Modelling Non-motor Symptoms of Parkinson's Disease: AAV Mediated Overexpression of Alpha-synuclein in Rat Hippocampus and Basal Ganglia
Sevgi Uğur Mutluay, Elif Çınar, Gül Yalçın Çakmaklı, Ayşe Ulusoy, Bülent Elibol, Banu Cahide Tel
2020
Türk Nöroloji Dergisi
Ad dress for Cor res pon den ce/Ya z›fl ma Ad re si: Sevgi Uğur Mutluay, Re cei ved/Ge lifl Ta ri hi: 06.11.2020 Ac cep ted/Ka bul Ta ri hi: 23.12.2020 Objective: Our aim was to investigate the relation between unilateral hippocampal and/or nigral alpha-synucleinopathy and cognitive dysfunction, anxiety and anhedonia. Materials and Methods: Female Sprague-Dawley rats were stereotactically injected adeno-associated viruses carrying alpha-synuclein (α-syn) into unilateral dentate gyrus (DG),
more »
... antia nigra (SN) or both SN + DG. The animals were tested for motor functions and memory, spatial learning, anxiety and hedony. Levels of α-syn and synaptophysin were evaluated by Western blot (WB) analysis. Results: In apomorphine-induced rotation test, a mild motor dysfunction was found in SN-α-syn group compared to control. DG-α-syn group showed memory impairment in novel object recognition test. All the α-syn injected groups spent more time to find the platform compared to controls in Morris water maze but this difference did not reach statistical significance. DG-α-syn group consumed more sucrose solution in sucrose consumption test and spent more time on the open arm in elevated plus maze, while the opposite was observed in SN-α-syn group compared to controls. We showed α-syn protein expression in the injected areas of all α-syn groups by WB and immunohistochemical staining. In WB analysis, both hippocampal and striatal synaptophysin expression levels were lower in the α-syn groups compared to controls. Conclusion: Parkinson's disease (PD) is characterized by both motor and non-motor symptoms (NMS). However, an animal model recapitulating NMS with the background of dopaminergic denervation is still lacking. This model may help to investigate hippocampal α-syn pathology correlated especially with cognitive dysfunction and other NMS of PD. Amaç: Amacımız, oluşturulan unilateral hipokampal ve/veya nigral alfa-sinükleinopati ile bilişsel disfonksiyon, anksiyete ve anhedoni arasındaki ilişkiyi araştırmaktır. Gereç ve Yöntem: Dişi Sprague-Dawley sıçanların dentat girus (DG) ve substantia nigra (SN) veya her ikisine DG + SN unilateral olarak adeno-ilişkili virüsaracılı alfa-sinüklein (α-sin) strereotaksik olarak enjekte edildi. Hayvanlar, motor işlevlerin yanısıra hafıza, uzaysal öğrenme, anksiyete ve hedoninin incelenmesi amacı ile test edildiler. α-sin ve sinaptofizin düzeyleri Western blot (WB) analizleri ile değerlendirildi. Bulgular: Apomorfin ile indüklenen dönme testinde, SN-α-sin grubunda kontrol grubuna kıyasla hafif motor bozukluk oluştuğu gözlendi. DG-a-sin grubunda yeni nesne tanıma testi ile hafıza bozukluğu olduğu görüldü. α-sin enjeksiyonu gerçekleştirilmiş bütün gruplarda Morris su labirenti testinde platformu bulma süresi kontrol grubuna kıyasla daha uzun olsa da gruplar arasındaki bu fark istatistiksel anlamlılığa ulaşmadı. DG-α-sin grubunun sükroz tercih testinde sükroz çözeltisini daha çok tercih ettiği ve yükseltilmiş artı labirenti testinde açık kolda daha çok vakit geçirdiği gözlenirken, SN-a-sin grubunun ise bu testlerde DG-α-sin grubunun tam tersi yönde davranış gösterdiği görüldü. α-sin proteininin bütün enjeksiyon bölgelerinde ifade edildiği, WB yöntemi ve immünohistokimyasal boyama ile gösterildi. Yine WB analizi ile α-sin enjekte edilmiş grupların hipokampus ve striatumlarında sinaptofizin düzeylerinin kontrollere göre daha az olduğu bulundu. Sonuç: Parkinson hastalığı (PH) motor ve motor-dışı semptomlarla (NMS) karakterize bir hastalıktır, fakat dopaminerjik denervasyon zemininde NMS'lerin gösterildiği bir hayvan modeli henüz geliştirilememiştir. Oluşturulan bu model, PH'de bilişsel disfonksiyon ve NMS'lerin özellikle hipokampal α-sin patolojisi temelinde araştırılmasına yardım edebilir. Abstract Öz Turk J Neurol 2020;26:322-329 Mutluay et al.; Modelling Non-motor Symptoms of Parkinson's Disease 323
doi:10.4274/tnd.2020.22308
fatcat:w4wj7svyrvex7awhzjk6z53zqm