РЕГИОНАЛЬНАЯ СПЕЦИФИКА ИЗМЕНЕНИЙ ПРОДУКЦИИ МРНК ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ В ЛИТИЙ-ПИЛОКАРПИНОВОЙ МОДЕЛИ ВИСОЧНОЙ ЭПИЛЕПСИИ
PDF

Ключевые слова

литий-пилокарпиновая модель височной эпилепсии
фактор некроза опухоли α
гиппокамп
височная кора
энторинальная кора
медиальная префронтальная кора
интерлейкин-1β

Как цитировать

Коваленко, А. А., Калеменев, С. В., Шварц, А. П., Дёмина, А. В., & Зубарева, О. Е. (2019). РЕГИОНАЛЬНАЯ СПЕЦИФИКА ИЗМЕНЕНИЙ ПРОДУКЦИИ МРНК ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ В ЛИТИЙ-ПИЛОКАРПИНОВОЙ МОДЕЛИ ВИСОЧНОЙ ЭПИЛЕПСИИ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 105(6), 716–723. https://doi.org/10.1134/S0869813919060037

Аннотация

Височная эпилепсия – одна из наиболее распространенных и тяжелых форм эпилепсии у людей, сложно поддающаяся терапии и приводящая к развитию коморбидных нервно-психических нарушений, поэтому поиск новых терапевтических мишеней для ее предотвращения и лечения является актуальной задачей. В настоящее время обсуждается роль нейровоспаления в эпилептогенезе, однако конкретные механизмы его участия в этом процессе полностью не выяснены. Поэтому целью данного исследования явился анализ изменений экспрессии генов двух провоспалительных цитокинов - интерлейкина-1 (Il1b) и фактора некроза опухоли α (Tnfa) в различных структурах мозга в латентную фазу (период эпилептогенеза) литий-пилокарпиновой модели височной эпилепсии. Эпилептический статус вызывали у 7–8-недельных самцов крыс Вистар введением хлорида лития и пилокарпина. Экспрессию генов цитокинов анализировали отдельно в двух экспериментальных подгруппах животных с легкими краткосрочными судорогами и тяжелыми длительными судорогами. Разделение на подгруппы было обусловлено тем, что в хроническую фазу этой модели спонтанные рецидивирующие судороги развиваются преимущественно у крыс, имевших тяжелые судороги после введения пилокарпина. Анализ продукции мРНК Il1b и Tnfa был произведен методом ОТ-ПЦР в реальном времени в дорзальном и вентральном гиппокампе, височной, энторинальной и медиальной префронтальной коре через 7 дней после введения пилокарпина. При сравнении с контрольной группой выявлено увеличение экспрессии гена Il1b, но не Tnfa в дорзальном гиппокампе только у животных, имевших длительные тяжелые судороги. Эти данные указывают, что Il1b с высокой вероятностью вовлечен в эпилептогенез. Таким образом, результаты нашего исследования позволяют предположить, что рецепторы к интерлейкину-1 могут быть потенциально важной терапевтической мишенью для предотвращения эпилептогенеза.

https://doi.org/10.1134/S0869813919060037
PDF

Литература

Leeman-Markowski B.A., Schachter S.C. Treatment of cognitive deficits in epilepsy. Neurol. Clin. 34(1): 183–204. 2016.

Swinkels W.A.M., Kuyk J., van Dyck R., Spinhoven P. Psychiatric comorbidity in epilepsy. Epilepsy Behav. 7(1): 37–50. 2005.

Andrade-Machado R., Ochoa-Urrea M., Garcia-Espinosa A., Benjumea-Cuartas V., Santos-Santos A. Suicidal risk, affective dysphoric disorders, and quality-of-life perception in patients with focal refractory epilepsy. Epilepsy Behav. 45: 254–260. 2015.

Brodie M.J., Barry S.J.E., Bamagous G.A., Norrie J.D., Kwan P. Patterns of treatment response in newly diagnosed epilepsy. Neurology. 78(20): 1548–1554. 2012.

Lasoñ W., Chlebicka M., Rejdak K. Research advances in basic mechanisms of seizures and antiepileptic drug action. Pharmacol. Reports. 65(4): 787–801. 2013.

Koh S. Role of neuroinflammation in evolution of childhood epilepsy. J. Child. Neurol. 33(1): 64–72. 2018.

van Vliet E.A., Aronica E., Vezzani A., Ravizza T. Review: Neuroinflammatory pathways as treatment targets and biomarker candidates in epilepsy: emerging evidence from preclinical and clinical studies. Neuropathol. Appl. Neurobiol. 44(1): 91–111. 2018.

Aronica E., Crino P.B. Inflammation in epilepsy: Clinical observations. Epilepsia. 52(3): 26–32. 2011.

Iori V., Frigerio F., Vezzani A. Modulation of neuronal excitability by immune mediators in epilepsy. Curr. Opin. Pharmacol. 26: 118–123. 2016.

Rana A., Musto A.E. The role of inflammation in the development of epilepsy. J. Neuroinflammation. 15(1): 1–12. 2018.

Vezzani A., French J., Bartfai T., Baram T.Z. The role of inflammation in epilepsy. Nat. Rev. Neurol. 7(1): 31–40. 2011.

Vezzani A., Viviani B. Neuromodulatory properties of inflammatory cytokines and their impact on neuronal excitability. Neuropharmacology. 96: 70–82. 2015.

Sitges M., Gómez C.D., Aldana B.I. Sertraline reduces IL-1β and TNF-α mRNA expression and overcomes their rise induced by seizures in the rat hippocampus. PLoS One. 9(11): e111665. 2014.

Arisi G.M., Foresti M.L., Katki K., Shapiro L.A. Increased CCL2, CCL3, CCL5, and IL-1β cytokine concentration in piriform cortex, hippocampus, and neocortex after pilocarpine-induced seizures. J. Neuroinflammation. 12(1): 1–7. 2015.

Curia G., Longo D., Biagini G., Jones R.S.G., Avoli M. The pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. J. Neurosci. Methods. 172(2): 143–157. 2008.

Racine R.J. Modification of seizure activity by electrical stimulation. II. Motor seizure. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 32(3): 281–294. 1972.

Brandt C., Töllner K., Klee R., Bröer S., Löscher W. Effective termination of status epilepticus by rational polypharmacy in the lithium-pilocarpine model in rats: Window of opportunity to prevent epilepsy and prediction of epilepsy by biomarkers. Neurobiol. Dis. 75: 78–90. 2015.

Zubareva O.E., Kovalenko A.A., Kalemenev S.V., Schwarz A.P., Karyakin V.B., Zaitsev A.V. Alterations in mRNA expression of glutamate receptor subunits and excitatory amino acid transporters following pilocarpine-induced seizures in rats. Neurosci. Lett. 686: 94-100. 2018.

Paxinos G., Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. Elsevier. 2007.

Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method. Methods. 25(4): 402–408. 2001.

Malkin S.L., Amakhin D.V., Veniaminova E.A., Kim K.K., Zubareva O.E., Magazanik L.G., Zaitsev A.V. Changes of AMPA receptor properties in the neocortex and hippocampus following pilocarpine-induced status epilepticus in rats. Neuroscience. 327: 146–155. 2016.

Lin W., Burks C.A., Hansen D.R., Kinnamon S.C., Gilbertson T.A. Taste receptor cells express pH-sensitive leak K+ channels. J. Neurophysiol. 92(5): 2909–2919. 2004.

Rioja I., Bush K.A., Buckton J.B., Dickson M.C., Life P.F. Joint cytokine quantification in two rodent arthritis models: kinetics of expression, correlation of mRNA and protein levels and response to prednisolone treatment. Clin. Exp. Immunol. 137(1): 65–73. 2004.

Oliveira C.V. de, Grigoletto J., Canzian J.M., Duarte M.M., Duarte T., Furian A.F., Oliveira M.S. Effect of atorvastatin on behavioral alterations and neuroinflammation during epileptogenesis. Epilepsy Behav. 78: 109–117. 2018.

Yang H.L., Qiao L.N., Tan L.H., Yang J.J., Chen Z., Zhang Y.C., Yang Y.S. Effects of transcutaneous electrostimulation of auricular points on behavior and hippocampal IL-1 β and TNF-α expression in temporal lobe epilepsy rats. Zhen Ci Yan Jiu. 41(4): 283–290. 2016.

Schwarcz R., Witter M.P. Memory impairment in temporal lobe epilepsy: The role of entorhinal lesions. Epilepsy Res. 50(1–2): 161–177. 2002.

Vismer M.S., Forcelli P.A., Skopin M.D., Gale K., Koubeissi M.Z. The piriform, perirhinal, and entorhinal cortex in seizure generation. Front. Neural Circuits. 9: 27. 2015.

Sendrowski K., Sobaniec W. Hippocampus, hippocampal sclerosis and epilepsy. Pharmacol. Reports. 65(3): 555–565. 2013.

Sofroniew M.V. Astrogliosis. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 7(2): a020420. 2014.

Rijkers K., Majoie H.J., Hoogland G., Kenis G., De Baets M., Vles J.S. The role of interleukin-1 in seizures and epilepsy: A critical review. Exp. Neurol. 216(2): 258–271. 2009.

Rizzi M., Perego C., Aliprandi M., Richichi C., Ravizza T., Colella D., Velı´skoˇva J., Moshe S.L., Simoni M.G. De, Vezzani A. Glia activation and cytokine increase in rat hippocampus by kainic acid-induced status epilepticus during postnatal development. Neurobiol. Dis. 14(3): 494–503. 2003.

Balosso S., Maroso M., Sanchez-Alavez M., Ravizza T., Frasca A., Bartfai T., Vezzani A. A novel non-transcriptional pathway mediates the proconvulsive effects of interleukin-1β. Brain. 131(12): 3256–3265. 2008.

Mazarati A.M., Pineda E., Shin D., Tio D., Taylor A.N., Sankar R. Comorbidity between epilepsy and depression: Role of hippocampal interleukin-1β. Neurobiol. Dis. 37(2): 461–467. 2010.