Біомаркери системного запалення щурів із 6-OHDA- та ЛПС-індукованою хворобою Паркінсона
Ж. Олійник*, M. Рудик, В. Святецька, T. Довбинчук, Г. Толстановa, Л. Сківка
ННЦ “Інститут біології та медицини”, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
*e-mail: ojankin@yahoo.com
Отримано: 14 грудня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
На моделях хвороби Паркінсона (ХП), індукованих 6-гідроксидофаміном (6-OHDA) та ліпополісахаридом (ЛПС) досліджували гематологічні та імунологічні маркери системного запалення. Експерименти проводили на щурах лінії Вістар. Розвиток ХП констатували за результатами поведінкового тестування та імуногістохімічного виявлення втрати дофамінергічних нейронів. Досліджували гематологічні показники (повний аналіз крові та диференційну кількість лейкоцитів (ДКЛ)). Імунологічні показники включали фенотипові (CD206 і CD80/86) та метаболічні (киснезалежний метаболізм і фагоцитарна активність) характеристики циркулювальних моноцитів і гранулоцитів, а також рівні С-реактивного протеїну в плазмі крові. Показано, що у щурів із захворюванням Паркінсона, індукованого ЛПС, спостерігається нейтрофілія: у 1,9 раза збільшувалося співвідношення нейтрофілів до лімфоцитів, у 3 рази – співвідношення тромбоцитів до лімфоцитів та в 3 рази збільшувався індекс системного імунного запалення порівняно. Функціональний профіль циркулювальних фагоцитів у ЛП-індукованих щурів мав прозапальні і метаболічні зрушення. Так, у 5 разів були збільшені показники кисне залежного метаболізму та посилена експресія CD80/86 у поєднанні зі зниженням фагоцитарної активності та експресії CD206. У 6-OHDA-індукованих щурів були знижені показники ДКЛ порівняно з інтактними та хибно-оперованими тваринами. Функціональний профіль циркулювальних фагоцитів у цій моделі характеризувався протизапальним зсувом. Одержані результати продемонстрували, що ХП, стереотаксичним введенням ЛПС, є адекватною моделлю для вивчення системного запалення у щурів.
Ключові слова: 6-OHDA, ліпополісахарид, лейкоцитарна формула, периферичні фагоцити, реактивні форми кисню, системне запалення, фагоцитарна активність, фенотипові маркери фагоцитів, хвороба Паркінсона
Посилання:
- MacMahon Copas AN, McComish SF, Fletcher JM, Caldwell MA. The Pathogenesis of Parkinson’s Disease: A Complex Interplay Between Astrocytes, Microglia, and T Lymphocytes? Front Neurol. 2021;12:666737. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Béjot Y, Yaffe K. Ageing Population: A Neurological Challenge. Neuroepidemiology. 2019;52(1-2):76-77. PubMed, CrossRef
- Mishra A, Bandopadhyay R, Singh PK, Mishra PS, Sharma N, Khurana N. Neuroinflammation in neurological disorders: pharmacotherapeutic targets from bench to bedside. Metab Brain Dis. 2021;36(7):1591-1626. PubMed, CrossRef
- Süβ P, Lana AJ, Schlachetzki JCM. Chronic peripheral inflammation: a possible contributor to neurodegenerative diseases. Neural Regen Res. 2021;16(9):1711-1714. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Sadek HL, Almohari SF, Renno WM. The Inflammatory Cytokines in the Pathogenesis of Parkinson’s Disease. J Alzheimers Dis Parkinsonism. 2014; 4:148. CrossRef
- Wu Y, Hu Y, Wang B, Li S, Ma C, Liu X, Moynagh PN, Zhou J, Yang S. Dopamine Uses the DRD5-ARRB2-PP2A Signaling Axis to Block the TRAF6-Mediated NF-κB Pathway and Suppress Systemic Inflammation. Mol Cell. 2020;78(1):42-56.e6. PubMed, CrossRef
- Beers DR, Zhao W, Neal DW, Thonhoff JR, Thome AD, Faridar A, Wen S, Wang J, Appel SH. Elevated acute phase proteins reflect peripheral inflammation and disease severity in patients with amyotrophic lateral sclerosis. Sci Rep. 2020;10(1):15295. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Ferrari CC, Tarelli R. Parkinson’s disease and systemic inflammation. Parkinsons Dis. 2011;2011:436813. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Pajares M , Rojo AI, Manda G, Boscá L, Cuadrado A. Inflammation in Parkinson’s Disease: Mechanisms and Therapeutic Implications. Cells. 2020;9(7):1687. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Ortiz GG, González-Usigli H, Pacheco-Moisés FP, Mireles-Ramírez MA. Physiology and Pathology of Neuroimmunology: Role of Inflammation in Parkinson’s Disease. In book: Physiology and Pathology of Immunology. Edition 1. In Tech Open. 2017; 173-197.
- Potashkin JA, Blume SR, Runkle NK. Limitations of animal models of Parkinson’s disease. Parkinsons Dis. 2010;2011:658083. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Stefani A, Cerroni R, Pierantozzi M, D’Angelo V, Grandi L, Spanetta M, Galati S. Deep brain stimulation in Parkinson’s disease patients and routine 6-OHDA rodent models: Synergies and pitfalls. Eur J Neurosci. 2021;53(7):2322-2343. PubMed, CrossRef
- Deng I, Corrigan F, Zhai G, Zhou XF, Bobrovskaya L. Lipopolysaccharide animal models of Parkinson’s disease: Recent progress and relevance to clinical disease. Brain Behav Immun Health. 2020;4:100060. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Pott Godoy MC, Tarelli R, Ferrari CC, Sarchi MI, Pitossi FJ. Central and systemic IL-1 exacerbates neurodegeneration and motor symptoms in a model of Parkinson’s disease. Brain. 2008;131(Pt 7):1880-1894. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Talanov SA, Oleshko NN, Tkachenko MN, Sagach VF. Pharmacoprotective influences on different links of the mechanism underlying 6-hydroxydopamine-induced degeneration of nigro-striatal dopaminergic neurons. Neurophysiology. 2006;38(2):128-133. CrossRef
- Paxinos G, Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. 6th Edition, San Diego: Academic Press, 2007; 456 р.
- Hoban DB, Connaughton E, Connaughton C, Hogan G, Thornton C, Mulcahy P, Moloney TC, Dowd E. Further characterisation of the LPS model of Parkinson’s disease: a comparison of intra-nigral and intra-striatal lipopolysaccharide administration on motor function, microgliosis and nigrostriatal neurodegeneration in the rat. Brain Behav Immun. 2013;27(1):91-100. PubMed, CrossRef
- Leite-Almeida H, Almeida-Torres L, Mesquita AR, Pertovaara A, Sousa N, Cerqueira JJ, Almeida A. The impact of age on emotional and cognitive behaviours triggered by experimental neuropathy in rats. Pain. 2009;144(1-2):57-65. PubMed, CrossRef
- Iancu R, Mohapel P, Brundin P, Paul G. Behavioral characterization of a unilateral 6-OHDA-lesion model of Parkinson’s disease in mice. Behav Brain Res. 2005;162(1):1-10. PubMed, CrossRef
- Walsh S, Finn DP, Dowd E. Time-course of nigrostriatal neurodegeneration and neuroinflammation in the 6-hydroxydopamine-induced axonal and terminal lesion models of Parkinson’s disease in the rat. Neuroscience. 2011;175:251-261. PubMed, CrossRef
- Pauletti G, Dandekar S, Rong H, Ramos L, Peng H, Seshadri R, Slamon DJ. Assessment of methods for tissue-based detection of the HER-2/neu alteration in human breast cancer: a direct comparison of fluorescence in situ hybridization and immunohistochemistry. J Clin Oncol. 2000;18(21):3651-3664. PubMed, CrossRef
- Erdogan T. Role of systemic immune-inflammation index in asthma and NSAID-exacerbated respiratory disease. Clin Respir J. 2021;15(4):400-405. PubMed, CrossRef
- Rudyk MP, Pozur VV, Voieikova DO, Hurmach YV, Khranovska NM, Skachkova OV, Svyatetska VM, Fedorchuk OG, Skivka LM, Berehova TV, Ostapchenko LI. Sex-based differences in phagocyte metabolic profile in rats with monosodium glutamate-induced obesity. Sci Rep. 2018;8(1):5419. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Bezard E, Yue Z, Kirik D, Spillantini MG. Animal models of Parkinson’s disease: limits and relevance to neuroprotection studies. Mov Disord. 2013;28(1):61-70. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Liu M, Bing G. Lipopolysaccharide animal models for Parkinson’s disease. Parkinsons Dis. 2011;2011:327089. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Eidson LN, Kannarkat GT, Barnum CJ, Chang J, Chung J, Caspell-Garcia C, Taylor P, Mollenhauer B, Schlossmacher MG, Ereshefsky L,Yen M, Kopil C, Frasier M, Marek K, Hertzberg VS, Tansey MG. Candidate inflammatory biomarkers display unique relationships with alpha-synuclein and correlate with measures of disease severity in subjects with Parkinson’s disease. J Neuroinflammation. 2017;14(1):164. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Minalyan A, Gabrielyan L, Pietra C, Taché Y, Wang L. Multiple Beneficial Effects of Ghrelin Agonist, HM01 on Homeostasis Alterations in 6-Hydroxydopamine Model of Parkinson’s Disease in Male Rats. Front Integr Neurosci. 2019;13:13. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Luo J, Chen C, Li Q. White blood cell counting at point-of-care testing: A review. Electrophoresis. 2020;41(16-17):1450-1468. PubMed, CrossRef
- Lin JX, Lin JP, Xie JW, Wang JB, Lu J, Chen QY, Cao LL, Lin M, Tu R, Zheng CH, Huang CM, Li P. Complete blood count-based inflammatory score (CBCS) is a novel prognostic marker for gastric cancer patients after curative resection. BMC Cancer. 2020;20(1):11. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Jensen MP, Jacobs BM, Dobson R, Bandres-Ciga S, Blauwendraat C, Schrag A, Noyce AJ, IPDGC. Lower Lymphocyte Count is Associated With Increased Risk of Parkinson’s Disease. Ann Neurol. 2021;89(4):803-812. PubMed, CrossRef
- Jiang S, Wang Y, Gao H, Luo Q, Wang D, Li Y, Yong Y, Yang X. Cell Ratio Differences in Peripheral Blood between Early- and Late-Onset Parkinson’s Disease: A Case-Control Study. Biomed Res Int. 2019;2019:2072635. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Ingersoll MA, Platt AM, Potteaux S, Randolph GJ. Monocyte trafficking in acute and chronic inflammation. Trends Immunol. 2011;32(10):470-477. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Kara SP, Altunan B, Unal A. Investigation of the peripheral inflammation (neutrophil-lymphocyte ratio) in two neurodegenerative diseases of the central nervous system. Neurol Sci. 2021;1-9. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Sanjari Moghaddam H, Ghazi Sherbaf F, Mojtahed Zadeh M, Ashraf-Ganjouei A, Aarabi MH. Association Between Peripheral Inflammation and DATSCAN Data of the Striatal Nuclei in Different Motor Subtypes of Parkinson Disease. Front Neurol. 2018;9:234. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Sica A, Mantovani A. Macrophage plasticity and polarization: in vivo veritas. J Clin Invest. 2012;122(3):787-795. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Tan HY, Wang N, Li S, Hong M, Wang X, Feng Y. The Reactive Oxygen Species in Macrophage Polarization: Reflecting Its Dual Role in Progression and Treatment of Human Diseases. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:2795090. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Orecchioni M, Ghosheh Y, Pramod AB, Ley K. Macrophage Polarization: Different Gene Signatures in M1(LPS+) vs. Classically and M2(LPS-) vs. Alternatively Activated Macrophages. Front Immunol. 2019;10:1084. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Dilek N, Vuillefroy de Silly R, Blancho G, Vanhove B. Myeloid-derived suppressor cells: mechanisms of action and recent advances in their role in transplant tolerance. Front Immunol. 2012;3:208. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.