The alterations of Neuroinflammation expression in streptozotocin induced Alzheimers model in rats with muscimol

Abstract

Alcheimera slimība ir biežākā neirodeģeneratīvā slimība mūsdienu sabiedrībā, ar tendenci slimnieku skaitam ar katru gadu pieaugt. Sarežģītās diagnostikas un neefektīvās farmakoloģiskās terapijas dēļ, šo slimību ir grūti kontrolēt. Pētnieki nodarbojas ar Alcheimera slimības pirms-demences diagnostikas metožu un veiksmīgas farmakoloģiskās terapijas atklāšanu. Balstoties uz iepriekš veiktiem pētījumiem par GABAA agonista muscimola (0,01 un 0,05 mg/kg) spēju samazināt neiroiekaisumu, streptozocīna (STZ) izraisītā Alcheimera slimības modelī žurkām [Mareš P., et al. 2014], [Ding Y., et al. 2015], šajā pētījumā tika apskatīta un analizēta neiroiekaisuma biomarķieru ekspresija post mortem žurku smadzenēs. Darba mērķis bija noteikt muscimola ļoti mazo devu (0,01 un 0,05 mg/kg) efektu uz iekaisuma marķieriem: astroglijas specifisku (glial fibrillary acid protein, GFAP), mikroglijas specifisku (ionized calcium binding adaptor molecule 1, Iba-1) un dopamīnerģiskās sistēmas specifisku tirozīna hidroksilāzes (TH) ekspresiju smadzeņu struktūrās garozā un hipokampā Alcheimera slimības modelī žurkām, kas radīts ar toksīnu streptozocīnu. Divas nedēļas pēc STZ vai mākslīgā cerebrospinālā šķidruma (aCSF) i.c.v. ievadīšanas, pieaugušiem dzīvniekiem tika veikts Morisa ūdens labirinta tests (Morris water maze), lai pārbaudītu telpisko atmiņu un uzvedību stresa apstākļos. Pēc tam tika ievāktas dzīvnieku smadzenes un, izmantojot imunohistoķīmijas analīzi, pētītas minēto marķieru ekspresijas izmaiņas dažādos smadzeņu reģionos. Rezultāti uzrādīja GFAP ekspresijas palielinājumu STZ grupā salīdzimājumā ar kontroli. SAL+aCSF un muscimola abās devās redzams samazinājums GFAP ekspresijā salīdzinājumā ar STZ grupu. Iba-1 marķiera ekspresijai bija tendence samazināties M0,05-STZ grupā gan garozā, gan hipokampā, un TH marķiera ekspresijas izmaiņas tika novērotas garozā M0,01-STZ grupā. Muscimolam piemīt spēja mazināt iekaisumu, ko izraisījis streptozocīns un ir nepieciešami tālāki pētījumi, lai noskaidrotu darbības mehānismu.Alzheimer’s disease is the most common neurodegenerative disorder in modern society, and the number of patients tends to increase every year. It is difficult to control the disease because of complicated diagnostics and ineffective pharmacological therapy. Scientists are working on finding diagnostic techniques for Alzheimer’s disease at pre-dementia stage and effective pharmacological therapy. Based on the previous studies about the low doses of GABAA agonist muscimol’s ability (0.01 and 0.05 mg/kg) to reduce neuroinflammation in a streptozocin (STZ) induced rat model of Alzheimer’s disease [Mares P., et al. 2014], [Ding Y., et al. 2015], the expression of the neuroinflammatory biomarkers was investigated and analyzed in post mortem rat brain. The goal of the MA thesis was to determine the effect of muscimol in low doses (0.01 and 0.05 mg/kg) on the particular neuroinflammatory biomarkers: astroglial-specific (glial fibrillary acid protein, GFAP), microglial-specific (ionized calcium binding adaptor molecule 1, Iba-1), and the specific expression of dopaminergic system’s tyrosine hydroxylase (TH) in the cerebral cortex and hippocampus of the streptozocin (STZ) induced rat model of Alzheimer’s disease. Two weeks after the i.c.v. injection of STZ or artificial cerebrospinal fluid (aCSF), the Morris Water Maze test was used with adult animals to examine their spatial memory and behaviour under stressful conditions. Afterwards the animal brains were collected, and the expression changes of the particular markers in different brain regions were examined. Results showed an increase in GFAP expression in the STZ group, compared to the control group. Both SAL-aCSF and muscimol doses show a decrease in GFAP expression, compared to the STZ group. Iba-1 marker expression showed a tendency to decrease in the M0.05-STZ group, both in the cortex and the hippocampus, and TH marker expression changes were observed only in the cortex, in the M0.01-STZ group. Muscimol shows the ability to decrease STZ induced neuroinflammation and further research is needed to determine the mechanism of action