МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОГЛИИ У МОЛОДЫХ И СТАРЫХ КРЫС WISTAR

Болезнь Альцгеймера (БА) является одним из наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваний, приводящих к деменции. На сегодняшний день не существует эффективных методов лечения этого заболевания, так же как и единого мнения относительно механизмов, лежащих в основе его патогенеза. Получение данных об этих механизмах in vivo возможно только путем моделирования нейродегенерации у лабораторных животных. Среди различных теорий инициации нейродегенерации активно изучается влияние микроглии, а также инфламэйджинг – хроническое системное низкоуровневое возраст-ассоциированное воспаление. Оно проявляется увеличением числа стареющих клеток с секреторным фенотипом, ассоциированным со старением (SASP). В конечном итоге это приводит к манифестации и прогрессированию возраст-зависимых заболеваний, в том числе БА. Целью исследования была оценка возрастных изменений микроглии, прои противовоспалительных цитокинов в головном мозге, а также субпопуляций лимфоцитов в периферической крови. В работе использовали самцов крыс Wistar двух возрастных групп – старых (возраст 24 месяца) и половозрелых (возраст 3 месяца) при отсутствии какого-либо дополнительного воздействия. В гиппокампе оценивали морфологические изменения микроглии на препаратах, окрашенных антителами к Iba1. В префронтальной коре головного мозга с помощью ПЦР-РВ исследовали уровень экспрессии провоспалительных – IL-6 и TNFa, противовоспалительных – IL-10 и TGF-b, цитокинов, а также маркеров активации микроглии – iNOS и MMP-9. В периферической крови оценивали содержание основных субпопуляций лимфоцитов с помощью проточной цитофлуорометрии. Показано, что по сравнению с половозрелыми крысами старые животные характеризуются значительными изменениями морфологии микроглии, увеличением уровня экспрессии провоспалительных и снижением противовоспалительных цитокинов, повышением маркеров активации микроглии. При старении наблюдалось снижение процентного содержания моноцитов и В-клеток в периферической крови. Полученные данные свидетельствуют о развитии инфламэйджинга, который проявляется в виде активации микроглии, смещения баланса продукции цитокинов в сторону провоспалительных и, как следствие, активации миграции моноцитов и В-лимфоцитов из крови в ткани. Таким образом, исследование роли воспаления в развитии БА целесообразно выполнять на старых животных, физиологическое состояние которых соответствует таковому у людей. Дальнейшие исследования в этой области позволят расширить понимание механизмов инициации и прогрессирования нейродегенерации, необходимое для разработки новых и эффективных терапевтических подходов к лечению БА.

MORPHOFUNCTIONAL CHANGES OF MICROGLIA IN ADULT AND OLD WISTAR RATS

Alzheimer’s disease (AD) is one of the most prevalent neurodegenerative diseases leading to dementia. There is no effective treatments for this disease so far, as well as a consensus concerning the mechanisms of its pathogenesis initiation. Obtaining data on them in vivo is possible only by modeling neurodegeneration in laboratory animals. Among the various theories of the initiation of neurodegeneration, the impact of microglia is vigorously studied recently, as well as inflammaging, which is a term for chronic age-related low-grade systemic inflammation. It manifests in the increasing number of senescent cells with senescence-associated secretory phenotype (SASP). Eventually, it leads to manifestation and progression of age-related diseases, such as AD. The aim of the study was to evaluate age-related changes in microglia, pro- and anti-inflammatory cytokines expression levels in the brain, as well as ones of microglial activation, and also subpopulations of lymphocytes in peripheral blood. We used male Wistar rats of two age groups, which were composed of old (age 24 months) and adult (age 3 months) rodents, without any additional exposure. In the hippocampus, morphological changes in microglia were assessed on preparations stained with antibodies to Iba1. In the prefrontal cortex, RT-qPCR was used to study the level of expression of pro-inflammatory IL-6 and TNFα, anti-inflammatory IL-10 and TGF-β cytokines, as well as microglial activation markers iNOS and MMP-9. In the peripheral blood, the relative numbers of the main subpopulations of lymphocytes and monocyte were measured by flow cytometry. It was shown that, compared with adult rats, old animals are characterized by significant changes in the morphology of microglia, an increase in the level of expression of pro-inflammatory and a decrease in anti-inflammatory cytokines, and an increase in microglia activation markers. With aging, a decrease in the percentage of monocytes and B cells in peripheral blood was observed. These data indicate the development of inflammaging, which displays itself in microglia activation, a shift in the balance of cytokine production towards pro-inflammatory ones, and, as a result, activation of the migration of monocytes and B lymphocytes from the blood into tissues. Thus, it is justified to study the role of inflammation in the development of AD in old animals whose physiological state corresponds to that in humans. Further research in this area will expand the understanding of the mechanisms of initiation and progression of neurodegeneration, which is necessary for the development of novel and effective therapeutic approaches to the treatment of AD. © 2023 Russian Association of Allergologists and Clinical Immunologists, St. Petersburg Regional Branch (SPb RAACI). All rights reserved.