Влияние обогащенной среды на пространственную память и экспрессию маркеров активации микроглии у мышей линии Balb/c

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обогащение среды обитания лабораторных животных стимулирует процессы нейрональной пластичности, в том числе способствует повышению уровня нейрогенеза в гиппокампе и более эффективному пространственному ориентированию. Кроме того, обогащенная среда оказывает иммуномодулирующий эффект как на периферические иммунные клетки, так и на резидентные макрофаги мозга – микроглию. Так как иммунные клетки и выделяемые ими молекулы модулируют процессы нейрональной пластичности, актуальным является исследование влияния обогащенной среды на уровень нейрогенеза у грызунов с разным иммунным статусом. По сравнению с C57Bl/6 мыши линии Balb/c характеризуются преобладанием гуморального (Th2), а не клеточного (Th1) типов иммунного ответа, что связано с различиями в участке H2 главного локуса гена гистосовместимости, а также более высоким уровнем тревожности, выявляемом при поведенческом фенотипировании. Целью нашего исследования было оценить влияние ОС на пространственную память, уровень нейрогенеза, а также признаки активации резидентных макрофагов (микроглии) в гиппокампе мышей линии Balb/c. Исследование проводили на 4-месячных самках мышей линии Balb/c. Для оценки пространственной памяти и обучаемости животных использовали лабиринт Барнс, для оценки уровней экспрессии проводили ПЦР с использованием генспецифичных праймеров для BDNF, CD68, DCX, FGF2, IBA1, IL- 1B, IL-10, SOX2, TMEM119, TNFα, в качестве референсного гена использовали GAPDH. Полученные данные позволяют предположить, что содержание мышей линии Balb/c в условиях ОС способствует повышению уровня нейрогенеза в гиппокампе и более эффективному пространственному ориентированию. Анализ экспрессии нейротрофических факторов, а также цитокинов и маркеров активации резидентных макрофагов мозга (микроглии) показал увеличение экспрессии FGF2, TNFα, Iba1 и TMEM119, в то время как уровни экспрессии BDNF, IL-1β, IL-10 и CD68 не изменились. Таким образом, у мышей линии Balb/c в условиях ОС не наблюдается повышения экспрессии BDNF и IL-10, что характерно для мышей C57Bl/6, однако это не препятствует пролиферации и дифференциации нейронов в зубчатой извилине, а также успешному пространственному ориентированию в лабиринте Барнс. Микроглиальные клетки у мышей линии Balb/c в условиях ОС, вероятно, поляризованы по типу М0/М2.

Об авторах

Таисия Павловна Лебедева

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: lptaisiya@kantiana.ru
ORCID iD: 0009-0001-8983-3898

магистрант Высшей школы живых систем

Россия, г. Калининград

Екатерина Александровна Курилова

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: ekaterinakuuurilova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0031-116X

аспирант Высшей школы живых систем

Россия, г. Калининград

Мария Валерьевна Сидорова

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: masidorova1@kantiana.ru
ORCID iD: 0000-0003-3347-2920

старший преподаватель Высшей школы живых систем

Россия, г. Калининград

Оксана Павловна Тучина

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Автор, ответственный за переписку.
Email: otuchina@kantiana.ru
ORCID iD: 0000-0003-1480-1311

к.б.н., доцент Высшей школы живых систем

Россия, 236006, г. Калининград, ул. Университетская, 2

Список литературы

  1. Патлай Н.И., Сотников Е.Б., Тучина О.П. Роль микроглиальных цитокинов в модуляции нейрогенеза во взрослом мозге // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2020. №. 5. С. 15-23. [Patlay N.I., Sotnikov E.B., Tuchina O.P. The role of microglial cytokines in the modulation of neurogenesis in the adult brain. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamentalnykh issledovaniy = International Journal of Applied and Basic Research, 2020, no. 5, pp. 15-23. (In Russ.)]
  2. Патлай Н.И., Сотников Е.Б., Курилова Е.А., Тучина О.П. Ранние изменения реактивного профиля глиальных клеток гиппокампа мыши в ответ на липополисахарид // Современные проблемы науки и образования, 2020. № 6. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://science-education.ru/article/view?id=30310. [Patlay N.N., Sotnikov E.B., Kurilova E.A., Tuchina O.P. Early changes in the reactive profile of mouse hippocampal glial cells in response to lipopolysaccharide. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya = Modern Problems of Science and Education, 2020, no. 6. [Electronic resource]. Available at: https://science-education.ru/ article/view?id=30310. (In Russ.)]
  3. Сотников Е.Б., Патлай Н.И., Николаева А.Ю., Тучина О.П. Экспрессия глиальных маркеров, цитокинов и маркеров нейрогенеза в гиппокампе мыши при старении и в ответ на липополисахарид // Молекулярная медицина, 2021. Т. 19, № 3 С. 38-43. [Sotnikov E.B., Patlay N.I., Nikolaeva A.Y., Tuchina O.P. Expression of glial markers, cytokines and markers of neurogenesis in the mouse hippocampus during aging and in response to lipopolysaccharide. Molekulyarnaya meditsina = Molecular Medicine, 2021, Vol. 19, pp. 38-43. (In Russ.)]
  4. Ambrogini P., Lattanzi D., Pagliarini M., Di Palma M., Sartini S., Cuppini R., Fuxe K., Borroto-Escuela D.O. 5HT1AR-FGFR1 heteroreceptor complexes differently modulate GIRK currents in the dorsal hippocampus and the dorsal raphe serotonin nucleus of control rats and of a genetic rat model of depression. Int. J. Mol. Sci., 2023, Vol. 24, no. 8, 7467. doi: 10.3390/ijms24087467.
  5. Brod S., Gobbetti T., Gittens B., Ono M., Perretti M., D’Acquisto F. The impact of environmental enrichment on the murine inflammatory immune response. JCI Insight, 2017, Vol. 2, no. 7, e90723. doi: 10.1172/jci.insight.90723.
  6. Chang W.-L., Hen R. Adult Neurogenesis, Context Encoding, and Pattern Separation: A Pathway for Treating Overgeneralization. Adv. Neurobiol., 2024, Vol. 38, pp. 163-193.
  7. Chen Z., Palmer T.D. Differential roles of TNFR1 and TNFR2 signaling in adult hippocampal neurogenesis. Brain Behav. Immun., 2013, Vol. 30, pp. 45-53.
  8. Mercurio D., Fumagalli S., Schafer M.K.-H., Pedragosa J., Ngassam L.D.C., Wilhelmi V., Winterberg S., Planas A.M., Weihe E., De Simoni M.G. Protein Expression of the Microglial Marker Tmem119 Decreases in Association With Morphological Changes and Location in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury. Front. Cell. Neurosci., 2022, Vol. 16, 820127. doi: 10.3389/fncel.2022.820127.
  9. Pocock J.M., Kettenmann H. Neurotransmitter receptors on microglia. Trends Neurosci., 2007, Vol. 30, no. 10, pp. 527-535.
  10. Sun J., Lei D.. CD200-CD200R Pathway: A regulator of microglial polarization in postoperative cognitive dysfunction. J. Inflamm. Res. 2024, Vol. 17, pp. 8421-8427.
  11. Szepesi Z., Manouchehrian O., Bachiller S., Deierborg T. Bidirectional microglia-neuron communication in health and disease. Front. Cell. Neurosci., 2018, Vol. 12, 323. doi: 10.3389/fncel.2018.00323.
  12. Turkin A., Tuchina O., Klempin F. Microglia function on precursor cells in the adult hippocampus and their responsiveness to serotonin signaling. Front. Cell Dev. Biol., 2021, Vol. 9, 665739. doi: 10.3389/fcell.2021.665739.
  13. Vinogradova A., Sysova M., Smirnova P., Sidorova M., Turkin A., Kurilova E., Tuchina O. Enriched environment induces sex-specific changes in the adult neurogenesis, cytokine and miRNA expression in rat hippocampus. Biomedicines, 2023, Vol. 11, no. 5, 1341. doi: 10.3390/biomedicines11051341.
  14. Yoshimura S., Takagi Y., Harada J., Teramoto T., Thomas S.S., Waeber C., Bakowska J.C., Breakefield X.O., Moskowitz M.A. FGF-2 regulation of neurogenesis in adult hippocampus after brain injury. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2001, Vol. 98, no. 10, pp. 5874-5879.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Влияние обогащенной среды на пространственную память (А-В), уровень нейрогенеза (Г, Д), экспрессию трофических факторов (Е, Ж), интерлейкинов и маркеров активации микроглии (З-Н) в гиппокампе мышей линии Balb/c

Скачать (524KB)

© Лебедева Т.П., Курилова Е.А., Сидорова М.В., Тучина О.П., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).