Aivojen kolinerginen järjestelmä ja histamiinireseptorit Parkinsonin taudin 6-OHDA-jyrsijämallissa

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151299
Title: Aivojen kolinerginen järjestelmä ja histamiinireseptorit Parkinsonin taudin 6-OHDA-jyrsijämallissa
Author: Aaltonen, Linda
Other contributor: Helsingin yliopisto, Farmasian tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Helsingfors universitet, Farmaceutiska fakulteten
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2015
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151299
http://hdl.handle.net/10138/153399
Thesis level: master's thesis
Discipline: Farmakologi
Pharmacology
Farmakologia
Abstract: Parkinson's disease is a neurodegenerative disease where the nigrostriatal dopaminergic cells die gradually causing severe motor symptoms. Current treatment of the disease relieves the symptoms but does not affect the progression of the disease, nor does it have a neuroprotective effect. The most important drug for the treatment of Parkinson's disease is L-dopa, the precursor of dopamine. With long-term use, L-dopa loses its efficacy and patients start to get adverse effects. The most significant adverse effects are abnormal involuntary movements called dyskinesias. In the literature review of this thesis Parkinson's disease and its treatment is briefly described. Review focuses on the description of the brain cholinergic and histaminergic systems and their receptors along with the available studies about cholinergic and histaminergic neurotransmission in Parkinson's disease 6-hydroxydopamine (6-OHDA) rodent model. The experimental part of this thesis consisted of two different set of experiments and in both of these the dopamine neurons were destroyed unilaterally by injecting 6-OHDA into the striatum. The aim of the first experiment was to examine histamine H3-receptor antagonist JNJ-39220675 and α7-nicotinic receptor agonist PHA-543613, and their combination therapy effects on motor function and the concentrations of striatal neurotransmitters in hemiparkinsonian mice. Effects on motor function were studied two and four weeks after the 6-OHDA injection with cylinder test, the D-amphetamine-induced rotations, and the inverted grid test. After behavioral tests, mice were sacrificed and striatal neurotransmitter concentrations were determinated by HPLC. The aim of the second experiment was to examine if nicotine can relieve L-dopa-induced dyskinesias. In this experiment 6-OHDA was injected at two sites into the striatum, which was intended to produce more extensive destruction of dopaminergic neurons than in the first experiment. The extent of the lesion by 6-OHDA was verified before starting chronic L-dopa treatments with cylinder test. One month after the 6-OHDA injection, five mice were sacrificed and their striatum and substantia nigra sections were measured for destruction of dopaminergic neurons by immunohistochemical TH-staining. Chronic L-dopa treatment with benserazide was started 49‚àí63 days after the 6-OHDA injection. At the same time, mice were divided into two groups. Half of them got normal drinking water and half got nicotine water. During the chronic L-dopa treatment, development of dyskinesias was observed once a week by video tracking. The cylinder test was also done once again after starting the L-dopa treatment. In the first experiment, H3-receptor antagonist JNJ-39220675 showed promising results in improving motor function. Mice used the impaired (contralateral) paw more in the cylinder test and rotated less to the ipsilateral side in the D-amphetamine-induced rotation test than control animals two weeks after the 6-OHDA injection. Combination therapy also reduced the ipsilateral rotations but in the cylinder test it had no effect two weeks after 6-OHDA injection. Because the asymmetry in behavioural tests were caused by destroying dopaminergic neurons, balancing of the motor skills can result from decreased levels of dopamine in the intact side or from increased dopamine levels or stronger dopaminergic postsynaptic transmission in the lesion side. The results four weeks after 6-OHDA injection are not reliable because the striatal samples showed that dopamine concentrations in the lesion side were very close to that of the intact side indicating recovery from the lesion. In the second experiment, mice developed dyskinesias which were decreased with nicotine treatment. Mice also used the contralateral side paw less indicative of loss of dopamine neurons. In agreement, TH-immunostaining confirmed significant loss of TH-positive neurons. Based on these findings, the 6-OHDA injection site, the selected drug doses, and the experimental design seem to fit the evaluation of dyskinesias. The occurrence of dyskinesias and nicotine's effect on them was seen strongest in the body movements. Dyskinesias in forelimbs were minor, but the nicotine treatment decreased them also.Parkinsonin tauti on keskushermostoa rappeuttava sairaus, jossa nigrostriataaliset dopaminergiset liikehermosolut tuhoutuvat, mikä aiheuttaa taudille tyypillisiä motorisia oireita. Tämänhetkinen lääkehoito perustuu pääasiassa taudin oireiden helpottamiseen, mutta se ei vaikuta taudin etenemiseen tai hermoston rappeutumisen estämiseen. Tärkein käytössä oleva lääkeaine on dopamiinin esiaste L-dopa, jonka pitkäaikaista käyttöä rajoittaa sen puutteellinen teho ja haittavaikutukset, joista merkittävimpiä ovat pakkoliikkeet eli dyskinesiat. Tämän tutkielman kirjallisessa osassa käsitellään lyhyesti Parkinsonin tautia ja sen lääkehoitoa. Syvällisemmin keskitytään kolinergisen järjestelmän nikotiinireseptoreihin ja histamiinireseptoreihin, sekä näihin reseptoreihin vaikuttavien lääkeaineiden vaikutuksiin Parkinsonin taudin 6-OHDA-jyrsijämallissa. Tutkimuksen kokeellinen osa koostui kahdesta osakokeesta, joissa hiirille tehtiin toispuoleinen leesio striatumiin 6-hydroksidopamiinilla (6-OHDA:lla). Ensimmäisen osakokeen tarkoitus oli selvittää histamiinin H3-reseptoriantagonistin JNJ-39220675:n ja α7-nikotiinireseptoriagonistin PHA-543613:n, sekä niiden yhdistelmähoidon vaikutuksia hiirien motoriikkaan ja striatumin välittäjäainepitoisuuksiin. Vaikutuksia motoriikkaan tutkittiin kahden ja neljän viikon kuluttua 6-OHDA-injektiosta sylinteritestillä, D-amfetamiinilla aiheutetun pyörimiskäyttäytymisen kokeella sekä riippumistestillä. Käyttäytymiskokeiden jälkeen hiiret lopetettiin, ja niiden striatumeista määritettiin HPLC-laitteistolla dopamiinin ja 5-HT:n, sekä näiden aineenvaihduntatuotteiden pitoisuudet. Toisen osakokeen tarkoituksena oli selvittää, lievittääkö nikotiini Ldopan aiheuttamia dyskinesioita. Tässä kokeessa 6-OHDA injektoitiin kahteen eri kohtaan striatumia, minkä tarkoitus oli aiheuttaa laajempi dopaminerginen hermosolutuho kuin ensimmäisessä osakokeessa. Leesioiden kehittymistä havainnoitiin sylinteritestillä kaksi kertaa ennen lääkehoidon aloitusta. Ennen L-dopahoidon aloitusta osa hiiristä lopetettiin, ja niiden striatum- ja substantia nigra -alueilta analysoitiin immunohistokemiallisella TH-värjäyksellä dopamiinihermosolujen tuhoutumisen laajuutta. Päivittäinen Ldopahoito yhdessä benseratsidin kanssa aloitettiin, kun 6-OHDA-injektiosta oli kulunut 49‚àí63 vuorokautta. Samaan aikaan osalle hiiristä vaihdettiin normaalin juomaveden tilalle nikotiinivesi. Lääkehoidon aikana dyskinesioiden kehittymistä havainnoitiin videoimalla hiiriä kerran viikossa. Lisäksi sylinteritesti tehtiin vielä kerran kuukauden kuluttua L-dopahoidon aloituksesta. Ensimmäisessä osakokeessa H3-reseptoriantagonisti JNJ-39220675 näytti lupaavalta motoriikan parantamisessa, koska viikolla 2 tehdyssä sylinteritestissä hiiret käyttivät enemmän leesion heikentämän puolen tassua ja pyörivät vähemmän leesion suuntaan eli ipsilateraalisesti D-amfetamiinilla aiheutetun pyörimiskäyttäytymisen kokeessa kuin kontrollihiiret. Myös yhdistelmähoito vähensi pyörimistä, mutta sylinteritestissä hoidolla ei ollut vaikutusta hiirien tassujen käyttöön viikon 2 kokeissa. Koska epäsymmetria motoriikassa saatiin tuhoamalla dopaminergiset hermosolut toispuoleisesti, voi motoriikan tasapainottuminen olla seurausta dopamiinin vapautumisen estosta terveellä puolella, leesiopuolen dopamiinin vapautumisen lisääntymisestä tai dopaminergisen postsynaptisen signaloinnin vahvistumisesta leesiopuolella. Viikolla 4 saadut käyttäytymiskokeiden tulokset eivät ole luotettavia, sillä striatumnäytteistä tehtyjen analyysien perusteella dopamiinipitoisuudet leesiopuolella olivat hyvin lähellä terveen puolen arvoja. Tämä merkinnee sitä, että leesio on lähtenyt palautumaan. Toisessa osakokeessa hiirille ilmaantui dyskinesioita, joita nikotiinihoito vähensi. Lisäksi sylinteritestissä leesion heikentämän puolen etutassun käyttö oli vähäisempää, mikä näkyi myös TH-värjäysten tuloksissa. Näiden perusteella 6-OHDA:n injektiopaikka, valitut lääkeaineannokset ja koeasetelma näyttävät sopivan dyskinesioiden arviointiin. Dyskinesioiden esiintyminen ja nikotiinin vaikutus niihin näkyi voimakkaimpana vartalon alueen liikkeissä. Raajojen liikkeissä dyskinesiat jäivät vähäisiksi, mutta nikotiinihoito laski niitäkin.
Subject: 6-OHDA
L-dopa
JNJ-39220675
PHA-543613
Parkinson's disease
nicotine
histamine
H3-receptor
Parkinsonin tauti
nikotiini
histamiini
H3-reseptori


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record