Взаимодействия микроглии и нейронов в хвостатом ядре при разных типах течения шизофрении

Закрыть метаданные

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение ультраструктуры микроглии и нейронов, контактирующих друг с другом, в хвостатом ядре при непрерывнотекущей (НТШ) и приступообразно-прогредиентной (ППШ) шизофрении по сравнению с контролем и анализ корреляционных связей между параметрами микроглии и нейронов в контроле и при шизофрении.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

На аутопсийном материале проведено электронно-микроскопическое морфометрическое исследование микроглии и нейронов, контактирующих друг с другом, в головке хвостатого ядра в 9 случаях НТШ, 10 — ППШ и 20 контролях без психической патологии. Групповые сравнения проводили с помощью ковариационного анализа и корреляционного анализа Пирсона.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В группе ППШ показаны повышенная численная плотность микроглии у молодых (≤50 лет) больных по сравнению с пожилыми (>50 лет) из группы контроля и площадь вакуолей эндоплазматического ретикулума в микроглии у молодых больных по сравнению с молодыми из группы контроля. В группе НТШ обнаружены сниженная численная плотность микроглии по сравнению с группой ППШ (p<0,05) и повышенные объемная фракция (Vv) и количество гранул липофусцина в микроглии у пожилых больных по сравнению с молодыми и пожилыми из группы контроля. В группе НТШ найдены отрицательные корреляции между численной плотностью микроглии, площадью ядра микроглии и длительностью болезни (r= –0,72, p=0,03; r= –0,8; p=0,01). В обеих группах больных обнаружены сниженные Vv и количество митохондрий в микроглии и повышенные площадь и периметр нейронов по сравнению с контрольной группой. В нейронах найдены повышенные площадь вакуолей в группе ППШ и площадь митохондрий в группе НТШ по сравнению с контрольной группой. Установлены нарушения корреляционных связей между параметрами митохондрий в микроглии и нейронах в группах ППШ и НТШ и между площадью митохондрий в нейронах и площадью вакуолей в микроглии в группе НТШ по сравнению с контрольной группой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нарушенные взаимодействия между микроглией и нейронами в хвостатом ядре связаны с типами течения шизофрении и микроглиальной реактивностью. Они могут быть вызваны повреждением энергетического метаболизма в микроглии при обоих типах течения шизофрении и стрессом эндоплазматического ретикулума в микроглии при НТШ.

Ключевые слова:

микроглия

нейрон

хвостатое ядро

непрерывнотекущая шизофрения

приступообразно-прогредиентная шизофрения

Авторы:

Вихрева О.В.

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»

ORCID: 0000-0002-6920-316X

Рахманова В.И.

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»

ORCID: 0000-0002-9484-8154

Уранова Н.А.

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»

ORCID: 0000-0001-9543-7421

Дата поступления:

27.02.2024

Дата принятия в печать:

02.04.2024

Список литературы:

Cserép C, Pósfai B, Dénes Á. Shaping neuronal fate: functional heterogeneity of direct microglia-neuron interactions. Neuron. 2021;109(2):222-240. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.11.007
Tremblay MÈ, Lowery RL, Majewska AK. Microglial interactions with synapses are modulated by visual experience. PLoS Biol. 2010;8(11):e1000527. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000527
Badimon A, Strasburger HJ, Ayata P, et al. Negative feedback control of neuronal activity by microglia. Nature. 2020;586(7829):417-423. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2777-8
Monji A, Kato T, Kanba S. Cytokines and schizophrenia: Microglia hypothesis of schizophrenia. Psychiatry Clin Neurosci. 2009;63(3):257-265. https://doi.org/10.1111/j.1440-1819.2009.01945.x
Вихрева О.В., Уранова Н.А. Реактивность микроглии в префронтальной коре при разных типах течения шизофрении. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2021;121(12):77-83. https://doi.org/10.17116/jnevro202112112177
Uranova NA, Vikhreva OV, Rakhmanova VI. Microglia-neuron interactions in prefrontal gray matter in schizophrenia: a postmortem ultrastructural morphometric study. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2023;273(8):1633-1648. https://doi.org/10.1007/s00406-023-01621-x
Haber SN, Behrens TEJ. The neural network underlying incentive based learning: implications for interpreting circuit disruptions in psychiatric disorders. Neuron. 2014;83:1019-1039. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.08.031
Graff-Radford J, Williams L, Jones DT, Benarroch EE. Caudate nucleus as a component of networks controlling behavior. Neurology. 2017;89(21):2192-2197. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000004680
Nielsen MØ, Rostrup E, Broberg BV, et al. Negative symptoms and reward disturbances in schizophrenia before and after antipsychotic monotherapy. Clin. EEG Neurosci. 2018;49:36-45. https://doi.org/10.1177/1550059417744120
Falke E, Han LY, Arnold SE. Absence of neurodegeneration in the thalamus and caudate of elderly patients with schizophrenia. Psychiatry Res. 2000;93(2):103-110. https://doi.org/10.1016/s0165-1781(00)00104-9
Kreczmanski P, Heinsen H, Mantua V, et al. Volume, neuron density and total neuron number in five subcortical regions in schizophrenia. Brain. 2007;130(Pt 3):678-692. https://doi.org/10.1093/brain/awl386
Wada A, Kunii Y, Ikemoto K et al. Increased ratio of calcineurin immunoreactive neurons in the caudate nucleus of patients with schizophrenia. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2012;37(1):8-14. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2012.01.005
Adorjan I, Sun B, Feher V, et al. Evidence for Decreased Density of Calretinin-Immunopositive Neurons in the Caudate Nucleus in Patients With Schizophrenia. Front Neuroanat. 2020;13,14:581685. https://doi.org/10.3389/fnana.2020.581685
Holt DJ, Bachus SE, Hyde TM, et al. Reduced density of cholinergic interneurons in the ventral striatum in schizophrenia: an in situ hybridization study. Biol Psychiatry. 2005;58(5):408-416. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2005.04.007
Уранова Н.А., Вихрева О.В., Рахманова В.И., Орловская Д.Д. Ультраструктурная патология олигодендроцитов в белом веществе при непрерывнотекущей параноидной шизофрении: роль микроглии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2017;117(9):76-81. https://doi.org/10.17116/jnevro20171179176-81
Patel S, Sharma D, Kalia K, Tiwari V. Crosstalk between endoplasmic reticulum stress and oxidative stress in schizophrenia: The dawn of new therapeutic approaches. Neurosci Biobehav Rev. 2017;83:589-603. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.08.025
Müller N. Inflammation in schizophrenia: pathogenetic aspects and therapeutic considerations. Schizophr Bull. 2018;44(5):973-982. https://doi.org/10.1093/schbul/sby024
De Picker LJ, Victoriano GM, Richards R, et al. Immune environment of the brain in schizophrenia and during the psychotic episode: A human post-mortem study. Brain Behav Immun. 2021;97:319-327. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2021.07.017
Sekar A, Bialas AR, de Rivera H, et al. Schizophrenia risk from complex variation of complement component 4. Nature. 2016;530(7589):177-183. https://doi.org/10.1038/nature16549
Jenkins AK, Lewis DA, Volk DW. Altered expression of microglial markers of phagocytosis in schizophrenia. Schizophr Res. 2023;251:22-29. https://doi.org/10.1016/j.schres.2022.12.005
Uranova NA, Vikhreva OV, Rakhmanova VI. Abnormal microglial reactivity in gray matter of the prefrontal cortex in schizophrenia. Asian J Psychiatr. 2021;63:102752. https://doi.org/10.1016/j.ajp.2021.102752
Kochunov P, Glahn DC, Rowland LM, et al. Testing the hypothesis of accelerated cerebral white matter aging in schizophrenia and major depression. Biol Psychiatry. 2013;73(5):482-491. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2012.10.002
Kirkpatrick B, Kennedy BK. Accelerated aging in schizophrenia and related disorders: future research. Schizophr Res. 2018;196:4-8. https://doi.org/10.1016/j.schres.2017.06.034
Qiu X, Xiao X, Li N, Li Y. Histone deacetylases inhibitors (HDACis) as novel therapeutic application in various clinical diseases. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatr. 2017;72:60-72. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2016.09.002
Ribak CE, Shapiro LA, Perez ZD, et al. Microglia-associated granule cell death in the normal adult dentate gyrus. Brain Struct Funct. 2009;214(1):25-35. https://doi.org/10.1007/s00429-009-0231-7
Ebdrup BH, Norbak H, Borgwardt S, et al. Volumetric changes in the basal ganglia after antipsychotic monotherapy: a systematic review. Curr Med Chem. 2013;20:438. https://doi.org/10.2174/0929867311320030015
Haijma SV, Van Haren N, Cahn W, et al. Brain volumes in schizophrenia: a meta-analysis in over 18 000 subjects. Schizophr Bull. 2013;39:1129-1138. https://doi.org/10.1093/schbul/sbs118
Kung L, Roberts RC. Mitochondrial pathology in human schizophrenic striatum: a postmortem ultrastructural study. Synapse. 1999;31(1):67-75.
Roberts RC. Mitochondrial dysfunction in schizophrenia: With a focus on postmortem studies. Mitochondrion. 2021;56:91-101. https://doi.org/10.1016/j.mito.2020.11.009
Roberts RC, Roche JK, Conley RR. Differential synaptic changes in the striatum of subjects with undifferentiated versus paranoid schizophrenia. Synapse. 2008;62(8):616-627. https://doi.org/10.1002/syn.20534
Глезер И.И., Сухорукова Л.И. Структурные особенности невроглии при шизофрении с периодическим и непрерывным типами течения (гистологическое и электронно-микроскопическое исследование). Журнал невропатологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1966;66(10):1529-1537.
Сухорукова Л.И. Изменения нейроглии при шизофрении с непрерывным типом течения. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 1966;66(9):1408-1416.
Somerville SM, Conley RR, Roberts RC. Striatal mitochondria in subjects with chronic undifferentiated vs. chronic paranoid schizophrenia. Synapse. 2012;66(1):29-41. https://doi.org/10.1002/syn.20981
Da Silva T, Wu A, Laksono I, et al. Mitochondrial function in individuals at clinical high risk for psychosis. Sci Rep. 2018;8:6216. https://doi.org/10.1038/s41598-018-24355-6
Yuksel C, Chen X, Chouinard VA, et al. Abnormal Brain Bioenergetics in First-Episode Psychosis. Schizophr Bull Open. 2021;2(1):sgaa073. https://doi.org/10.1093/schizbullopen/sgaa073
Reis-de-Oliveira G, Zuccoli GS, Fioramonte M, et al. Digging deeper in the proteome of different regions from schizophrenia brains. J Proteomics. 2020;223:103814. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2020.103814
Prabakaran S, Swatton JE, Ryan MM, et al. Mitochondrial dysfunction in schizophrenia: evidence for compromised brain metabolism and oxidative stress. Mol. Psychiatry. 2004;9(7):684-697. https://doi.org/10.1038/sj.mp.4001511
Suarez-Mendez S, García-de la Cruz DD, Tovilla-Zarate C, et al. Diverse roles of mtDNA in schizophrenia: implications in its pathophysiology and as biomarker for cognitive impairment. Prog Biophys Mol Biol. 2020;155:36-41. https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2020.04.004
Comer AL, Carrier M, Tremblay MÈ, et al. The inflamed brain in schizophrenia: the convergence of genetic and environmental risk factors that lead to uncontrolled neuroinflammation. Front Cell Neurosci. 2020;14:274. https://doi.org/10.3389/fncel.2020.00274
Bergink V, Gibney SM, Drexhage HA. Autoimmunity, inflammation, and psychosis: a search for peripheral markers. Biol Psychiatry. 2014;75:324-331. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2013.09.037
Gadecka A, Bielak-Zmijewska A. Slowing Down Ageing: The Role of Nutrients and Microbiota in Modulation of the Epigenome. Nutrients. 2019;11(6):1251. https://doi.org/10.3390/nu11061251
Konjevod M, Perkovic NM, Sáiz J, et al. Metabolomics analysis of microbiota-gut-brain axis in neurodegenerative and psychiatric diseases. J Pharm Biomed Anal. 2021;194:113681. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2020.113681
Tian L, Hui CW, Bisht K, et al. Microglia under psychosocial stressors along the aging trajectory: consequences on neuronal circuits, behavior, and brain diseases. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2017;79(Pt A):27-39. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2017.01.007

Закрыть метаданные