Neurofilament (Nf-L) in the rat cerebral ischemia experiment

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Introduction. Additionally to electrophysiological and clinical methods the neurofilament light chains (Nf-L) concentration in blood plasma is considered as a marker for predicting functional outcomes.

The aim of the study. Assessment of neurofilament light chains (Nf-L) level in plasma in 21 days after experimental stroke.

Methods. A randomized controlled trial was conducted on mature male rats of the SHR lines (n = 20) and WKY (n = 20) weighing 250 ± 50 g. Cerebral ischemia was performed by monofilament occlusion of the left middle cerebral artery under anesthesia (Zoletil +Xylazine) at a dose of 0,88 ml/kg.

Results. On Day 1 post- MCA occlusion, WKY animals had a Garcia score 6 and SHR rats had a score 5 out of 18. WKY testing data on days 3, 5, and 7 revealed decreased muscle strength (MCAo: 2.0 ± 0.1 N; Sham: 3.0 ± 0.2N; p < 0.05). SHR testing data on on days 3, 5 revealed a decrease (MCAo: 1.9 ± 0.2N; Sham: 3.0 ± 0.2N, p < 0.05). At the same postoperative time, the Nf-L concentration in SHR animals was 2.7-fold higher compared to controls and different from WKY animals.

Conclusion. The change in Nf-L concentration in rats after SHR stroke is more pronounced than in WKY rats. A change in the concentration of Nf-L in blood plasma indicates the predominant course of destructive processes in the nervous tissue. Stroke in SHR rats is accompanied by a more pronounced and prolonged decrease in muscle strength and impaired coordination.

Толық мәтін

##article.viewOnOriginalSite##

Авторлар туралы

Maria Kolpakova

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: kolpakovame@infran.ru
ORCID iD: 0000-0003-3013-5582

Senior Researcher, Candidate of medical sciences, Associate Professor

Ресей, Makarova Emb., 6, St-Petersburg, 199034

Anastasia Yakovleva

First Pavlov State Medical University

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

Researcher, Candidate of biological sciences

Ресей, L. Tolstoy str., 6–8, St-Petersburg, 197022

Әдебиет тізімі

  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

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Garcia score in WKY (1, ) and SHR (1, б) rats

Жүктеу (95KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Muscle strength test for right forelimb in WKY rats

Жүктеу (106KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Muscle strength test for right forelimb in SHR rats

Жүктеу (111KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Changes in plasma Nf-L concentration

Жүктеу (66KB)
Метадеректер

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».