Analysis of neural stem cell differentiation in Krushinsky-Molodkina rats genetically prone to audiogenic seizures

Abstract

Full Text

Развитие эпилепсии тесно связано с нарушениями процессов нейрогенеза в головном мозге. При этом данные о генетических аномалиях, связанных с эпилепсией, позволяют предположить, что аберрантный нейрогенез может являться не только следствием эпилептиформной активности, но и причиной наследственной эпилепсии. Целью нашей работы являлся анализ дифференцировки нейрональных стволовых клеток (НСК) крыс линии Крушинского-Молодкиной (КМ), генетически предрасположенных к аудиогенным судорогам. Работа проводилась in vitro на культурах НСК, изолированных из гиппокампальной области мозга эмбрионов крыс на 18-19 день пренатального развития (Е18-19). В качестве контроля были использованы НСК из эмбрионов крыс линии Вистар. НСК инкубировали в среде Neurobasal/B27 с FGFb и EGF. Для стимуляции глутаматергической дифференцировки НСК инкубировали 5 дней в среде Neurobasal/B27 с добавлением BDNF, GDNF, IGF1 и FGF7. Полученные результаты показали, что при спонтанной дифференцировке, вызванной отменой ростовых факторов, в культуре НСК крыс Вистар преобладают GAD65/67-позитивные ГАМК-ергические клетки, в то время как в культуре НСК крыс КМ наблюдается повышенное содержание VGLUT1/2-позитивных глутаматер-гических нейронов. Также среди НСК КМ было повышено число клеток, позитивных по белку doublecortin - маркеру нейрональных предшественников, что свидетельствует о высоком пролиферативном потенциале культуры. Стимуляция направленной глутаматергической диф-ференцировки НСК Вистар приводила к увеличению числа глутаматергических клеток и снижению числа ГАМК-ергических клеток по сравнению с не стимулированным контролем. Однако при аналогичной стимуляции НСК КМ содержание глутамат- и ГАМК-ергических клеток в культуре не изменялось. При этом глутаматергическая дифференцировка НСК Вистар, в отличие от НСК КМ, сопровождалась повышением активности протеинкиназы А (PKA). Напротив, в НСК крыс КМ введение BDNF, GDNF, IGF1 и FGF7 привело к активации протеинкиназ ERK1/2 и Akt. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о генетически детерминированных нарушениях молекулярных механизмов дифференцировки глутаматергических нейронов у крыс линии КМ, что может лежать в основе развития аудиогенной эпилепсии.