Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2020, T. 70, № 5, стр. 682-695

Влияние пренатального и раннего постнатального введения вальпроата на поведение и цитологические характеристики крыс линии Wistar

В. Р. Гедзун 1*, М. М. Свинов 2, Н. Ю. Сарычева 1, П. С. Шлапакова 3, К. О. Довбнюк 1, В. А. Дубынин 1

1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Биологический факультет
Москва, Россия

2 Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Лаборатория функциональной нейроцитологии
Москва, Россия

3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Факультет фундаментальной медицины
Москва, Россия

* E-mail: vrgedzun@gmail.com

Поступила в редакцию 23.03.2020
После доработки 14.05.2020
Принята к публикации 01.06.2020

Аннотация

Пренатальное введение вальпроевой кислоты (ВПК) и ее солей является распространенным способом моделирования нарушений развития нервной системы; последствия постнатального введения ВПК исследованы значительно меньше. В работе сопоставляются поведенческие характеристики двух групп детенышей крыс, подвергшихся пре- и постнатальному воздействию вальпроата натрия; использованы также нейроцитологические методы. Поведенческие исследования начинались с раннего постнатального периода и заканчивались в возрасте 36 дней. Сравнение моделей показало задержку раннего моторного развития и гиперактивность в обоих случаях, однако снижение интереса к новым социальным контактам (взаимодействие с крысятами своего возраста) наблюдалось лишь у животных, получавших инъекции ВПК постнатально. Кроме того, показано достоверное увеличение числа перинейрональных сателлитных олигодендроцитов в передней цингулярной коре животных как в серии с пренатальным, так и в серии с постнатальным введением ВПК. Изучение цингулярной коры, как компонента лимбической системы, важно при рассмотрении социальных взаимодействий, процессов формирования и регуляции эмоционального поведения, а также патологических реакций при различных нарушениях высших функций мозга.

Ключевые слова: социальное поведение, моторное развитие, модели на животных, патологии развития ЦНС, передняя цингулярная кора, олигодендроциты

DOI: 10.31857/S0044467720050056

Список литературы

  1. Малышев А.В. Экспериментальное моделирование расстройств аутистического спектра и депрессии; поиск путей пептидергической коррекции. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Москва. 2014.

  2. Переверзева Д.С., Горбачевская Н.Л. Нейробиологические маркеры ранних стадий расстройств аутистического спектра. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2016. 66 (3): 289–301.

  3. Электронный ресурс. Open Field test (OpenScience, Russia, НПК Открытая Наука, Россия). http://www.openscience.ru/index.php?page=ts&item=001&lang=en&lang=ru Дата обращения: 11.04.2019.

  4. Altman J., Bayer S.A. Development of the brain stem in the rat. Thymidine-radiographic study of the time of origin of neurons of the lower medulla. J. Comp. Neurol. 1980. 194 (1): 1–35.

  5. Allman J.M., Hakeem A., Erwin J. M., Nimchinsky E., Hof P. The Anterior Cingulate Cortex. Annals of the New York Academy of Sciences. 2006. 935 (1): 107–117. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2001.tb03476.x

  6. Bayer S.A., Altman J., Russo R.J., Zhang X. Timetables of neurogenesis in the human brain based on experimentally determined patterns in the rat. Neurotoxicology. 1993. 14: 83–144.

  7. Bambini-Junior V., Zanatta G., Della Flora Nunes G., Mueller de Melo G., Michels M., Fontes-Dutra M., Nogueira V., Riesgobc F.R., Gottfried C. Resveratrol prevents social deficts in animal model of autism induced by valproic acid. 2014. Neuroscience Letters. 583: 176–181.

  8. Baronio D., Castro K., Gonchoroski T., Mueller De Melo G., Nunes G.D.F., Bambini-Junior V., Gottfried C., Riesgo R. 2015. Effects of an H3R antagonist on the animal model of autism induced by prenatal exposure to valproic acid. PLoS ONE, 10 (1). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0116363

  9. Bernhardi von R. Glial cells in health and disease of the CNS. Cham, Switzerland: Springer Nature, 2016. 345.

  10. Bhat A.N., Galloway J.C., Landa R.J. Relation between early motor delay and later communication delay in infants at risk for autism. 2012. Infant Behavior and Development. 35: 838–846.

  11. Binkerd P.E., Rowland JM., Nau H., Hendrickx A.G. Evaluation of Valproic Acid, VPA Developmental Toxicity and Pharmacokinetics in Sprague-Dawley Rats. Fundamental and applied toxicology. 1988. 11:485–23.

  12. Blatt G.J., Fatemi S.H. Alterations in GABAergic Biomarkers in the Autism Brain: Research Findings and Clinical Implications. 2011. Integr. Anat. Evol. Biol. 294: 1646–1652.

  13. Bouras C., Kövari E., Hof P.R., Riederer B.M., Giannakopoulos P. Anterior cingulate cortex pathology in schizophrenia and bipolar disorder. 2001. Acta Neuropathologica, 102 (4): 373–379.

  14. Bronzuoli M.R., Facchinetti R., Ingrassia D., Sarvadio M., Schiavi S., Steardo L., Verkhratsky A., Trezza V., Scuderi C. Neuroglia in the autistic brain: evidence from a preclinical model. Molecular Autism. 2018. I.9 (66).

  15. Campolongo M., Kazlauskas N., Falasco G., Urrutia L., Salgueiro N., Höcht C., Depino A.M. Sociability deficits after prenatal exposure to valproic acid are rescued by early social enrichment. 2018. Molecular Autism. 9 (1). 36.

  16. Dai Y.C., Zhang H.F., Schön M., Böckers T.M., Han S.P., Han J.S., Zhang R. Neonatal oxytocin treatment ameliorates autistic-like behaviors and oxytocin deficiency in valproic acid-induced rat model of autism. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2018. 12. 355.

  17. Dewar D., Underhill S.M., Goldberg M.P. Oligodendrocytes and ischemic brain injury. 2003. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 23: 263– 274.

  18. Drevets W.C., Savitz J., Trimble M. The subgenual anterior cingulate cortex in mood disorders. 2008. CNS Spectrums, 13 (8): 663–681.

  19. Haberer L.J., Pollack G.M. Disposition and protein binding of valproic acid in the developing rat. 1994. Drug Metab Dispos. 22: 113–119.

  20. Haroutunian V., Katsel P., Roussos P., Davis K.L., Altshuler L.L., Bartzokis G. Myelination, oligodendrocytes, and serious mental illness. 2014. Glia. 62 (11): 1856–1877.

  21. Ingram J.L., Peckham S.M., Tisdale B., Rodier P.M. Prenatal exposure of rats to valproic acid reproduces the cerebellar anomalies associated with autism. 2000. Neurotoxicol. Teratol. 22: 319–24.

  22. Kazlauskas N., Campolongo M., Lucchina L., Zappala C., Depino A.M. Postnatal behavioral and inflammatory alterations in female pups prenatally exposed to valproic acid. 2016. Psychoneuroendocrinology. 72: 11–21.

  23. Kim K.C., Gonzales E.L., Lázaro M.T., Choi C.S., Bahn G.H., Yoo H.J., Shin C.Y. Clinical and neurobiological relevance of current animal models of autism spectrum disorders. 2016. Biomol. Ther. (Seoul). 24: 207–243.

  24. Ludwin S.K. The function of perineuronal satellite oligodendrocytes: an immunohistochemical study. 1984. Neuropathology and Applied Neurobiology. 10 (2): 143–149.

  25. McCrea D.A., Rybak I.A. Organization of mammalian locomotor rhythm and pattern generation. 2008. Brain Res. Rev. 57: 134–146.

  26. Mony T.J., Lee J.W., Dreyfus C., DiCicco-Bloom E., Lee H.J. Valproic Acid Exposure during Early Postnatal Gliogenesis Leads to Autistic-like Behaviors in Rats. 2016.Clin. Psychopharmacol. Neurosci. 14: 338–344.

  27. Nicolini C., Fahnestock M. The valproic acid-induced rodent model of autism. 2018. Experimental Neurology. 299(A): 217–227.

  28. Paxinos G., Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. 2007. Academic Press. 456.

  29. Reynolds S., Millette A., Devine D.P. Sensory and motor characterization in the postnatal valproate rat model of autism. 2012. Dev. Neurosci. 34: 258–267.

  30. Rodier P.M., Ingram J.L., Tisdale B., Croog V.J. Linking etiologies in humans and animal models: Studies of autism. 1997. Reproductive Toxicology. 11: 417–422.

  31. Schneider T., Przewłocki R. Behavioral alterations in rats prenatally exposed to valproic acid: animal model of autism. 2005. Neuropsychopharmacology. 30: 80 – 89.

  32. Štefánik P., Olexová L., Kršková L. Increased sociability and gene expression of oxytocin and its receptor in the brains of rats affected prenatally by valproic acid. 2015. Pharmacol. Biochem. Behav. 131: 42–50.

  33. Tanti A., Kim J.J., Wakid M., Davoli M.A., Turecki G., Mechawar N. Child abuse associates with an imbalance of oligodendrocyte-lineage cells in ventromedial prefrontal white matter. 2018. Mol Psychiatry. 23 (10): 2018–2028.

  34. Verkhratsky A., Butt A. Oligodendrocytes. In Glial Physiology and Pathophysiology. 2013. John Wiley & Sons, Ltd. pp. 245–319.

  35. Verkhratsky A., Ho M.S., Vardjan N., Zorec R., Parpura V. General Pathophysiology of Astroglia. 2019. Adv. Exp. Med. Biol. 1175: 149–179.

  36. Vostrikov V.M., Uranova N.A., Orlovskaya D.D. Deficit of perineuronal oligodendrocytes in the prefrontal cortex in schizophrenia and mood disorders. 2007. Schizophr. Res. 94: 273–280.

  37. Williams G., King J., Cunningham M., Stephan M., Kerr B., Hersh J.H. Fetal valproate syndrome and autism: additional evidence of an association. 2001. Developmental Medicine & Child Neurology, 43 (3): 202–206.

Дополнительные материалы отсутствуют.