Введение к работе
Актуальность проблемы. Формирование центральной нервной системы млекопитающих в онтогенезе происходит под влиянием генотипа и среды, и при взаимодействии этих факторов. Кроме этого, развивающийся мозг может реагировать на значительное число внешних воздействий, иногда чуждых нормальному «набору» средовых факторов, необходимых для нормального развития. В числе таких воздействий могут быть вещества, обладающие способностью стимулировать нейрогенез взрослого мозга. Выявление потенциала для возобновления нервных и глиальных клеток во взрослом мозге заставило неврологов пересмотреть целый ряд, казалось бы, прочных представлений, касающихся потенциала восстановительных процессов в центральной нервной системе (Kempermann et al., 2004, Elder et al., 2006 и др.). Иными словами, «переоткрытое» в 80-90-х годах XX века явление нейрогенеза взрослого мозга позволяет по-новому подойти к проблеме регенеративных возможностей ЦНС. Это служит основой для развития новых медицинских технологий, позволяющих использовать нейральные стволовые клетки для коррекции и лечения как нейродегенеративных заболеваний, так и последствий травмы мозга разного гене-за (Викторов, 2001).
В последнее время все больший интерес вызывает и теоретический аспект проблемы нейрогенеза взрослого мозга, т.е. вопрос о том, как можно использовать этот феномен для анализа развития нервной системы в целом (Корочкин и др., 2006). Модуляция интенсивности нейрогенеза взрослого мозга может быть одним из путей экспериментального изучения регенеративных способностей мозга и закономерностей процессов развития (Корочкин, 2001).
Нейрогенез взрослого мозга локализуется в основном в двух областях ЦНС, в них активная пролиферация клеток происходит в течение всей жизни особи. Это субвентрику-лярная зона боковых желудочков и зубчатая фасция гиппокамповой формации (Altaian, 1965,1969; Luskin, 1993; Palmer, 1995; Reynolds, Weiss, 1992; Викторов, 2001).
Вмешательство в ход онтогенеза, например, путем неонатальных воздействий нередко видоизменяет нормальные процессы развития таким образом, что их последствия могут быть обнаружены даже во взрослом мозге. Одним из возможных механизмов реализации таких отдаленных эффектов ранних воздействий и может быть изменение в темпах нейрогенеза К факторам, которые модулируют темпы нейрогенеза взрослого мозга, относятся: 1) содержание животных в обогащенных условиях среды (Kempermann et al., 2002, Ra et al., 2002); 2) содержание животного в изоляции от сородичей (Ibi et al., 2008); 3) модуляция продукции NO; 4) введение BDNF (а также других трофических факторов) (Wagner et al., 1999 и др.); 5) особенности гормонального статуса, а также 6) генотипические особенности животных исследуемого вида (Kempermann et al., 1997, Almgren et al., 2007, Perfilieva et a!., 2001, Hayes, Nowakowski, 2002). Однако данных о том, как эффект подобной модуляции (усиление или ослабление нейрогенеза) сказывается на функции ЦНС, практически нет. В связи с этим очевидна необходимость экспериментального исследования изменений в мозге и поведении животных, как следствия таких модулирующих нейрогенез воздействий. Полученные в таких работах данные могут способствовать выяснению механизмов влияния изменения нейрогенеза на функции ЦНС. Подобные исследования актуальны как для фундаментальных биологических дисциплин, так и для практической медицины и фармакологии.
Цели и задачи. Целью настоящей работы было выяснить, в какой степени интенсификация клеточной пролиферации в мозге лабораторных мышей и крыс путем введения химических агентов в раннем онтогенезе влияет на число делящихся клеток спустя разные интервалы времени после прекращения таких воздействий, а также каковы их отдаленные эффекты - как изменяется поведение этих животных во взрослом возрасте.
Для выяснения этих вопросов в настоящем исследовании были поставлены следующие задачи:
1. Изучить влияние введения новорожденным детенышам мышей и крыс ингибитора
NO-синтазы L-NAME (N-omega-nitro-L-arginine methyl-ester - NG-Hirrpo-L-
аргинин-метил-эфир) и нейропептида семакса (синтетического аналога фрагмента АКТГ4-10) на пролиферативную активность в зубчатой фасции гиппокампа у животных разных генотипов и оценить влияние сроков введения этих веществ на интенсивность подобных эффектов.
Исследовать отдаленные эффекты неонатального введения L-NAME и семакса детенышам крыс линии КМ и Вистар на их предрасположенность к аудиогенной эпилепсии в 1 мес. возрасте.
Исследовать отдаленные эффекты неонатального введения L-NAME и семакса детенышам мышей и крыс разных генотипов на их поведение во взрослом возрасте.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые показано, что введение L-NAME и семакса детенышам мышей и крыс в течение первых трех недель пост-натального развития усиливает уровень пролиферации в зубчатой фасции гиппокампа, в том числе и в периоды после прекращения инъекций (с более четким эффектом введения семакса). Впервые продемонстрировано, что неонатальное введение этих препаратов влияет на формирование реакции тревоги у взрослых мышей и крыс, и этот эффект зависит от генотипа. Стимулирующий эффект неонатального введения семакса и L-NAME на решение мышами двух линий когнитивных тестов, а также дифференциальное генотип-зависимое влияние неонатального введения семакса на аудиогенную эпилепсию взрослых крыс были также показаны впервые. Полученные результаты позволяют расширить представления о механизмах действия данных неонатальных воздействий на ЦНС и могут служить теоретической основой для разработки новых медицинских подходов для коррекции функций ЦНС, а также для создания новых фармакологических препаратов. Апробация работы. Результаты работы были представлены и доложены на международной летней школе по нейрогенетике (Москва, 2005), на международной летней школе по поведению животных и нейрогенетике (МГУ-Университет Цюрих-Ирхель, 2006), на конференции молодых ученых (Ин-т ВНД, Москва, 2007, 2009), на IV Всероссийской конференции по поведению животных (Москва, 2007), на XX съезде физиологического об-ва (Москва, 2007), на VI FORUM FENS (Женева, 2008), на VI международном симпозиуме по экспериментальной и клинической нейробиологии (Кошице, 2008), на III международной конференции по иммунотерапии (Москва, 2008), на международной конференции памяти О.С. Виноградовой (Пущино, 2009), на 11 Meeting of IBANGS (Дрезден, 2009). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация имеет объем 185 страниц, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов, обсуждения, заключения и выводов, а также списка цитированной литературы (364 источников). В работе содержится 14 таблиц и 26 рисунков.
