Semax and Pro-Gly-Pro Activate the Transcription of Neurotrophins and Their Receptor Genes after Cerebral Ischemia

Abstract

Consisting of a fragment of ACTH(4-7) and C-terminal PGP tripeptide, the polypeptide Semax is successfully used for acute stroke therapy. Previous experiments showed rapid induction of Bdnf, Ngf, and TrkB expression in intact rat hippocampus following Semax treatment. To investigate the mRNA expression of neurotrophins and their receptors after treatment with either Semax or PGP, the rat brains were analyzed at three time points following a permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO). We have shown for the first time that both Semax and PGP activate the transcription of neurotrophins and their receptors in the cortex of rats subjected to pMCAO. The profiles of transcription alteration under PGP and Semax treatment were partially overlapped. Semax enhanced the transcription of Bdnf, TrkC, and TrkA 3 h after occlusion, Nt-3 and Ngf 24 h after occlusion, and Ngf 72 h after occlusion. PGP enhanced the transcription of Bdnf and TrkC 3 h after pMCAO and Ngf, TrkB, TrkC, and TrkA 24 h after pMCAO. The analysis of the transcription alterations under PGP and Semax treatment in the cortex of rats without surgery, sham-operated rats and rats subjected to pMCAO revealed that Semax selectively affected the transcription of neurotrophins and their receptors in the ischemic rat cortex, whereas the influence of PGP was mainly unspecific.

Astrocytes: new targets of melanocortin 4 receptor actions

“…ACTH was observed to downregulate ciliary neurotropic factor mRNA levels without modifying other neurotrophins in cultured astrocytes (Kokubo et al 2002). By contrast, an analog of ACTH increased Bdnf mRNA levels in rat glial cell cultures (Shadrina et al 2001) and after cerebral ischemia (Dmitrieva et al 2010). Concordantly, we showed that MC4R activation induces expression of BDNF in cultured rat astrocytes (Caruso et al 2012), suggesting that neuroprotection by MC4R can involve neurotropic factor release.…”

The Effect of Semax and Its C-End Peptide PGP on the Morphology and Proliferative Activity of Rat Brain Cells During Experimental Ischemia: A Pilot Study

“…Finally, the trophic effect of this peptide might involve the expression of neurotrophic genes directly involved in homeostatic regulation in the CNS. Thus, Semax stimulates the transcription of mRNA for neurotrophins and their receptors in the CNS of animals subjected to experimental ischemia (Dmitrieva et al 2010).…”

Pretective action of peptide pro-gly-pro on electrophysiological characteristics of cultured hippocampal neurones during excitotoxic damage

“…Було показано, що останній, який в нормі наявний у крові як продукт деградації колагену та колагенподібних білків, має протидіабетичну, противиразкову, антикоагулянтну, антистре-сорну та протиішемічну дію, стимулює екс-пресію генів нейротрофінів та їх рецепторів у нейронах, а також впливає на поведінкові показники [1][2][3][4]. Окремий інтерес викликає нейропротекторна дія PGP за умов глутамат-ної ексайтотоксичності.…”

“…У відповідь на деполяризацію тривалістю 500 мс тонічну генерацію ПД спостерігали у 9 з 16 контрольних нейронів (56 %) з се-редньою частотою імпульсації 21±3 с -1 , тоді як при культивуванні з пептидом -у 22 з 24 (92 %) при середній частоті 17±4 с -1 . Відмін-ності у амплітуді слідової гіперполяризації та характері імпульсації нейронів визначаються потенціалзалежними калієвими провідно-стями мембрани, вплив пептиду на які може бути опосередковано його описаною раніше стимулювальною дією на експресію генів нейротрофінів (і відповідних рецепторів) [3,4], які в свою чергу активують широкий спектр клітинних процесів [9], а також без-посередньо впливають на калієві канали та, відповідно, збудливість і характер імпульса-ції нейрона [10].…”

“…Спон-танно активним після ексайтотоксичного пошкодження виявився один з 18 (6 %) контр-ольних нейронів та 7 з 27 (26 %) таких, що культивувались за наявності пептиду. Цей факт свідчить про певну активацію процесів синаптогенезу пептидом, що узгоджується з описаними в літературі властивостями гліпролінів і пептиду PGP зокрема [1][2][3][4][5][6] та потребує окремого дослідження. Також віро-гідним може бути і певний кондиціонуючий вплив підвищеної спонтанної активності на збільшення стійкості нейронів до ексайтоток-сичного пошкодження [14].…”