مطالعه اثر تحریک الکتریکی با فرکانس پائین بر میزان بیان گیرنده های کانابینوئیدی CB2 در شکنج دندانه دار درطی کیندلینگ مسیر پرفورنت در موش صحرایی
محورهای موضوعی : فیزیولوژی تجربی و آسیب شناسی
پرستو مردانی
1
(گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران)
سید جواد میرنجفی زاده
2
(گروه فیزیولوژی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران)
کلید واژه: مسیر پرفورنت, تحریکات با فرکانس پایین, گیرنده کانابینوییدی, موش صحرایی, کیندلینگ,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف : تحریکات با فرکانس پایین(LFS)، تغییرات القا شده توسط کیندلینگ هیپوکمپ در موش‌های صحرایی را کاهش داده و از گسترش فعاليت تشنجي جلوگیری نموده است. در این مطالعه، به منظور بررسی مکانیسم اثرات مهاري LFS بر اکتساب تشنج‌هاي ناشي از کيندلينگ مسير پرفورنت در موش‌هاي صحرايي نر، اثر گيرنده‌هاي اندوکانابينوئيدي CB2 مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش ها: حیوانات جهت القای صرع با استفاده از امواج الکتریکی کیندل شدند و پاسخ های الکتریکی ناحیه شکنج دندانه دار ثبت شد. حیوانات شامل چهار گروه کیندل، کیندل +LFS (KLFS)، LFS و کنترل بودند. در گروه KLFS، 5 دقیقه بعد از اتمام تحریکات کیندلینگ، LFS (امواج مربعي با فرکانس 1 هرتز، مدت پالس 1/0 ميلي ثانيه، 800 پالس ) اعمال شد. در پایان آزمایش، بعد از فیکس کردن حیوانات با روش پرفیوژن داخل قلبی با پارافرمالدئید %4، نیمکره های مغزی با روش ایمونوهیستوفلورسنت مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج : کاربرد LFS در گروه KLFS پارامترهای تشنجی را به طور معنی داری کاهش داد. بر اساس یافته‌های ایمونوفلورسنت، میزان بیان گیرنده های CB2 در ژیروس دندانه دار هیپوکمپ حیوانات گروه KLFS، بعد از اعمال LFS در مقایسه با گروه کنترل تغییری نداشت در حالیکه نسبت به گروه کیندلینگ افزایش معنی داری داشت. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده، به نظر می رسد که LFSبرهمکنشی با گیرنده های اندوکانابينوئيدي CB2 نداشته باشد ولی در شرایط پاتولوژیک کیندلینگ، LFSممکن است تا حدودی با افزایش میزان بیان گیرنده های اندوکانابينوئيدي CB2 تا سطح بیان نرمال، در مهار تشنج اعمال اثر نماید اگر چه این افزایش میزان بیان، متفاوت از شرایط عادی نبود.
Background & Aim: Application of Low-frequency stimulation (LFS), is accompanied with a decrease in hippocampal kindled-seizure induced changes rats and prevents propagation of seizure. The purpose of this study is to investigate the role of the endocannabinoids receptors CB2 in the inhibitory effects of LFS on perforant path kindling- arose seizures. Materials & Methods: Rats Animals were kindled through electrical stimulation of perforant path and recorded responses in the dentate gyrus. Animals included of four groups kindled, Kindled+LFS (KLFS), LFS and control. Semi- rapid kindling procedure was used to induce seizures in animals. In group of KLFS, LFS (0.1 ms pulse duration at 1 Hz, 800 pulses) was applied five min after termination of kindling stimulations. At the end of the experiment, after fixing the animals by intracardiac perfusion method with 4% paraformaldehyde, the cerebral hemispheres were examined by Immunofluorescence. Results: Obtained results showed that LFS application in the LFS-treated group (KLFS) had significantly reduced seizures parameters. However, on basis immunofluorescent findings, no significant change in level of expression CB2 receptors was observed following LFS stimulations in the gyrus dentate of the KLFS group while it increased significantly compared to the kindling group. Conclusion: It is suggested that LFS does not interact with CB2 endocannabinoid receptors but in the pathological conditions of kindling, LFS may have an effect in suppressing seizures by increasing the expression level of CB2 endocannabinoid receptors to the normal expression level, although this increase in the expression level was not different from normal conditions.
_||_Bausch SB. Axonal sprouting of GABAergic interneurons in temporal lobe epilepsy. Epilepsy & Behavior. 2005;7(3):390-400.
2. Goodman JH. Low frequency sine wave stimulation decreases the incidence of kindled seizures. Kindling 6: Springer. 2005; 343-53.
3. Ozen L, Young N, Koshimori Y, Teskey G. Low-frequency stimulation reverses kindling-induced neocortical motor map expansion. Neuroscience. 2008;153(1):300-7.
4. Weiss SR, Li XL, Rosen JB, Li H, Heynen T, Post RM. Quenching: inhibition of development and expression of amygdala kindled seizures with low frequency stimulation. Neuroreport. 1995; 6(16): 2171-6.
5. Velisek L, Veliskova J, Stanton PK. Low-frequency stimulation of the kindling focus delays basolateral amygdala kindling in immature rats. Neurosci Lett. 2002;326(1): 61-3.
6. Szabo B, Urbanski MJ, Bisogno T, Di Marzo V, Mendiguren A, Baer WU, et al. Depolarization-induced retrograde synaptic inhibition in the mouse cerebellar cortex is mediated by 2-arachidonoylglycerol. J Physiol. 2006; 577(1): 263-80.
7. Izumi Y, Zorumski CF. GABA and Endocannabinoids Mediate Depotentiation of Schaffer Collateral Synapses Induced by Stimulation of Temperoammonic Inputs .PLoS One. 2016;11(2):e0149034.
8. Mardani, P., Oryan, S., Sarihi, A., Alaei, E., Komaki, A., & Mirnajafi-Zadeh, J. Endocannabinoid CB1 receptors are involved in antiepileptogenic effect of low frequency electrical stimulation during perforant path kindling in rats. Epilepsy Research. 2018; 144, 71-81.
9. Karler R, Cely W, Turkanis SA. Anticonvulsant properties of delta 9-tetrahydrocannabinol and other cannabinoids. Life Sci. 1974; 15(5): 931-47.
10. Mackie K. Cannabinoid receptors as therapeutic targets. Annual review of pharmacology and toxicology. 2006; 46(1): 101-22.
11. Sullivan JM. Cellular and molecular mechanisms underlying learning and memory impairments produced by cannabinoids. Learning & Memory. 2000; 7(3): 132-9.
12. Ji, X., Zeng, Y., & Wu, J. The CB2 receptor as a novel therapeutic target for epilepsy treatment. International Journal of Molecular Sciences.2021; 22(16), 8961.
13. Gong J-P, Onaivi ES, Ishiguro H, Liu Q-R, Tagliaferro PA, Brusco A, et al. Cannabinoid CB2 receptors: immunohistochemical localization in rat brain. Brain research. 2006; 1071(1): 10-23.
14. Brusco A, Tagliaferro P, Saez T, Onaivi ES. Postsynaptic localization of CB2 cannabinoid receptors in the rat hippocampus. Synapse. 2008; 62(12): 944-9.
15. Wallace MJ, Martin BR, DeLorenzo RJ. Evidence for a physiological role of endocannabinoids in the modulation of seizure threshold and severity. European journal of pharmacology. 2002; 452(3): 295-301.
16. Blair RE, Deshpande LS, Sombati S, Falenski KW, Martin BR, DeLorenzo RJ. Activation of the cannabinoid type-1 receptor mediates the anticonvulsant properties of cannabinoids in the hippocampal neuronal culture models of acquired epilepsy and status epilepticus. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 2006; 317(3): 1072-8.
17. Wendt, H., Soerensen, J., Wotjak, C. T., & Potschka, H. (2011). Targeting the endocannabinoid system in the amygdala kindling model of temporal lobe epilepsy in mice. Epilepsia. 2011; 52(7): e62-e65.
18. Cassano, T., Calcagnini, S., Pace, L., De Marco, F., Romano, A., & Gaetani, S. Cannabinoid receptor 2 signaling in neurodegenerative disorders: from pathogenesis to a promising therapeutic target. Frontiers in neuroscience. 2017; 11: 30.
19. Huizenga, M. N., Wicker, E., Beck, V. C., & Forcelli, P. A. Anticonvulsant effect of cannabinoid receptor agonists in models of seizures in developing rats. Epilepsia. 2017; 58(9): 1593-1602.
20. Sugaya, Y., Yamazaki, M., Uchigashima, M., Kobayashi, K., Watanabe, M., Sakimura, K., & Kano, M. Crucial roles of the endocannabinoid 2-arachidonoylglycerol in the suppression of epileptic seizures. Cell reports. 2016; 16(5): 1405-1415.
21. Paxinos G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. Vol. Academic Press, San Diego. 1998.
22. Austin-Lafrance RJ, Morgane PJ, Bronzing JD. Prenatal protein malnutrition and hippocampal function: rapid kindling. Brain research bulletin. 1991; 27(6): 815-8.
23. Racine RJ. Modification of seizure activity by electrical stimulation: II. Motor seizure. Electroencephalography and clinical neurophysiology. 1972; 32(3): 281-94.
24. Gaito J, Nobrega JN, Gaito ST. Interference effect of 3 Hz brain stimulation on kindling behavior induced by 60 Hz stimulation. Epilepsia. 1980; 21(1): 73-84.
25. Adamec R, Young B. Neuroplasticity in specific limbic system circuits may mediate specific kindling induced changes in animal affect—implications for understanding anxiety associated with epilepsy. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2000; 24(7): 705-23.
26. Yamamoto J, Ikeda A, Satow T, Takeshita K, Takayama M, Matsuhashi M, et al. Low‐frequency electric cortical stimulation has an inhibitory effect on epileptic focus in mesial temporal lobe epilepsy. Epilepsia. 2002; 43(5): 491-5.
27. Kano M, Ohno-Shosaku T, Hashimotodani Y, Uchigashima M, Watanabe M. Endocannabinoid-mediated control of synaptic transmission. Physiological reviews. 2009.
28. Cassano, T., Calcagnini, S., Pace, L., De Marco, F., Romano, A., & Gaetani, S. Cannabinoid receptor 2 signaling in neurodegenerative disorders: from pathogenesis to a promising therapeutic target. Frontiers in neuroscience. 2017; 11: 30.