Изучение нейропротективных свойств пептидного агониста гетерорецептора EPOR/CD131 при моделировании таупротеинпатии

Авторы

  • Юлия В. Степенко Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-7414-7326
  • Вероника С. Шмигерова Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0003-2941-0241
  • Дарья А. Костина Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-4505-3988
  • Олеся В. Щеблыкина Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0003-0346-9835
  • Нина И. Жернакова Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0001-7648-0774
  • Алексей В. Солин Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-6277-3506
  • Наталья В. Королева Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0009-0006-3660-3438
  • Вера А. Марковская Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0003-4410-9318
  • Оьга В. Дудникова Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0009-0005-8949-5058
  • Антон А. Болгов Белгородский государственный национальный исследовательский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0001-9708-8181

DOI:

https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.10.492

Аннотация

Введение. Таупротеинпатия – патология, связанная с активацией посттранляционных модификаций и за счет взаимодействия патофизиологических каскадов нейровоспаления с гиперфосфорилированием агрегантов Тау. Поэтому отдают предпочтения агентам, у которых есть свойства снижать или замедлять процессы нейровоспаления и посттрансляционные модификации в головном мозге.

Материалы и методы: исследование проведено на самцах и самках гомозиготных особей трансгенной линии мышей с гиперэкспрессией мутантного гена Тау человека (P301S) и фоновой дикой линии мышей C57Bl/6J. Для оценки прогрессирования таупротеинпатии применялись поведенческие тесты в двух контрольно-временных точках и на последней измерялся уровень маркеров нейровоспаления и таупротеинпатии.

Результаты и их обсуждение: в группе мышей P301S с лечением при помощи ARA-290 продемонстрировала улучшение фенотипической картины таупротеинпатии по сравнению с интактными животными. В тесте круговой лабиринт Барнса у мышей зарегистрировали снижение общего расстояния пройденной дистанции и латентного времени нахождения на платформе, что говорит о быстром заходе в «убежище». В тесте О-образный лабиринт группа сохранила достаточно высокий уровень спонтанного исследовательского поведения. В тесте вертикальный стержень, у животных зарегистрированы лучшие показатели времени, которые им требовались для поворота и для удержания равновесия относительно интактной группы. Статистически значимое снижение уровня GSK-3β и увеличение CDK5 и PP2A, что говорит о дефосфорилирующем действии на белок Тау, а также маркеры нейровоспаления (NF-KB и TNF-α), которые были значительно снижены на 57% и 32% соответственно по сравнению с интактной группой соответственно.

Заключение: пептидный агонист гетерорецептора EPOR/CD131 на модели трансгенной линии мышей P301S с гиперэкспрессией мутантного гена Тау человека обладает нейропротективными свойствами, что подтверждается в показателях поведенческих реакций и в определении маркеров нейровоспаления и таупротеинпатии.

Графическая аннотация

Ключевые слова:

таупротеинпатия, нейровоспаление, посттрансляционные модификации, лобно-височная деменция, паркинсонизм

Библиографические ссылки

Al-Onaizi MA, Thériault P, Lecordier S, Prefontaine P, Rivest S, ElAli A (2022) Early monocyte modulation by the non-erythropoietic peptide ARA 290 decelerates AD-like pathology progression. Brain Behavior Immunity 99: 363–382. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2021.07.016 [PuMed]

Antsiferov OV, Cherevatenko RF, Korokin MV, Gureev VV, Gureeva AV, Zatolokina MA, Avdeyeva EV, Zhilinkova LA, Kolesnik IM (2021) A new EPOR/CD131 heteroreceptor agonist EP-11-1: a neuroprotective effect in experimental traumatic brain injury. Research Results in Pharmacology7(4): 1–9. https://doi.org/10.3897/rrpharmacology.7.75301

Belyaeva VS, Stepenko YV, Lyubimov II, Kulikov AL, Tietze AA, Kochkarova IS, Martynova OV, Pokopeyko ON, Krupen’kina LA, Nagikh AS, Pokrovskiy VM, Patrakhanov EA, Belashova AV, Lebedev PR, Gureeva AV (2020) Non-hematopoietic erythropoietin-derived peptides for atheroprotection and treatment of cardiovascular diseases. Research Results in Pharmacology 6(3): 75–86. https://doi.org/10.3897/rrpharmacology.6.58891

Dinda B, Dinda M, Kulsi G, Chakraborty A, Dinda S (2019) Therapeutic potentials of plant iridoids in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases: A review. European Journal of Medicinal Chemistry 169: 185–199. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2019.03.009 [PubMed]

El-Ganainy SO, Soliman OA, Ghazy AA, Allam M, Elbahnasi AI, Mansour AM, Gowayed MA (2022) Intranasal Oxytocin attenuates cognitive impairment, β-amyloid burden and Tau deposition in female rats with Alzheimer's disease: interplay of ERK1/2/GSK3β/Caspase-3. Neurochemical Research 47(8): 2345–2356. https://doi.org/10.1007/s11064-022-03624-x[PubMed] [PMC]

Ivanov IM, Nikiforov AS, Vengerovich NG, Perelygin VV, Proshina YuA (2020) Pathogenetic rationale for the use of modified forms and peptide analogues of erythropoietin as cytoprotectors. Pharmacy Formulas [Formuly Farmacii] 2(1): 70–81. https://doi.org/10.17816/phf21382 [in Russian]

Larson T, Khandelwal V, Weber MA, Leidinger MR, Meyerholz DK, Narayanan NS, Zhang Q (2022) Mice expressing P301S mutant human tau have deficits in interval timing. Behavioural Brain Research 432: 113967. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2022.113967[PubMed] [PMC]

Lecordier S, Pons V, Rivest S, Еlali A (2021) Multifocal cerebral microinfarcts modulate early Alzheimer’s disease pathology in a sex-dependent manner.Frontiers in Immunology 12: 813536. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.813536 [PubMed] [PMC]

Limorenko G, Hilal A (2021) Neurobiology of disease review to target Tau pathologies, we must embrace and reconstruct their complexities. Neurobiology of Disease 161: 1–22. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2021.105536 [PubMed]

Mahady LJ, Perez SE, Malek-Ahmadi M, Mufson EJ (2023) Oligomeric, phosphorylated, and truncated tau and spliceosome pathology within the entorhinal-hippocampal connectome across stages of Alzheimer’s disease.Journal of Comparative Neurology 531(18): 2080–2108. https://doi.org /10.1002/cne.25466 [PubMed]

Meyer JH, Cervenka S, Kim MJ, Kreisl WC, Henter ID, Innis RB (2020) Neuroinflammation in psychiatric disorders: PET imaging and promising new targets.Lancet Psychiatry 7(12): 1064–1074. https://doi.org/10.1016/S2215-0366(20)30255-8 [PubMed] [PMC]

O'Leary OE, Canning P, Reid E, Bertelli PM, McKeown S, Brines M, Cerami A, Du X, Xu H, Chen M, Dutton L, Brazil DP, Medina RJ, Stitt AW (2019) The vasoreparative potential of endothelial colony-forming cells in the ischemic retina is enhanced by cibinetide, a non-hematopoietic erythropoietin mimetic. Experimental Eye Research 182: 144–155. https://doi.org/10.1016/j.exer.2019.03.001 [PubMed]

Pinto L, Macedo J, Araújo B, Anjo S, Silveira-Rosa T, Patrício P, Teixeira F, Manadas B, Rodrigues AJ, Lepore A, Salgado A, Gomes E (2023) Glial-restricted precursors stimulate endogenous cytogenesis and effectively recover emotional deficits in a model of cytogenesis ablation.Research Square31:3.rs-2747462.https://doi.org/10.1038/s41380-024-02490-z [PubMed] [PMC]

Vogels T, Murgoci AN, Hromádka T (2019) Intersection of pathological tau and microglia at the synapse. Acta Neuropathologica Communications 7(1): 109. https://doi.org/10.1186/s40478-019-0754-y [PubMed] [PMC]

Wu A, Zhang J (2023) Neuroinflammation, memory, and depression: new approaches to hippocampal neurogenesis.Journal of Neuroinflammation 20(1): 283. https://doi.org/10.1186/s12974-023-02964-x [PubMed] [PMC]

Xu G, Zou T, Deng L, Yang G, Guo T, Wang Y, Niu C, Cheng Q, Yang X, Dong J, Zhang J (2022)Nonerythropoietic erythropoietin mimetic peptide ara290 ameliorates chronic stress-induced depression-like behavior and inflammation in mice.Frontiers in Pharmacology 13: 896601. https://doi.org/10.3389/fphar.2022.896601 [PubMed] [PMC]

Вклад авторов

Юлия В. Степенко, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Assistant of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: stepenko@bsu.edu.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-7414-7326. The author took part in the design of the study, in conducting experimental work and analyzing the material.

Вероника С. Шмигерова, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Assistant Professor of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: nika.beliaeva@yandex.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-2941-0241. The author analyzed the results and edited the text of the article.

Дарья А. Костина, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: daria-f13@mail.ru; ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0002-4505-3988. The author edited the text of the article.

Олеся В. Щеблыкина, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: sheolvi31@gmail.com; ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-0346-9835. The author edited the text of the article

Нина И. Жернакова, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Doctor Habil. of Medicine, Full Professor, Deputy Director of the Medical Institute for Research, Belgorod State National Research University, Russia, Belgorod; e-mail: zhernakova@bsu.edu.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-7648-0774. The author analyzed the results and edited the text of the article.

Алексей В. Солин, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Doctor Habil. of Medical Sciences, Full Professor of the Department of Human Anatomy and Histology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: solin@bsu.edu.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-6277-3506. The author took part in the experimental work.

Наталья В. Королева, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Research Associate of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: nkoroleva@gmail.com; ORCID ID https://orcid.org/0009-0006-3660-3438. The author edited the text of the article.

Вера А. Марковская, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

PhD in Biology, Head of the Department of Pathology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: markovskaya@bsu.edu.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-4410-9318. The author analyzed the results and edited the text of the article.

Оьга В. Дудникова, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Forensic medical expert, Belgorod Bureau of Forensic Medicine, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: Olenka_normanskikh@mail.ru; ORCID ID https://orcid.org/0009-0005-8949-5058. The author analyzed the results and edited the text of the article.

Антон А. Болгов, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Post-graduate student, Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia; e-mail: toxabolgovv@mail.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-9708-8181. The author participated in the review and analysis of literary sources.

Загрузки

Опубликован

17.06.2024

Как цитировать

Stepenko YV, Shmigerova VS, Kostina DA, Shcheblykina OV, Zhernakova NI, Solin AV, Koroleva NV, Markovskaya VA, Dudnikova OV, Bolgov AA (2024) Study of the neuroprotective properties of the heteroreceptor EPOR/CD131 agonist of peptide structure in tau-proteinopathy modeling. Research Results in Pharmacology 10(2): 41–47. https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.10.492

Выпуск

Том 10 № 2 (2024)

Раздел

Экспериментальная фармакология

Лицензия

Copyright (c) 2024 Yulia V. Stepenko, Veronika S. Shmigerova, Darya A. Kostina, Olesya V. Shcheblykina, Nina I. Zhernakova, Alexey V. Solin, Natalia V. Koroleva, Vera A. Markovskaya, Olga V. Dudnikova, Anton A. Bolgov

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)