Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Хроническая терапия анатабином снижает заболеваемость болезнью Альцгеймера (AD) — похожая патология и улучшает социально-поведенческие недостатки в трансгенной мышиной модели AD

Chronic Anatabine Treatment Reduces Alzheimer’s Disease (AD)-Like Pathology and Improves Socio-Behavioral Deficits in a Transgenic Mouse Model of AD
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4444019/

Конкурирующие интересы: Anatabine был предоставлен для этого исследования компанией Rock Creek Pharmaceuticals, которая продала анатабин в качестве пищевой добавки. MM является генеральным директором Rock Creek Pharmaceuticals. Институт Роскампа — некоммерческая общественная благотворительная организация, и ни один из других авторов, перечисленных в списке, не получил вознаграждение от Rock Creek Pharmaceuticals. Это не изменяет приверженность авторов политикам PLOS ONE по обмену данными и материалами.

Задуманные и разработанные эксперименты: DP MV. Выполнены эксперименты: MV DBA GAG. Проанализированы данные: DP MV. Используемые реагенты / материалы / инструменты анализа: RL. Написал документ: MV DP. Дал концептуальный совет: FC. Критически оценена рукопись: ММ.

Анатабин является небольшим табачным алкалоидом, который также встречается в растениях семейства Solanaceae и демонстрирует сходство химической структуры с никотином. Ранее мы показали, что анатабин проявляет некоторые противовоспалительные свойства и уменьшает микролиоз и тау-фосфорилирование в чистой мышиной модели тауопатии. Поэтому мы исследовали влияние хронического перорального лечения на анатабин в модели трансгенных мышей (Tg PS1 / APPswe) болезни Альцгеймера (AD), которая обнаруживает патологические отложения Aβ, нейровоспалительные и поведенческие дефициты. В лабирине с повышенным плюсом мыши Tg PS1 / APPswe проявляли гиперактивность и растормаживание по сравнению с мышами дикого типа. Шесть с половиной месяцев лечения хроническим оральным анатабином, подавляемая гиперактивность и растормаживание у мышей Tg PS1 / APPswe по сравнению с Tg PS1 / APPswe, получающими регулярную питьевую воду. Мыши Tg PS1 / APPswe также вызвали глубокое социальное взаимодействие и дефицит социальной памяти, которые оба были облегчены обработкой анатабином. Мы обнаружили, что анатабин уменьшает активацию STAT3 и NFκB вблизи отложений Aβ у мышей Tg PS1 / APPswe, что приводит к уменьшению экспрессии некоторых из их целевых генов, включая Bace1, iNOS и Cox-2. Кроме того, в мозге мышей Tg PS1 / APPswe, обработанных анатабином, наблюдалось значительное снижение микроглиоза и патологическое осаждение Aβ. Это первое исследование для изучения влияния хронического анатабинового лечения на AD-подобную патологию и поведение в модели трансгенной мыши AD. В целом, наши данные показывают, что анатабин уменьшает β-амилоидоз, нейровоспламенение и уменьшает некоторые поведенческие дефициты в Tg PS1 / APPswe, поддерживая дальнейшее исследование анатабина как возможного агента, модифицирующего болезнь для лечения AD.

Все соответствующие данные содержатся в документе и его файлах вспомогательной информации.

Болезнь Альцгеймера (AD) является прогрессирующим нейродегенеративным расстройством и является наиболее распространенной формой деменции у пожилых людей, связанной с дефицитом в социальной коммуникации, памяти и обучении [1]. Патологическими признаками AD являются интраневральное образование гиперфосфорилированных тау-белковых агрегатов, образующих нейрофибриллярные клубочки и внеклеточные отложения β-амилоидных (Aβ) пептидов, которые составляют основной компонент старческих бляшек [2]. Aβ-пептиды получают из обработки белка предшественника амилоида (APP) β-секретазой (BACE-1) и γ-секретазой [3]. Опубликованные исследования мозга AD также выявляют другие патологические аномалии, включая потерю нейронов и синапсов, активацию глиальных клеток и повышенный уровень провоспалительных молекул. Показано, что воспалительные процессы способствуют патологическому накоплению пептидов Aβ путем увеличения экспрессии APP и повышения активности экспрессии BACE-1, а также некоторых членов комплекса γ-секретазы [4]. Активированные астроциты и микроглиальные клетки являются основными медиаторами нейровоспаления и производят повышенные уровни провоспалительных цитокинов, которые, как известно, в конечном счете активируют ядерный фактор kappa B (NFκB) и преобразователь сигналов и активатор сигнальных путей транскрипции 3 (STAT3) [5]. NFκB и STAT3 являются двумя факторами транскрипции, которые регулируют экспрессию большого набора воспалительных генов [6], включая цитокины, такие как IL1, IL-6, TNFα и индуцибельную синтазу оксида азота (iNOS) и циклооксигеназу-2 (COX-2), как а также некоторые из ферментов, ответственных за продукцию Aβ [7,8], и опосредуют индуцированную Aβ нейротоксичность [9]. Поэтому считается, что активация микроглии и астроглиоз играют ключевую роль в развитии AD. Было высказано предположение, что оксид азота, получаемый посредством регуляции iNOS в активированной микроглии, может способствовать нейродегенерации [10]. Интересно отметить, что COX-2, ключевой фермент в метаболизме арахидоновой кислоты, опосредующий производство простаноидов, был высоко экспрессирован в Aβ-обремененных нейронах, которые, как считается, инициируют нейровоспламенение в AD [11]. COX-2 также значительно выражен в активированных микроглиях и астроцитах [12] и, как было показано, повышен в головном мозге AD по сравнению с здоровыми индивидуумами [13,14]. Таким образом, подавление путей NFκB и STAT3 может представлять собой привлекательный подход для нацеливания на нейровоспламенение в AD.

Anatabine — натуральный алкалоид, который содержится в растениях семейства Solanacea (включая баклажаны, томаты и перец). Анатабин имеет химическую структуру, тесно связанную с никотином, и является полным агонистом рецепторов никотиновых ацетилхолинов α7 и α4β2 (nAChR), но является более сильным агонистом α7 nAChR, чем никотин [15,16]. Ранее мы показали, что анатабин проявляет некоторые противовоспалительные свойства, уменьшая активацию NFκB и STAT3 [17,18]. В настоящем исследовании мы исследовали влияние хронического перорального лечения на 10 и 20 мг / кг / день анатабина на патологическое осаждение Aβ, нейровоспламеняемость и поведение в модели трансгенной мыши AD (Tg PS1 / APPswe). Мы выбрали дозировку 20 мг / кг / день на основании исследования Caturegli и коллег [19], сообщающих о противовоспалительной активности анатабина в этой дозе и наших предыдущих данных, показывающих, что в этой дозе анатабин снижает нейровоспламенение у разных мышей модели воспаления ЦНС [18,20,21]. Кроме того, мы решили проверить влияние дозы анатабина в дозе 10 мг / кг / день, чтобы определить, может ли более низкая доза анатабина влиять на AD-подобную патологию и поведение мышей Tg PS1 / APPswe. Чтобы моделировать терапевтическое вмешательство в легкой до умеренной АД, а не профилактический подход, лечение анатабином было начато у 10-месячных мышей, в возрасте, когда они уже представляют значительные отложения Aβ и когнитивные нарушения [22].

Все эксперименты с мышами проводились в аккредитованном виварии лаборатории Roskamp в Ассоциации по оценке и аккредитации лабораторного животноводческого интернационала (AAALAC), и это конкретное исследование было одобрено Комитетом по организации и уходу за животными Института Роскампа (протокол IACUC # R44). Мышей отдельно размещали в вентилируемых клетках на стандартизированных кроватях грызунов в конкретной среде, свободной от патогенов. В этом исследовании использовались трансгенные мыши, экспрессирующие человеческий APP695 со шведской мутацией K595N / M596L и мутацией пресенилина-1 M146L (Tg PS1 / APPswe) [22] и их контрольными однопометниками дикого типа. Все трансгенные мыши, используемые в этом исследовании, были гетерозиготными для трансгенов. Основа Anatabine была предоставлена ​​Rock Creek Pharmaceuticals (FL, США) и вводилась в питьевой воде мышей в дозе 10 или 20 мг / кг массы тела в день, тогда как мышей, получавших плацебо, получали регулярную питьевую воду. Анатабин вводили в дозе 58 мкг / мл питьевой воды, эквивалентной приблизительному пероральному поглощению 10 мг / кг / день и 116 мкг / мл для 20 мг / кг / день, исходя из того, что мыши B6 / SJL пьют в среднем 6 мл в день при средней массе тела 35 г [23]. В группу лечения включали: плацебо, получая регулярную питьевую воду (дикий тип n = 9, Tg PS1 / APPswe n = 8), анатабин в дозе 10 мг / кг / день (дикий тип n = 10, Tg PS1 / APPswe n = 8) и в дозе 20 мг / кг / день (дикий тип n = 10, Tg PS1 / APPswe n = 7). Каждая группа включала равное количество мышей мужского и женского пола. Лечение начиналось у 10-месячных мышей и продолжалось 6 с половиной месяцев. В течение периода лечения мышей наблюдали ежедневно и взвешивали один раз в неделю, чтобы гарантировать потерю веса после лечения анатабином. Мышам была подвержена батарея поведенческих тестов (в разные моменты времени в исследовании, как описано ниже) и гуманно усыпляли по завершении исследования в возрасте 16,5 месяцев. От каждой мыши одно полушарие мозга фиксировалось в 4% параформальдегиде для патологической оценки, тогда как другое полушарие замораживалось в жидком азоте и использовалось для количественной цепной реакции полимеразы реального времени (RT-qPCR).

EPM использовали для оценки беспокойства, подобного поведению у мышей, как описано [24]. Короче говоря, 10,5-месячных мышей помещали в центр устройства EPM, обращаясь к открытой руке, и оставляли исследовать увеличенный плюс лабиринт в течение 10 минут, в то время как 12,5-месячные мыши тестировали в течение 5 минут. После каждого испытания устройство вытирали 70% этанолом и высушивали. Время, проведенное в открытом и закрытом вооружении, а также количество закрытых и открытых рычагов и расстояние, пройденное в каждой руке, определялось с использованием компьютеризированной системы видеонаблюдения (Ethovision XT 8.5 Software, Noldus Information Technology, Wageningen, Netherlands). Мышей оценивали в EPM через 15 дней и 2,5 месяца лечения анатабином.

Трехкамерный тест, известный как «коммуникабельность Кроули и предпочтение протоколу социальной новизны», использовался для оценки общительности и социальной памяти [25]. Аппарат состоит из трех отсеков из прозрачного плексигласа, каждый из которых отделен боковыми дверями. Испытание проводилось в прямоугольном отсеке, который включал среднюю камеру с двумя боковыми дверями, ведущими в две отдельные камеры (левая и правая), каждая камера содержала стальную оболочку, позволяющую сенсорное взаимодействие (запах, зрение и звук), но предотвращая прямые физические контакт, устранение боевых действий или агрессивное поведение. Для начала теста экспериментальную мышь помещали в среднюю камеру в течение 5 минут приживаемости при закрытых обеих боковых дверях. Через 5 минут периода привыкания в левую камеру, помещенную за корпус из стальной клетки, вводили незнакомую мышь (Stranger 1), и экспериментальной мыши оставалось свободно исследовать камеры в течение 10 минут. Социальное взаимодействие определялось измерением продолжительности времени, проведенного тест-мышью, исследующей камеру с незнакомым незнакомцем 1 по сравнению с пустой камерой. Чтобы измерить социальную память (или социальную новизну), новая новая незнакомая мышь (Stranger 2) была помещена в стальной корпус в ранее пустой камере, а незнакомый незнакомец 1 был сохранен в той же камере, и экспериментальная мышка оставалась свободно исследованной камеры в течение 10 минут. Было измерено количество времени, проведенного тест-мышью для исследования камеры, содержащей знакомого незнакомца 1 и новую незнакомую мышь Stranger 2, для определения предпочтения тестовой мыши для незнакомца 1 и незнакомец 2 как признака социальной памяти или социальной новизны , Активность мыши была записана с помощью программного обеспечения для отслеживания видео (EthoVision XT 8.5, Noldus Information Technology, Wageningen, Нидерланды). Аппарат очищали 70% этанолом между каждой тестируемой мышью.

Одно полушарие головного мозга фиксировали в 4% параформальдегиде в течение 48 часов при 4 ° С, вставляли парафин и разделяли на 6 мкм сагиттальные секции с использованием микротома, как мы ранее описали [20]. Перед окрашиванием секции депарафинизировали в ксилоле (2 х 5 минут) с последующей гидратацией в градиенте этанола (2 х 5 минут в 100%, 95% и 70%) и, наконец, промывали в PBS. Выделение индуцированного нагреванием антигена для Iba-1, фосфо-STAT3, фосфо-p65 NFκB и CD45 (кластер дифференцировки 45) осуществляли путем погружения секций в предварительно нагретый буферный раствор емкостью 10 мМ в 90-95 ° C при pH 6,1 (DAKO, CA, USA ) в течение 7 минут. Затем слайдам давали остыть еще 15 минут с последующим последовательным промыванием в PBS. Секции погружали в 3% H2O2 в течение 30 минут для гашения активности эндогенных пероксидов. Разделы промывали PBS и инкубировали с блокирующим буфером (белковый блок без сыворотки раствора, Дако, Калифорния, США) в течение 45 минут в увлажнительной камере. Сегменты головного мозга окрашивали следующими антителами, разбавленными разбавителем Dako антитела (CA, США): моноклональное антитело против β-амилоида 4G8 (Covance, MA, США), 1: 750, 1: 5000 полинуклеотидов с коллагеном против Iba1 (ионизированное (Abcam, MA, USA), 1: 300 моноклональный антифосфо-STAT3 кролика (Tyr705) (Cell Signaling Technology Inc, MA, США), 1: 600 поликлональных антифосфоро-p65 NFκB кролика ( S536) (Santa Cruz, CA, USA) и 1: 1000 крысиных моноклональных антимышиных CD45 (Serotac, Raleigh, NC, USA). Разведенные антитела наносят на секции и инкубируют в течение ночи при 4 ° С в увлажненной камере и детектируют с использованием комплексов Elite Vectastain ABC (авидин-биотин-пероксидазный комплекс) (Vector Laboratories, CA, USA). Этикетирование выявляли путем инкубации секций в 0,01 М PBS, содержащем 0,05% 3,3′-диаминобензидина (DAB) (Sigma, MO) и 0,015% H2O2 (рН 7,2). После иммуноокрашивания фосфо-p65 NFκB и фосфо-STAT3 секции контрастировали с красным конго, согласно рекомендации производителя (Sigma-Aldrich, MO, USA), чтобы выявить β-амилоидные отложения. Для каждой мыши для каждого иммуностаина использовали 4-6 непересекающихся случайно выбранных участков, содержащих гиппокамп и кору. Для каждой анализируемой секции мозга от 8 до 10 случайно выбранных изображений в коре и 5-6 снимков, покрывающих всю область гиппокампа, были взяты с использованием объектива 20X для 4G8 и объектива 40X для иммунного окрашивания Iba1 и фосфо-STAT3 с использованием цифровой камеры, подключенной к микроскоп Olympus BX60 (Olympus, PA, США). 4G8, Iba1 и фосфо-STAT3 были определены количественно с использованием программного обеспечения Image-Pro Plus (Media Cybernetics, MD, США), как мы ранее описали [20]. Для количественной оценки нагрузки на фосфа-p65 NFκB и CD45, связанной с β-амилоидными отложениями, анализировали от 4 до 6 разделов мозга на мышь, а 15-20 изображений, содержащих β-амилоидные бляшки, были случайно выбраны в коре с использованием 40X-цели, как описано выше , Фосфо-p65 NFκB-бремя, связанное с β-амилоидными отложениями, определяли количественно путем анализа изображения с использованием программного обеспечения Image-Pro Plus (Media Cybernetics, MD, USA), тогда как CD45-бремя, связанное с β-амилоидными отложениями, определяли количественно с использованием программного обеспечения для анализа морфометрического изображения ImageJ как ранее описанных [26]. Чтобы обеспечить специфичность антител, отрицательные контрольные слайды инкубировали в отсутствие первичных антител для каждого пятна антител, упомянутого выше. Рассчитывали среднее значение нагрузки Aβ (4G8), Iba1, фосфо-STAT3, фосфо-p65 NFκB и CD45 (представляющих площадь иммунореактивности, выраженное в процентах от исследуемой области мозга) и определяли среднюю нагрузку для каждой группы лечения.

Мозговую ткань гомогенизировали с использованием 1 мл гомогенизатора Dounce, а общую РНК экстрагировали с использованием TRIzol в соответствии с рекомендациями производителя (Invitrogen, CA, USA). Чистоту и количество экстрагированной полной РНК испытывали на агарозных гелях и спектрофотометрически при 260 нм и 280 нм. Все образцы РНК имели коэффициент поглощения A260 / 280 между 1,9 и 2,1. 2000 г общей РНК использовали для синтеза кДНК с использованием набора для синтеза кДНК первой транскрипции (Roche, США) со случайными гексамерными праймерами в соответствии с протоколом производителя. Анализы экспрессии гена TaqMan (Applied Biosystems, NY, USA) были использованы для следующих генов: β-сайт APP-расщепляющий фермент 1 (Bace1) (Mm00478664_m1), индуцибельная синтаза оксида азота (iNOS) (Mm00440485_m1), циклооксигеназа 2 (Cox-2 ) (Mm00478374_m1) и глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (Gapdh) (Mm99999915). TaqMan в режиме реального времени ПЦР выполняли с использованием праймеров и наборов зондов из Applied Biosystems. Все реакции проводились в двух экземплярах. Номер порогового цикла использовался для расчета относительных уровней экспрессии генов, представляющих интерес. Амплификацию проводили с использованием системы PCR QuantStudio 7 Flex реального времени (Applied Biosystems, США) с параметрами 95 ° C в течение 20 секунд с последующим 40 циклами 95 ° C в течение 1 сек денатурации и 60 ° C в течение 20 секунд отжига и расширение. Анализ данных проводили с использованием QuantStudio 6 и 7 Flex Software (Applied Biosystems, США) для измерения порогового цикла (Ct) для каждой реакции. Среднее значение Ct было установлено с использованием повторяющихся значений Ct, и анализ был завершен с использованием метода ΔΔCt [27]. Данные были нормализованы к уровням мРНК Gapdh-мессенджера и выражены как относительное изменение смены по сравнению с контрольными образцами (плацебо дикого типа).

Результаты выражаются как среднее ± SEM. Статистический анализ проводился с использованием SPSS v12.0.1 для Windows. Данные были впервые исследованы для предположения о нормальности с использованием статистики Шапиро-Вилка и для однородности дисперсии с использованием теста Левена. Статистическую значимость определяли по t-критерию Стьюдента, однофакторному или повторному анализу дисперсии (ANOVA), где это необходимо, после чего проводились послеоперационные сравнения с методом Бонферрони. Для данных, не удовлетворяющих предположениям о нормальности и однородности дисперсии, использовался непараметрический тест Манна-Уитни. Значения P <0,05 считались значимыми.

Трансгенные мышиные модели AD-сверхэкспрессирующих пептидов Aβ, как правило, демонстрируют большую локомоторную активность и растормаживание в лавине повышенного уровня плюс по сравнению с не трансгенными мышами, что указывает на гиперактивность и более низкий уровень тревоги [28-30]. Чтобы оценить возможное влияние анатабина на локомоторную активность и беспокойство, как поведение в Tg PS1 / APPswe, и их контрольных однопометников дикого типа, мышей тестировали в лавине с повышенным плюсом (рис. 1). Во-первых, при испытании в возрасте 10,5 месяцев (15 дней в лечении анатабином) Tg PS1 / APPswe, получавший регулярную питьевую воду (плацебо), демонстрировал повышенную локомоторную активность (как измеряется пройденным расстоянием и скоростью) по сравнению с мышами дикого типа, (рис. 2В и 2С). Интересно, что гиперактивное поведение мышей Tg PS1 / APPswe было подавлено с помощью обработки анатабином в дозе 20 мг / кг / день (фиг. 2В и 2С). Что касается растормаживания, то, как ожидалось, Tg PS1 / APPswe, получая регулярную питьевую воду (плацебо), проводил больше времени в открытых руках и меньше времени в закрытых руках лабиринта с повышенным плюсом по сравнению с контрольными однопометниками дикого типа (рис. 2D и 3D) , Раздражение, поражающее мышей Tg PS1 / APPswe, подавлялось после лечения анатабином в дозе 10 или 20 мг / кг / день в обоих временных точках (рис. 2D и 3D). Мыши Дикого типа, обработанные анатабином в дозе 10 и 20 мг / кг / день, показали тенденцию тратить больше времени на открытые руки лабиринта с повышенным плюсом, но этот эффект не был статистически значимым (рис. 2D и 3D).

Лечение оральным анатабином с 10 мг / кг / день или 20 мг / кг / день было начато у 10-месячных мышей Tg PS1 / APPswe и контролировало однопометников дикого типа и продолжалось 6 с половиной месяцев. В ходе лечения в момент времени, указанный выше, выполнялась батарея поведенческих задач. Возможные последствия лечения анатабином при тревоге у мышей оценивали с использованием лабиринта с повышенным плюсом; 0,5 месяца и 2,5 месяца после начала лечения анатабином (возраст мышей 10,5 и 12,5 месяцев соответственно). Чтобы оценить влияние анатабина на социальное взаимодействие и социальную память, трехкамерный тест использовался через 6 месяцев после начала лечения (возраст мышей 16 месяцев). В конце исследования мышей гуманно эвтаназировали в возрасте 16,5 месяцев для патологических оценок.

10,5-месячный Tg PS1 / APPswe и контрольные однопометники, проверенные в EPM после продолжительности лечения 0,5 месяца с анатабином. A) Репрезентативные дорожки пути в закрытых и открытых объятиях лабиринта с повышенным плюсом на 10,5 месяца Tg PS1 / APPswe и их контрольный попугай дикого типа, получающий регулярную питьевую воду (плацебо) и анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / День в питьевой воде. B и C). Гистограмма представляет собой общее пройденное расстояние и среднюю скорость мышей Tg PS1 / APPswe и их контрольных однопометников дикого типа, получающих регулярную питьевую воду (плацебо) и анатабин в дозе 10 или 20 мг / кг / день. ANOVA выявил значительный основной эффект генотипа для общего пройденного расстояния (P <0,009) и средней скорости (P <0,036). Послеоперационные анализы показывают, что плацебо-мыши Tg PS1 / APPswe путешествовали на большее расстояние по сравнению с плацебо дикого типа (P <0,017) и показали большую скорость по сравнению с их контрольными мышами плацебо дикого типа (P <0,036). Значительное снижение гиперактивности наблюдалось у мышей Tg PS1 / APPswe, получавших анатабин в дозе 20 мг / кг / день по сравнению с мышами Tg PS1 / APPswe, которые получали регулярную питьевую воду (плацебо) (P <0,001). D) Гистограмма представляет собой среднее время, проведенное Tg PS1 / APPswe и мышами дикого типа в открытых объятиях лабиринта с повышенным плюсом. ANOVA выявляет значительный основной эффект генотипа (Р <0,002), а также интерактивный термин между генотипом и анатабином (Р <0,018) за время, проведенное в открытом руке. Послеоперационные сравнения показывают, что плацебо-мыши Tg PS1 / APPswe проводили значительно больше времени в открытом плече, чем контрольные мыши дикого типа (P <0,001). Мышам Tg PS1 / APPswe, получающим анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день, проводилось аналогичное количество времени (P> 0,05) в раскрытых руках в качестве их контрольных однопометников дикого типа. Число индивидуумов (n), испытанное в трех группах, было: I) Мышей, получавших регулярную питьевую воду (плацебо): дикого типа (n = 8) и Tg PS1 / APPswe (n = 8); II) Мыши, получающие анататин в дозе 10 мг / кг / день: дикий тип (n = 10) и Tg PS1 / APPswe (n = 8) и III) Мыши, получающие анататин в дозе 20 мг / кг / день: дикая (n = 10) и Tg PS1 / APPswe (n = 8).

12,5-месячный Tg PS1 / APPswe и контрольные однопометники, испытанные в EPM после продолжительности лечения 2,5 месяца с анатабином. A) Репрезентативные дорожки пути в закрытых и открытых объятиях лабиринта с повышенным плюсом на 12,5 месяца Tg PS1 / APPswe и их контрольный попугай дикого типа, получающий регулярную питьевую воду (плацебо) и анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / День в питьевой воде. B и C). Гистограмма представляет собой общее пройденное расстояние и среднюю скорость мышей Tg PS1 / APPswe и их контрольных однопометников дикого типа, получающих регулярную питьевую воду (плацебо) и анатабин в дозе 10 или 20 мг / кг / день. ANOVA продемонстрировал значительный основной эффект генотипа пройденного расстояния (P <0,008) и средней скорости (P <0,008). Послеоперационные сравнения показывают, что мышей плацебо Tg PS1 / APPswe значительно отличались по сравнению с их мышами-мышами дикого типа для пройденного расстояния (P <0,027) и скорости (P <0,027). Мыши Tg PS1 / APPswe, получавшие анатабин в дозе 10 или 20 мг / кг / день, существенно не отличались от мышей дикого типа (P> 0,05). D) Гистограмма представляет собой среднее время, затрачиваемое Tg PS1 / APPswe и мышами дикого типа в распростертых объятиях лабиринта с повышенным плюсом. ANOVA обнаруживает существенный главный эффект генотипа (P <0,003) и взаимодействие между генотипом и анатабином (P <0,029) за время, проведенное в открытом руке. Послеоперационное сравнение показывает, что мышей плацебо Tg PS1 / APPswe проводили значительно больше времени в открытых объятиях, чем контрольные мыши дикого типа (P <0,002). Мышей Tg PS1 / APPswe, получавших анатабин в дозе 20 мг / кг / день, проводили значительно меньше времени в открытых плечах EPM по сравнению с Tg PS1 / APPswe, получая регулярную питьевую воду (плацебо) (P <0,011). В целом, обработанные анатабином Tg PS1 / APPswe и мыши-личинки дикого типа проводили столько же времени в открытых плечах (P> 0,183 и P> 0,683). Число индивидуумов (n), испытанное в трех группах, было: I) Мышей, получавших регулярную питьевую воду (плацебо): дикого типа (n = 8) и Tg PS1 / APPswe (n = 8); II) Мыши, получающие анататин в дозе 10 мг / кг / день: дикий тип (n = 10) и Tg PS1 / APPswe (n = 8) и III) Мыши, получающие анататин в дозе 20 мг / кг / день: дикая (n = 10) и Tg PS1 / APPswe (n = 8).

Глубокие изменения социального поведения были описаны в трансгенных моделях мыши AD [31]; поэтому мы исследовали, может ли anatabine влиять на социальное взаимодействие и социальную память у мышей Tg PS1 / APPswe, используя трехкамерный тест, известный как общительность Кроули и предпочтение протоколу социальной новизны [25,32,33]. При воздействии на тест на социальное взаимодействие мыши дикого типа демонстрировали коммуникабельность, проводя больше времени в камере, содержащей неизвестную мышь (Stranger 1), чем в камере, содержащей пустую клетку (рис. 4A). В отличие от мышей дикого типа, мыши Tg PS1 / APPswe вызывали дефицит социального взаимодействия и проводили равное количество времени в камере, содержащей пустую клетку или камеру, содержащую незнакомую (Stranger 1) мышь (рис. 4A). Анатабин в дозе 20 мг / кг / день восстанавливал общительность у мышей Tg PS1 / APPswe, поскольку мыши Tg PS1 / APPswe, обработанные анатабином, проводили значительно больше времени в камере, содержащей незнакомую мышь (Stranger 1), и меньше времени в камере, содержащей пустую клетку (рис. 4B). В фазе социальной памяти 3-камерного теста мыши дикого типа проводили больше времени в камере, содержащей новую незнакомую мышь (Stranger 2), чем в камере, содержащей ранее обнаруженную мышь (Stranger 1), показывающую социальную память или предпочтение социальной новизны (рис. 4C). Напротив, мыши Tg PS1 / APPswe, получающие регулярную питьевую воду, не предпочли камеру, содержащую новую незнакомую мышь (Stranger 2), предполагающую отсутствие кратковременной социальной памяти (рис. 4C). Однако анатабин значительно улучшил социальную память у мышей Tg PS1 / APPswe (рис. 4D).

A) Гистограмма представляет собой среднее время, проведенное ± SEM Tg PS1 / APPswe, и их контрольные мыши однояйцевых диких животных, получающие регулярную питьевую воду в камере, содержащей Stranger1, и пустую клетку для фазы социального взаимодействия трехкамерного теста. B) Гистограмма представляет собой время, проведенное ± SEM Tg PS1 / APPswe, получающее регулярную питьевую воду или анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день в камере, содержащей незнакомец 1, и пустую клетку для фазы социального взаимодействия 3-камерный тест. Мыши Tg PS1 / APPswe, получающие регулярную питьевую воду, проводили столько же времени в камере, содержащей незнакомец 1, и пустую клетку (P> 0,05). Мыши Tg PS1 / APPswe, получающие анатабин в дозе 20 мг / кг / день, провели значительно больше времени, исследуя камеру, содержащую Stranger1, чем камера, содержащая пустую клетку (P <0,04). C) Гистограмма представляет собой время, проведенное ± SEM Tg PS1 / APPswe, и их управляющую мышь-личицу дикого типа в камере, содержащей Stranger1 и Stranger 2 для фазы социальной памяти 3-камерного теста. D) Гистограмма представляет собой время, проведенное ± SEM Tg PS1 / APPswe, получающее регулярную питьевую воду или анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день в камере, содержащей незнакомец 1, и в камере, содержащей Stranger 2. Tg Мыши PS1 / APPswe, получающие регулярную питьевую воду, не проявляли предпочтения к социальной новизне, поскольку они проводили равное количество времени в камере, содержащей незнакомец 1, и в камере, содержащей незнакомца 2 (P> 0,05). Мыши Tg PS1 / APPswe, получающие анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день, потратили значительно больше времени на исследование камеры, содержащей незнакомый незнакомец 2, чем камера, содержащая ранее обнаруженную мышь (Stranger 1) (P <0,015 и P < 0,003 соответственно).

Сообщалось, что микролиоз способствует нейродегенерации в AD. После активации микроглия продуцирует воспалительные цитокины, свободные радикалы и может генерировать Aβ [34]. Поэтому мы исследовали влияние обработки анатабином на микроглиоз в мозге Tg PS1 / APPswe и их контрольных однопометников дикого типа. Белок Iba-1 экспрессируется микроглии и, как было показано, активируется во время микроглиоза [35]. Значительное увеличение нагрузки Iba-1 наблюдалось в коре и гиппокампе у мышей Tg PS1 / APPswe по сравнению с их контрольными однопометниками дикого типа, что указывает на увеличение иммуноположительной микроглии Iba-1 в головном мозге мышей Tg PS1 / APPswe (рис. 5A) , Интересно, что мыши Tg PS1 / APPswe, обработанные анатабином в дозе 20 мг / кг / день, но не 10 мг / кг / день, показали значительное снижение нагрузки Iba-1 в гиппокампе по сравнению с необработанными мышами Tg PS1 / APPswe (рис. 5А и 5В), предполагая, что анатабин подавляет микролиоз в головном мозге мышей Tg PS1 / APPswe. Мы также оценили стадию активированных микроглии / макрофагов в коре плацебо-мышей Tg PS1 / APPswe с использованием иммуноокрашивания CD45. Значительное увеличение CD45-иммуноположительной микроглии / макрофага наблюдалось в коре мышей Tg PS1 / APPswe по сравнению с мышами дикого типа (CD45-иммунологически) (рис. 5C). Однако мы наблюдали значительное снижение иммуноположительной микроглии / макрофага CD45 у мышей Tg PS1 / APPswe, получавших анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день по сравнению с мышами Tg PS1 / APPswe, получавшими регулярную питьевую воду (рис. 5C и 5D) ,

A) Репрезентативные 40-кратные микроскопические поля, показывающие иммунореактивные микроглиальные клетки Iba1 в гиппокампе и коре плацебо дикого типа и Tg PS1 / APPswe, получающие регулярную питьевую воду (плацебо) и мыши Tg PS1 / APPswe, получающие анатабин в дозе 10 и 20 мг / Kg / Day растворяется в питьевой воде. Данные представлены как среднее ± SEM. B) Гистограмма представляет собой среднее количество бремени Iba1 (выраженное в процентах от исследуемой области мозга), определенное количественно в гиппокампе и коре дикой диеты, получающей регулярную питьевую воду (плацебо) и Tg PS1 / APPswe, получающую либо обычную питьевую воду (плацебо) или анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день, растворенной в их питьевой воде. ANOVA обнаруживает значительный основной эффект генотипа на нагрузку Iba1 в гиппокампе и коре (P <0,001 и P <0,001). Послеоперационные сравнения показывают значительное снижение нагрузки Iba1 в гиппокампе Tg PS1 / APPswe (P <0,009), получавших 20 мг / кг / день анатабина по сравнению с Tg PS1 / APPswe, получающим регулярную питьевую воду (плацебо). C) Репрезентативные 40-кратные микроскопические поля, показывающие CD45-иммунореактивные микроглиальные / макрофаговые клетки, связанные с β-амилоидными бляшками в коре Tg PS1 / APPswe, получающие регулярную питьевую воду (плацебо) и мышей Tg PS1 / APPswe, получающих ананатин в дозе 10 и 20 мг / Кг / день в питьевой воде. D) Гистограмма представляет собой среднее количество нагрузки CD45 (выраженное в процентах от исследуемой области мозга), количественно определяемое в коре Tg PS1 / APPswe, получающее либо обычную питьевую воду (плацебо), либо анатабин в дозе 10 и 20 мг / Кг / день растворяется в питьевой воде. ANOVA показывает значительный основной эффект обработки анатабина на нагрузку CD45 (P <0,001). Послеоперационные сравнения выявляют существенные различия между плацебо и обработанными анатабином мышами в дозе 10 мг / кг / день (Р <0,001) и 20 мг / кг / день (Р <0,001).

Ранее мы показали, что анатабин ингибирует активацию STAT3 и NFκB [18], что приводит к уменьшению нейровоспаления в мышиной модели рассеянного склероза. Поскольку STAT3 и NFκB играют важную роль в активации глиальных клеток, а также регулируют экспрессию мРНК BACE-1 [8,36], мы изучили возможное влияние обработки анатабина на активацию STAT3 и NFκB путем мониторинга фосфорилирования STAT3 на Tyr705 и p65 NFκB на Ser536 в мозге Tg PS1 / APPswe и их контрольных мышей дикого типа. Мы наблюдали повышение уровня фосфатирования STAT3 в гиппокампе и коре Tg PS1 / APPswe по сравнению с их контрольными однопометниками дикого типа (рис. 6A). Значительное снижение фосфорилирования STAT3 наблюдалось в гиппокампе и коре мышей Tg PS1 / APPswe, обработанных 10 или 20 мг / кг / день анатабина по сравнению с Tg PS1 / APPswe, получающим регулярную питьевую воду (рис. 6B), показывающий, что anatabine предотвращает STAT3 активацию в головном мозге мышей Tg PS1 / APPswe. Мы также наблюдали повышение активации NFκB вблизи отложений Aβ в головном мозге мышей Tg PS1 / APPswe (рис. 7A). Интересно отметить, что мы обнаружили значительное снижение экспрессии амилоидных бляшек, ассоциированных с иммуноположительными клетками фосфо-p65 NFκB у мышей Tg PS1 / APPswe, обработанных анатабином с 10 или 20 мг / кг / день (фиг. 7B), показывающим, что анатабин предотвращает активацию NFκB в мозг мышей Tg PS1 / APPswe.

A) Репрезентативные 40-кратные микроскопические поля, показывающие присутствие иммуноположительных клеток фосфо-STAT3 вокруг окрашенных в Конго β-амилоидных отложений в гиппокампе и коре мышей дикого типа и Tg PS1 / APPswe, получающих регулярную питьевую воду (плацебо) и Tg PS1 / Показаны мыши APPswe, получающие анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день в питьевой воде. Данные представлены как среднее ± SEM. B) Гистограмма представляет собой среднее количество нагрузки на фосфо-STAT3 (выраженное в процентах от исследуемой области мозга), определяемое количественно в гиппокампе и коре мышей Tg PS1 / APPswe, получающих регулярную питьевую воду (плацебо) или анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день. ANOVA показывает статистически значимый основной эффект обработки анатабин на нагрузку фосфо-STAT3, связанную с отложениями Aβ (P <0,001). Послеоперационный анализ выявил статистически значимые различия в нагрузке фосфо-STAT3 в гиппокампе, связанном с бета-амилоидной нагрузкой (P <0,045 и P <0,017) и корой (P <0,001 и P <0,001) между плацебо Tg PS1 / APPswe и анатабином обработанных мышей 10 и 20 мг / кг / день Tg PS1 / APPswe. (Никакая иммунореактивность для фосфо-STAT3 не наблюдалась в гиппокампе и коре мышей дикого типа).

A) Репрезентативное 40-кратное микроскопическое поле, показывающее присутствие фосфорилированных иммуноположительных клеток p65 NFκB вокруг окрашенных в Конго β-амилоидных отложений в коре мышей Tg PS1 / APPswe, получающих регулярную питьевую воду (плацебо) или анатабин в дозе 10 и 20 мг / Кг / день в питьевой воде. Данные представлены как среднее ± SEM. B) Гистограмма представляет собой среднее количество бремени фосфо p65 NFκB (выраженное в процентах от исследуемой области мозга), связанное с β-амилоидными отложениями в коре Tg PS1 / APPswe, получая регулярную питьевую воду (плацебо) и лечение анатабином при дозу 10 и 20 мг / кг / день. ANOVA показывает статистически значимый основной эффект обработки анатабином на фосфорилированных иммунореактивных клетках p65 NFκB, связанных с отложениями Aβ (P <0,001). Послеоперационные сравнения показывают статистически значимые различия между Tg PS1 / APPswe, получающим регулярную питьевую воду (плацебо) и анатабин в дозе 10 мг / кг / день (P <0,001) и 20 мг / кг / день (P <0,001) для количество фосфорилирования p65 NFκB, связанного с бета-амилоидной нагрузкой.

Поскольку анатабин уменьшает активацию STAT3 и NFκB в мозге мышей Tg PS1 / APPswe, и, как было показано, что как NFκB, так и STAT3 регулируют экспрессию Bace1 [7,8,36], мы изучили, повлияло ли на нагрузку Aβ и экспрессию Bace1 на лечение анатабином у мышей Tg PS1 / APPswe. Мы обнаружили, что анатабин снижает нагрузку на мозг Aβ как в коре, так и на гиппокамп у мышей Tg PS1 / APPswe, используя иммуноокрашивание антителом 4G8, которое распознает Aβ (фиг. 8A и 8B). Кроме того, мы обнаружили, что экспрессия мРНК Bace1 значительно увеличивается в головном мозге мышей Tg PS1 / APPswe по сравнению с однопометниками дикого типа, тогда как значительное снижение уровней мРНК Bace1 наблюдается в Tg PS1 / APPswe, получающем 20 мг / кг / день анатабин в их питьевой воде, показывающий, что при этой дозировке анатабин может смягчить усиление экспрессии Bace1 у мышей Tg PS1 / APPswe (рис. 9).

A) Репрезентативные 20X микроскопические поля, показывающие β-амилоидные отложения (иммуноокрашивание 4G8) в коре и гиппокампе Tg PS1 / APPswe, получающие регулярную питьевую воду (плацебо) и анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день, растворенной в их питье воды. Данные представлены как среднее ± SEM. B) Гистограмма представляет собой среднее количество бремени 4G8, определенное количественно в гиппокампе и коре мышей Tg PS1 / APPswe. ANOVA показывает статистически значимый основной эффект обработки анатабином (Р <0,001) на бета-амилоидную бляшную нагрузку. Послеоперационные анализы выявляют статистически значимые различия в бета-амилоидной нагрузке в гиппокампе (Р <0,002 и Р <0,001) и коре (P <0,001 и Р <0,001) между мышами Tg PS1 / APPswe, получающими регулярную питьевую воду (плацебо) и Tg PS1 / APPswe получает анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день, растворенной в их питьевой воде.

Гистограмма представляет собой количественные результаты анализа RT-qPCR, рассчитанного с использованием метода Delta-Delta Ct. Уровни мРНК уровня ± SEM Bace1 выражаются как относительное изменение смены по сравнению с контролем (плацебо дикого типа). ANOVA показывает значительный основной эффект генотипа и лечения (P <0,009 и P <0,001) на транскрипцию Bace1. Послеоперационные анализы обнаруживают значительную разницу в уровнях мРНК Bace1 между мышами плацебо дикого типа и Tg PS1 / APPswe (P <0,009), демонстрируя повышение активности мРНК Bace1 у мышей Tg PS1 / APPswe по сравнению с однопометниками дикого типа. Значительное снижение транскрипции Bace1 наблюдалось в Tg PS1 / APPswe, получавшем 20 мг / кг анататина в питьевой воде (P <0,001).

Поскольку транскрипция COX-2 и iNOS регулируется NFκB и STAT3 [6,37-39], и поскольку оба COX-2 и iNOS способствуют нейровоспалительным процессам в AD [5], мы также исследовали, была ли экспрессия мРНК Cox-2 и iNOS под влиянием анатабина в мозге мышей Tg PS1 / APPswe. Мы обнаружили значительное снижение экспрессии мРНК Cox-2 у мышей Tg PS1 / APPswe, обработанных анатабином в дозе 20 мг / кг / день (рис. 10). Дозозависимое подавление транскрипции iNOS наблюдалось у мышей Tg PS1 / APPswe, обработанных анатабином в дозе 10 или 20 мг / кг / день по сравнению с необработанными мышами Tg PS1 / APPswe (рис. 10).

Гистограмма представляет собой количественные результаты анализа RT-qPCR, рассчитанного с использованием метода Delta-Delta Ct. Уровни мРНК уровня ± SEM Cox-2 и iNOS выражаются как относительное изменение складки по сравнению с контролем (плацебо дикого типа). ANOVA показывает значительный основной эффект лечения транскрипции Cox-2 и iNOS (P <0,001). Послеоперационные анализы показывают значительную разницу в уровнях мРНК Cox-2 и iNOS между плацебо Tg PS1 / APPswe и обработанных анатабином мышей 10 мг / кг / день (P <0,02 для iNOS) и 20 мг / кг / день (P <0,001 для iNOS и P <0,001 для COX-2).

В этом исследовании мы оценили влияние хронического перорального лечения на анатабин на AD, как патология и поведенческие дефициты, вызванные трансгенной моделью мыши AD, продуцирующей Aβ-пептиды. Лечение анатабином было начато в 10-месячном Tg PS1 / APPswe, когда присутствуют значительные осаждения Aβ и когнитивные нарушения, имитирующие активное лечение в AD. Наши данные показывают, что мыши Tg PS1 / APPswe, обработанные перорально анатабином в их питьевой воде, показывают значительное снижение отложения Aβ в гиппокампе и коре по сравнению с Tg PS1 / APPswe, получающим регулярную питьевую воду. Снижение бремени головного мозга также сопровождалось значительным снижением Iba1 в гиппокампе, предполагая, что анатабин уменьшает микролиоз. В физиологических условиях покоящаяся микроглия выражает низкий уровень CD45, тогда как активированные микроглии выражают высокий уровень CD45 и поэтому фенотипически подобны периферическим макрофагам. Интересно, что было обнаружено, что большинство иммуноположительных клеток CD45 в ЦНС мышей Tg PS1 / APPswe являются резидентными микроглиями, а не макрофагами [40,41], что указывает на то, что CD45 может представлять маркер активированной микроглии в ЦНС Tg PS1 / APPswe. Мы наблюдали уменьшение CD45 иммунореактивных микроглиальных / макрофаговых клеток в паренхиме головного мозга мышей Tg PS1 / APPswe, что также указывало на то, что анатабин уменьшает активацию микроглии. Это дополнительно подтверждается тем фактом, что активация NFκB и STAT3 в районе отложений Aβ также значительно снижается у обработанных анатаном мышей Tg PS1 / APPswe, которые в целом показывают, что анатабин уменьшает нейровоспаление у мышей Tg PS1 / APPswe. Факторы транскрипции NFκB и STAT3 играют критическую роль в распространении воспалительных реакций внутри ЦНС и, в частности, в активации глиальных клеток [34]. Известно также, что NFκB и STAT3 регулируют экспрессию BACE-1, а также некоторые члены комплекса γ-секретазы, которые ответственны за продуцирование Aβ-пептидов [4]. Поэтому мы оценили возможное влияние обработки анатабином на уровни мРНК iNOS и Cox-2, которые, как известно, повышены в активированных глиальных клетках [42] и регулируются в зависимости от NFκB и STAT3 [6,37-39]. Мы обнаружили, что уровни мРНК iNOS и Cox-2 были значительно снижены в мозге мышей Tg PS1 / APPswe, обработанных анатабином, по сравнению с Tg PS1 / APPswe, получающим регулярную питьевую воду, что еще раз иллюстрирует ослабление нейровоспаления анатабином. Уменьшение экспрессии iNOS, предоставленное анатабином, может также иметь дополнительные положительные последствия. Например, показано, что iNOS индуцирует нитрование Aβ, что приводит к ускорению его агрегации как in vitro, так и in vivo [43] и влияет на осаждение Aβ и когнитивную дисфункцию у мышей Tg PS1 / APPswe. Уменьшение iNOS, индуцированное анатабином у мышей Tg PS1 / APPswe, могло также способствовать уменьшению осаждения Aβ, наблюдаемому после лечения анатабином. Также было показано, что Cox-2 способствует ухудшению памяти, индуцируемому Aβ как восстановлению ЦОГ-2, восстановленной памяти в модели трансгенной мыши AD и предотвращает ухудшение долгосрочного потенцирования, вызванного Aβ [44] , Мы обнаружили, что экспрессия мРНК Bace1 также значительно снижалась в головном мозге мышей Tg PS1 / APPswe, обработанных анатабином, что также согласуется с уменьшением передачи сигналов NFκB и STAT3 после лечения анатабином и могло способствовать уменьшению отложения Aβ, наблюдаемого после лечение анатабином.

Благотворное влияние анатабина на нейровоспламенение и накопление Aβ также было связано с некоторыми улучшениями поведения у мышей Tg PS1 / APPswe. Однако мы не наблюдали какого-либо положительного эффекта обработки анатабином на способности пространственного обучения у мышей Tg PS1 / APPswe, которые оценивались с помощью лабиринта с радиальными рукавами (RAWM) и водного лабиринта Морриса (MWM) (S1 и S2 Figs). Однако мы заметили, что растормаживание, которое влияет на несколько моделей мышей AD, высвобождающих Aβ-пептиды [28,30,45], было облегчено обработкой анатабином у мышей Tg PS1 / APPswe, в то время как тенденция к снижению беспокойства наблюдалась у дикого типа однопометники, обработанные анатабином в лабиринте с повышенным плюсом. Кроме того, социальное взаимодействие и дефицит социальной памяти, которые особенно выражены в Tg PS1 / APPswe, также были смягчены обработкой анатабином. Интересно отметить, что недавно был продемонстрирован гиппокамп, который играет важную роль в социальной памяти [46], в то время как более низкие уровни фосфорилированного cAMP-связывающего белка (pCREB) в нейронах гиппокампа уменьшают память общественного распознавания [47], подчеркивая важность нормальных функций гиппокампа для социальной памяти. Наше наблюдение, что anatabine спасает дефицит социальной памяти в Tg PS1 / APPswe, может поэтому предложить улучшение функций гиппокампа после лечения анатабином у мышей Tg PS1 / APPswe. Недавнее исследование также показало, что анатабин улучшает дефицит внимания в модели крысы, предлагая эффекты когнитивного усиления [48]. У пациентов с AD наблюдаются нарушения социального познания, и это аномальное декодирование социальной информации связано с переходом от продромального AD к деменции [49], предполагая, что аномальное социальное взаимодействие и память, наблюдаемые в Tg PS1 / APPswe, связаны с патофизиологией AD. Префронтальная кора и гиппокамп ранее были показаны в гиперактивном поведении [50], а мышиные модели сверхэкспрессирующего А-А обычно проявляют гиперактивность [30]. Также было показано, что большинство пациентов с АД проявляют агитацию и более высокую двигательную активность [51,52], предполагая, что наблюдение гиперактивного поведения на мышиных моделях AD может также иметь отношение к патобиологии AD. Мы наблюдали, что мыши Tg PS1 / APPswe эффективно гиперактивны в лабирине с повышенным плюсом по сравнению с однопометниками дикого типа, тогда как анатабин значительно ингибирует гиперактивность у мышей Tg PS1 / APPswe.

Anatabine отображает химическую структуру, относительно похожую на никотин, и поэтому ожидается, что она воздействует на никотиновые рецепторы ацетилхолина (nAChR). Показано, что анатабин является полным агонистом α7 и α4β2 nAChR, но является более сильным агонистом α7 nAChR, чем никотин [15,16]. Агонисты α7 nAChR считаются перспективными соединениями для лечения AD и, как было показано, снижают осаждение Aβ и устраняют долгосрочные потенцирующие дефициты, индуцированные синаптотоксическими Aβ-олигомерами [53-56]. Было показано, что агонисты рецептора nACh, включая никотин, снижают продукцию Aβ in vitro [54] и отложение Aβ в мозге трансгенных моделей мыши AD, экспрессирующих Aβ [55, 56]. Было показано, что никотин улучшает познание у молодых мышей Tg PS1 / APPswe, а также у более старых мышей с обширным осаждением Aβ и для предотвращения синаптических нарушений, вызванных олигомерами Aβ [57]. Недавние данные показали, что селективный агонист α7 nAChR полностью восстановил познание у модели трехлетних трансгенных мышей с возрастом (3x Tg-AD) с тяжелой AD-подобной патологией [58], предполагая, что стимуляция α7 nAChR может противодействовать когнитивным дефицитам, вызванным как тау и β-амилоидные патологии.

Интересно отметить, что селективный агонист α7 nAChR улучшает память распознавания крыс и уменьшает гиперфосфорилирование тау [59], предполагая, что агонисты nAChR также могут замедлять тау-патологию в AD. Недавно мы показали, что анатабин уменьшает гиперфосфорилирование и олигомеризацию тау с использованием чистой модели tauopathy [21], которая также поддерживает эту конкуренцию. Повышение BACE-1 и снижение экспрессии субъединиц nAChR α7 и β2 устанавливают отличительные признаки AD и, по-видимому, уменьшаются при введении никотина в Aβ инфузированной модели крысы AD [60,61]. Было показано, что хроническая трансдермальная доставка никотина улучшает когнитивные характеристики у пациентов с легкой когнитивной недостаточностью [62]. Фактически, курение табака связано с уменьшением отложения Aβ в мозге у нормальных пожилых людей [63]. Кроме того, в мозге контроля курения и пациентов с АД было показано снижение уровней Aβ [64], что также указывает на то, что стимуляция nAChR может также влиять на осаждение Aβ у человека. Таким образом, агонисты никотиновых AChRs могут представлять собой перспективные соединения для лечения AD, поскольку они могут иметь возможность оказывать симптоматическое облегчение и замедлять патологию AD.

В целом, наши данные показывают, что хроническое пероральное лечение анатабином снижает β-амилоидоз и нейровоспламенение и уменьшает некоторые нарушения поведения в Tg PS1 / APPswe, что способствует дальнейшему исследованию анатабина как возможного агента, модифицирующего болезнь для лечения AD.

Данные представляют собой среднее ± SEM. A) График представляет среднее число ошибок, сделанных Tg PS1 / APPswe, и мышей дикого типа, которые получают регулярную питьевую воду, чтобы найти скрытую платформу в RAWM. ANOVA продемонстрировал значительное влияние генотипа (P> 0,001) на количество ошибок в RAWM. Послеоперационные сравнения показывают, что мыши Tg PS1 / APPswe, получающие регулярную питьевую воду (плацебо), делали значительно больше ошибок по сравнению с однопометниками дикого типа (P <0,001), что приводило к ухудшению памяти. В целом, у мышей дикого типа было меньше ошибок (> 2), чем мышей Tg PS1 / APPswe (<3) в RAWM, что говорит о лучшем обучении и когнитивной эффективности к 5-му дню. B) График представляет собой среднее число ошибок, (плацебо) или анатабин в дозе 10 или 20 мг / кг / день, растворенной в их питьевой воде. Результаты мышей дикого типа, получавших анатабин в дозе 10 и 20 мг / кг / день, существенно не отличались от мышей плацебо дикого типа (P> 0,05). C) График представляет собой среднее число ошибок, допущенных мышами Tg PS1 / APPswe, получающими либо обычную питьевую воду (плацебо), либо анатабин в дозе 10 или 20 мг / кг / день в питьевой воде. Анатабин на уровне 10 мг / кг / день или 20 мг / кг / день существенно не повлиял на количество ошибок, вызванных Tg PS1 / APPswe, чтобы найти скрытую платформу (P> 0,05) в RAWM, предполагая, что анататин не улучшает ссылку памяти у мышей Tg PS1 / APPswe.

(TIF)

Щелкните здесь для получения дополнительных данных.

Данные представляют собой среднее ± SEM. A) График представляет пройденное расстояние (в см) плацебо Tg PS1 / APPswe и контролирует однопометников дикого типа в течение пяти дней тестирования (в среднем четыре испытания в день). ANOVA продемонстрировал значительное влияние генотипа (P <0,001) и дней обучения (P <0,001) на расстояние, пройденное, чтобы найти платформу. Контрольные мыши дикого типа путешествовали на меньшее расстояние, чтобы найти скрытую платформу по сравнению с мышами Tg PS1 / APPswe (P <0,001), показывая, что мыши Tg PS1 / APPswe вызывают дефицит пространственной рабочей памяти в водном лабиринте Морриса. B) На графике представлено расстояние, пройденное мышами Tg PS1 / APPswe, получающими регулярную питьевую воду (плацебо) или анатабин в дозе 10 или 20 мг / кг / день. Никакого значительного влияния обработки анатабином (10 и 20 мг / кг / день) не наблюдалось (P> 0,05) у мышей Tg PS1 / APPswe на среднем расстоянии, пройденном мышами, чтобы найти скрытую платформу, показывающую, что анататин не улучшает пространственную работу память в водном лабиринте Морриса.

(TIF)

Щелкните здесь для получения дополнительных данных.

Авторы хотели бы поблагодарить г-на Киллиана Линча за помощь в окрашивании CD45.

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *