Inzulinski sustav mozga u eksperimentalnom štakorskom modelu sporadične Alzheimerove bolesti [Insulin signaling in the brain of exprimental sporadic Alzheimer disease rat model]

Osmanović Barilar, Jelena (2013) Inzulinski sustav mozga u eksperimentalnom štakorskom modelu sporadične Alzheimerove bolesti [Insulin signaling in the brain of exprimental sporadic Alzheimer disease rat model]. PhD thesis, Sveučilište u Zagrebu.

Preview

PDF Download (2MB) | Preview

Abstract

OBJECTIVE Sporadic Alzheimer disease has been associated with impairment of insulin signalling in the brain. Rats treated intracerebroventricularly with a betacytotoxic drug streptozotocin (STZ-icv) have been proposed as a representative sAD model. We aimed to investigation time- and region-dependent changes of brain insulin signalling in STZ-icv rat model. ----- MATERIALS AND METHODS Adult male Wistar rats were given vehicle-icv (controls) or STZ-icv (3mg/kg) injection and sacrificed 1, 3 and 6 months after the treatment. Cognitive functions were tested by Morris Water Maze Test and Passive Avoidance. Protein expression of insulin receptor (IR) and its signalling cascade elements, total and phospho tau (t-and p-tau) was measured in hippocampus (HPC), frontal and parietal cortex (FC, PC), and hypothalamus (HPT) by Western blot analysis. Amyloid β was visualized by Congo red and Aβ 1-42 immunohistochemistry. Data were analysed by Mann-Whitney U test (p<0,05). ----- RESULTS Cognitive deficits found after 1 month persisted up to 6 months following STZ-icv treatment. IR protein expression was found decreased at all time points in HPC, after 1 month only in PC, and not earlier than 6 month after STZ-icv treatment in PC. Increased expression of t-tau and was found in HPC, 3 and 6 months, and in PC 6 months after STZ-icv treatment, respectively, while increased p-tau was found in HPC 3 and 6 months, and in FC and PC 6 months after the treatment. Congophillic Aβ aggregates in the meningeal capillaries and intraneuronal Aß1-42 signal were found after 3 months, while 6 months after STZ-icv treatment congophillic Aβ aggregates were found additionally in cortical capillaries accompanied by Aß1-42 primitive plaque like formations. ----- CONCLUSION Changes observed in STZ-icv model seem to be time and region dependent suggesting that cognitive deficit and changes of insulin/insulin receptor signalling precede tau hyperphosphorilation and pathological amyloid β aggregation.

Abstract in Croatian

UVOD Poremećaj metabolizma glukoze i inzulinske signalizacije u mozgu smatra se jednim od mogućih uzroka sporadične Alzheimerove bolesti (sAD). Sukladno tome, model štakora sa središnjom primjenom betacitotoksične tvari streptozotocina (STZ-icv) koji razvija poremećaje pamćenja, predložen je kao reprezentativan eksperimentali model sAD-a, pogodan za istraživanje inzulinskog sustava mozga u ovoj bolesti. Cilj istraživanja bio je ispitati nastanak i razvoj promjena inzulinskog receptora i inzulinskog signalnog puta u mozgu u različitim vremenskim odsječcima nakon STZ-icv primjene, te moguće posljedične promjene tau i amiloid beta (Aβ) proteina. ----- MATERIJALI I METODE Mužjaci štakora soja Wistar, stari 3-6 mjeseca, podjeljeni su u dvije skupine, jedna je skupina dobila STZ-icv (3mg/kg), dok je kontrolna skupina na isti način dobila samo otapalo. Spoznajne funkcije učenja i pamćenja testirane su plivanjem u Morrisovom labirintu i testom pasivnog izbjegavanja elektrošoka počevši od 1 mjeseca pa sve do 6 mjeseci nakon STZ-icv primjene. Ekspresija inzulinskog receptora (IR), protein kinaze B (Akt/PKB), glikogen sintaze kinaze 3α/ß (GSK-3α/ß), fosforilirane glikogen sintaze kinaze 3α/ß (pGSK-3α/ß), tau i fosforiliranog tau (p-tau) proteina mjerena je u hipokampusu (HPC), frontalnom korteksu (FC), parietalnom korteksu (PC) i hipotalamusu (HPT) pomoću Western blot analizom. Za vizualizaciju Aβ proteina korišteno je kongo red bojanje, te Aβ1-42 imunohistokemija. Statistička obradu podataka provedena pomoću je Mann-Whitney U testa (p<0,05). ----- REZULTATI Smanjena funkcija učenja i pamćena nađena je nakon 1 mjeseca te je bila i dalje prisutna 6 mjeseci nakon STZ-icv primjene (p<0,05). Snižena ekspresija IR nađena je nakon 1 mjeseca u PC-u i HPC-u, gdje je ostala i dalje snižena 6 mjeseci nakon STZ-icv primjene (p<0,05), dok je u FC-u sniženje IR nađeno tek 6 mjeseci nakon STZ-icv primjene (p<0,05). Povećanje t-tau i p-tau nađeno je najranije u HPC-u 3 mjeseca nakon STZ-icv primjene (p<0,05). Šest mjeseci nakon STZ-icv primjene povećanje ekspresije p-tau bilo je prisutno u HPC-u, PC-u i FC-u, dok je povećan t-tau nađen samo u HPC-u i PC-u. Kongofilne nakupine Aβ nađene su u meningealnim kapilarama nakon 3 mjeseca, a dodatno i u moždanim kapilarama 6 mjeseci nakon STZ-icv primjene. Patološko nakupljanje Aβ1-42 nađeno je nakon 3 mjeseca u obliku intraneuronalnih nakupina, te u obliku primitivnih plakova 6 mjeseci nakon STZ-icv primjene. ----- ZAKLJUČAK Rezultati istraživanaj pokazuju da kognitivni poremećaji i regionalno specifične promjene inzulinske signalizacije u mozgu vremenski prethode nastanku promjenama fosforilacije tau proteina i patološkog nakupljanja Aβ.

Actions (login required)

View Item

Downloads