Modulating effect of liposomal miR-101 on the processes of amyloidogenesis, smell, sleep and neuroinflammation in experimental Alzheimer's disease

The current therapy for Alzheimer's disease does not give patients a chance of recovery. Therefore, it is relevant to study the novel factors of influence, in particular microRNA, on the pathogenic mechanisms of amyloidosis. The aim of this work was to determine the effect of miR-101 on early predictors of amyloidosis in experimental Alzheimer's disease in animals. The study was carried out on 25 male rats of 14 months of age. A model of Alzheimer's disease was created by intrahippocampal administration of Aβ40 aggregates to animals. Ten days later, a 10-day course of nasal administration of miR-101 in liposomes was launched. The level of endogenous Aβ42 and cytokines (TNFα, IL-6 and IL-10) was determined in the supernatants of the nerve tissues of the target brain structures (hippocampus, olfactory bulbs, and olfactory tubercles). A neuroethological method of presenting smells of isovaleric acid and peanut butter was used to assess the olfactory system functional state in the experimental rats. In the course of polygraphic registration of the sleep-wakefulness cycle, the representation of wakefulness and individual sleep phases, as well as proportion of incomplete and complete sleep cycles were determined. It was shown that injection of Aβ40 aggregates into the hippocampus simulates an amyloidogenic state in the rat’s hippocampus and olfactory tubercles, but not in the olfactory bulbs. Moreover, a pro-inflammatory state was registered in the hippocampus of the animal brain (an increase in the concentration of pro-inflammatory cytokines TNFα and IL-6), while the cytokine level in the olfactory bulbs and tubercles did not change. When studying the functional state of olfactory analyzers in the rats with Alzheimer's disease, we revealed negative changes in behavioral response to the smell of isovaleric acid and peanut butter. In terms of somnograms, the Aβ40 toxicity caused reduction in the deep slow-wave sleep stage combined with deficiency of the paradoxical sleep phase, and predominance of incomplete sleep cycles. Nasal therapy with miR-101 in liposomes normalized the level of Aβ42 in the hippocampus and olfactory tubercles and decreased the level of proinflammatory cytokines in the hippocampus. MiR-101 prevented olfactory disfunctions in assessing smells of isovaleric acid and peanut butter, increased the ratio of deep slow-wave sleep and paradoxical sleep in the cycle structure and restored proportion of complete sleep cycles in animals. Thus, liposomal miR-101 has an anti-amyloidogenic and anti-inflammatory effect in rats with a model of Alzheimer's disease. It helps to restore the functional state of olfactory analyzer and optimize structural organization of the sleep-wakefulness cycle in sick animals

Нейрофізіологічні механізми формування нехімічної залежності самостимуляцією позитивно-емоціогенних зон мозку у щурів

The aim of our research was to study the limbic-neocortical mechanisms of addictive behaviour in rats formed throughthe arousal of intense emotions on the model of self-stimulation reaction of the brain. We carried out investigations by conducting a chronic experiment on 15 nonlinear laboratory male rats weighing 250 to 320 grams, at the ages of 5 to 6 months. As a model of receiving positive emotions we used the behaviour of animals held in a Skinner box which was formed through self stimulation of the positive emotional zones of the posterior ventrolateral hypothalamus. We registered the frequency of self-stimulation reactions of the ventrolateral hypothalamus daily for 4 days and on the 7th day after its ccessation (state of deprivation). We performed visual and spectral analysis of the electrical activity of the brain using "Neuron-spektr.net" software. We assessed the absolute spectral density of the power of rhythm signals of the following frequency bands: delta (0.5–4.0 Hz), theta (4.0–7.0 Hz), alpha (8.0–12.0 Hz) and low frequency beta (14.0–20.0 Hz). The formation of behaviour dependent on receiving intense emotions as a result of self-stimulation of the positive zones of the ventrolateral hypothalamus is caused by the initial high level of need for positive emotional reinforcement and further growth in the implementation of desire and is associated with activation of emotional memory mechanisms, changes in electrogenesis in the hippocampus and the reticular formation in the form of decrease in the spectral power of rhythms of alpha and beta bands and increased spectral power of biopotentials of the delta range in the hippocampus and theta range in the reticular formation with severe manifestations of seizure and paroxysmal activity components and increased activity of the sympatho-adrenal system. The syndrome of withdrawal fromthe receiving of positive emotions in some rats with implementation of a programme of a phobic character with an increase in beta rhythms in all thestudied structures, and among other rats with implementation of a programme of an aggressive character, which was characterized by increased electrical seizure activity in the hippocampus, is caused by oppression of electrogenesis in the hypothalmus and replacement of slow wave activity in the reticular formation at high frequency rhythms in the alpha-theta range. Вивчено вплив лімбіко-неокортикальних механізмів залежної поведінки від отримання інтенсивних емоцій у щурів на моделі реакції самостимуляціі мозку. Формування поведінки, залежної від отримання інтенсивних емоцій внаслідок самостимуляції позитивних зон заднього вентролатерального гіпоталамуса, зумовлене початково високим рівнем потреби в отриманні позитивного емоційного підкріплення та її подальшим зростанням у процесі реалізації потягу. У стані залежності виявлено активацію механізмів емоційної пам’яті, зміни електрогенезу в гіпокампі та ретикулярній формації з вираженими проявами компонентів судомної та пароксизмальної активності, підвищення активності симпатоадреналової системи. Стан відміни отримання позитивних емоцій зумовлений в одних щурів із реалізацією програми фобічної спрямованості з наростанням бета-ритму в усіх досліджуваних структурах лімбіко-неокортикальної системи мозку, а в інших щурів – агресивною спрямованістю, яка характеризувалася посиленням судомної електричної активності в гіпокампі, пригніченням електрогенезу в гіпоталамусі та заміною повільнохвильової активності в ретикулярній формації стовбура мозку на високочастотні ритми в діапазоні альфа – тета. Вивчено вплив лімбіко-неокортикальних механізмів залежної поведінки від отримання інтенсивних емоцій у щурів на моделі реакції самостимуляціі мозку. Формування поведінки, залежної від отримання інтенсивних емоцій внаслідок самостимуляції позитивних зон заднього вентролатерального гіпоталамуса, зумовлене початково високим рівнем потреби в отриманні позитивного емоційного підкріплення та її подальшим зростанням у процесі реалізації потягу. У стані залежності виявлено активацію механізмів емоційної пам’яті, зміни електрогенезу в гіпокампі та ретикулярній формації з вираженими проявами компонентів судомної та пароксизмальної активності, підвищення активності симпатоадреналової системи. Стан відміни отримання позитивних емоцій зумовлений в одних щурів із реалізацією програми фобічної спрямованості з наростанням бета-ритму в усіх досліджуваних структурах лімбіко-неокортикальної системи мозку, а в інших щурів – агресивною спрямованістю, яка характеризувалася посиленням судомної електричної активності в гіпокампі, пригніченням електрогенезу в гіпоталамусі та заміною повільнохвильової активності в ретикулярній формації стовбура мозку на високочастотні ритми в діапазоні альфа – тета.

Magnetotransport Characterization of HgCdTe Solid Solutions Structural Quality

It has been demonstrated that variable-magnetic-field Hall measurements for n-Hg$\text{}_{1-x}$Cd$\text{}_{x}$Te samples in the extrinsic and intrinsic conductivity regions permit to identify and to evaluate semiqualitatively electrical activity of extended defects in this material

Influence of long-term defect diffusion on HgCdTe electronic structure

The long-term diffusion processes of defects in HgxCd$_{1-x}$Te mixed crystals were investigated. Measurements of reflectivity and surface characterisation by means of scanning electron microscopy (SEM) were performed for samples with x = 0.4 and x = 0.62. The experiments were repeated after wet chemical etching. Optical results were compared with the reflectivity spectra obtained 20 years ago using the same samples of investigated material. We discuss the observed large changes in the optical spectra on the basis of comparative analysis and SEM results

Substrate-Induced Strain in Epitaxial Lead Chalcogenides by Galvanomagnetic Effect Rotational Dependence

On the example of the PbTe and Pb$\text{}_{0.77}$Sn$\text{}_{0.23}$Te on BaF$\text{}_{2}$ the possibility of using the weak magnetic field resistance technique for the evaluation of mismatch-thermally induced strains in semiconductors with multivalley band structure is discussed