СИНАПТОФИЗИН-ИММУНОПОЗИТИВНЫЕ ГРАНУЛЫ, АССОЦИИРОВАННЫЕ С АМИЛОИДНЫМИ БЛЯШКАМИ В СТРУКТУРАХ ГОЛОВНОГО МОЗГА У МЫШЕЙ ЛИНИИ 5xFAD

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Болезнь Альцгеймера (БА) является одной из наиболее распространенных форм деменции во всем мире. Ключевым гистопатологическим признаком при БА является внеклеточное отложение бета-амилоида в виде амилоидных бляшек. Несмотря на это, развитие когнитивных нарушений у пациентов с БА более тесно связано с гибелью синапсов. В связи с этим актуальным представляется изучение механизмов синаптической дисфункции и поиск способов ее коррекции при БА. Важным маркером синапсов является белок синаптофизин, локализующийся в мембранах пресинаптических везикул. Цель исследования — морфологическая оценка распределения белка синаптофизина в структурах головного мозга мышей трансгенной линии 5xFAD в присутствии амилоидных скоплений. В качестве объектов исследования использовали мышей трансгенной линии 5xFAD (n = 3). Для выявления синаптических терминалей и амилоидных скоплений в области коры и гиппокампальной формации проводили иммуногистохимическую реакцию на синаптофизин с дополнительной окраской альциановым синим. В области гиппокампальной формации и коры были обнаружены скопления интенсивно окрашенных синаптофизин-иммунопозитивных гранул локализованных вокруг тел амилоидных бляшек. По результатам морфометрического анализа было выявлено, что наиболее выраженный амилоидоз с аномальным распределением синаптофизин-иммунопозитивных структур наблюдался в субикулуме и СА1 области гиппокампа, а также во внутренних (ганглиозном и полиморфном) слоях коры. По результатам корреляционного и регрессионного анализа была выявлена положительная линейная зависимость между площадью синаптофизин-иммунопозитивных гранул и размером амилоидных бляшек в различных областях гиппокампальной формации и коры. Интенсивное накопление синаптофизин-иммунопозитивных гранул, локализованных вблизи амилоидных бляшек, свидетельствует о функциональной взаимосвязи между прогрессированием амилоидной патологии и синаптической дисфункцией.

Об авторах

А. Р Ильина

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии

Email: ilinaanastasiar@gmail.com
г. Санкт-Петербург

К. А Сагитдинова

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский государственный университет

г. Санкт-Петербург

О. В Шамова

Институт экспериментальной медицины

г. Санкт-Петербург

Д. Э Коржевский

Институт экспериментальной медицины

г. Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Terry RD (1991) Annals of Neurology. John Wiley & Sons Inc, United States.
  2. Utz J, Berner J, Muñoz LE, Oberstein TJ, Kornhuber J, Herrmann M, Maler JM, Spitzer P (2021) Cerebrospinal Fluid of Patients With Alzheimer's Disease Contains Increased Percentages of Synaptophysin-Bearing Microvesicles. Front Aging Neurosci 13: 682115. https://doi.org/10.3389/fnagi.2021.682115
  3. Research Models // ALZFORUM. https://www.alzforum.org/research-models. Accessed 7 Mar 2025.
  4. Sasmita AO, Ong EC, Nazarenko T, Mao S, Komarek L, Thalmann M, Hantakova V, Spieth L, Berghoff SA, Barr HJ Hingerl M, Börensen F, Hirrlinger J, Simons M, Stevens B, Depp C, Nave KA (2024) Parental origin of transgene modulates amyloid-β plaque burden in the 5xFAD mouse model of Alzheimer's disease. Neuron 113: 838–846. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.12.025
  5. Oakley H, Cole SL, Logan S, Maus E, Shao P, Craft J, Guillozet-Bongaarts A, Ohno M, Disterhoft J, Van Eldik L, Berry R, Vassar R (2006) Intraneuronal beta-amyloid aggregates, neurodegeneration, and neuron loss in transgenic mice with five familial Alzheimer's disease mutations: potential factors in amyloid plaque formation. J Neurosci 26: 10129–10140. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1202-06.2006
  6. Crouzin N (2013) Area-Specific Alterations of Synaptic Plasticity in the 5xFAD Mouse Model of Alzheimer's Disease: Dissociation between Somatosensory Cortex and Hippocampus. PLoS 8(9). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0074667
  7. Tiwari S, Atluri V, Kaushik A, Yndart A, Nair M (2019) Alzheimer's disease: pathogenesis, diagnostics, and therapeutics. Int J Nanomedicine 14: 5541–5554. https://doi.org/10.2147/IJN.S200490
  8. Kimura R, Ohno M (2009) Impairments in remote memory stabilization precede hippocampal synaptic and cognitive failures in 5xFAD Alzheimer mouse model. Neurobiol Dis 33: 229–235. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2008.10.006
  9. Xiao NA, Zhang J, Zhou M, Wei Z, Wu XL, Dai XM, Zhu YG, Chen XC (2015) Reduction of Glucose Metabolism in Olfactory Bulb is an Earlier Alzheimer's Disease-related Biomarker in 5xFAD Mice. Chin Med J (Engl) 128: 2220–2227. https://doi.org/10.4103/0366-6999.162507
  10. Фомичева ЕЕ, Шанин СН, Филатенкова ТА, Новикова НС, Дятлова АС, Ищенко АМ, Серебряная НБ (2022) Коррекция поведенческих нарушений и состояния микроглии рекомбинантным антагонистом рецептора IL-1 при экспериментальной черепно-мозговой травме. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 108: 1264–1278.
  11. Коржевский ДЭ, Кирик ОВ, Карпенко МН (2014) Теоретические основы и практическое применение методов иммуногистохимии: руководство. Спец-Лит СПб.
  12. Nosova O, Guselnikova V, Korzhevskii D (2023) The application of alcian blue to identify astrocyte-associated amyloid plaques by using fluorescence and confocal microscopy. J Neurosci Meth 387: 109797 https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2023.109797
  13. Schindelin J, Arganda-Carreras I, Frise E (2012) Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods 7: 676–682. https://doi.org/10.1038/nmeth.2019.
  14. Stephen TL, Tamagnini F, Piegsa J (2019) Imbalance in the response of pre- and post-synaptic components to amyloidopathy. Sci Rep 9: 14837. https://doi.org/10.1038/s41598-019-50781-1
  15. Kurucu H, Colom-Cadena M, Davies C, Wilkins L, King D, Rose J, Tzioras M, Tulloch J, Smith C, Spires-Jones TL (2022) Inhibitory synapse loss and accumulation of amyloid beta in inhibitory presynaptic terminals in Alzheimer's disease. Eur J Neurol 29: 1311–1323. https://doi.org/10.1111/ene.15043
  16. Koffie RM, Meyer-Luehmann M, Hashimoto T, Adams KW, Mielke ML, Garcia-Alloza M, Micheva KD, Smith SJ, Kim ML, Lee VM, Hyman BT, Spires-Jones TL (2009) Oligomeric amyloid β associates with postsynaptic densities and correlates with excitatory synapse loss near senile plaque. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106: 4012–4017. https://doi.org/10.1073/pnas.0811698106
  17. Бонь ЕИ, Зиматкин СМ (2018) Строение и развитие гиппокампа крысы. Журнал Гродненского государственного медицинского университета 16: 132–138.
  18. Sadleir KR, Kandalepa PC, Buggia-Prevot V (2016) Presynaptic dystrophic neurites surrounding amyloid plaques are sites of microtubule disruption, BACE1 elevation, and increased Aβ generation in Alzheimer's disease. Acta Neuropathol 132: 235–256. https://doi.org/10.1007/s00401-016-1558-9
  19. Гусельникова ВВ, Разенкова ВА, Фёдорова ЕА, Коржевский ДЭ (2024) Морфологические особенности синаптических структур, ассоциированных с амилоидными бляшками, в коре больших полушарий головного мозга человека. Морфология 162: 330–339.
  20. Santay A, Tomás-Roca L, Rodriguez JR (2020) Estimation of the number of synapses in the hippocampus and brain-wide by volume electron microscopy and genetic labeling. Sci Rep 10: 14014. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70859-5
  21. Harwell CS, Coleman MP (2016) Synaptophysin depletion and intraneuronal Aβ in organotypic hippocampal slice cultures from huAPP transgenic mice. Mol Neurodegeneration 11: 44. https://doi.org/10.1186/s13024-016-0110-7
  22. Tampellini D, Capetillo-Zarate E, Dumont M, Huang Z, Yu F, Lin MT, Gouras GK (2010) Effects of synaptic modulation on beta-amyloid, synaptophysin, and memory performance in Alzheimer's disease transgenic mice. J Neurosci 30: 14299–14304. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3383-10.2010

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).