НЕЙРОВОСПАЛИТЕЛЬННЫЕ ПРОЦЕССЫ ВЛИЯЮТ НА СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В МИНДАЛИНЕ КРЫС В ЛИТИЙ-ПИЛОКАРПИНОВОЙ МОДЕЛИ ЭПИЛЕПСИИ
PDF

Ключевые слова

миндалина
литий-пилокарпиновая модель
височная эпилепсия
судороги
нейровоспаление
глиальная реакция

Как цитировать

Васильев, Д. С., Туманова, Н. Л., Коваленко, А. А., Зубарева, О. Е., Калеменев, С. В., & Магазаник, Л. Г. (2019). НЕЙРОВОСПАЛИТЕЛЬННЫЕ ПРОЦЕССЫ ВЛИЯЮТ НА СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В МИНДАЛИНЕ КРЫС В ЛИТИЙ-ПИЛОКАРПИНОВОЙ МОДЕЛИ ЭПИЛЕПСИИ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 105(6), 694–706. https://doi.org/10.1134/S0869813919060098

Аннотация

Височная эпилепсия - тяжелое и сложно поддающееся лечению нервно-психическое заболевание, патогенез которого предположительно связан с развитием нейровоспаления, астроглиозисом и гибелью нейронов. Наименее изученными эти процессы остаются в миндалине, отделе мозга, играющем важную роль в эпилептогенезе. В работе проанализированы структурные и биохимические изменения, происходящие в базолатеральной области миндалины в литий-пилокарпиновой модели височной эпилепсии. Эпилептический статус индуцировали у крыс линии Вистар в возрасте 7-8 недель жизни. Были выделены две подгруппы: с тяжелыми длительными и легкими краткосрочными судорогами. Такое разделение было связано с зависимостью вероятности развития спонтанных рецидивирующих судорог в хроническую фазу модели от тяжести и длительности судорог в период эпилептического статуса. Гистологическое исследование проводили в латентный и хронический период модели (3-и, 7-е сутки и 2 месяца после введения пилокарпина) с использованием методов световой и электронной микроскопии, а также иммуногистохимического анализа распределения нейрональных (Fox3) и глиальных (GFAP, Iba1) маркеров в клетках. Анализ экспрессии генов провоспалительных цитокинов интерелейкина-1 (Il1b) и фактора некроза опухоли α (Tnfa) проводили методом обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции в реальном времени на 7-е сутки после эпилептического статуса. В течение первой недели после введения пилокарпина в базолатеральной миндалине крыс с длительными судорогами отмечено снижение количества нейронов и существенное повышение количества астроглиальных и микроглиальных клеток. У крыс с краткосрочными судорогами глиальная реакция отсутствовала, а гибель нейронов была меньше выражена. Изучение ультраструктуры выявило скопление лизосом и другие нейродегенеративные изменения в нейронах миндалины крыс с длительными судорогами. Эти нарушения сопровождались усилением экспрессии генов Il1b и Tnfa, что указывает на развитие нейровоспалительных процессов. Изменения, выявленные в клетках миндалины у крыс с тяжелыми длительными судорогами, могут быть одним из ключевых механизмов эпилептогенеза и связанных с ним коморбидных нарушений поведения.

https://doi.org/10.1134/S0869813919060098
PDF

Литература

Pierzchala K. [Pharmacoresistant epilepsy - epidemiology and current studies] [Article in Polish]. Neurol. Neurochir. Pol. 44 (3): 285-90. 2010.

Wetherington, J. Serrano G., Dingledine R. Astrocytes in the epileptic brain. Neuron. 58: 168–178. 2008. doi: 10.1016/j.neuron.2008.04.002

Seifert G.1., Carmignoto G., Steinhäuser C. Astrocyte dysfunction in epilepsy. Brain Res Rev. 63 (1-2): 212-21. 2010. doi: 10.1016/j.brainresrev.2009.10.004

Robel S., Buckingham S.C., Boni J.L., Campbell S.L., Danbolt N.C., Riedemann T., Sutor B., Sontheimer H. Reactive astrogliosis causes the development of spontaneous seizures. J. Neurosci. 35 (8): 3330-45. 2015. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1574-14.2015

Devinsky O., Vezzani A., Najjar S., De Lanerolle N.C., Rogawski M.A. Glia and epilepsy: excitability and inflammation. Trends Neurosci. 36 (3): 174-84. 2013. doi: 10.1016/j.tins.2012.11.008

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

Aroniadou-Anderjaska V., Fritsch B., Qashu F., Braga M.F. Pathology and pathophysiology of the amygdala in epileptogenesis and epilepsy. Epilepsy Res. 78 (2-3): 102-16. 2008. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2007.11.011

Capizzano A.A., Kawasaki H., Sainju R.K., Kirby P., Kim J., Moritani T. Amygdala enlargement in mesial temporal lobe epilepsy: an alternative imaging presentation of limbic epilepsy. Neuroradiology. 2018. doi: 10.1007/s00234-018-2109-y

Moura J.C., Tirapelli D.P., Neder L., Saggioro F.P., Sakamoto A.C., Velasco T.R., Panepucci R.A., Leite J. P., Assirati Júnior J.A., Colli B.O., Carlotti Júnior C.G. Amygdala gene expression of NMDA and GABA(A. receptors in patients with mesial temporal lobe epilepsy. Hippocampus. 22 (1): 92-97. 2012. doi: 10.1002/hipo.20863

Yilmazer-Hanke D., O'Loughlin E., McDermott K. Contribution of amygdala pathology to comorbid emotional disturbances in temporal lobe epilepsy. J. Neurosci. Res. 94 (6): 486-503. 2016. doi: 10.1002/jnr.23689

Curia G.1., Longo D., Biagini G., Jones R.S., Avoli M. The pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. J. Neurosci. Methods. 172 (2): 143-57. 2008. doi: 10.1016/j.jneumeth.2008.04.019

Swijsen A., Nelissen K., Janssen D., Rigo J.M., Hoogland G. Validation of reference genes for quantitative real-time PCR studies in the dentate gyrus after experimental febrile seizures. BMC Res. Notes. 5: 685. 2012. doi:10.1186/1756-0500-5-685

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

Paxinos G.,Watson Ch. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. Fourth Edition. San- Diego. Acad. Press. 1998.

Vasilev D.S., Tumanova N.L., Kim K.Kh., Lavrentyeva V.V., Lukomskaya N.Y., Zhuravin I.A., Magazanik L.G., Zaitsev A.V. Transient morphological alterations in the hippocampus after pentylenetetrazole-induced seizures in rats. Neurochem. Res. 43 (8): 1671–1682. 2018. doi: 10.3389/fnins.2016.00126

Graebenitz S., Lesting J., Sosulina L., Seidenbecher T., Pape H. C. Alteration of NMDA receptor-mediated synaptic interactions in the lateral amygdala associated with seizure activity in a mouse model of chronic temporal lobe epilepsy. Epilepsia. 51 (9): 1754-1762. 2010. doi: 10.1111/j.1528-1167.2010.02561.x

Qashu F., Figueiredo T.H., Aroniadou-Anderjaska V., Apland J.P., Braga M.F. Diazepam administration after prolonged status epilepticus reduces neurodegeneration in the amygdala but not in the hippocampus during epileptogenesis. Amino Acids. 38 (1): 189-197. 2010. doi: 10.1007/s00726-008-0227-2

Pitkänen A., Tuunanen J., Kälviäinen R., Partanen K., Salmenperä T. Amygdala damage in experimental and human temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res. 32: 233–253. 1998.

van Elst L.T., Groffmann M., Ebert D., Schulze-Bonhage A. Amygdala volume loss in patients with dysphoric disorder of epilepsy. Epilepsy Behav. 16: 105–112. 2009. doi: 10.1016/j.yebeh.2009.06.009

Benini R., Avoli M. Altered inhibition in lateral amygdala networks in a rat model of temporal lobe epilepsy. J. Neurophysiol. 95: 2143–254. 2006.

Chen Ling-Lin, Feng Hang-Feng, Mao Xue-Xia, Ye Qing, Zeng Ling-Hui One hour of pilocarpine-induced status epilepticus is suffcient to develop chronic epilepsy in mice, and is associated with mossy fiber sprouting but not neuronal death Neurosci Bull. 29 (3): 295–302. 2013. doi: 10.1007/s12264-013-1310-6

Borges K., Gearing M., McDermott D.L., Smith A.B., Almonte A.G., Wainer B.H., Dingledine R. Neuronal and glial pathological changes during epileptogenesis in the mouse pilocarpine model. Exp. Neurol. 182 (1): 21-34. 2003.

Turrin N.P., Rivest S. Innate immune reaction in response to seizures: implications for the neuropathology associated with epilepsy. Neurobiol. Dis. 16 (2): 321-334. 2004.

Spanhel K., Wagner K., Geiger M.J., Ofer I., Schulze-Bonhage A., Metternich B. Flashbulb memories: Is the amygdala central? An investigation of patients with amygdalar damage. Neuropsychologia. 111: 163-171. 2018. doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2018.01.004

Usui K., Terada K., Usui N., Matsuda K., Kondo A., Tottori T., Shinozaki J., Nagamine T., Inoue Y. Working memory deficit in drug-resistant epilepsy with an amygdala lesion. Epilepsy Behav Case Rep. 10: 86-91. 2018. doi: 10.1016/j.ebcr.2018.07.003. eCollection 2018

Koo J.W., Duman R.S. Interleukin-1 receptor null mutant mice show decreased anxiety-like behavior and enhanced fear memory. Neurosci Lett. 456 (1): 39-43. 2009. doi: 10.1016/j.neulet.2009.03.068

Castanon N., Bluthé R.M., Dantzer R. Chronic treatment with the atypical antidepressant tianeptine attenuates sickness behavior induced by peripheral but not central lipopolysaccharide and interleukin-1beta in the rat. Psychopharmacology (Berl). 154 (1): 50-60. 2001.

Song C., Horrobin D.F., Leonard B.E. The comparison of changes in behavior, neurochemistry, endocrine, and immune functions after different routes, doses and durations of administrations of IL-1beta in rats. Pharmacopsychiatry. 39 (3): 88-99. 2006. doi: 10.1055/s-2006-941557