Межі в поведінковій неврології

Патологічні стани

Редаговано
Франческа Сіруллі

Національний інститут охорони здоров’я (ISS), Італія

Переглянуто
Алон Шамір

Центр психічного здоров’я Мазор, Ізраїль

Лора Річері

Національний інститут охорони здоров’я (ISS), Італія

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

мишей

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

  • 1 Інститут анатомії та клітинної біології, Ульмський університет, Ульм, Німеччина
  • 2 WG Молекулярний аналіз синаптопатій, Неврологічний відділ, Нейроцентр Ульмського університету, Ульм, Німеччина

Вступ

Хоча в промислово розвинутих країнах дефіцит мікроелементів рідко трапляється у вагітних жінок на рівні тяжкості, що може призвести до явних відхилень у їх немовлят, цинк може бути винятком (Sandstead et al., 1977). Особливо головний мозок плоду через характер його росту та розвитку здається особливо вразливим до дефіциту цинку у матері.

Окрім багатьох сигнальних та метаболічних шляхів у центральній нервовій системі (ЦНС), у яких бере участь цинк, цинк відіграє особливу роль у нейрогенезі, міграції та диференціації нейронів та синаптичній пластичності (Frederickson et al., 2000; Levenson and Morris, 2011; Takeda et al., 2013). Крім того, цинк є іоном-сигналом у нервових клітинах та потужним модулятором нейромедіації. Таким чином, цинк має вирішальне значення для розвитку мозку, і тому не дивно, що дефіцит пренатального цинку призводить до порушення когнітивних можливостей та поведінки в подальшому житті. Зокрема, у дослідженнях на тваринах, дефіцит пренатального цинку спричиняв зміну емоційності, зміни стану тривоги та агресії, а також зміну соціальної поведінки та порушення пам’яті та навчання у подальшому житті (огляд Hagmeyer et al., 2015). Однак, незважаючи на подібність описаних фенотипів, прямих зв'язків із розладами аутистичного спектру (РАС) не було, можливо, враховуючи, що більшість цих досліджень проводились між 1970 та початком 1980-х.

Цікаво, що вже в 1976 році було відзначено, що порушення настрою відбуваються в Росії Акродерматит ентеропатичний Пацієнтів (АЕ) (пацієнтів, які страждають в основному від спадкового дефіциту цинку, тобто через мутації транспортерів поглинання цинку, таких як ZIP4), які особливо очевидні у пацієнтів немовляти та молодого віку, часто описують як "шизоїдів" і що діти з АЕ мають деякі особливості подібно до дітей-аутистів (Мойнахан, 1976), таких як уникання зорового контакту. На сьогоднішній день багато досліджень на пацієнтах-людях повідомляють, що дефіцит цинку часто трапляється із нервово-психічними розладами, такими як РАС, розлад гіперактивності з дефіцитом уваги (СДУГ), розладами настрою, такими як депресія та шизофренія (Pfaender and Grabrucker, 2014). Крім того, дефіцит цинку асоціюється з етіологією РАС як фактора екологічного ризику (Grabrucker, 2012; Vela et al., 2015).

Матеріали і методи

Породження пренатальних мишей з дефіцитом цинку

Десятитижневих мишей C3H/HenRj придбали у лабораторії Janvier і розмістили їх після прибуття в приміщення для тварин у пластикових клітках у стандартних лабораторних умовах та забезпечили їжею та водою ad libitum. У приміщенні житла підтримувалось 22 ° C, при цьому світло автоматично вмикалося/вимикалось у 12-годинному ритмі (світло вмикалося о 7 ранку). Через 1 тиждень акліматизації мишей розділили на 2 групи, одну групу (8 самок) годували дієтою з дефіцитом цинку (50% поховали).

Статистика

Результати

Таблиця 1. Загальний стан здоров'я пренатальних мишей з дефіцитом цинку (PZD).

Щоб дослідити можливу взаємозв'язок дефіциту пренатального цинку та розвитку нервово-психічних симптомів у подальшому житті, ми провели кілька поведінкових тестів. В основному, ми прагнули виявити можливий ASD-подібний фенотип у мишей PZD. ASD характеризується трьома основними ознаками у людини: порушенням соціальної взаємодії, порушенням спілкування та стереотипною поведінкою та обмеженими інтересами. Крім того, супутні захворювання, такі як розумова відсталість, гіперактивність та підвищена тривожність, часто трапляються при РАС. Незважаючи на те, що поведінка мишей різко відрізняється від поведінки людей, можна оцінити особливості, аналогічні тим, що спостерігаються у випадків ASD людини. У минулому кілька парадигм продемонстрували свою валідність на моделях мишей ASD із цілеспрямованою делецією генів-кандидатів ASD (Ey et al., 2011; Chen et al., 2015). Однак, подібно до спектру фенотипів, що спостерігаються у людей, у цих мишей не всі симптоми. Таким чином, для висновків необхідна комбінація аналізів. Тому ми тестували мишей PZD на наявність основних симптомів та супутніх захворювань на РАС, використовуючи кілька тестових парадигм, запропонованих Кролі (Crawley, 2004).

Миші PZD виявляють підвищену тривожність

У першому наборі експериментів ми перевірили, чи демонструють миші поведінку, пов’язану з тривогою, у тесті на відкритому грунті (малюнки 2A – F) та підвищений плюс лабіринт (EPM) (малюнки 2G – N). Тест на відкритому полі - це широко застосовувана процедура для дослідження рухової активності та тривожності мишей (Choleris et al., 2001). Тривога є асоційованим симптомом пацієнтів, які страждають на РАС (White et al., 2015), а моделі мишей з аутизмом демонструють зміни в руховій активності (Schmeisser et al., 2012). Наші результати показують, що миші PZD проводять значно менше часу в центрі відкритої арени (Рисунок 2А; двосторонній ANOVA, основний ефект лікування: F(1, 38) = 7,049, стор Ключові слова: Zn, Zn 2+, ZnT, ASD, мозок, пластичність, ZIP

Цитування: Grabrucker S, Boeckers TM та Grabrucker AM (2016) Гендерно-залежне оцінювання аутизму, як поведінка у мишей, які зазнали дефіциту пренатального цинку. Спереду. Поводитись. Невроски. 10:37. doi: 10.3389/fnbeh.2016.00037

Отримано: 15 вересня 2015 р .; Прийнято: 19 лютого 2016 р .;
Опубліковано: 03 березня 2016 р.

Франческа Сіруллі, Istituto Superiore di Sanità, Італія

Алон Шамір, Техніон - Ізраїльський технологічний інститут, Ізраїль
Лаура Річчері, Istituto Superiore di Sanità, Італія