Aivokammioon injisoidun CDNF:n vaikutuksen ja leviämisen karakterisointi hiirillä
| Title: | Aivokammioon injisoidun CDNF:n vaikutuksen ja leviämisen karakterisointi hiirillä |
| Author(s): | Hella, Emilia |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Pharmacy |
| Discipline: | Pharmacology |
| Language: | Finnish |
| Acceptance year: | 2015 |
| Abstract: |
This review focuses on neurotrophic factors, especially CDNF, and Amyotropic lateral sclerosis (ALS). This review finds out which neurotrophic factors have been studied in clinical trials of ALS and what kind of results have been got. Neurotrophic factors are important for development and function of neurons because they prevent apoptosis of neurons. They also play role in differentiation, development and migration of neurons. It is also known that many of the neurotrophic factors have protective and restorative properties. ALS is a rare neurodegenerative disease which causes the destruction of motor neurons and leads to death in three years. The disease degenerate the upper and lower motor neurons. Symptoms are muscle weakness, muscle atrophy, cramps and problems with swallowing. At the moment there is no cure for ALS so it is important to study neurotrophic factors that could prevent the progression of the disease and perhaps to protect or repair destroyed motor neurons. This is why it is important to study potential of CDNF in ALS.
The experimental part consists of three different parts. The purpose of the first part study was to determine the distribution of CDNF after intraventricular delivery at different time points. CDNF was labeled with 125I (125I-CDNF). The distribution was determined by gammacounter and autoradiography. To determine the stability of the injected 125-I CDNF we performed SDS-PAGE. The second part studied the diffusion volume of CDNF after intraventricular injection with seven wild type mice. After stereotaxic surgery CDNF-immunohistochemistry staining from coronal sections was done. The last experimental part studied the effect of single intracerebral injection of CDNF on motivation, locomotor activity, anxiety and depression with male and female mice. Light-dark box, open field, rotarod, forced swim test (FST), elevated plus maze and fear conditioning were carried out with male mice. After behavioural tests mice were sacrified for HPLC-analysis. Light-dark box and IntelliCage were carried out with female mice before c-fos staining.
Gammacounter and autoradiography shows that 125I-CDNF distributes widely after intracerebroventricular injection. It spread throughout to the brain and also all the way to the spinal cord after one and three hours from injection. After 24 hours 125I-CDNF was cleared so the CDNF signal was very weak. SDS-PAGE showed the stability of radioactive CDNF. CDNF increased locomotor activity and decreased anxiety in male mice. But a statistically significant difference appeared in forced swim test and fear conditioning test. HPLC-analysis supported these results partly. CDNF also increased motivation of female mice in IntelliCage experiment. C-fos staining was observed in CDNF group and PBS group so quantitative analysis should be done from these sections so that reliable conclusions could be done. However, because CDNF distributed to spinal cord and it showed some effect on locomotor activity, motivation and depression it might be potential for ALS disease.
Tämän Pro gradu -työn kirjallisuuskatsauksessa perehdytään lupaavimpiin hermokasvutekijöihin kuten CDNF:ään sekä selvitetään, mitä hermokasvutekijöitä on tutkittu amyotrofisen lateraaliskleroosin eli ALS-taudin kliinisissä kokeissa ja minkälaisia tuloksia kliinisistä kokeista on saatu. Tämän lisäksi perehdytään ALS:in tautiin. Hermokasvutekijät ovat tärkeitä neuronien kehitykselle ja toiminnalle, sillä hermokasvutekijät ehkäisevät neuronien apoptoosia eli ohjelmoitua solukuolemaa. Ne osallistuvat myös neuronien erilaistumiseen, kehitykseen ja kulkeutumiseen elimistössä sekä niillä tiedetään olevan hermosoluja suojaavia ja korjaavia vaikutuksia. ALS on harvinainen hermorappeumasairaus, joka aiheuttaa liikehermosolujen tuhoutumista ja johtaa lopulta kuolemaan noin kolmessa vuodessa. ALS-potilailla niin alemmat kuin ylemmät liikehermosolut tuhoutuvat. Taudin oireita ovat lihasheikkous, lihasten surkastuminen, lihasnykäykset, krampit sekä puhe- ja nielemisvaikeudet. Tällä hetkellä tautiin ei ole olemassa parantavaa tai tautia merkittävästi hidastavaa lääkehoitoa, joten on tärkeää tutkia hermokasvutekijöitä, jotka voisivat estää taudin etenemisen ja mahdollisesti suojata tai korjata tuhoutuneita liikehermosoluja. Tämän takia CDNF:n potentiaalia taudin hoidossa on perusteltua tutkia.
Erikoistyön kokeellinen osa koostui kolmesta eri osatutkimuksesta. Ensimmäisessä osiossa tutkittiin aivokammioon injisoidun radioaktiivisen CDNF:n (125I-CDNF) leviämistä eri aikapisteissä autoradiografian ja gammalaskimen avulla. Lisäksi CDNF:n stabiilisuus tutkittiin SDS-PAGE:lla. Toisessa osiossa tutkittiin CDNF:n leviämistilavuus aivoissa aivokammioon annon jälkeen CDNF-vasta-ainevärjäyksellä seitsemällä villityypin uroshiirellä. Kolmannessa osakokeeseessa selvitettiin CDNF:n vaikutusta liikeaktiivisuuteen, masentuneisuuteen, ahdistuneisuuteen ja motivaatioon naaras- ja uroshiirillä. 20 uroshiirelle suoritettiin valoisa-pimeä -laatikko (light-dark box), lokomotoriikkakoe (open field), pyörivä sauva (rotarod), pakotettu uintitesti (forced swim test, FST), korotettu ristikko (elevated plus maze, EPM) sekä pelkoehdollistumiskoe (fear conditioning). Käyttäytymiskokeiden jälkeen kudoksista suoritetiin HPLC-analyysi. 25 naarashiirelle suoritettiin valoisa-pimeä - laatikko ja IntelliCage. Näiden jälkeen aivoleikkeille suoritettiin c-fos-vasta-ainevärjäys.
125I-CDNF todettiin leviävän hyvin aivokammioannostelun jälkeen autoradiografian ja gammalaskimen mukaan. Se kulkeutui laajalle alueelle aivoissa ja myös selkäytimeen asti yhden ja kolmen tunnin kuluttua injektiosta. 24 tunnin kuluttua injektiosta 125I-CDNF oli hävinnyt hiiren elimistöstä. SDS-PAGE koe osoitti radioaktiivisen CDNF:n stabiilisuuden. CDNF-käsittelyn havaittiin lisäävän hiirten liikeaktiivisuutta, ja vähentävän ahdistuneisuuden kaltaista käyttäytymistä uroshiirillä. Se vähensi tilastollisesti merkitsevästi masentuneisuuden kaltaista käyttäytymistä uintitestissä ja pelon kaltaista käyttäytymistä pelkoehdollistumiskokeessa. HPLC-analyysi tuki osin käyttäytymiskokeiden tuloksia. Naarashiirille suoritetussa IntelliCage-kokeessa havaittiin, että CDNF-käsittely lisäsi hiirten motivaatiota tilastollisesti merkitsevästi. C-fos-vasta-ainevärjäystä havaittiin molemmissa käsittelyryhmissä, joten aivoleikkeistä tulisi tehdä kvantitatiivinen analyysi luotettavien johtopäätösten aikaansaamiseksi. Koska CDNF kulkeutui selkäytimeen asti ja se osoitti vaikutusta hiirten liikeaktiivisuuteen, motivaatioon ja masentuneisuuteen, voi se olla potentiaalinen hoitokeino ALS-tautiin.
|
| Keyword(s): | CDNF ALS neurotrophic factors behavioural tests depression anxiety locomotor activity motivation hermokasvutekijät käyttäytymiskokeet masentuneisuus ahdistuneisuus liikeaktiivisuus motivaatio |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Pro_Gradu_Hella_Emilia.pdf | 2.395Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Pharmacy [538]