Early-life stress is a risk factor for the development of behavioral and cognitive disorders in humans and animals. Such stressful situations include social isolation in early postnatal ontogenesis. Behavioral and cognitive impairments associated with neuroplastic changes in brain structures. We have found that after ten weeks of social isolation, male Wistar rats show behavioral abnormalities and cognitive deficit, accompanied by an increase in the relative expression of gene encoding serine protease prolyl endopeptidase (PREP, EC 3.4.21.26) in the brain frontal cortex. The present study aimed to assess synaptophysin (SYP), brain-derived neurotrophic factor precursor (proBDNF), and PREP expression using Western blot in the brain structures – the hippocampus, frontal cortex, and striatum of the rats subjected to prolonged social isolation compared with group-housed animals. Twenty Wistar rats were used for this study (10 males and 10 females). Experimental animals (5 males and 5 females) were kept one per cage for nine months, starting from the age of one month. Ten-month-old socially isolated rats showed memory deficit in passive avoidance paradigm and Morris Water Maze and reactivity to novelty reduction. We used monoclonal antibodies for the Western blot analysis of the expression of SYP, proBDNF, and PREP in the rat brain structures. Social isolation caused a proBDNF expression reduction in the frontal cortex in females and a reduction in PREP expression in the striatum in males. These data suppose that neurotrophic factors and PREP are involved in the mechanisms of behavioral and cognitive impairments observed in the rats subjected to prolonged social isolation with an early life onset.
Введение. Ингибиторы пролинспецифической сериновой протеазы дипептидилпептидазы IV (ДПП-IV, CD26, EC 3.4.14.5), способные модулировать широкий спектр физиологических процессов, находят применение в клинике. В наших работах получены свидетельства влияния ингибиторов ДПП-IV при их введении в раннем постнатальном периоде на эмоционально-мотивационное поведение взрослых крыс. Более сильные изменения в поведении отмечались у крыс при действии ингибитора ДПП-IV дипротина А. Однако не ясно, как долго сохраняются такие изменения. Цель работы - изучение отсроченных эффектов ингибитора ДПП-IV дипротина А на выраженность эмоционально-мотивационных расстройств, индуцированных действием ингибитора в раннем постнатальном периоде, в динамике взросления крыс от 2 до 7 мес. Методика. Дипротин А вводили крысятам ежедневно в 5-18-й постнатальные дни внутрибрюшинно (2 мг/кг), в объеме 0.1 мл на 10 г массы тела. Крысята контрольной группы получали инъекции физиологического раствора. Поведение взрослых крыс оценивали в возрасте 2 и 7 мес в тестах автоматизированного «открытого поля», «Приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), принудительного плавания и социального взаимодействия. Уровень кортикостерона в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа ELISA. Для статистической обработки результатов использовали двухфакторный дисперсионный анализ Two Way ANOVA и непараметрический U-критерий Манна-Уитни с поправкой на множественность сравнений. Результаты. У крыс опытной группы по сравнению с контрольной группой в возрасте 2 и 7 мес была повышена двигательная активность и скорость перемещения в тесте ПКЛ. В возрасте 7 мес у них также была увеличена вертикальная исследовательская активность. Признаков повышения тревожности не выявлено. У крыс опытной группы выявлены признаки депрессивно-подобного поведения по нарушению биоритмологической структуры плавания, более выраженные в возрасте 7 мес. Неагрессивное социальное взаимодействие у крыс, получавших неонатально дипротин А, было снижено по сравнению с контролем в возрасте 2 мес, а в возрасте 7 мес, напротив, увеличено. У этих животных число и длительность агрессивных социальных контактов были увеличены по сравнению с контролем как в возрасте 2, так и в возрасте 7 мес. Уровень кортикостерона в сыворотке крови у крыс опытной группы в возрасте 7.5 мес был выше, чем в контроле. Заключение. Данные настоящего исследования свидетельствуют о развитии гиперактивного фенотипа и длительных психоэмоциональных нарушений в виде повышенной агрессивности наряду с активацией гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси у взрослых крыс, подвергнутых действию дипротина А в 5-18-й постнатальные дни, и поддерживают представления об участии дипептидилпептидазы-IV в генезе психоэмоциональных расстройств. Background. Inhibitors of the proline-specific serine protease dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV, CD26, EC 3.4.14.5) may modulate a wide range of physiological processes and are used in the clinic. In our studies, we obtained evidence for the impact of DPP-IV inhibitors on adult rats’ emotional and motivational behavior when administered in the early postnatal period. Diprotin A exhibited the most significant impact on the animals’ behaviors. However, it is not clear how long the changes persist. Aim. To study the delayed effects of the DPP-IV inhibitor diprotin A on the severity of emotional and motivational disorders induced by the inhibitor action in the early postnatal period, in the dynamics of rats maturation from 2 to 7 months. Methods. Diprotin A was administered to rat pups daily on postnatal days 5-18, intraperitoneally, at a dose of 2 mg/kg, in a volume of 0.1 ml per 10 g of body weight. The rat pups of the control group received saline. The behavior of adult rats was assessed at the age of 2 and 7 months in the automated “open field,” “Elevated Plus Maze” (EPM), forced swimming, and social interaction tests. Serum corticosterone levels were determined by ELISA. The results were statistically processed using Two Way ANOVA and nonparametric Mann-Whitney U-test adjusted for multiple comparisons. Results. Experimental rats increased motor activity and travel speed in the EPM test compared with the control group at 2 and 7 months of age. At the age of 7 months, experimental rats also increased vertical (rearing) activity. There were no signs of increased anxiety. Experimental rats demonstrated depression-like behavior judged by the biorhythmologic structure of swimming, more pronounced at 7 months. Non-aggressive social interaction in rats treated neonatally with diprotin A was reduced compared with controls at the age of 2 months and, on the contrary, increased at the age of 7 months. In these animals, the number and duration of aggressive social contacts were increased compared with controls at the ages of 2 and 7 months. Serum corticosterone levels in experimental rats at the age of 7.5 months were higher than in control. Conclusion. The present study results testify to the development of a hyperactive phenotype and prolonged psychoemotional disorders as increased aggressiveness along with hypothalamic-pituitary-adrenal axis activation in adult rats exposed to the action of diprotin A on postnatal days 5-18. The data support the dipeptidyl peptidase IV involvement in the genesis of psychoemotional disorders.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.