Научная статья на тему 'ЖИВОТНЫЕ МОДЕЛИ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА'

ЖИВОТНЫЕ МОДЕЛИ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
244
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Болезнь Альцгеймера / инъекционные модели болезни Альцгеймера / трансгенные модели болезни Альцгеймера / трансгенные линии мышей. / Alzheimer's disease / injection models of Alzheimer's disease / transgenic models of Alzheimer's disease / transgenic mouse strains.

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Потанина Д. В., Гуреев А. П., Попов В. Н.

Болезнь Альцгеймера является прогрессирующим нейродегенеративным заболеванием. На начальной стадии заболевания проявляются малозаметные симптомы, например ухудшение памяти, однако без должного лечения болезнь прогрессирует, что может привести к летальному исходу. Современные методы терапии способны облегчить симптомы, но в целом они не способствуют остановке или замедлению развития заболевания. В настоящее время уже более 500 различных методов терапии достигло этапа клинических испытаний, но вопрос об их эффективности остается открытым. В данной статье описываются экспериментальные инъекционные, а также трансгенные модели болезни Альцгеймера, которые используются для изучения, развития и методов лечения данного заболевания.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Потанина Д. В., Гуреев А. П., Попов В. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANIMAL MODELS OF ALZHEIMER'S DISEASE

Alzheimer's disease is a progressive neurodegenerative disease. In its early stages, the disease shows subtle symptoms, such as memory impairment, but without proper treatment it progresses, which can be fatal. Current therapies have so far only slightly alleviated the symptoms, but have neither halted nor slowed down the progression of the disease. More than 500 different therapies have now reached the clinical trial stage, but the question of their effectiveness remains open. This article describes experimental injectable and transgenic models of Alzheimer's disease that are used to study, develop and treat this disease.

Текст научной работы на тему «ЖИВОТНЫЕ МОДЕЛИ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА»

Таблица №1.

Гематологические показатели рыб семейства карповые (Cyprinidae)_

Наименование рыбы Масса рыбы, г Гемоглобин, г% Эритроциты млн./мкл Лейкоциты тыс./мкл. Период взятия проб

Карп 200-300 8,7-9,8 1,3-1,6 22-23 Летний

Карп 450-500 8,7-10,1 1,2-1,4 17,0 Осенний

Карась 150-200 8,9-9,0 1,7-1,8 52,0 Летний

Карась 250-300 8,7-8,9 1,7-1,75 50,0 Осенний

Выводы. При выполнении научного исследования по изучению гематологических показателей крови нами было установленно колебания показатей крови существенно изменяются в летний и осенний периоды, при чем в летний период рост и развитие рыбы было стремительнее, количественые и качественные показатели крови были намного выше показателей крови исследованной осенью.

Список литературы

1.

http://ribovodstvo.com/books/item/fD0/s00/z0000003/ st005.shtml

2. 1 Лабораторный практикум: учебно-методическое пособие / М. М. Усов. - Горки : БГСХА, 2017. - 114 с. ISBN 978-985-467-751-4

3. https://present5.com/1-tema-vosproizvoditelnaya-sistema-ryb-1 -differenciaciya-polov/

4. https://helpiks.org/3-94697.html

5.

http://ribovodstvo.com/books/item/f00/s00/z0000014/ st013.shtml

6. О.П Мельник, В.В. Костюк, П.Г. Шевченко Анатомия риб. Киев Центр учебной литера-туры,2008

7. https://helpiks.org/1-112919.html

ЖИВОТНЫЕ МОДЕЛИ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА

Потанина Д.В.,

Студентка медико-биологического факультета Воронежского государственного университета

Гуреев А.П.,

старший преподаватель кафедры генетики, цитологии и биоинженерии Воронежского государственного университета Попов В.Н.

ректор Воронежского государственного университета инженерных технологий ANIMAL MODELS OF ALZHEIMER'S DISEASE

Potanina D.,

Student of the Faculty of Medicine and Biology of Voronezh State University

Gureev A.,

senior lecturer of department genetics, cytology and bioengineering of Voronezh State University

Popov V.

rector of Voronezh State University of Engineering Technology

Аннотация

Болезнь Альцгеймера является прогрессирующим нейродегенеративным заболеванием. На начальной стадии заболевания проявляются малозаметные симптомы, например ухудшение памяти, однако без должного лечения болезнь прогрессирует, что может привести к летальному исходу. Современные методы терапии способны облегчить симптомы, но в целом они не способствуют остановке или замедлению развития заболевания. В настоящее время уже более 500 различных методов терапии достигло этапа клинических испытаний, но вопрос об их эффективности остается открытым. В данной статье описываются экспериментальные инъекционные, а также трансгенные модели болезни Альцгеймера, которые используются для изучения, развития и методов лечения данного заболевания.

Abstract

Alzheimer's disease is a progressive neurodegenerative disease. In its early stages, the disease shows subtle symptoms, such as memory impairment, but without proper treatment it progresses, which can be fatal. Current therapies have so far only slightly alleviated the symptoms, but have neither halted nor slowed down the progression of the disease. More than 500 different therapies have now reached the clinical trial stage, but the question of their effectiveness remains open. This article describes experimental injectable and transgenic models of Alzheimer's disease that are used to study, develop and treat this disease.

Ключевые слова: Болезнь Альцгеймера, инъекционные модели болезни Альцгеймера, трансгенные модели болезни Альцгеймера, трансгенные линии мышей.

Keywords: Alzheimer's disease, injection models of Alzheimer's disease, transgenic models of Alzheimer's disease, transgenic mouse strains.

Болезнь Альцгеймера - хроническое нейродеге-неративное заболевание с постоянным прогрессиро-ванием расстройств памяти и когнитивных функций, впервые описанное в 1907 году немецким психиатром Алоисом Альцгеймером. Как правило, болезнь начинается с малозаметных симптомов, но с течением времени прогрессирует. Основным симптомом на ранних стадиях является расстройство кратковременной памяти, например, неспособность, вспомнить недавно заученную информацию. С развитием болезни происходит потеря долговременной памяти, возникают нарушения речи и когнитивных функций, пациент теряет способность ориентироваться в пространстве и ухаживать за собой. Постепенная потеря функций организма ведёт к смерти. Согласно последним статистическим данным центров по контролю и профилактике заболеваний, в смертность при БА продолжает расти [6]. Таким образом, данное заболевание является серьезной социальной и медицинской проблемой, и разработка лекарственных препаратов для лечения БА являются одной из наиболее серьезных медицинских задач. Экспериментальные модели с использованием животных были первыми, применявшимися для исследования БА. Модели на животных делятся на 2 основные категории: модели, осуществляемые инъекционным методом и трансгенные модели - путем редактирования генома подопытных животных [1]. Ранее наиболее часто использовались такие нейротоксины, как возбуждающая аминокислота глутамат, токсин ЛР64Л, специфичный к холинергическим нейронам, антаго-ниты мускариновых рецепторов скополамин и атропин. Затем стали применяться нейротоксины, вызывающие локальные (как при БА) поражения в головном мозге: хинолиновая кислота (хроническое ее поступление в латеральные желудочки вызывает уменьшение холинацетилтрансферазной активности в коре и гиппокампе), иммунотоксин 192lgG-sapronin, селективно поражающий холинер-гические нейроны базального переднего мозга. Введение нейротоксинов, моделирующих дефицит холинергической синаптической передачи, вызывает схожие с БА нарушения памяти [2]. Наиболее распространенной является модель индукции нейродегенеративного процесса при введении бета-амилоидных фрагментов (Ар-фрагментов). Это общее название для нескольких пептидов, состоящих примерно из 40 аминокислотных остатков и образующихся из трансмембранного белка — предшественника бета-амилоида. Пептид Ар42 считается одним из основных факторов, провоцирующих болезнь Альцгеймера (как предполагают, Ар42 формирует сложный комплекс процессов на биохимическом и клеточном уровнях, которые способствуют приводят к нейродегенеративным изменениям в мозге) [5].

На данный момент существует 2 основных подхода к созданию трансгенных моделей БА. В первом случае, генетическая модификация осу-

ществляется «поверх» собственного генома организма, а именно, новые гены встраиваются в геном животного, и экспрессируются одновременно с собственными генами организма, являющимися гомологами введенных генов. Во втором случае нужный ген животного выборочно модифицируется, находясь в своем обычном локусе. В настоящее время известно более 170 линий трансгенных (у таких особей в генотипе имеются специально добавленные гены) и нокаутированных (у таких особей обычно некоторые гены отсутствуют) мышей [4]. На сегодняшний день разработаны модели БА, которые в основном сосредоточены на человеческих генных мутациях в участках APP (белок-предшественник амилоида), PSEN1 (пресенилин 1), MAPT (ассоциированный с микротрубочками белок тау), Trem2 (триггерный рецептор, экспрессируемый на миелоидных клетках 2), и APOE (аполипопротеин E), а также трансфекция фермента переработки амилоида, BACE1 (бета-секретаза 1).

Модель мышей 3xTg. Гены: APP, PSEN1, MAPT. Мутации: APP KM670 / 671NL, MAPT P301L, PSEN1 M146V. Модификация: APP: Transgenic; PSEN1. У этих мышей наблюдается патология как бляшек, так и клубочков. Отложение Ap прогрессирует, при этом внутриклеточная им-мунореактивность выявляется в некоторых областях мозга уже в возрасте трех-четырех месяцев. К четырем месяцам наблюдается когнитивное нарушение. Дефицит наблюдается как в пространственной, так и в контекстной парадигме. В возрасте 6,5 месяцев мыши 3xTg демонстрировали дефицит обучаемости и памяти в лабиринте Барнса.

Модель мышей 5xFAD (B6SJL). Гены: APP, PSEN1. Мутации: APP KM670 / 671NL, APP I716V (Флорида), APP V717I (Лондон), PSEN1 M146L (A> C), PSEN1 L286V. Модификация: APP: Transgenic; PSEN1: Transgenic. Они широко используются, повторяют многие фенотипы, связанные с БА, и имеют относительно раннее и агрессивное проявление. Амилоидная патология на этой линии развивается быстро. Амилоидные бляшки, сопровождающиеся глиозом, обнаруживаются у мышей в возрасте двух месяцев.

Модель мышей htau (human tau). Гены: MAPT, MAPT. Модификация: MAPT: Knock-Out; MAPT: Transgenic. Эта линия мышей была разработана для экспрессии только изоформ тау-белка человека. У этих мышей развивается возрастная патология тау-белка, включая его перераспределение в тела и дендриты клеток, накопление агрегированных парных спиральных нитей, потеря нейронов. На 12 месяц мышам сложно распознавать объекты и ориентироваться в пространстве, а также проходить водный тест Морриса [3].

Модель мышей APPSwe / PSEN1dE9. Гены: APP, PSEN1. Мутации: APP KM670 / 671NL, PSEN1: deltaE9. Модификация: APP: Transgenic; PSEN1: Transgenic. Эти трансгенные мыши были

созданы путем скрещивания мышей, экспрессиру-ющих мутантный ген APP, с мышами, экспрессиру-ющими мутантный ген PSEN1. Особи жизнеспособны и плодовиты. У этих особей наблюдается видимое отложение бляшек в возрасте шести месяцев с еще большей нагрузкой амилоида в 18 месяцев. Когнитивные нарушения (сложность в запоминании объектов, пространственная ориентация) возникают после отложения бляшек, причем явное отличие в поведении от других мышей наблюдается в возрасте 18 месяцев [3].

Модель мышей Tg2576. Гены: APP. Мутации: APP KM670 / 671NL. Модификация: APP: Transgenic. Модель Tg2576 - одна из наиболее хорошо охарактеризованных и широко используемых мышей модели БА. Она сверхэкспрессирует му-тантную форму APP гена (изоформа 695) со шведской мутацией (KM670 / 671NL), что приводит к повышенным уровням Лр и к образованию амилоидных бляшек. Мыши Tg2576 развиваются нормально, но проявляют возрастные когнитивные сложности. Исследования показали, что у мышей в возрасте менее шести месяцев наблюдались нарушения пространственного обучения, дефицит рабочей памяти и контекстуальный страх. Прогрессирующее ухудшение когнитивных процессов происходит в 12 месяцев. К 11-13 месяцам образуются многочисленные паренхиматозные бляшки Лр, однако нейрофибриллярных клубков не образуется.

Данная работа выполнена при поддержке стипендии Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам (Проект СП-2802.2021.4)

Список литературы

1. Chin J. Selecting a mouse model of Alzheimer's disease / Methods Mol. Biol. -2011. - Vol. 670. - P. 169-189.

2. Molecular and cellular mechanisms of sppo-radic Alzheimer's disease: Studies on Rodent Models in vivo / N.V. Gulyaeva [et al.] // Biochemistry. - 2017. -Vol.3. - P. 315-326.

3. Pica—a model of nausea? Species differences in response to cisplatin / Y.L. Liu [et al.] // Physiology & Behavior. - 2005. - Vol.3. - P.271-277.

4. Presenilin 1 transgene addition to amyloid precursor protein overexpressing transgenic rats increases amyloid beta 42 levels and results in loss of memory retention // C. Agca [et al.] // BMC Neuroscience. -2006, - Vol.1. - P.48.

5. The neurotoxicity of P-amyloid peptide toward rat brain is associated with enhanced oxidative stress, inflammation and apoptosis, all of which can be attenuated by scutellarin / L.L. Guo [et al.] // Exp Toxicol Pathol. - 2013. - V.5. - P.579-584.

6. The role of vascular factors in late-onset sporadic Alzheimer's disease. Genetic and molecular aspects. / A. Rocchi [et al.] // Current Alzheimer Research. - 2009. - Vol.6. - P. 224-37.

РОЛЬ ТИАЗИНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ В РЕГУЛЯЦИИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ

Самойлова Н.А.

студент кафедры генетики, цитологии и биоинженерии Воронежского государственного университета Гуреев А.П.

старший преподаватель кафедры генетики, цитологии и биоинженерии Воронежского государственного университета Попов В.Н.

ректор Воронежского государственного университета инженерных технологий

THE ROLE OF THIAZINE DYES IN THE REGULATION OF MITOCHONDRIAL FUNCTIONS

AND THEIR USE IN MEDICINE

Samoylova N.

student of department genetics, cytology and bioengineering of Voronezh State University

Gureev A.

senior lecturer of department genetics, cytology and bioengineering of Voronezh State University

Popov V.

rector of Voronezh State University of Engineering Technology

Аннотация

Известно, что окислительно-восстановительный краситель метиленовый синий способен накапливаться в митохондриях и оказывает благотворное влияние на лечение различных нейродегенеративных заболеваний. Считается, что данные эффекты соединения связаны с его воздействием на метаболизм митохондрий. Метиленовый синий способен функционировать как альтернативный переносчик электронов, который эффективно перемещает электроны между NADH и цитохромом с (cyt c). Происходит перенаправление переноса электронов при ингибировании, что приводит к поддержанию и стимулированию биоэнергетических процессов в митохондриях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.