Изменение популяции незрелых нейронов пириформной коры экспериментальных животных в отдаленном периоде после стресса раннего периода жизни

Обложка
  • Авторы: Салмина А.Б.1,2, Успенская Ю.А.3, Панина Ю.А.1,4, Горина Я.В.1,4, Лопатина О.Л.4
  • Учреждения:
    1. Научно-исследовательский институт молекулярной медицины и патобиохимии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ
    2. Институт мозга Научного центра неврологии
    3. Красноярский государственный аграрный университет
    4. Кафедра биохимии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ
  • Выпуск: Том 65, № 2 (2023)
  • Страницы: 206-214
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://rjonco.com/0041-3771/article/view/669573
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0041377123020098
  • EDN: https://elibrary.ru/NDICBL
  • ID: 669573

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Стресс раннего периода жизни является важным фактором, предрасполагающим к развитию патологии нервной системы у животных и людей в отдаленном периоде онтогенеза. Мы использовали модель стресса раннего периода жизни для оценки активации пириформной коры при предъявлении обонятельных стимулов экспериментальным животным (мышам линии CD1 в возрасте P60 (60 сут постанатального развития) и 10 мес.) и для оценки экспрессии маркеров нейронов с пролонгированной незрелостью, участвующих в процессах пластичности взрослого головного мозга и его восстановления после повреждения. Установлено, что стресс раннего периода жизни редуцирует количество незрелых нейронов с фенотипом DCX+PSA-NCAM+ в пириформной коре головного мозга и ответ на индукцию обонятельной памяти в отдаленном периоде после перенесенного стресса. В возрасте Р60 обонятельная стимуляция снижает чувствительность к неприятным раздражителям и стимулирует процессы кратковременного запоминания, тогда как в возрасте 10 мес. такой эффект менее выражен. Полученные результаты свидетельствуют о возможном вкладе незрелых нейронов пириформной коры в механизмы аберрантной нейропластичности в отдаленном периоде онтогенеза после перенесенного стресса раннего периода жизни.

Об авторах

А. Б. Салмина

Научно-исследовательский институт молекулярной медицины и патобиохимии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ; Институт мозга Научного центра неврологии

Email: yulia.uspenskaya@mail.ru
Россия, 660022, Красноярск; Россия, 125367, Москва

Ю. А. Успенская

Красноярский государственный аграрный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: yulia.uspenskaya@mail.ru
Россия, 660049, Красноярск

Ю. А. Панина

Научно-исследовательский институт молекулярной медицины и патобиохимии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ; Кафедра биохимии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ

Email: yulia.uspenskaya@mail.ru
Россия, 660022, Красноярск; Россия, 660022, Красноярск

Я. В. Горина

Научно-исследовательский институт молекулярной медицины и патобиохимии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ; Кафедра биохимии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ

Email: yulia.uspenskaya@mail.ru
Россия, 660022, Красноярск; Россия, 660022, Красноярск

О. Л. Лопатина

Кафедра биохимии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава РФ

Email: yulia.uspenskaya@mail.ru
Россия, 660022, Красноярск

Список литературы

  1. Успенская Ю.А., Малиновская Н.А., Волкова В.В., Панина Ю.А., Рябоконь Р.В., Фролова О.В., Салмина А.Б. 2015. Особенности развития неврологической дисфункции после перинатальной гипоксии головного мозга и стресса раннего периода жизни у экспериментальных животных. Сибирское медицинское обозрение. № 5. С. 49. (Uspenskaya Yu.A., Malinovskaya N.A., Volkova V.V., Panina Yu.A., Ryabokon R.V., Frolova O.V., Salmina A.B. 2015. Development of neurological deficit after perinatal hypoxia and early life stress in laboratory animals. Siberian Medical Review. V. 5. P. 49.)
  2. Agostini M., Romeo F., Inoue S., Niklison-Chirou M.V., Elia A.J., Dinsdale D., Morone N., Knight R.A., Mak T.W., Melino G. 2016. Metabolic reprogramming during neuronal differentiation. Cell Death Differ. V. 23. P. 1502.
  3. Benedetti B., Dannehl D., König R., Coviello S., Kreutzer C., Zaunmair P., Jakubecova D., Weiger T.M., Aigner L., Nacher J., Engelhardt M., Couillard-Després S. 2020. Functional integration of neuronal precursors in the adult murine piriform cortex. Cereb. Cortex. V. 30. P. 1499.
  4. Berdugo-Vega G., Arias-Gil G., López-Fernández A., Artegiani B., Wasielewska J.M., Lee C.-C., Lippert M.T., Kempermann G., Takagaki K., Calegari F. 2020. Increasing neurogenesis refines hippocampal activity rejuvenating navigational learning strategies and contextual memory throughout life. Nat. Commun. V. 11. P. 135.
  5. Besnard A., Sahay A. 2021. Enhancing adult neurogenesis promotes contextual fear memory discrimination and activation of hippocampal-dorsolateral septal circuits. Behav. Brain Res. V. 399. P. 112917.
  6. Bonfanti L., Seki T. 2021. The PSA-NCAM-positive “immature” neurons: an old discovery providing new vistas on brain structural plasticity. Cells. V. 10. P. 2542.
  7. Coviello S., Gramuntell Y., Castillo-Gomez E., Nacher J. 2020. Effects of dopamine on the immature neurons of the adult rat piriform cortex. Front. Neurosci. V. 14. P. 574234.
  8. Fogelman N., Canli T. 2019. Early life stress, physiology, and genetics: a review. Front. Psychol. V. 10. P. 1668.
  9. Gómez-Climent M.A., Castillo-Gómez E., Varea E., Guirado R., Blasco-Ibáñez J.M., Crespo C., Martínez-Guijarro F.J., Nácher J. 2008. A population of prenatally generated cells in the rat paleocortex maintains an immature neuronal phenotype into adulthood. Cereb. Cortex. V. 18. P. 2229.
  10. Gómez-Climent M.A., Guirado R., Castillo-Gómez E., Varea E., Gutierrez-Mecinas M., Gilabert-Juan J., García-Mompó C., Vidueira S., Sanchez-Mataredona D., Hernández S., Blasco-Ibáñez J.M., Crespo C., Rutishauser U., Schachner M., Nacher J. 2011. The polysialylated form of the neural cell adhesion molecule (PSA-NCAM) is expressed in a subpopulation of mature cortical interneurons characterized by reduced structural features and connectivity. Cereb. Cortex. V. 21. P. 1028.
  11. Herzberg M.P., Gunnar M.R. 2020. Early life stress and brain function: activity and connectivity associated with processing emotion and reward. Neuroimage. V. 209. P. 116493.
  12. Huang L.-T. 2014. Early-life stress impacts the developing hippocampus and primes seizure occurrence: cellular, molecular, and epigenetic mechanisms. Front. Mol. Neurosci. V. 7. P. 8.
  13. Iwata R., Vanderhaeghen P. 2021. Regulatory roles of mitochondria and metabolism in neurogenesis. Curr. Opin. Neurobiol. V. 69. P. 231.
  14. Kronman H., Torres-Berrío A., Sidoli S., Issler O., Godino A., Ramakrishnan A., Mews P., Lardner C.K., Parise E.M., Walker D.M., van der Zee Y.Y., Browne C.J., Boyce B.F., Neve R., Garcia B.A. et al. 2021. Long-term behavioral and cell-type-specific molecular effects of early life stress are mediated by H3K79me2 dynamics in medium spiny neurons. Nat. Neurosci. V. 24. P. 667.
  15. La Rosa C., Parolisi R., Bonfanti L. 2020. Brain structural plasticity: from adult neurogenesis to immature neurons. Front. Neurosci. V. 14. P. 75.
  16. Liu J.-H., Wang Q., You Q.-L., Li Z.-L., Hu N.-Y., Wang Y., Jin Z.-L., Li S.-J., Li X.-W., Yang J.-M., Zhu X.-H., Dai Y.-F., Xu J.-P., Bai X.-C., Gao T.-M. 2020. Acute EPA-induced learning and memory impairment in mice is prevented by DHA. Nat. Commun. V. 11. P. 5465.
  17. Malinovskaya N.A., Morgun A.V., Lopatina O.L., Panina Y.A., Volkova V.V., Gasymly E.L., Taranushenko T.E., Salmina A.B. 2018. Early life stress: consequences for the development of the brain. Neurosci. Behav. Physiol. 2018. V. 48. P. 233.
  18. Mirescu C., Peters J.D., Gould E. 2004. Early life experience alters response of adult neurogenesis to stress. Nat. Neurosci. V. 7. P. 841.
  19. Piumatti M., Palazzo O., La Rosa C., Crociara P., Parolisi R., Luzzati F., Lévy F., Bonfanti L. 2017. Non-newly generated, “immature” neurons in the sheep brain are not restricted to cerebral cortex J. Neurosci. V. 38. P. 826.
  20. Rotheneichner P., Belles M., Benedetti B., König R., Dannehl D., Kreutzer C., Zaunmair P., Engelhardt M., Aigner L., Nacher J., Couillard-Despres S. 2018. Cellular plasticity in the adult murine piriform cortex: continuous maturation of dormant precursors into excitatory neurons. Cereb. Cortex. V. 28. P. 2610.
  21. Ruiz R., Roque A., Pineda E., Licona-Limón P., Valdéz–Alarcón J.J., Lajud N. 2018. Early life stress accelerates age-induced effects on neurogenesis, depression, and metabolic risk. Psychoneuroendocrinol. V. 96. P. 203.
  22. Salmina A.B., Gorina Y.V., Komleva Y.K., Panina Y.A., Malinovskaya N.A., Lopatina O.L. 2021. Early life stress and metabolic plasticity of brain cells: impact on neurogenesis and angiogenesis. Biomed. V. 9. P. 1092.
  23. Schellinck H.M., Forestell C.A., LoLordo V.M. 2001. A simple and reliable test of olfactory learning and memory in mice. Chem. Senses. V. 26. P. 663.
  24. Sorrells S.F., Paredes M.F., Velmeshev D., Herranz-Pérez V., Sandoval K., Mayer S., Chang E.F., Insausti R., Kriegstein A.R., Rubenstein J.L., Garcia-Verdugo J.M., Huang E.J., Alvarez-Buylla A. 2019. Immature excitatory neurons develop during adolescence in the human amygdala. Nat. Commun. V. 10. P. 2748.
  25. Vadodaria K.C., Yanpallewar S.U., Vadhvani M., Toshniwal D., Cameron Liles L., Rommelfanger K.S., Weinshenker D., Vaidya V.A. 2017. Noradrenergic regulation of plasticity marker expression in the adult rodent piriform cortex. Neurosci. Lett. V. 644. P. 76.
  26. Wang X., Liu H., Morstein J., Novak A.J.E., Trauner D., Xiong Q., Yu Y., Ge S. 2020. Metabolic tuning of inhibition regulates hippocampal neurogenesis in the adult brain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 117. P. 25818.

Дополнительные файлы


© А.Б. Салмина, Ю.А. Успенская, Ю.А. Панина, Я.В. Горина, О.Л. Лопатина, 2023