Кукла Мария Владимировна – аспирант, лаборант-исследователь, лаборатория нейробиологии и тканевой инженерии, Институт мозга,
125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80
80, Volokolamskoye Highway, Moscow, 125367
Аверчук Антон Сергеевич – канд. биол. наук, доцент, ст. науч. сотрудник, лаборатория нейробиологии и тканевой инженерии, Институт мозга,
125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80
80, Volokolamskoye Highway, Moscow, 125367
Ставровская Алла Вадимовна – канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник, лаборатория экспериментальной патологии нервной системы и нейрофармакологии, Институт мозга,
125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80
80, Volokolamskoye Highway, Moscow, 125367
Розанова Наталья Александровна – аспирант, лаборант-исследователь, лаборатория нейробиологии и тканевой инженерии, Институт мозга,
125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80
80, Volokolamskoye Highway, Moscow, 125367
Бердников Арсений Константинович – аспирант, лаборант-исследователь, лаборатория нейробиологии и тканевой инженерии, Институт мозга,
125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80
80, Volokolamskoye Highway, Moscow, 125367
Колотьева Наталия Александровна – д-р мед. наук, доцент, ст. науч. сотрудник, лаборатория нейробиологии и тканевой инженерии, Институт мозга,
125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80
80, Volokolamskoye Highway, Moscow, 125367
Салмина Алла Борисовна – д-р мед. наук, профессор, зав. лабораторией нейробиологии и тканевой инженерии, Институт мозга,
125367, г. Москва, Волоколамское шоссе, 80
80, Volokolamskoye Highway, Moscow, 125367
Цель: оценить экспрессию VEGFR1 и VEGFR2 и зрелость клеток эндотелия в нейрогенных нишах при экспериментальной болезни Альцгеймера (БА).
Материалы и методы. Исследование проведено на самцах мышей линии C57BL/6 в возрасте 6 мес. Экспериментальной группе (n = 15) вводили 2 мкл 1 мМ раствора Aβ25-35 в поле СА1 гиппокампа, контрольной группе (n = 15) – физиологический раствор. Пластичность мозга оценивали на 10-е, 17- и 38-е сут после операции с использованием теста условной реакции пассивного избегания. Экспрессию маркеров (VEGFR1, VEGFR2, CLDN5) исследовали методом иммуногистохимии с помощью системы визуализации Image ExFluorer.
Результаты. У животных контрольной группы когнитивный тренинг стимулирует процессы неоангиогенеза в нейрогенных нишах головного мозга, что сопровождается формированием микрососудов со зрелым эндотелием. У животных с экспериментальной моделью БА регистрируется раннее и выраженное увеличение экспрессии VEGFR1 к 7-м сут после когнитивной нагрузки, сопровождаемое нарушением барьерогенеза и высоким уровнем экспрессии VEGFR2 к 28-м сут после когнитивной нагрузки. Эти изменения сопряжены с формированием мелких сосудов с недостаточной структурной компетентностью клеток эндотелия.
Заключение. Неоангиогенез в нейрогенных нишах животных с экспериментальной моделью БА характеризуется несостоятельностью механизмов регуляции субпопуляционного состава клеток эндотелия, нарушением стабилизации эндотелиального слоя и снижением скорости созревания клеток эндотелия во вновь образованных микрососудах к периоду манифестации когнитивного дефицита, что может способствовать нарушению микроциркуляции и нейрогенеза в нейрогенных нишах, а также развитию патологической проницаемости и нейровоспаления. В целом нарушение процессов неоангиогенеза в нейрогенных нишах, регистрируемое при когнитивной нагрузке животных с моделью БА, свидетельствует о возможном вкладе этого механизма в развитие аберрантной пластичности головного мозга.
Aim. To evaluate the expression of VEGFR1 and VEGFR2 and the maturity of endothelial cells in neurogenic niches in the model of Alzheimer’s disease.
Materials and methods. The study was carried out on 6-month-old male C57BL/6 mice. The experimental group (n = 15) received 2 µl of 1 mM Aβ25-35 solution in the CA1 hippocampal region, while the control group (n = 15) received normal saline. Brain plasticity was assessed at day 10, 17, and 38 after surgery by the passive avoidance test. The expression of VEGFR1, VEGFR2, and CLDN5 was assessed by immunohistochemistry and the Image ExFluorer imaging system.
Results. In the control group, cognitive training stimulated angiogenesis in the neurogenic niches of the brain, which was accompanied by the formation of microvasculature with fully mature endothelium. In the experimental group, an early and pronounced increase in the VEGFR1 expression was observed by day 7 after cognitive training, which was followed by impaired barrier formation and high VEGFR2 expression by day 28 after cognitive training. These changes were associated with the formation of small vessels with structural incompetence of endothelial cells.
Conclusion. Angiogenesis in neurogenic niches of the animals with the model of Alzheimer’s disease is characterized by incompetent mechanisms regulating the subpopulation composition of endothelial cells, impaired stabilization of the endothelial layer, and a decrease in the maturation rate of endothelial cells in newly formed microvessels by the time of cognitive deficit manifestation. This may contribute to microcirculatory dysfunction and impaired neurogenesis in neurogenic niches as well as to the development of pathological permeability and neuroinflammation. On the whole, the disruption of angiogenesis in neurogenic niches observed in the animal model of Alzheimer’s disease suggests a potential contribution of this mechanism to the development of aberrant brain plasticity.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.