Адаптационная роль глиального нейротрофического фактора при ишемии головного мозга

Е.В. Митрошина, Б.Ж. Абогессименгане, М.Д. Уразов, И. Хамрауй, Т.А. Мищенко, Т.А. Астраханова, Н.А. Щелчкова, Р.Д. Лапшин, Т.В. Шишкина, И.И. Белоусова, И.В. Мухина, М.В. Ведунова

Ключевые слова: глиальный нейротрофический фактор; GDNF; нейропротекция; ишемия головного мозга.

2017, том 9, номер 1, стр. 68.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2017.9.1.08

Полный текст статьи

html pdf

2716

2125

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Цель исследования — изучение влияния глиального нейротрофического фактора (GDNF) на устойчивость животных к повреждающему действию ишемии головного мозга.

Материалы и методы. Исследования in vivo выполнены на самцах мышей линии C3H массой 18–40 г. Для моделирования ишемии проводили двустороннюю необратимую окклюзию общих сонных артерий. Изучали неврологический статус животных при действии ишемии, а также ориентировочно-исследовательскую активность и способность к обучению в тестах «Открытое поле» и «Условный рефлекс пассивного избегания». Оценивали скорость потребления кислорода митохондриями мозга при действии ишемии с помощью респирометра высокого разрешения Oxygraph-2k (Oroboros, Австрия).

Результаты. Установлено, что применение GDNF при двусторонней окклюзии сонных артерий способствует восстановлению неврологического статуса. Он также нормализует скорость потребления кислорода митохондриями клеток головного мозга после ишемического повреждения.

Заключение. GDNF оказывает выраженное нейропротекторное и антигипоксическое действие при моделировании ишемии in vivo.

Vedunova M.V., Shishkina T.V., Mishchenko T.A., Mitroshina E.V., Astrakhanova T.A., Pimashkin A.S., Mukhina I.V. Antihypoxic and neuroprotective effects of glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF) in cultures of dissociated hippocampal cells under conditions of experimental hypoxia. Bull Exper Biol Med 2016; 161(1): 168–174, https://doi.org/10.1007/s10517-016-3369-3.
Shishkina T.V., Vedunova M.V., Mishchenko T.A., Mukhina I.V. The role of glial cell line-derived neurotrophic factor in the functioning of the nervous system (review). Sovremennye tehnologii v medicine 2015; 7(4): 211–220, https://doi.org/10.17691/stm2015.7.4.27.
Duarte E.P., Curcio M., Canzoniero L.M., Duarte C.B. Neuroprotection by GDNF in the ischemic brain. Growth Factors 2012; 30(4): 242–257, https://doi.org/10.3109/08977194.2012.691478.
Vedunova M.V., Mishchenko T.A., Mitroshina E.V., Mukhina I.V. TrkB-mediated neuroprotective and antihypoxic properties of brain-derived neurotrophic factor. Oxid Med Cell Longev 2015; 2015: 1–9, https://doi.org/10.1155/2015/453901.
Васильев И.А., Ступак В.В., Черных В.А., Зайдман А.М., Половников Е.В., Черных Е.Р., Шевела Е.Я., Дергилев А.П. Экспериментальные модели сосудистых поражений головного мозга (обзор литературы). Успехи современного естествознания 2015; 1(3): 366–369.
Kaya A.H., Erdogan H., Tasdemiroglu E. Searching evidences of stroke in animal models: a review of discrepancies. Turk Neurosurg 2016, https://doi.org/10.5137/1019-5149.jtn.15373-15.2.
Kumar A., Aakriti, Gupta V. A review on animal models of stroke: an update. Brain Res Bull 2016; 122: 35–44, https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2016.02.016.
Ведунова М.В., Сахарнова Т.А., Митрошина Е.В., Шишкина Т.В., Астраханова Т.А., Мухина И.В. Антигипоксические и нейропротективные свойства нейротрофических факторов BDNF и GDNF при гипоксии in vitro и in vivo. Современные технологии в медицине 2014; 6(4): 38–47.
Кульчиков А.Е., Макаренко А.Н., Новикова Ю.Л., Добычина Е.Е. Способ определения неврологического дефицита у мелких лабораторных животных при поражении головного мозга. A.c. 2327227 С2. 2008.
Garcia J.H. Early reperfusion as a rationale of therapy in ischemic stroke. Rev Neurol 1995; 23(123): 1067–1073.
Kuster G.W., Baruzzi A.C., Pacheco Ede P., Domingues R.B., Pieruccetti M., Giacon L.M., Garcia J.C., Furlan V., Massaro A.R. Early reperfusion therapy in acute ischemic stroke after recent myocardial infarction. Arq Neuropsiquiatr 2016; 74(8): 690–691, https://doi.org/10.1590/0004-282x20160099.
Манухина Е.Б., Терехина О.Л., Белкина Л.М., Абрамочкин Д.В., Буданова О.П., Машина С.Ю., Смирин Б.В., Якунина Е.Б., Дауни Г.Ф. Вазопротекторный эффект адаптации к гипоксии при ишемическом и реперфузионном повреждении сердца. Патологическая физиология и экспериментальная терапия 2013; 4: 26–31.
Onken M., Berger S., Kristian T. Simple model of forebrain ischemia in mouse. J Neurosci Methods 2012; 204(2): 254–261, https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2011.11.022.
Tang Y., Wang L., Wang J., Lin X., Wang Y., Jin K., Yang G.Y. Ischemia-induced angiogenesis is attenuated in aged rats. Aging Dis 2016; 7(4): 326, https://doi.org/10.14336/ad.2015.1125.
Пшенникова М.Г., Бахтина Л.Ю., Буданова О.П., Малышев И.Ю. Влияние адаптации к не повреждающим стрессорным воздействиям на устойчивость к острому стрессу у крыс линии Август и популяции Вистар. Патогенез 2014; 12(4): 31–34.
Watanabe A., Sasaki T., Yukami T., Kanki H., Sakaguchi M., Takemori H., Kitagawa K., Mochizuki H. Serine racemase inhibition induces nitric oxide-mediated neurovascular protection during cerebral ischemia. Neuroscience 2016; 339: 139–149, https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2016.09.036.
Sheldon R.A., Sadjadi R., Lam M., Fitzgerald R., Ferriero D.M. Alteration in downstream hypoxia gene signaling in neonatal glutathione peroxidase overexpressing mouse brain after hypoxia-ischemia. Dev Neurosci 2015; 37(4–5): 398–406, https://doi.org/10.1159/000375369.
Kitagawa K., Matsumoto M., Yang G., Mabuchi T., Yagita Y., Hori M., Yanagihara T. Cerebral ischemia after bilateral carotid artery occlusion and intraluminal suture occlusion in mice: evaluation of the patency of the posterior communicating artery. J Cereb Blood Flow Metab 1998; 18(5): 570–579, https://doi.org/10.1097/00004647-199805000-00012.
Yang G., Kitagawa K., Ohtsuki T., Kuwabara K., Mabuchi T., Yagita Y., Takazawa K., Tanaka S., Yanagihara T., Hori M., Matsumoto M. Regional difference of neuronal vulnerability in the murine hippocampus after transient forebrain ischemia. Brain Res 2000; 870(1–2): 195–198, https://doi.org/10.1016/s0006-8993(00)02319-2.
Wellons J.C. 3rd, Sheng H., Laskowitz D.T., Mackensen G.B., Pearlstein R.D., Warner D.S. A comparison of strain-related susceptibility in two murine recovery models of global cerebral ischemia. Brain Res 2000; 868(1): 14–21, https://doi.org/10.1016/s0006-8993(00)02216-2.
Soria F.N., Pérez-Samartín A., Martin A., Gona K.B., Llop J., Szczupak B., Chara J.C., Matute C., Domercq M. Extrasynaptic glutamate release through cystine/glutamate antiporter contributes to ischemic damage. J Clin Invest 2014; 124(8): 3645–3655, https://doi.org/10.1172/jci71886.
Beckmann N. High resolution magnetic resonance angiography non-invasively reveals mouse strain differences in the cerebrovascular anatomy in vivo. Magn Reson Med 2000; 44(2): 252–258, https://doi.org/10.1002/1522-2594(200008)44:2252::aid-mrm123.0.co;2-g.
Zhen G., Doré S. Optimized protocol to reduce variable outcomes for the bilateral common carotid artery occlusion model in mice. J Neurosci Methods 2007; 166(1): 73–80, https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2007.06.029.
Hermann D.M., Zechariah A., Kaltwasser B., Bosche B., Caglayan A.B., Kilic E., Doeppner T.R. Sustained neurological recovery induced by resveratrol is associated with angioneurogenesis rather than neuroprotection after focal cerebral ischemia. Neurobiol Dis 2015; 83: 16–25, https://doi.org/10.1016/j.nbd.2015.08.018.
Katsuragi S., Ikeda T., Ikenoue T. A strategy to treat neonatal hypoxic encephalopathy using glial cell line-derived neurotrophic factor. No To Hattatsu 2011; 43(4): 265–272.
Cheng H., Fu Y.-S., Guo J.-W. Ability of GDNF to diminish free radical production leads to protection against kainate-induced excitotoxicity in hippocampus. Hippocampus 2004; 14(1): 77–86, https://doi.org/10.1002/hipo.10145.
Wang E., Gao J., Yang Q., Parsley M.O., Dunn T.J., Zhang L., DeWitt D.S., Denner L., Prough D.S., Wu P. Molecular mechanisms underlying effects of neural stem cells against traumatic axonal injury. J Neurotrauma 2012; 29(2): 295–312, https://doi.org/10.1089/neu.2011.2043.
Liao Y., Zhong D., Kang M., Yao S., Zhang Y., Yu.Y. Transplantation of neural stem cells induced by all-trans-retinoic acid combined with glial cell line derived neurotrophic factor and chondroitinase abc for repairing spinal cord injury of rats. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi 2015; 29(8): 1009–1015.
Chao M.V. Intercellular networks underlying developmental decisions. Neuron 2016; 91(5): 947–949, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.08.025.
Costantini F., Shakya R. GDNF/Ret signaling and the development of the kidney. BioEssays 2006; 28(2): 117–127, https://doi.org/10.1002/bies.20357.
Shang J., Deguchi K., Yamashita T., Ohta Y., Zhang H., Morimoto N., Liu N., Zhang X., Tian F., Matsuura T., Funakoshi H., Nakamura T., Abe K. Antiapoptotic and antiautophagic effects of glial cell line-derived neurotrophic factor and hepatocyte growth factor after transient middle cerebral artery occlusion in rats. J Neurosci Res 2010; 88(10): 2197–2206, https://doi.org/10.1002/jnr.22373.
Yamashita T., Abe K. Recent progress in therapeutic strategies for ischemic stroke. Cell Transplantation 2016; 25(5): 893–898, https://doi.org/10.3727/096368916x690548.
Szydlowska K., Tymianski M. Calcium, ischemia and excitotoxicity. Cell Calcium 2010; 47(2): 122–129, https://doi.org/10.1016/j.ceca.2010.01.003.

Mitroshina Е.V., Abogessimengane B.Zh., Urazov М.D., Hamraoui I., Mishchenko Т.А., Astrakhanova Т.А., Shchelchkova N.А., Lapshin R.D., Shishkina Т.V., Belousova I.I., Mukhina I.V., Vedunova М.V. Adaptive Role of Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor in Cerebral Ischemia. Sovremennye tehnologii v medicine 2017; 9(1): 68, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.1.08