinson’s disease — putative pathomechanisms and targets for disease-modification // Front Immunol. 2022. Vol. 13. P. 878771. doi: 10.3389/fimmu.2022.878771
  7. Woodling N.S., Andreasson K.I. Untangling the web: toxic and protective effects of neuroinflammation and PGE2 signaling in Alzheimer’s disease // ACS Chem Neurosci. 2016. Vol. 7, N 4. P. 454–463. doi: 10.1021/acschemneuro.6b00016
  8. Zilli A.M.H., Zilli E.M. Review of evidence and perspectives of flavonoids on metabolic syndrome and neurodegenerative disease // Protein Pept Lett. 2021. Vol. 28, N 7. P. 725–734. doi: 10.2174/0929866528666210127152359
  9. Yang R., Yang X., Zhang F. New perspectives of taxifolin in neurodegenerative diseases // Curr Neuropharmacol. 2023. Vol. 21, N 10. P. 2097–2109. doi: 10.2174/1570159X21666230203101107
  10. Varlamova E.G., Uspalenko N.I., Khmil N.V., et al. A comparative analysis of neuroprotective properties of taxifolin and its water-soluble form in ischemia of cerebral cortical cells of the mouse // Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, N 14. P. 11436. doi: 10.3390/ijms241411436
  11. Schaeffer S., Iadecola C. Revisiting the neurovascular unit // Nat Neurosci. 2021. Vol. 24, N 9. P. 1198–1209. doi: 10.1038/s41593-021-00904-7
  12. Сергеева Т.Н., Сергеев В.Г., Чучков В.М. Клеточные механизмы хронического нейровоспаления // Морфологические ведомости. 2014. № 4. С. 26–31. EDN: VLBYJN
  13. Zudaire E., Gambardella L., Kurcz C., Vermeren S. A computational tool for quantitative analysis of vascular networks // PLoS One. 2011. Vol. 6, N 11. P. e27385. doi: 10.1371/journal.pone.0027385
  14. Valenzuela-Arzeta I.E., Soto-Rojas L.O., Flores-Martinez Y.M., et al. LPS triggers acute neuroinflammation and Parkinsonism involving NLRP3 inflammasome pathway and mitochondrial CI dysfunction in the rat // Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, N 5. P. 4628. doi: 10.3390/ijms24054628
  15. Soraci L., Corsonello A., Paparazzo E., et al. Neuroinflammaging: a tight line between normal aging and age-related neurodegenerative disorders // Aging Dis. 2024. doi: 10.14336/AD.2023.1001
  16. Bowyer J.F., Sarkar S., Burks S.M., et al. Microglial activation and responses to vasculature that result from an acute LPS exposure // Neurotoxicology. 2020. P. 181–192. doi: 10.1016/j.neuro.2020.01.014
  17. Darwish S.F., Elbadry A.M.M., Elbokhomy A.S., et al. The dual face of microglia (M1/M2) as a potential target in the protective effect of nutraceuticals against neurodegenerative diseases // Front Aging. 2023. Vol. 4. P. 1231706. doi: 10.3389/fragi.2023.1231706
  18. Fan Y.Y., Huo J. A1/A2 astrocytes in central nervous system injuries and diseases: angels or devils? // Neurochem Int. 2021. Vol. 148. P. 105080. doi: 10.1016/j.neuint.2021.105080
  19. Figueira I., Garcia G., Pimpão RC., et al. Polyphenols journey through blood-brain barrier towards neuronal protection // Sci Rep. 2017. Vol. 7, N 1. P. 11456. doi: 10.1038/s41598-017-11512-6 Corrected and republished from: Sci Rep. 2021. Vol. 11, N 1. P. 17112.
  20. Liu Y., Shi X., Tian Y., et al. An insight into novel therapeutic potentials of taxifolin // Front Pharmacol. 2023. Vol. 14. P. 1173855. doi: 10.3389/fphar.2023.1173855

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Строение микрососудов чёрной субстанции мозга молодых и старых крыс, меченных лектином томата, коньюгированного с ФИТЦ, через 8 нед после введения в неё физиологического раствора (контроль), липополисахарида (ЛПС) и липополисахарида с одновременным пероральным введением водорастворимой формы дегидрокварцетина (ЛПС + ДГК-ВФ). Ок. ×40. Бар — 120 мкм

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Средняя длина сосудов (а), число сосудов (b) и бифуркаций сосудов (c), подсчитанных на стандартных площадках в области чёрной субстанции мозга у молодых и старых животных контрольной и экспериментальных групп в процентах относительно молодых контрольных животных, показатели которых принимались за 100%; * р <0,05; ** р <0,01; *** р <0,001

Скачать (155KB)
Метаданные
4. Рис. 3. а —иммунореактивные к GFAP клеточные тела и отростки в области чёрной субстанции мозга молодых и старых животных через 8 нед после введения в неё физиологического раствора (контроль), липополисахарида (ЛПС) и липополисахарида с пероральным введением дегидрокверцетина (ЛПС + ДГК-ВФ); ок. ×40; бар — 80 мкм; b — площадь иммунореактивных к GFAP структур, подсчитанная на стандартных площадках животных контрольной и экспериментальных групп в процентах относительно молодых контрольных животных, показатели которых принимались за 100%; * p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001

Скачать (782KB)
Метаданные
5. Рис. 4. a — иммунореактивные к CD-11β клеточные тела и отростки в области чёрной субстанции мозга молодых и старых животных через 8 нед после введения в неё физиологического раствора (контроль), липополисахарида (ЛПС) и липополисахарида с пероральным введением водной формы дегидрокварцетина (ЛПС + ДГК-ВФ); ок. ×40; бар — 30 мкм; b — площадь иммунореактивных к CD-11β структур, подсчитанная на стандартных площадках животных контрольной и экспериментальных групп в процентах относительно молодых контрольных животных, показатели которых принимались за 100%. * р <0,05; ** р <0,01; *** р <0,001

Скачать (717KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».