Functional traits of the adult brain, which are established early in life, may impact susceptibility to Alzheimer’s disease (AD). Results from prior research conducted on senescence-accelerated OXYS rats, a prominent model for sporadic AD, provide evidence in favor of this hypothesis. The present study examined the transcriptomes of the prefrontal cortex (PFC) and hippocampus in OXYS and Wistar rats (control) during the early postnatal period (at age P3 and P10; P: postnatal day of life) to identify the signaling pathways and processes that contribute to delayed brain maturation in OXYS rats and assess their potential role in the development of AD traits later in life. Next, we compared the differentially expressed genes (DEGs) in the rat PFC and hippocampus throughout the five stages of AD-like pathology, from infancy to the progressive stage. Additionally, we noted conspicuous variations between the strains in the number of DEGs throughout all five ages. Significant differences were found in the number of DEGs between OXYS rats and Wistar rats in both brain structures at both P3 and P10. Notably, changes in gene expression patterns in the PFC and hippocampus of OXYS rats at 3 and 10 days of age are broadly associated with all basic mechanisms involved in Alzheimer’s pathogenesis, which are modified in OXYS rats at different stages of AD. Gene expression changes at P3 and P10 are associated with molecular processes including neuronal plasticity, immune responses, cerebrovascular function, and mitochondrial function. Remarkably, changes in the expression of genes associated with Aβ function were detected. The expression profile of genes linked to APP processing in the brain of OXYS rats is reduced during the early postnatal period. An intriguing finding, with potential significance for the development of AD pathology, is the decreased expression of the
Предполагается, что формирующиеся в ранний период жизни функциональные параметры взрослого мозга могут влиять на его уязвимость к развитию нейродегенерации, в том числе болезни Альцгеймера (БА). Результаты наших предыдущих исследований на преждевременно стареющих крысах OXYS — модели спорадической формы БА — подтвердили справедливость этой гипотезы. Для понимания того, изменения каких сигнальных путей и процессов вносят вклад в задержку созревания мозга крыс OXYS и определения их потенциальной роли в развитии признаков БА в более позднем возрасте, в настоящей работе проведено исследование транскриптомов префронтальной коры (ПФК) и гиппокампа крыс OXYS и Вистар (контроль) в ранний постнатальный период (возраст П3 и П10; П: постнатальный день жизни). Кроме того, проведён сравнительный анализ дифференциально экспрессирующихся генов (ДЭГ) в префронтальной коре и гиппокампе крыс с младенчества до прогрессирующей стадии характерной для БА патологии (всего пять возрастных точек). Результаты анализа показали, что в Р3 и Р10 у крыс OXYS количество ДЭГ было более 1000 в обеих структурах мозга. Следует отметить, что в префронтальной коре и гиппокампе крыс OXYS в возрасте P3 и P10 изменения экспрессии генов широко связаны со всеми ключевыми процессами, вовлечёнными в патогенез БА, которые изменены у крыс OXYS на разных стадиях развития признаков БА. Функциональная аннотация ДЭГ в P3 и P10 свидетельствует о сниженной эффективности формирования межнейронных контактов, недостаточности астроцитарной и микроглиальной поддержки, функций митохондрий, задержке ангиогенеза. Примечательно, что уже в этот период изменена экспрессия генов, связанных с функциями пептида амилоида-β. Так, экспрессия генов, связанных с процессингом белка предшественника амилоида-β (АРР), снижена в мозге крыс OXYS. Интересным и, возможно, важным результатом в отношении патогенеза БА можно рассматривать выявленную сниженную экспрессию гена