Можливості та перспективи використання токсичної купризонової моделі демієлінізації in vivo та in vitro в експериментальній і клінічній неврології (огляд літератури та власні дослідження)
DOI:
https://doi.org/10.30978/UNZ2018263Ключові слова:
експериментальні моделі демієлінізації, нейротоксин купризон, купризонова модель демієлінізації in vivo та in vitro, ремієлінізація, чинники демієлінізації та ремієлінізаціїАнотація
Наведено дані літератури та результати досліджень лабораторії експериментального моделювання Інституту генетичної та регенеративної медицини НАМН України щодо ефективності використання токсичної купризонової моделі демієлінізації in vivo та in vitro для вивчення її патогенетичних чинників (імунних, ендокринних, оксидативного стресу), значення віку, статі, лінії тварин, а також для пошуку засобів із ремієлінізувальним/нейропротекторним ефектом. Наведено переваги купризонової моделі демієлінізації перед іншими експериментальними моделями. На власному прикладі оцінки ремієлінізувального ефекту цитокінів (лейкемія‑інгібіторний фактор) і гормонів (мелатонін) показано перспективність використання купризонової моделі демієлінізації in vitro для скринінгу ремієлінізувальних чинників. Обґрунтовано можливість застосування експериментальної купризонової моделі при вивченні інших патологій нервової системи.
Посилання
Labunets IF, Melnyk NO, Kuzminova IA et al. Effect of neurotoxin «cuprizone» on behavioral reactions and morphofunctional changes of cerebral and spinal cord neurons in mice. Zhurnal NAMN Ukrainy. 2014;20(4):402-408 (Ukrainian).
Labunets IF, Melnyk NO, Kuzminova IA, Butenko HM. Sposib modeliuvannia strukturnykh zmin neironiv tsentralnoi nervovoi systemy pry demiielinizuiuchykh zakhvoriuvanniakh. Reiestratsiinyi nomer zaiavky u 2014 06622; MPK G09B 23/28 (2006.01).Patent Ukrainy na korysnu model № 94458 u UA, Opubl. 10.11.2014. Biul. № 21. 3 p (Ukrainian).
Labunets IF, Melnyk NO, Rymar S.Yu. Sposib modeliuvannia reheneratsii ushkodzhenykh neironiv holovnoho mozku pry neirodeheneratyvnykh zakhvoriuvanniakh. Patent na korysnu model № 104976 (UA). Nomer zaiavky u 2015 09252. Data publikatsii vidomostei pro vydachu patentu: 25.02.2016, Biul. № 4. 4 s (Ukrainian).
Labunets IF, Rodnichenko AE. Sposib otsinky demiielinizatsii aksoniv neironiv pry modeliuvanni in vitro ushkodzhen klityn holovnoho mozku, zokrema mozochka. Nomer zaiavky u 2017 12275 vid 12.12.2017 r. G01N 33/50 (2006.01). Patent na korysnu model № 125486 (UA). Opubl.10.05.2018, Biul. № 9. 3 p (Ukrainian).
Labunets IF, Melnyk NO, Rodnichenko AE et al. Vplyv rekombinantnoho interleikina-10 liudyny na strukturu neironiv tsentralnoi nervovoi systemy ta povedinkovi reaktsii u myshei iz kupryzonovoiu modelliu rozsiianoho sklerozu. Tezy dopovidei Naukovo-proktychnoi konferentsii z mizhnarodnoiu uchastiu «Innovatsiini napriamy v henetychnii ta reheneratyvnii medytsyni» (9-10 November 2017, Kyiv, Ukraine). Cell and organ transplantology Dodatok 2017;5(2):240-241 (Ukrainian).
Labunets IF, Melnyk NO, Kuzminova IA. Behavioral change and the structure of the neurons of the central nervous system in mice with the cuprizone model of demyelination. Inter-Medical 2014;5:25-31 (Russian).
Labunets IF, Rodnichenko AE, Utko NA et al. Nejroprotektornoe vlijanie melatonina pri jeksperimental’nyh modeljah patologii nervnoj sistemy. Tezy dopovidei Naukovo-proktychnoi konferentsii z mizhnarodnoiu uchastiu «Inovatsiini napriamy v henetychnii ta reheneratyvnii medytsyni» (9-10 November 2017 r, Kyiv, Ukraine) / Cell and organ transplantology Dodatok. 2017;5(2):41-42 (Russian).
Labunets IF, Talanov SA, Rodnichenko AE et al. Izuchenie v jeksperimente vlijanija citokinov i gormonov na otdel’nye zven’ja patogeneza nejrodegenerativnyh zabolevanij kak vozmozhnyj put’ k povysheniju jeffektivnosti kletochnoj terapii. Zbirnyk tez naukovo-praktychnoi konferentsii z mizhnarodnoiu uchastiu «Transplantatsiia — sohodennia, mynule ta maibutnie» (Kyiv, 7 November 2014). Kyiv. 2014:28 (Russian).
Labunets IF Changes of thymic endocrine function and macrophages/T-lymphocytes of the brain in mice of different age treated with neurotoxin cuprizone and cytokine. International neurological journal (INJ). 2018;4 (98). DOI:10.22141/2224-0713.4.98.2018.139434 (Russian).
Mishenko TS, Shulga OD, Bobryk NV et al. L. A. Multiple sclerosis: Global perspectives. Ukr med chasopys. 2014;101(3):84-87 (Ukrainian).
Nehrych TI, Sorokin BV, Yevtushenko SK. Vid virohidnoi diahnostyky do efektyvnoi terapii rozsiianoho sklerozu. Mizhnarodnyi nevrolohichnyi zhurnal. 2012;3 (49):151-158 (Ukrainian).
Pivneva TA. Mehanizmy demielinizacii pri rassejannom skleroze. Nejrofiziologija. 2009;41(5):429-437 (Russian).
Pivneva TA. Morphofunctional state of glial cells in experimental effects, inducing neurodegeneration: dys. d-ra. biol. nauk — Kyiv, 2010:328 (Ukrainian).
Rodnichenko AE. Implementation of a toxic cuprizone model of demyelination in vitro. Cell and Organ Transplantology. 2018;6(1):93-99 (Ukrainian).
Sokolova L, Sepikhanova M. Comparative analysis of differential treatment efficacy of multiple sclerosis in patients of all ages. Zbirnnaukprats spiv rob NMAPE, P L Shupyka. 2014;23(2):289-298 (Russian).
Tsymbalyuk VI, Kasianenko Yu.A. Modeling and course peculiarities of experimental allergic encephalomyelitis. Ukrainskyi neirokhirurhichnyi zhurnal. 2005;1:45-50 (Ukrainian).
Chernenko M.Ye, Vovk VI. Current approaches to pathogenetic therapy of multiple sclerosis. MezhdunarMedzhurnal. 2015;1:58-62 (Ukrainian).
Chupryna G. Multiple sclerosis: clinical and pathogenic characteristics and therapeutic approaches based on comorbidity. Dissertation for the Doctor’s degree of Medical Sciences, speciality 14.01.15 — Nervous Diseases. Shupyk National Medical Academy of Postgraduate Education of the Ministry of Health of Ukraine. Kyiv, 2017:409 (Ukrainian).
Acs P, Kalman B. Pathogenesis of multiple sclerosis: what can we learn from the cuprizone model. Methods Mol Biol. 2012;900:403-431. doi: 10.1007/978-1-60761-720-4-20.
Baraterio A, Fernandes A. Temporal oligodendrocyte lineage progression: in vitro models of proliferation, differentiation and myelination. Biochymica et Biophysica Acta. 2014;1843:1917-1929. doi: 10.1016/j.bbamcr.2014.04.018.
Cammer W. The neurotoxicant, cuprizone, retards the differentiation of oligodendrocytes in vitro. J Neurogical Sciences. 1999;168:116-120.
Denic A, Johnsonb AJ, Bieber AJ et al. The relevance of animal models in multiple sclerosis research. Pathophysiol. 2011;18:21-29. doi:10.1016/j.pathophys.2010.04.004.
Doucette Jiao R, Nazarali AJ. Age-related and cuprizone-induced changes in myelin and transcription factor gene expression and in oligodendrocyte cell densities in the rostral corpus callosum of mice. Cell Mol Neurobiol. 2010;30:607-629. doi: 10.1007/s10571-009-9486-z.
Gudi V, Gingele S, Skripuletz Th. et al. Glial response during cuprizon-induced de- and remyelination in the CNS: lessons learned. Front Cell Neurosci. 2014;N 8 (Article 73):24. doi: 10.3389/fncel.2014.00073.
Herder V, Hansmann F, Stangel M et al. Lack of cuprizone-induced demyelination in the murine spinal cord despite oligodendroglial alterations substantiates the concept of site-specific susceptibilities of the central neurons system. Neuropathology and Applied Neurobiology. 2011;37:676-684. doi: 10.1111/j.1365-2990.2011.01168.x.
Jarjour A.A, Zhang H, Bauer N et al. In vitro modeling of central nervous system myelination and remyelination. Glia. 2012;60:1-12. doi: 10.1002/glia.21231.
Kipp M, Clarner T. Dang J et al. The cuprizone animal model; new insights into an old story. Acta neuropathol. 2009;118:723-736. doi: 10.1007/s00401-009-0591-3.
Kopach O, Rybachuk O, Krotov V et al. Maturation of neural stem cells and integration into hippocampal circuits: functional study in post-ischemia in situ. J Cell Sci. 2018;131(4):35. doi: 10.1242/jcs.210989.
Labunets IF, Melnyk NO, Rodnichenko AE et al. Cuprizone-induced disorders of central nervous system neurons, behavioral reactions, brain activity of macrophages and antioxidant enzymes in the mice of different ages: Role of Leukemia Inhibitory Factor in their improvement. J Aging Geriatr Med. 2017;1(2):8. doi: 10.4172/AGM.1000104.
Lucchinetto C, Bruck W, Parisi J et al. Heterogeneity of multiple sclerosis lesions: implications for the pathogenesis of demyelination. AnnNeurol. 2000;55:458-468.
Merrill JE. In vivo and in vitro pharmacological models to asses demyelination and remyelination. Neuropsychopharmacol Reviews. 2009;34:55-73. doi: 10.1038/npp.2008.145.
Praet J, Guglielmetti C, Berneman Z et al. Cellular and molecular neuropathology of the cuprizone mouse model: Clinical relevance for multiple sclerosis. J Neubiorev. 2014;47:485-505. doi: 10.1016/j.neubiorev.2014.10.004.
Rodnichenko А, Utko N, Labunets I. In vitro cuprizone model as a tool to study remyelination factors. 11th FENS Forum of neuroscience (7-11 July 2018, Berlin, Germany). Abstract number F18-0774.
Sachs HY, Bercury KK, Popescu DC et al. A new model of cuprizone-mediated demyelination/remyelination. ASN Neuro. 2014:1-16. doi:10.1177/1759091414551955.
Serra-de-Oliveira N, Boilesen SN, Prado de França Carvalho C et al. Behavioural changes observed in demyelination model shares similarities with white matter abnormalities in humans. Behav Brain Res. 2015;287:265-275. doi: 10.1016/j.bbr.2015.03.038.
Zhen W, Liu A, Lu J et al. Wang J. An alternative cuprizone-induced demyelination and remyelination mouse model. ASN Neuro. 2017;July-August:1-9. doi:10.1177/1759091417725174.
